TW201404074A - 關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法 - Google Patents

Abstract

關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法，適用於複雜的電信寬頻網路訊務分佈行為分析，著重訊務關連交互影響分析，可透過時間性關連或空間(銜接)性之關連，與已知基準訊務樣式進行關連分析與比對，進一步過濾篩選可能之電路訊務異常選項。進而察覺隱匿於網路訊務行為中的徵兆，及早發現網路訊務問題的成因。

Description

關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法

本發明係關於一種寬頻網路訊務異常之診斷方法，尤其是關於一種關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法，係強調以時間性或銜接性的關連式法則分析，應用於電信寬頻網路訊務異常之察覺與診斷。

在電信維運網路龐大而複雜的網路運行工作中，存在許多網路訊務管理面的資訊與徵兆，無法被現有的網路管理系統亦或訊務分析系統予以自動化察覺，其關鍵原因在於針對異常訊息的智慧辨識技術所限制，且往往所需之比對辨識運算龐大，不易進行處理，因此針對訊務異常的偵測與診斷範圍，仍僅止於當電路頻寬使用率高於或低於指定門檻值，發出警示與通報處理，未能提供更細緻的察覺與診斷技術。

本發明之目的在於提供一種彈性化、可模組化的寬頻網路訊務之異常診斷方法與統計分析計算工具，可藉由網路訊務行為的歷史經驗模式、網路設備間銜接電路的訊務互動消長行為，依循一套適切的邏輯計算與處理原則，搭配電路群組與關連式法則，建立之單一電路或具關連性之電路群組，以現有之寬頻網路訊務監測為基礎，進一步藉由電路訊務分佈狀況，訊務短、中、長期消長趨勢與變化，套用適用之關連比對樣式，藉此偵測與診斷寬頻網路上已發生或可預見，但依目前傳統技術無法被發現之異常訊務行為。

為達成上述發明目的，關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法其技術內容為針對寬頻網路上欲監測診斷之電路，依其電路特性賦予系統給定之網路類別與監測屬性。而後加入系統監測佇列，週期性進行其監測屬性之檢驗。每個監測佇列上之電路，皆可透過事先定義之監測屬性，配置對應的訊務異常偵測流程控制，異常訊務偵測流程的每一道處理關卡，則利用可擴充延展的異常訊務分析方法叢集，進行異常偵測診斷，並提供關卡之診斷數據，再由該流程的主核心控制綜整訊務診斷結果，並進入系統告警處理、疏通管理與通報作業。此流程可經由起始門檻值之檢驗觸發，或例行性日常工作排程啟動。

承上所述，本發明可歸納成下列方式：一種關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法，其包含下列步驟：電路屬性與多重訊務診斷分析流程指派，係提供一電路診斷方向賦予機制，並給定一電路偵測診斷之一觸發條件或一排程時間；訊務異常偵測流程控制，係提供已達該觸發條件或該排程時間之一電路進入一異常偵測流程，該異常偵測流程更包含一訊務異常偵測分析方法之彈性化流程組合與一最終診斷結果控制，其中該異常偵測流程中具有複數個異常偵測關卡，該複數個異常偵測關卡之方法皆由一異常訊務關連式分析方法叢集所取用；異常訊務關連式分析方法叢集，係提供該複數個異常偵測關卡之診斷方法，其中每一異常訊務關連式分析方法叢集之方法係由一資料數理分析叢集所取用；資料數理分析叢集，係提供該異常訊務關連式偵測診斷方法之一數理運算工具；以及異常診斷結果觸發處理方法，係提供該異常訊務關連式分析方法偵測結果為一正向時之通報與一疏通觸發機制。

在本發明中，其中電路屬性與多重訊務診斷分析流程指派方法，更包含下列步驟：電路屬性賦予，指派該電路之一偵測啟動方式、一網路類別以及一偵測類別；以及流程與門檻值賦予，指派該電路之流程以及一異常門檻值。

在本發明中，其中訊務異常偵測流程控制方法，更包含下列步驟：流程偵測檢定關卡組裝，指派該訊務異常偵測流程所需要之異常偵測方法；以及流程最終診斷結果評定，依據該複數個異常偵測關卡所提供之偵測與診斷數據，評定該訊務異常偵測流程之該異常門檻值檢驗通過與否。

在本發明中，其中異常訊務關連式分析方法叢集方法，更包含下列步驟：忙時判定，係以該資料數理分析叢集之一極值落點定位，判定一單一電路之忙時訊務的所在時段；忙時集中度量測，係量測該單一電路忙時的集中程度，以該資料數理分析叢集之一極值叢集分群定位法計算序訊務列分群狀況，包含一忙時區段數、各個忙時延續時段及訊務量大小以及各個忙時起始時段；訊務分佈差異量測，係量測電路兩段等距時間及訊務分佈的差異，利用資料數理分析叢集之面積差絕對值分析法與單序列梯度變異分析法，量測值包含一總訊務差、一總分段訊務差以及一訊務變異梯度序列，並依據使用者所預定之門檻給定一三值連集或一交集之濾出條件；訊務碰頂偵測，係檢定該單一電路是否發生一訊務碰頂，當一訊務序列中，連續條件或近似連續條件達到頻寬之一滿載門檻時，且一序列梯度變異係數皆小於一容忍值，即判斷為該訊務碰頂；訊務漏斷偵測，係檢定該單一電路是否發生一訊務漏斷，當一電路訊務特性為一例行性穩定訊務時，該序列梯度變異係數存在大於該容忍值者，即判斷為該訊務漏斷；以及負載 偏離偵測，係檢定一群組電路進行訊務負載平衡時，是否發生一負載偏離現象，經由電路屬性與多重訊務診斷分析流程指派方法之電路屬性賦予指派給定之一負載偏離門檻值，將群組電路之訊務序列導入該資料數理分析叢集之一負載權重分析法，所得序列中有任何序列值超過該負載偏離門檻值，即判定為該負載偏離。

在本發明中，其中資料數理分析叢集方法，更包含下列步驟：極值落點定位，係對輸入之一有限序列，引用排序演算法找出其一最大或一最小值與其於序列中之所在位置；極值叢集分群定位，針對輸入之一有限序列進行鄰近加總，當收斂為另一序列後，再以一般排序演算法取出數個領先數值，且實施落點分析，具序列連續性則計為同一群，並統計最終群數並回傳輸出值；面積差絕對值分析法，針對輸入之二有限序列，以同一時序之一基準數值減去一參考數值，取其總和為面積差，取其絕對值總和為絕對值面積差；負載權重分析法，針對輸入之多組有限序列，則可將此多組有限序列之同一時序計算加總，則此多組有限序列之負載權重序列，為其原有限序列，各自除以其所在時序的時序值的合；單序列梯度變異分析法，針對輸入之一有限序列，以序列上相鄰兩個序列值的差，除以序列中之最大值作為單序列梯度的變異值序列，考量到單一序列值的變動起伏，可佐以另一變異值序列，其中相鄰兩個序列值的差，置換成序列值與前k個序列值平均的差；以及雙序列梯度變異分析法，針對輸入之二有限序列，以同一時序之基準數與參考值的差，除以參考值序列中之最大值，作為雙序列梯度的變異值序列。

本發明所提供之關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法，與其 他習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1.訊務分佈與變化判斷辨識智慧化，可著重在數理統計數值的相鄰之監測時段、相異時間同一時段，或同一指定群組電路，進行關連式連動分析。

2.以關連性原則進行訊務忙時描繪(落點與集中程度)與訊務差異性比對。

3.提供訊務碰頂與例行性穩定訊務漏斷偵測之可能性預警偵測。

4.整合電路特性賦予與關連比對，有效收斂比對與分析複雜度。

5.異常訊務分析方法叢集與資料數理分析叢集切割獨立存在，並存在參照關係，有利於資料數理分析元件的重複引用，且兩者皆具擴充延展性，可彈性加入新的辨識診斷方法與數理分析方法，增加診斷的可擴充性。

總結以上所述，本案在技術思想實屬創新，並相較於傳統設計具備更多整合與彈性功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但並不用於限定本發明。

本發明採用兩種訊務診斷情境，其一為由系統針對所有診斷之電路加入週期性(每日、週、月)排程，其二則是配合即時訊務監測的初步簡易 結果：訊務高於、低於指定門檻值或其他條件，加以觸發後續的訊務異常偵測流程，此設計可提供電路偵測需求的彈性。以下，結合附圖對本發明進一步說明：

請參閱圖1所示，為本發明關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法之方塊圖，係包括：

一設備電路屬性指派模組10，係系統中針對設備、電路之不同面向及需要，予以屬性賦予與診斷條件方法賦予。分為電路類別屬性賦予11、電路診斷流程與門檻值賦予12兩個子模組。

一訊務異常偵測流程控制模組20，為異常訊務分析診斷之流程主控模組，結合流程控制與至少一個以上異常訊務關連式分析關卡21形成多個流程，流程之建構是透過偵測檢定關卡之組裝，結合流程最終診斷結果評定站組合而成，供設備電路屬性指派模組10中電路屬性予以指定。

一異常訊務關連式分析方法叢集30，為一訊務分析檢定功能模組叢集，係用以提供單一檢定目標之訊務異常診斷之分析功能，包含忙時判定31、忙時集中度量測32、訊務分佈差異量測33、訊務碰頂偵測34、訊務漏斷偵測35、負載偏離偵測36諸方法。此功能模組叢集中任一分析功能數值方法運算，皆透過呼叫與組合資料數理分析叢集中的運算子模組而達成。

一資料數理分析叢集40，為一運算模組叢集，係用以提供訊務異常診斷之數理分析運算與結果回傳，包含極值落點定位41、極值叢集分群定位42、面積差絕對值分析43、梯度變異分析44、單序列梯度變異分析45與雙序列梯度變異分析46之運算子模組。

一異常診斷結果觸發處理模組50，用以處理訊務診斷結果為異常時， 後續應觸發之告警管理51、疏通流程52與通報作業53。

當電路即時訊務進行例行性收集與監測時，依據預先指定之訊務特性，發現訊務高於、低於某門檻值或滿足一定條件時，即可進入該電路預先給定之偵測診斷流程，基於物件化導向設計原則，同一條電路之條件觸發可導向複數個偵測診斷流程集合，且同一條電路之不同條件觸發可導向相異之偵測診斷流程集合。

異常訊務偵測診斷流程是由多個異常訊務關連式分析方法，形成一道道偵測診斷關卡，並結合流程控制邏輯而組成，與檢驗之目的互為對應，且於流程終站依據各關卡回傳之診斷數據產出判定結果，若結果為負向(negtive)，則僅需將結果存入資料庫記錄備案。若結果為正向(positive)，則需將相關數據與判定結果通報異常診斷結果觸發處理模組。

異常診斷結果觸發處理模組負責監聽來自異常訊務偵測診斷流程控制模組的訊務異常通報，一旦收到通報，則需根據異常訊務發生之電路/電路群組，檢視其告警接收名單、接受通報系統名單、疏通流程，進行對應的處理作業。

訊務異常偵測流程控制20中之每一異常偵測關卡之方法皆由異常訊務關連式分析方法叢集30中取得，而關連式分析方法叢集30中之每一方法數理運算方法皆由資料數理分析叢集40中取得。其關連式分析方法與對應之數理分析描述如下：

忙時判定31、忙時集中度量測32係利用極值落點定位41、極值叢集分群定位42之數值方法加以判斷量測，極值落點定位41引用排序演算法找出該時間區段訊務最大/最小值於序列中的所在位置。極值叢集分群定位 42則將極值分佈進行分群，藉以觀察序列中的分佈與離散程度，在本發明中，依據訊務分析的實際需要，分為單群、兩群與多群(3群以上)三種，因訊務分佈分析以24小時為最適宜，故計算方法為針對序列進行鄰近加總，以收斂為24個序列後，再取取出前4個極(大/小)值，實施落點分析，具序列連續性則計為同一群，再觀察最終的群數，藉此判定忙時的集中與延續程度。

訊務分佈差異量測33係利用資料數理分析叢集40中之面積差絕對值分析43與雙序列梯度變異分析45，取得基準與參考時間區段的總訊務差、總分段訊務差以及訊務變異梯度序列，藉此計算兩者訊務量分佈變化的程度與同一時段時段訊務變動的狀況。

訊務碰頂偵測34、訊務漏斷偵測35係利用資料數理分析叢集40中之單序列梯度變異分析44，搭配電路類別屬性賦予11、電路診斷流程與門檻值賦予12中給定的使用頻寬上限與訊務特性加以判定，當序列中，連續3個數值或連續5個數值中有4個達到頻寬上限的95%時，且梯度變異係數皆小於0.5%時，即判斷為訊務碰頂；而當電路訊務特性為例行性穩定訊務，且序列梯度變異係數存在大於3%者，即應判斷為訊務漏斷。

負載偏離偵測36係利用資料數理分析叢集40中之負載權重分析46，藉由監測n組有限序列的負載權重序列，當負載權重超過原來的30%時，即應判斷為負載偏離。

資料數理分析叢集40中實施方法詳述如下：

極值落點定位41：

輸入：i.一有限序列，ii.極值類別(最大/最小值)； 輸出：i.最大/最小值，ii.所在序列位置；運作方法：以一般排序演算法運作之，並回傳輸出值。

極值叢集分群定位42：

輸入：i.一有限序列，ii.極值類別(最大/最小值)；輸出：i.群數，ii.群元素集合，iii.在序列起始位置；運作方法：針對序列進行鄰近加總，收斂為m個序列後，再以一般排序演算法，取出極值的前n個數值，實施落點分析，具序列連續性則計為同一群，統計最終群數，並回傳輸出值。

面積差絕對值分析43

輸入：i.二有限序列，一為參考序列，一為基準序列；輸出：i.面積差，ii.絕對值面積差；運作方法：以同一時序之基準數值減去參考數值，取其總和為面積差，取其絕對值總和為絕對值面積差，回傳此二數值。

負載權重分析44

輸入：i. n組有限序列；輸出：i. n組有限序列；運作方法：令此n組有限序列分別為<a _1i >,<a _2i >,...,<a _ni >，則回傳代表此n組有限序列所佔權重序列為,,...,。

單序列梯度變異分析45

輸入：i.一有限序列，ii.變異參考序列數；輸出：i.一有限序列； 運作方法：一元素個數為n之有限序列，輸入變異參考序列數為k，以(自i>k開始；其中d _i 為第i個序列值，為第i個序列值的前k個序列值之平均值，d _max為該序列之最大序列值)，回傳<C _i >序列。

雙序列梯度變異分析46

輸入：i.二有限序列，一為參考序列，一為基準序列；輸出：i.一有限序列；運作方法：以同一時序之基準數值減去參考數值，取(其中d _i 與分別為基準與參考序列中第i個序列值，d _max為參考序列之最大序列值)，回傳<C _i >序列。

如附圖1所示，為本發明面積差絕對值分析43，將基準與參考的訊務數值序列進行關連分析比較，計算其序列的絕對值差總合，藉以量化評定基準與參考的訊務分佈差異狀況。

如附圖2所示，此為本發明中，單序列梯度變異分析45與雙序列梯度變異分析46之參照函數，為計算變動梯度值之轉換依據，藉以評定序列各個過程的梯度變異大小。因上述之兩種計算式與，數值可能有正有負，當值為負時，應透過此轉換函數變換成正數，達到量化一致，數值診斷方具有意義。

以上該僅為本發明之較佳實施例，並非用來限定本發明之實施範圍；如果不脫離本發明之精神和範圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明申請專利範圍的保護範圍當中。

10‧‧‧設備電路屬性指派模組

11‧‧‧電路類別屬性賦予

12‧‧‧電路診斷流程與門檻值賦予

20‧‧‧訊務異常偵測流程控制模組

21‧‧‧異常訊務關連式分析關卡

30‧‧‧異常訊務關連式分析方法叢集

31‧‧‧忙時判定

32‧‧‧忙時集中度量測

33‧‧‧訊務分佈差異量測

34‧‧‧訊務碰頂偵測

35‧‧‧訊務漏斷偵測

36‧‧‧負載偏離偵測

40‧‧‧資料數理分析叢集

41‧‧‧極值落點定位

42‧‧‧極值叢集分群定位

43‧‧‧面積差絕對值分析

44‧‧‧負載權重分析

45‧‧‧單序列梯度變異分析

46‧‧‧雙序列梯度變異分析

50‧‧‧異常診斷結果觸發處理模組

51‧‧‧告警管理

52‧‧‧疏通流程

53‧‧‧通報作業

圖1係為本發明之關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法之方塊圖。

10‧‧‧設備電路屬性指派模組

11‧‧‧電路類別屬性賦予

12‧‧‧電路診斷流程與門檻值賦予

20‧‧‧訊務異常偵測流程控制模組

21‧‧‧異常訊務關連式分析關卡

30‧‧‧異常訊務關連式分析方法叢集

31‧‧‧忙時判定

32‧‧‧忙時集中度量測

33‧‧‧訊務分佈差異量測

34‧‧‧訊務碰頂偵測

35‧‧‧訊務漏斷偵測

36‧‧‧負載偏離偵測

40‧‧‧資料數理分析叢集

41‧‧‧極值落點定位

42‧‧‧極值叢集分群定位

43‧‧‧面積差絕對值分析

44‧‧‧負載權重分析

45‧‧‧單序列梯度變異分析

46‧‧‧雙序列梯度變異分析

50‧‧‧異常診斷結果觸發處理模組

51‧‧‧告警管理

52‧‧‧疏通流程

53‧‧‧通報作業

Claims (5)

1. 一種關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法，其包含下列步驟：a.電路屬性與多重訊務診斷分析流程指派，係提供一電路診斷方向賦予機制，並給定一電路偵測診斷之一觸發條件或一排程時間；b.訊務異常偵測流程控制，係提供已達該觸發條件或該排程時間之一電路進入一異常偵測流程，該異常偵測流程更包含一訊務異常偵測分析方法之彈性化流程組合與一最終診斷結果控制，其中該異常偵測流程中具有複數個異常偵測關卡，該複數個異常偵測關卡之方法皆由一異常訊務關連式分析方法叢集所取用；c.異常訊務關連式分析方法叢集，係提供該複數個異常偵測關卡之診斷方法，其中每一異常訊務關連式分析方法叢集之方法係由一資料數理分析叢集所取用；d.資料數理分析叢集，係提供該異常訊務關連式偵測診斷方法之一數理運算工具；以及e.異常診斷結果觸發處理方法，係提供該異常訊務關連式分析方法偵測結果為一正向時之通報與一疏通觸發機制。
2. 如申請專利範圍第1項所述之關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法，其中電路屬性與多重訊務診斷分析流程指派方法，更包含下列步驟：a.電路屬性賦予，指派該電路之一偵測啟動方式、一網路類別以及一偵測類別；以及b.流程與門檻值賦予，指派該電路之流程以及一異常門檻值。
3. 如申請專利範圍第1項所述之關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法，其中訊務異常偵測流程控制方法，更包含下列步驟：a.流程偵測檢定關卡組裝，指派該訊務異常偵測流程所需要之異常偵測方法；以及b.流程最終診斷結果評定，依據該複數個異常偵測關卡所提供之偵測與診斷數據，評定該訊務異常偵測流程之該異常門檻值檢驗通過與否。
4. 如申請專利範圍第1項所述之關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法，其中異常訊務關連式分析方法叢集方法，更包含下列步驟：a.忙時判定，係以該資料數理分析叢集之一極值落點定位，判定一單一電路之忙時訊務的所在時段；b.忙時集中度量測，係量測該單一電路忙時的集中程度，以該資料數理分析叢集之一極值叢集分群定位法計算序訊務列分群狀況，包含一忙時區段數、各個忙時延續時段及訊務量大小以及各個忙時起始時段；c.訊務分佈差異量測，係量測電路兩段等距時間及訊務分佈的差異，利用資料數理分析叢集之面積差絕對值分析法與單序列梯度變異分析法，量測值包含一總訊務差、一總分段訊務差以及一訊務變異梯度序列，並依據使用者所預定之門檻給定一三值連集或一交集之濾出條件；d.訊務碰頂偵測，係檢定該單一電路是否發生一訊務碰頂，當一訊務序列中，連續條件或近似連續條件達到頻寬之一滿載門檻時，且一 序列梯度變異係數皆小於一容忍值，即判斷為該訊務碰頂；e.訊務漏斷偵測，係檢定該單一電路是否發生一訊務漏斷，當一電路訊務特性為一例行性穩定訊務時，該序列梯度變異係數存在大於該容忍值者，即判斷為該訊務漏斷；以及f.負載偏離偵測，係檢定一群組電路進行訊務負載平衡時，是否發生一負載偏離現象，經由電路屬性與多重訊務診斷分析流程指派方法之電路屬性賦予指派給定之一負載偏離門檻值，將群組電路之訊務序列導入該資料數理分析叢集之一負載權重分析法，所得序列中有任何序列值超過該負載偏離門檻值，即判定為該負載偏離。
5. 如申請專利範圍第1項所述之關連式法則分析寬頻網路訊務之異常診斷方法，其中資料數理分析叢集方法，更包含下列步驟：a.極值落點定位，係對輸入之一有限序列，引用排序演算法找出其一最大或一最小值與其於序列中之所在位置；b.極值叢集分群定位，針對輸入之一有限序列進行鄰近加總，當收斂為另一序列後，再以一般排序演算法取出數個領先數值，且實施落點分析，具序列連續性則計為同一群，並統計最終群數並回傳輸出值；c.面積差絕對值分析法，針對輸入之二有限序列，以同一時序之一基準數值減去一參考數值，取其總和為面積差，取其絕對值總和為絕對值面積差；d.負載權重分析法，針對輸入之多組有限序列，則可將此多組有限序列之同一時序計算加總，則此多組有限序列之負載權重序列，為其 原有限序列，各自除以其所在時序的時序值的合；e.單序列梯度變異分析法，針對輸入之一有限序列，以序列上相鄰兩個序列值的差，除以序列中之最大值作為單序列梯度的變異值序列，考量到單一序列值的變動起伏，可佐以另一變異值序列，其中相鄰兩個序列值的差，置換成序列值與前k個序列值平均的差；以及f.雙序列梯度變異分析法，針對輸入之二有限序列，以同一時序之基準數與參考值的差，除以參考值序列中之最大值，作為雙序列梯度的變異值序列。