TWI597952B - Broadband Internet service quality monitoring system - Google Patents

Description

寬頻上網服務品質監視系統

本發明係關於一種寬頻上網服務品質監視系統，特別是指提供用戶寬頻上網服務之應用；透過資料收集模組、品質計算與分析模組、品質呈現模組以及資料庫系統等技術所組成之寬頻上網服務品質監視系統。

隨著寬頻網路的普及，各式各樣的網路服務陸續推出，用戶除了可以瀏覽網頁、上下載檔案資料，也可以利用撥打網路電話、視訊電話做為連絡管道，也可以透過網路電視觀看高畫質電視節目。也由於這些多元化的網路服務不斷推出，相對地提高了用戶對於網路連線的需求，因此促使電信業者不斷地提升網路連線速率與品質，來增加產品在市場上的競爭力。

為了解網路連線速率與品質，用戶會使用測速網站、測速軟體等各種測試網路連線速率方法去測試家中網路連線速率是否達到所承租的網路服務連線速率，但其量測結果會受到用戶家中電腦設備等級、其他家中終端設備、使用Wi-Fi無線網路等複雜家庭網路環境影響，雖然現有之技術能排除、過濾用戶端因素來測試取得真正的網路連線速率，但是電信業一直以來缺乏綜整面向的分析方法，而無法從個別量測結果了解電信服務端所提供的網路服務在整體、各區域、各速率 間之品質狀況如何。二來即便量測結果異常，也無法從眾多的網路設備中去分析或判斷異常設備障礙點之所在。

由此可見，上述習用方式仍有諸多缺失，實非一良善之設計，而亟待加以改良。

本發明之目的即在於現有的寬頻服務網路架構下，提出一種透過資料數據收集並計算出能真實呈現服務品質情況之寬頻上網服務品質監視系統；透過提供不同區域維運單位所需的服務品質分數，使維運單位能夠快速地掌握寬頻上網服務品質。

本發明之次一目的係在於能提供異常設備障礙點判斷功能，當異常速率量測結果發生時，維運單位可透過本系統快速地找出異常設備障礙點，早一步針對問題設備進行處理，幫助提升服務品質滿意度。

達成上述發明目的之寬頻上網服務品質監視系統，係由資料收集模組、品質計算與分析模組、品質呈現模組以及資料庫系統所組成；其中資料收集模組負責分配不同區域、速率的抽測客戶數，並收集其上傳及下載服務速率資料。品質計算與分析模組負責將所收集到的資料依據規則計算成品質分數資訊，並從品質分數差的區域篩選異常速率用戶，結合用戶上網路由設備資料、用戶申告資料以及網管設備障礙資料，分析出異常設備障礙點。品質呈現模組則負責顯示不同區域、速率之服務品質分數資訊以及異常設備障礙點判斷結果。

綜上所述，本發明之寬頻上網服務品質監視系統透過抽樣分析用戶之服務速率資料，並經由客觀之品質指標進行分析，以提供管理端 更有準確以及更有效率的管理環境。

1‧‧‧資料收集模組

11‧‧‧用戶組態資料收集單元

12‧‧‧設備網管資料收集單元

13‧‧‧用戶申告資料收集單元

14‧‧‧抽樣規則管理單元

15‧‧‧測速資料收集單元

2‧‧‧品質計算與分析模組

21‧‧‧資料處理單元

22‧‧‧品質分數計算單元

23‧‧‧異常設備分析單元

3‧‧‧品質呈現模組

31‧‧‧綜整面向呈現單元

32‧‧‧異常速率篩選單元

33‧‧‧異常設備呈現單元

4‧‧‧資料庫系統

S201~S204‧‧‧步驟

S301~S304‧‧‧步驟

S401~S404‧‧‧步驟

501、502‧‧‧匯集設備

601‧‧‧長期(月)服務品質顯示範例圖之時間範圍

602‧‧‧長期(月)服務品質顯示範例圖之區域

603‧‧‧長期(月)服務品質顯示範例圖之速率

604‧‧‧長期(月)服務品質顯示範例圖之品質分數

701‧‧‧異常速率篩選範例圖之查詢日期條件資訊

702‧‧‧異常速率篩選範例圖之查詢區域條件資訊

703‧‧‧異常速率篩選範例圖之查詢速率條件資訊

704‧‧‧異常速率篩選範例圖之查詢速率小於比率條件資訊

801‧‧‧異常設備障礙點

802‧‧‧用戶申告資料明細

803‧‧‧網管設備障礙資料明細

804‧‧‧用戶路由設備資料明細

N1‧‧‧網際網路

U1‧‧‧用戶

第1圖為本發明寬頻上網服務品質監視系統之系統架構圖。

第2圖為本發明之抽樣方法流程圖。

第3圖為本發明之品質分數計算流程圖。

第4圖為本發明之異常設備分析流程圖。

第5圖為本發明之路由設備匯集判斷方法示意圖。

第6圖為本發明應用於長期(月)服務品質之顯示範例圖(全區)。

第7圖為本發明應用於異常速率篩選之顯示範例圖。

第8圖為本發明應用於異常設備呈現之顯示範例圖。

以下將描述具體之實施例以說明本發明之實施態樣，惟其並非用以限制本發明所欲保護之範疇。

請參閱第1圖，其為本發明寬頻上網服務品質監視系統之系統架構圖，該系統包含資料收集模組1、品質計算與分析模組2、品質呈現模組3以及資料庫系統4。各子模組之定義與關係說明如下：資料收集模組1係負責在寬頻上網服務網路架構中透過抽樣規則分配不同區域、速率的抽測客戶數並收集上傳與下載之傳輸測速結果資料外，並負責收集用戶組態資料、用戶申告資料以及設備網管資料，以供品質計算與分析模組使用。其係由用戶組態資料收集單元11、設備網管資料收集單元12、用戶申告資料收集單元13、抽樣規則管理單元14以及測 速資料收集單元15所組成，以下分別針對單元進行說明。

用戶組態資料收集單元11係負責收集寬頻上網服務上的所有用戶組態資料。用戶組態資料收集單元11會定期與資源管理系統收集每日更新的異動資料，以保持資料的正確性。其中用戶組態資料包含電路編號、用戶所屬區域、用戶申請的上下行牌告速率、用戶上網路由設備等資料。

設備網管資料收集單元12係透過簡單網路管理通訊協定(Simple Network Management Protocol，簡稱：SNMP)技術收集寬頻上網服務網路架構上之各種網管設備告警資料。當網管設備告警事件發生時，會透過SNMP將設備網管資料傳送給設備網管資料收集單元12；其中設備網管資料包含設備編號、設備類型、告警發生時間以及告警詳細資訊。

用戶申告資料收集單元13係負責受理因寬頻上網服務障礙或品質不佳等情形而進行的申告；用戶可透過語音或網路等方式向客服中心進行申告的動作，而用戶申告資料收集單元則可受理用戶的申告。其中申告資料包含用戶電路編號、障礙或品質不佳發生的時間以及障礙或品質不佳描述情形。

抽樣規則管理單元14係負責分配各區域、速率的抽樣用戶數。然而為了避免對所有用戶進行測速活動而造成整體網路服務品質下降，因此採用抽樣方法進行。其抽樣規則流程如第2圖，說明如下：

(a)設定總抽樣用戶數(S201)。

(b)根據用戶組態資料收集單元11所收集之用戶組態資料去計算各區域用戶數占總用戶數比率(S202)、各區域下各速率用戶數占各 區域用戶數的比率(S203)。

(c)最後再計算出各區域、速率的抽樣用戶數(S204)。其計算公式如下：

符號定義如下：總抽樣用戶數(N)，各區域的抽樣用戶數(N _i )，各區域下各速率的抽樣用戶數(N _ij )，各區域用戶數佔總用戶數比率(P _i )，各區域下各速率用戶數佔各區域用戶數比率(A _j )。

測速資料收集單元15係負責對抽樣規則管理單元14所抽測之用戶收集傳輸測速結果資料。其中傳輸測速結果資料包含用戶電路資料以及實際測得之上傳及下載傳輸速率等可代表傳輸品質資料。

品質計算與分析模組2負責將所收集到的測速資料經過處理後計算成可真實代表現況之品質分數資訊，並從品質分數低落的區域篩選異常速率用戶，結合用戶上網路由設備資料、用戶申告資料以及網管設備障礙資料，分析出異常設備障礙點。其係由資料處理單元21、品質分數計算單元22以及異常設備分析單元23所組成，以下分別針對單元進行說明。

資料處理單元21係負責將測速資料收集單元15所收集到之測速結果資料過濾掉異常值後儲存進資料庫系統。此外，還必須根據不同時間區間(月、日、小時)進行傳輸測速結果資料前處理；資料前處理為根據不同時間區間計算該時間區間內每一用戶之上傳及下載測速資料平均值與最大值，並儲存進資料庫系統以供後續計算品質分數資訊使用。

品質分數計算單元22係負責將經過資料處理單元21前處理 後的品質資料透過品質規則計算成品質分數資訊。由於國內自101年起國家通訊傳播委員會(NCC)對各電信業者的資訊要求揭露方式上，TSR(Typical Speed Range)代表性比值範圍為一標準做法，一般以10/25/50/75/90百分位來顯示電信業者對於所提供之寬頻上網產品的檢驗佐證資料。然而對於維運人員來說，此代表性比值範圍並無法簡單地、快速地讓其了解服務品質是好或壞，也無法用來在不同區域、速率甚至不同電信業者間比較。因此，本發明係以百分位數概念為基礎，搭配設定雙門檻值(T ₁、T ₂)方法來設計出一具代表性之品質分數計算方法，方便不同區域、速率以及電信業者間做比較。其中T ₁代表劣化門檻，也就是維運的最低要求，當服務品質低於此門檻便有用戶開始感到不滿意；T ₂代表優異門檻，也就是品質目標，當服務品質高於此門檻便會使客戶感到滿意。品質分數計算步驟請參考第3圖，說明如下：

(a)將資料處理單元21前處理後的品質資料排序(S301)。

(b)根據不同需求設定雙門檻值(S302)，並計算雙門檻值的百分位數(S303)。

(c)最後再計算出最終代表品質資訊的分數(S304)。其計算公式如下：

符號定義如下：劣化門檻(T ₁)之百分位數(P ₁)，優異門檻(T ₂)之百分位數(P ₂)，劣化門檻(T ₁)之品質分數(S ₁)、優異門檻(T ₂)之品質分數(S ₂)、最終品質分數(S)。

異常設備分析單元23係負責從品質分數差的區域篩選異常速率用戶，結合用戶上網路由設備資料、用戶申告資料以及網管設備障礙資料，分析出異常設備障礙點。異常設備分析步驟請參考第4圖，說明如下：

(a)設定品質分數門檻值(S401)，並取得品質分數低於門檻值的區域(S402)，當某區域品質分數低於門檻值時，代表該區域為品質有待加強區域。

(b)設定異常速率門檻值(S403)，經由異常速率門檻值來過濾出異常用戶，並透過用戶組態資料收集單元11來取得異常用戶之路由設備資料(S404)。同時經由用戶申告資料收集單元13找出該區域之申告用戶，同樣透過用戶組態資料收集單元11來取得申告用戶之路由設備資料(S405)。

(c)以步驟b所取得之路由設備資料為分析資料，先設定路由設備匯集門檻值(S406)，以路由設備匯集門檻值為基準來判斷路由設備是否有匯集(S407)。路由設備匯集判斷方法可參考第5圖，以路由設備匯集門檻值等於3為例，計算在網際網路N1下每個路由設備下的寬頻上網用戶U1之用戶數，其中設備1、設備4皆大於等於路由設備匯集門檻值，即代表設備1、設備4為匯集設備501、502。

(d)最後進入判斷異常設備障礙點流程(S409)，當只有一個匯集設備時，可直接判斷該匯集設備為異常設備障礙點；然而當有多個匯集設備時，則必須參考網管設備障礙資料(S408)，以有網管設備障礙資料的匯集設備優先判斷為異常設備障礙點；若出現多個有網管設備障礙或都沒有網管設備障礙情況時，則以路由路徑較靠近 用戶端的匯集設備為異常設備障礙點。

品質呈現模組3負責從綜整面向來呈現品質分數資訊以及異常設備障礙點判斷結果供維運人員了解。係由綜整面向呈現單元31、異常速率篩選單元32以及異常設備呈現單元33來組成，以下分別針對單元進行說明。

綜整面向呈現單元31，係負責從綜整的面向來呈現服務品質資訊，以符合不同維運人員需求。其中包含了時間範圍、區域、速率三個面向，時間範圍部分有長期(月)、中期(日)、短期(小時)以及使用者自行輸入時間區間，區域部分則包含了北區、南區以及各營運區域，速率則包含各種提供給用戶申請的上網速率；維運人員可根據其需求，透過不同面向、參數搭配查詢品質分數資訊。請參考第6圖，為長期(月)服務品質範例圖，其中包含了時間範圍601、區域602、速率603以及品質分數604。

異常速率篩選單元32，係負責提供查詢各區域、速率測試速率異常之電路號碼，提供給維運人員主動關心了解速率不足的原因。請參閱第7圖，為異常速率篩選範例圖。提供時間區間701、區域702、速率703以及速率小於比率704等四種查詢條件。

異常設備呈現單元33，係負責呈現異常設備障礙點判斷結果供維運人員了解。請參閱第8圖，為異常設備呈現範例圖。除提供異常設備障礙點判斷結果資料801外，還將判斷過程所使用到的用戶申告資料802、網管設備障礙資料803以及用戶路由資料804呈現出來，以供維運人員參考。

資料庫系統4，負責儲存系統運作所需之各種資料以及經計算過後之品質資訊，使得本發明系統可以透過標準查詢語言做存取。

【特點及功效】

本發明所提供之寬頻上網服務品質監視系統，與其它習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1.本發明為一監視系統，係著重於幫助維運人員了解其所提供之服務品質好壞，以及當服務品質不好時，如何透過資料分析快速找出問題點，幫助提早解決問題、提升服務品質滿意度。

2.本發明採用一抽樣方法，透過比例規則分配不同區域、速率的抽測客戶數，可有效避免對所有用戶進行測速活動而造成整體網路服務品質下降之情形。

3.本發明所提供之服務品質分數計算方法，係以百分位數概念為基礎，搭配設定雙門檻值方法來計算出一具代表性之品質分數，能方便維運人員簡單地、快速地了解服務品質的好壞，更能提供做為不同區域、速率甚至電信業者間比較的依據。

4.本發明所提供之綜整面向品質分數資訊，讓維運人員一目瞭然不同時間範圍內各區域、速率所提供的服務品質是否正常。

5.本發明提供一異常速率篩選功能，方便維運人員針對測試速率異常偏低的用戶進行主動關懷，減低用戶申告，幫助提升用戶滿意度。

6.本發明提供一異常設備障礙點判斷方法，從品質分數差的區域篩選異常速率用戶，結合用戶上網路由設備資料、用戶申告資料以及網管設備障礙資料，分析出異常設備障礙點，幫助維運人員找出問題設備，盡早解決問題，提升用戶滿意度。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

1‧‧‧資料收集模組

11‧‧‧用戶組態資料收集單元

12‧‧‧設備網管資料收集單元

13‧‧‧用戶申告資料收集單元

14‧‧‧抽樣規則管理單元

15‧‧‧測速資料收集單元

2‧‧‧品質計算與分析模組

21‧‧‧資料處理單元

22‧‧‧品質分數計算單元

23‧‧‧異常設備分析單元

3‧‧‧品質呈現模組

31‧‧‧綜整面向呈現單元

32‧‧‧異常速率篩選單元

33‧‧‧異常設備呈現單元

4‧‧‧資料庫系統

Claims (17)

1. 一種寬頻上網服務品質監視系統，包含：一資料收集模組，於提供寬頻上網服務之網路擷取用戶之傳輸測速結果資料；一品質計算與分析模組，分析該傳輸測速結果資料，並計算品質分數，並又依據該品質分數提供至少一異常設備障礙點；以及一品質呈現模組，顯示該品質分數資訊以及該至少一異常設備障礙點之判斷結果，其中該品質計算與分析模組包含：一資料處理單元，將該傳輸測速結果資料過濾掉異常值後儲存至一資料庫系統，並根據不同時間區間進行前處理運算，以形成一品質資料；一品質分數計算單元，將經過資料處理單元前處理後的之該品質資料透過一品質規則計算成一品質資訊；以及一異常設備分析單元，從該品質資訊中存取低落之該品質分數，以於該網路之服務區域中篩選出異常速率之該用戶，並依據用戶上網路由設備資料、用戶申告資料、或網管設備障礙資料，分析出該至少一異常設備障礙點。
2. 如請求項1所述之系統，其中該資料收集模組包含：一用戶組態收集單元，收集該網路之複數個用戶之用戶組態資料，以提供該品質計算與分析模組計算該品質分數資訊；一設備網管資料收集單元，收集該網路之網路設備之網管告警事件資料，以提供該品質計算與分析模組計算該品質分數資訊；一用戶申告資料收集單元，收集一用戶申告資料，該用戶申告資料包含 寬頻上網服務之障礙資訊或品質不佳資訊，該用戶申告資料係提供該品質計算與分析模組計算該品質分數資訊；一抽樣規則管理單元，依據該網路之服務區域、速率對該等用戶數進行抽樣；以及一測速資料收集單元，對該抽樣規則管理單元所抽測之該等用戶收集該傳輸測速結果資料。
3. 如請求項2所述之系統，其中該用戶組態資料包含：用戶電路編號、用戶所屬區域資料、用戶所申請之上下行牌告速率資料、或用戶上網路由設備資料。
4. 如請求項2所述之系統，其中該網管告警事件資料包含：設備編號、設備類型、告警發生時間、或告警詳細資訊。
5. 如請求項2所述之系統，其中該用戶申告資料包含：用戶電路編號、申告時間、或申告描述情形。
6. 如請求項2所述之系統，其中該抽樣規則管理單元係根據該用戶組態資料收集單元所收集之該用戶組態資料去計算各區域用戶數占總用戶數比率、各區域下各速率用戶數占各區域用戶數的比率，最後再經由設定總抽樣用戶數來計算出各區域、速率的抽樣用戶數。
7. 如請求項6所述之系統，其中該抽樣規則管理單元之計算公式如下： 符號定義如下：總抽樣用戶數(N)，各區域的抽樣用戶數(N _i )，各區域下各速率的抽樣用戶數(N _ij )，各區域用戶數佔總用戶數比率(P _i )，各區域下 各速率用戶數佔各區域用戶數比率(A _j )。
8. 如請求項2所述之系統，其中該傳輸測速結果資料包含：用戶電路資料、或用戶實際測得之上傳及下載傳輸速率品質結果資料。
9. 如請求項1所述之系統，其中該資料處理單元之資料前處理運算為根據不同時間區間計算該時間區間內每一用戶之上傳及下載測速資料平均值與最大值，並儲存至該資料庫系統以供後續計算該品質分數資訊使用。
10. 如請求項1所述之系統，其中該品質分數計算單元係先將資料處理單元前處理後的品質資料排序，再根據不同需求設定雙門檻值，並計算出雙門檻值的百分位數，最後再計算出最終代表品質資訊的分數。
11. 如請求項10所述之系統，其中該品質分數計算單元之計算公式如下： 符號定義如下：劣化門檻(T ₁)之百分位數(P ₁)，優異門檻(T ₂)之百分位數(P ₂)，劣化門檻(T ₁)之品質分數(S ₁)、優異門檻(T ₂)之品質分數(S ₂)、最終品質分數(S)。
12. 如請求項1所述之系統，其中該異常設備分析單元包含：一門檻值設定子單元，透過設定一品質分數門檻值來取得品質分數低於門檻值的區域；一匯集設備判斷子單元，透過用戶組態資料收集單元來取得異常用戶、申告用戶之路由設備資料，並以此路由設備資料為分析資料，先設定路由設備匯集門檻值，以該路由設備匯集門檻值為基準來判斷路由設備是 否有匯集，以提供至少一匯集設備；以及一異常設備障礙點判斷子單元，判斷該至少一匯集設備是否為該異常設備障礙點。
13. 如請求項12所述之系統，當特定區域品質分數低於該品質分數門檻值時，代表該區域為品質有待加強區域，並又設定一異常速率門檻值，以經由該異常速率門檻值來過濾出異常用戶。
14. 如請求項12所述之系統，其中該匯集設備判斷子單元之路由設備匯集判斷方法係以路由匯集為核心，以計算每一路由設備下的上網服務用戶數，並當該路由設備下之該上網服務用戶數大於或等於該路由設備匯集門檻值，即定義為該匯集設備。
15. 如請求項12所述之系統，其中該異常設備障礙點判斷子單元在該至少一匯集設備之數量為1時，對該匯集設備判斷是否為該異常設備障礙點。
16. 如請求項12所述之系統，其中該異常設備障礙點判斷子單元在該至少一匯集設備之數量大於1時，即參考網管設備障礙資料，以具有該網管設備障礙資料之該匯集設備優先判斷為該異常設備障礙點；並於出現多個具有該網管設備障礙資料或在不具該網管設備障礙資料情況下，則以其路由路徑較靠近用戶端之該匯集設備判斷為該異常設備障礙點。
17. 如請求項1所述之系統，其中該品質呈現模組包含：一綜整面向呈現單元，提供管理端從綜整面向呈現服務品質資訊；一異常速率篩選單元，提供該管理端查詢服務區域、速率之測試速率異常電路；以及一異常設備呈現單元，呈現該至少一異常設備障礙點之判斷結果。