物聯(lián)網(wǎng)端到端監(jiān)控服務(wù)保障系統(tǒng)

【摘要】 物聯(lián)網(wǎng)作為是基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，其網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)，如何實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控服務(wù)成為運(yùn)營商面臨的課題。本文為上海移動的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的端到端質(zhì)量監(jiān)控，做了有針對性的嘗試和探索，提出利用卡池中心和外省漫游無線終端運(yùn)營方案，對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)監(jiān)控服務(wù)具有一定的創(chuàng)新性，可為其他電信相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的指標(biāo)監(jiān)控提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】 漫游 端到端質(zhì)量 撥測

物聯(lián)網(wǎng)作為是基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用，被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)被視為互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心。當(dāng)今在移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷發(fā)展環(huán)境下，以用戶體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。而移動網(wǎng)絡(luò)的多元化監(jiān)控和物聯(lián)網(wǎng)全國跨地域服務(wù)保障面臨著越來越多的瓶頸和問題，通信運(yùn)營商建立一套面向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)是有效保障業(yè)務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵。

一、運(yùn)營商現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的現(xiàn)狀及問題

1.1背景

物聯(lián)網(wǎng)作為新興通信增值服務(wù)，已經(jīng)成為通信運(yùn)營商的快速增長主要業(yè)務(wù)產(chǎn)品；物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)主要以B-B-C模式（通信運(yùn)營商服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商面向最終物聯(lián)網(wǎng)客戶服務(wù)模式）運(yùn)營。由于B-B-C模式特點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商需通過良好服務(wù)拓展最終客戶，因此物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商也向通信運(yùn)營商提出更高更精細(xì)化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)保障需求。

1、傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控很難滿足物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)服務(wù)模式；現(xiàn)有網(wǎng)管主要是基于網(wǎng)元層的監(jiān)控，缺乏針對業(yè)務(wù)鏈及客戶應(yīng)用的上層監(jiān)控支撐手段，也就無法對客戶業(yè)務(wù)的端到端應(yīng)用情況進(jìn)行全方位監(jiān)控；

2、物聯(lián)網(wǎng)一省開卡，全國范圍使用形式普遍，漫游服務(wù)需求強(qiáng)烈；傳統(tǒng)的監(jiān)控模式各省網(wǎng)管相對獨(dú)立，已經(jīng)無法滿足漫游客戶的集中服務(wù)需求，只能通過客戶投訴發(fā)現(xiàn)問題，這種被動的監(jiān)控模式直接導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)現(xiàn)的后知后覺，不利于客戶滿意度的提高；

3、當(dāng)業(yè)務(wù)應(yīng)用出現(xiàn)問題后，缺乏有效的診斷機(jī)制對故障進(jìn)行快速精準(zhǔn)定位，大大增加了維護(hù)人員排障的工作量，由于業(yè)務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)層由不同的部門進(jìn)行維護(hù)，也在一定程度上造成雙方職責(zé)不清，增加故障處理的時長。

1.2現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控面臨的問題

物聯(lián)網(wǎng)端到端質(zhì)量監(jiān)控主要由客戶端軟件應(yīng)用、客戶端實(shí)際網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、通信服務(wù)商大網(wǎng)質(zhì)量三部分組成；通信服務(wù)主要負(fù)責(zé)大網(wǎng)質(zhì)量和客戶端網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的監(jiān)控與服務(wù)，大網(wǎng)質(zhì)量監(jiān)控由傳統(tǒng)網(wǎng)管完成，客戶端網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量主要由探針方式完成監(jiān)控。目前探針方式面對物聯(lián)網(wǎng)特性，面臨的問題主要有以下幾方面：

一是硬件探針測試卡管理問題

目前所有主流的業(yè)務(wù)質(zhì)量撥測系統(tǒng)，均將SIM卡與測試終端實(shí)體進(jìn)行放置與綁定，為了實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)多環(huán)境下的測試，主要辦法是通過在各地部署多張不同類型的SIM卡資源與終端，這樣就會存在以下幾個問題：

1）缺少集中管理；測試SIM卡均分散在各測試地點(diǎn)，無法進(jìn)行有效管理；

2）測試卡及碼號資源消耗較大；如果全國范圍部署則需要成百上千張測試卡；

3）調(diào)度不靈活；為了滿足多環(huán)境業(yè)務(wù)測試，需要各地測試卡保持空閑狀態(tài)，隨時滿足測試要求，這個測試調(diào)度帶來一定程度的不便；

二是異地業(yè)務(wù)測試問題。當(dāng)前為了滿足異地業(yè)務(wù)測試，通常需要長期進(jìn)行設(shè)備放置和人員配合進(jìn)行漫游測試，測試成本較高、便利度不足。三是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)測試問題。目前主流業(yè)務(wù)測試均以互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)測試為主，在物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的測試目前還是行業(yè)內(nèi)的空白。

二、問題分析

傳統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)面對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需解決的關(guān)鍵問題，移動網(wǎng)絡(luò)的多元化監(jiān)控和物流網(wǎng)全國跨地域服務(wù)保障面臨著越來越多的瓶頸和問題：

客戶需要面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主要是基于網(wǎng)元層的監(jiān)控，缺乏針對業(yè)務(wù)鏈及客戶應(yīng)用的上層監(jiān)控支撐手段，也就無法對客戶業(yè)務(wù)的端到端應(yīng)用情況進(jìn)行全方位監(jiān)控?，F(xiàn)有通信運(yùn)營商網(wǎng)管系統(tǒng)在客戶服務(wù)領(lǐng)域，需實(shí)現(xiàn)面向設(shè)備監(jiān)控轉(zhuǎn)為面向客戶業(yè)務(wù)監(jiān)控的模式轉(zhuǎn)變。

物聯(lián)網(wǎng)全國范圍內(nèi)的故障監(jiān)控診斷，隨著異地開卡，全國漫游客戶群的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的監(jiān)控模式已經(jīng)無法滿足漫游客戶的管理需求，只能通過客戶投訴發(fā)現(xiàn)問題，這種被動的監(jiān)控模式直接導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)現(xiàn)的后知后覺，不利于客戶滿意度的提高。

跨專業(yè)、跨地市的端到端業(yè)務(wù)監(jiān)控，當(dāng)業(yè)務(wù)應(yīng)用出現(xiàn)問題后，缺乏有效的診斷機(jī)制對故障進(jìn)行快速精準(zhǔn)定位，大大增加了維護(hù)人員排障的工作量，由于業(yè)務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)層由不同的部門進(jìn)行維護(hù)，也在一定程度上造成故障處理的時長較長。

三、聯(lián)網(wǎng)端到端監(jiān)控服務(wù)保障系統(tǒng)解決方案

物聯(lián)網(wǎng)端到端業(yè)務(wù)使用感知的業(yè)務(wù)范圍：行業(yè)專網(wǎng)測試，并明確統(tǒng)計方法及關(guān)鍵監(jiān)控指標(biāo)；行業(yè)專網(wǎng)全國各省市漫游測試，并明確網(wǎng)絡(luò)端到端監(jiān)控模式。

根據(jù)業(yè)務(wù)測試范圍選擇合適的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控手段，面向客戶業(yè)務(wù)端到端網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控測試平臺，適合以基地模式運(yùn)營滿足全國范圍內(nèi)業(yè)務(wù)運(yùn)營。主要技術(shù)分為：卡池中心技術(shù)、外省漫游無線終端以及機(jī)卡分離技術(shù)。

3.1系統(tǒng)邏輯組網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)端到端監(jiān)控服務(wù)保障系統(tǒng)通過部署一套平臺服務(wù)器和卡池中心，并在各省部署漫游無線終端進(jìn)行業(yè)務(wù)測試。其系統(tǒng)邏輯組網(wǎng)圖如圖1：

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，維護(hù)終端通過WEB瀏覽器完成系統(tǒng)操作和維護(hù)，結(jié)果分析和展現(xiàn)。

物聯(lián)網(wǎng)的撥測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接，系統(tǒng)各設(shè)備間通過點(diǎn)對點(diǎn)專網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)加密進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；

通過統(tǒng)一管理卡池中心，實(shí)現(xiàn)對各省部署的無線終端設(shè)備及SIM卡進(jìn)行統(tǒng)一管理；

通過全國多點(diǎn)部署無線終端，實(shí)現(xiàn)在各點(diǎn)現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)測；

對于物聯(lián)網(wǎng)的端到端網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)撥測，通過真實(shí)的物聯(lián)網(wǎng)所經(jīng)過的無線與有線數(shù)據(jù)通道，包括DNS，各省GGSN，客戶物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)器等。

3.2機(jī)卡分離及卡池技術(shù)

為了有效解決測試卡管理及異地業(yè)務(wù)測試問題，經(jīng)過現(xiàn)有撥測相關(guān)應(yīng)用資料及借鑒現(xiàn)有語音漫游測試方案，決定硬件采用卡池中心和外省漫游無線終端設(shè)備，結(jié)合機(jī)卡分離技術(shù)原理實(shí)現(xiàn)測試要求；實(shí)現(xiàn)UIM/SIM卡的復(fù)用和任意本地與漫游地?fù)軠y設(shè)備的調(diào)度。

3.2.1基本原理

機(jī)卡分離技術(shù)主要利用先進(jìn)的基于UIM/SIM卡遠(yuǎn)程仿真的異地調(diào)度技術(shù)。遠(yuǎn)端無線終端中不需要放置UIM/SIM實(shí)體卡，而是通過網(wǎng)絡(luò)方式從UIM/SIM復(fù)用設(shè)備中讀取仿真UIM/SIM卡信息，無需人員更換遠(yuǎn)端測試模塊的UIM/SIM卡，就可以完成相關(guān)的測試工作。

3.2.2主要功能

1）卡資源集中管理

通過卡池中心的集中部署，將所有卡資源集中部署于單個物理位置，可以便于對所有測試卡資源的統(tǒng)一管理，具體包括：

實(shí)體卡資源集中管理；

可以利用設(shè)置合理調(diào)度卡資源，使得所有卡資源得到節(jié)省，并且每張測試卡均可被充分利用；

對所有卡狀態(tài)實(shí)時管理與查看，包含：使用、停用、欠費(fèi)等。便于所有測試卡的測試任務(wù)調(diào)度

2）漫游業(yè)務(wù)測試

利用機(jī)卡分離技術(shù)，可迅速實(shí)現(xiàn)異地業(yè)務(wù)的測試工作，并輔助故障定位，提高故障處理效率。降低了使用人員的工作強(qiáng)度和提高了測試的整體便利度。

3.3端到端關(guān)鍵監(jiān)控指標(biāo)

目前中國移動物聯(lián)網(wǎng)通信基本以GPRS、EGPRS為主要方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，因此本文的相關(guān)指標(biāo)與以上數(shù)據(jù)通過相關(guān)指標(biāo)為主。通過面向客戶業(yè)務(wù)指標(biāo)與運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)兩個維度關(guān)鍵性指標(biāo)形成面向物聯(lián)網(wǎng)端到端質(zhì)量監(jiān)控指標(biāo)。

面向客戶業(yè)務(wù)指標(biāo)

終端到客戶端設(shè)備丟包率、終端到客戶端設(shè)備延時

網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)

APN PDP激活成功率、APN PDP激活平均時長、APN地址池利用率、GGSN到客戶端設(shè)備丟包率、GGSN到客戶端設(shè)備時延、DNS解析時延。

四、系統(tǒng)優(yōu)勢

本系統(tǒng)是以客戶感知為基礎(chǔ)的監(jiān)控服務(wù)，可分段分網(wǎng)元體現(xiàn)端到端的性能指標(biāo)，更真實(shí)反映客戶業(yè)務(wù)應(yīng)用實(shí)景。并且，本系統(tǒng)通過機(jī)卡分離、卡池復(fù)用方案，可以大大節(jié)省SIM卡資源，靈活實(shí)現(xiàn)不同客戶端全國漫游撥測，撥測終端和SIM卡高效使用令系統(tǒng)實(shí)用和高效。系統(tǒng)應(yīng)用拓展方面，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)很多平臺主要以B-B-C模式運(yùn)營，本方案即可以為運(yùn)營商提供監(jiān)控服務(wù)，又可以擴(kuò)展向物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商提供端到端的企業(yè)自監(jiān)控門戶，從而增加運(yùn)營商增值服務(wù)價值。

五、總結(jié)

本文對物聯(lián)網(wǎng)端到端質(zhì)量監(jiān)控范圍和指標(biāo)進(jìn)行了定義，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)和監(jiān)控要求，確定采用機(jī)卡分離技術(shù)，卡池中心并部署外省漫游無線終端設(shè)備方案實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)；此監(jiān)控方案填補(bǔ)了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)監(jiān)控的空白，從傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元監(jiān)控向客戶業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)的跨專業(yè)監(jiān)控轉(zhuǎn)變，可以快速定位故障網(wǎng)元范圍，提高維護(hù)服務(wù)人員故障響應(yīng)速度和排障效率；適合以基地方式提供全國范圍內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)，將大大減低運(yùn)營成本并且提升全網(wǎng)協(xié)同服務(wù)效率，并且可以根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商要求提供個性化差異化增值服務(wù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] Jean-Philippe Vasseur，Adam Dunkels 《基于IP的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、技術(shù)與應(yīng)用》人民郵電出版社 2011-08-01

[2] [西] 哈爾農(nóng)，[西] 羅梅羅，[西] 梅爾羅 《GSM、GPRS、EDGE系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)：向3G/UMTS系統(tǒng)演化》中國鐵道出版社 2004-04-01