中国移动天津公司PN探针网络质量监测系统项目建

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  中国移动天津公司 PTN探针网络质量监测系统 工程项目建议书 网络部 2017年3月 1 项目概述 1.1 项目建设背景 随着中国移动天津公司4G无线网络的深度覆盖、LTE基站规模不断的扩展,对PTN传输网络质量要求逐渐提升。为保障PTN传输网的服务质量并丰富维护的管理手段,需要对PTN传输网进行网络质量监测与分析。 天津移动传输维护中心在2014年作为该项目的试点省进行了多厂家对比测试,并根据探针系统工作特性,将其应用到现网实际的故障处理与性能监测中来,取得了较好的效果。 1.2 项目建设必要性 目前PTN网络管理的弊端: ? PTN网络继承了传统传输网络系统告警、网络快速收敛的特性,但在端到端业务性能呈现上存在短板。 ? 由于PTN本身OAM的限制,网络故障告警本身对网络性能表现不足,缺乏主动预警的性能下降的能力。 ? 在处理网络性能下降问题时,缺少PTN网络自身排查、定位问题的有效手段,与无线侧缺乏唯一的界面判定标准。 为保证现网传输质量,实现对传输网络的有效监测,中国移动研究院协同中国移动各省公司对探针系统进行了时延、误码率等多方面测试,确认探针系统能在一定程度上弥补PTN系统OAM的不足,同时可以实现全网端到端业务误码率的有效监测。 1.3 项目建设内容简介 PTN探针网络质量监测系统简介 PTN探针网络质量监测系统采用硬件探针接入方式,可实现长期在线的分布式监测和集中式分析,以网络连通性、网络服务质量和网络业务仿真三方面测试功能对PTN传输网开展端到端的网络质量监测,达到提升PTN传输网运维能力的目的,具体包括: ? 网络与业务质量的可视化 ? 用户体验感知的质量监测 ? 主动监测,并进行性能下降预警、定位 PTN探针网络质量监测系统基于天津移动PTN传输网的现状,可提供对以下关键指标的测试: 网络连通性测试:ICMP Ping测试 测试指标 PING测试指标实例 网络质量测试:RFC2544测试、Y.1564测试、TWAMP测试、SLA测试; 测试指标 Y.1564测试介绍 TWAMP测试指标实例 业务仿真测试:HTTP下载测试、FTP下载测试、Web访问测试、语音质量测试、流媒体服务测试和邮件服务测试。 业务介绍 测试指标 HTTP下载测试指标实例 PTN网络质量监测系统包括管理平台和探针系统两大部分。 管理平台是系统的管控中心,基于B/S架构,平台包括测试服务器、WEB管理服务器、数据库服务器和存储设备。 探针系统包括核心探针和微探针,部署在PTN网络核心层及接入层,通过管理平台全面监控PTN网络内承载业务质量情况,并可以通过核心探针测试核心层到基站侧的网络质量情况。 2 项目现状分析及需求分析 2.1 现状分析 当前天津移动4G网络覆盖已逐渐迈入成熟期,LTE基站已有初期的广度覆盖逐渐向深度覆盖转变,同时由于4G无线G网络的较高期盼与客户群体的不断扩大,业务质量问题类投诉逐渐增多、对业务端到端性能检测需求快速增长,需要引入一种贯穿PTN传输网络全程,能够独立测试业务质量的手段,协助进行故障判断与性能下降原因定位,同时满足7X 24小时质量监测的系统要求。 2.2 需求分析 根据目前天津移动PTN组网结构以及系统分布情况,结合探针系统的布防特点与工作原理,需要在不同PTN网络系统的核心层和重点监控区域接入层分别部署测试探针, 其中接入层探针需通过合理布放,对重点监控区域的接入、汇聚层网络实现差量监控,以保证对各厂家环网性能变化的真实反馈。通过这些测试探针的布防,定期模拟真实用户的常用网络业务行为,通过分析及深入挖掘服务器管理平台所输出的测试结果,分析PTN网络中的性能波动及潜在隐患。 3 项目建设方案 3.1 建设目标及满足期 本项目的初期建设目标设定为:通过对重点区域接入层节点探针的布防,实现PTN传输网络关键区域7X 24小时的网络质量监测,同时实现对相应核心汇聚层网络性能波动的基本掌控,以此实时保障重点区域PTN网络的服务质量,提升整体PTN网络的维护水平与管理能力。 在本期建设工程中,也将同时利用网络探针的网络质量测试功能(RFC2544测试、Y.1564测试)排查疑难性能问题投诉,同时验证业务仿真测试(HTTP下载测试、FTP下载测试),提升前期测试效果,实现测试全程验证。 3.2 建设原则及要求 3.2.1 建设过程全面监管 在施工工艺方面,整体项目实施硬件安装过程中,必须严格按照施工工艺要求进行施工,对于电源,传输走线等方面,应严格按照“三线分离”原则进行系统布线,并全面检查,清除安全隐患。 在业务调测方面,涉及与各个PTN设备厂商间的业务对接及数据配置问题上,本PTN探针设备厂家有责任做好协调各个厂家督导及沟通工作,各个PTN厂家调测人员有责任配合该厂家进行业务调测工作。 3.2.2 系统分析与输出自动化 (1) 对于新开通或有需求的站点进行开通业务验证,对基站进行开通测试及布放便携式探针进行长期网络PTN网络质量及业务测试; (2) 对于现网基站进行7×24小时监测,保障网络质量的稳定运行,并将所有PTN承载基站的基础网络指标进行监测及排名; (3) 对于有故障的站点采用灵活部署便携式探针方式解决具体问题; (4) 对于有需求保障区域或设备采用灵活部署便携式探针方式解决; (5) 对于区域指标较差站点进行倒序处理,优先解决问题较差或排名靠后的站点。 3.2.3 项目建设预期能力 1) PTN端到端网络质量监测系统应用于PTN网络设备的前期建设,及后期维护阶段; 2) 利用该系统的兼容性,对各厂商的PTN设备进行测评,需保证每台接入设备的运行及业务质量; 3) 处理网络降质问题,需快速定位问题原因,有效提高维护效率,降低维护成本; 3.3 建设规模及方案 3.3.1 建设规模 PTN网络质量监测系统包括管理平台和探针系统两大部分。 管理平台是系统的管控中心,基于B/S架构,平台包括测试服务器、WEB管理服务器、数据库服务器和存储设备。 探针系统包括核心探针和微探针,部署在PTN网络核心层及接入层,通过管理平台全面监控PTN网络内承载业务质量情况,并可以通过核心探针测试核心层到基站侧的网络质量情况。 3.3.2 建设方案 为全面检测PTN网络质量,有效分析网络弊端,根据天津移动PTN网络架构,需要在PTN核心层部署2台核心探针,用于PTN封闭业务测试的仿真服务端,并可作为网络质量测试的发起端;在PTN汇聚/接入层部署45台微探针和光模块探针,用于重点监测站点,作为PTN封闭业务测试发起端。同时在网管监控中心建设一套管理平台服务器,用于系统平台的搭建,并进行PTN探针管理和多维度测试数据分析。 图6.2-1 PTN探针项目建设方案示意图 PTN探针及光模块部署 探针是测试功能的执行单元,支持部署于网络的任何需要的节点。探针除了通过中心管理平台的测试服务器对其远程间接控制管理(Tester Remote Control,TRC方式)外,还可以通过远程登录(SSH)直接在命令行执行测试命令(ComMand Line, CML方式)和探针内置WEB管理页面远程控制管理(Remote Embedded Web,REW方式)。 测试探针可支持多种网络认证协议,包括静态(手动配置)、PPPOE、DHCP、web portal、802.1x、3G/4G等,并支持各协议间的自动切换。 1) 支持数据上报容错功能、探针端口流量监控功能; 2) 端口支持支持VLAN子端口功能,能够在一个端口上发出不同VLAN ID的测试数据流; 3) 硬件探针具有数据包捕获和流量分析功能,能够对网络吞吐率,协议分布等指标进行分析,捕获的数据包支持下载并可用Wireshark等分析软件打开; 4) 探针具备测试数据的处理、存储以及简单的报表功能,能够按照统一的数据格式向测试服务器上报测试结果。探针存储测试结果周期大于6小时,并支持测试结果的定期读取,数据读取的间隔可以由用户自己定义,最短时间间隔小于1分钟; 5) 探针可以同网上的服务器、网络设备等之间进行测试,也可实现与便携式探针之间互测,便携式探针同机架探针之间互测。 本工程采用的探针具有高性能、高可靠性特性,能够通过模块化增量升级的方式适应网络质量监测系统的功能扩展要求,如有必要还可以扩容内外存储空间以达到更大的计算能力和存储能力。 机架式硬件探针 机架式硬件探针硬件结构采用X86架构平台,具备10/100/1000Mbps电口、100/1000Mbps光口、console 接口、标准USB接口、独立的10/100/1000Mbps端口作为管理端口。为标准19英寸机柜上架设备。 便携式硬件探针 便携式硬件探针硬件结构采用X86架构平台,具备10/100/1000Mbps 电口、标准USB接口、独立的10/100/1000Mbps端口作为管理端口。 具备超微外观尺寸,灵活部署于环境要求较为特殊的部署环境(如接入网机房、基站机房以及综合信息箱中)。 光模块微型探针 光模块微型探针遵循SFF 8074i MSA规范,保证与接入设备最大范围的兼容性,探针提供GE光接口,支持TWAMP和Y.1564协议,即可作为末端设备使用,也可下联设备串接使用。 表2 PTN探针建设规模 序号 设备 规格及尺寸 单位 数量 备注 1 机架式硬件探针(核心探针) PTN-1000探针 台 2 新建 2 便携式硬件探针(微探针) PTN-20微探针 台 25 新建 3 光模块微型探针(光模块探针) SFP-1000 台 20 新建 网管系统 中心管理平台是“质量监测系统”的运算中枢,包括测试服务器、WEB管理服务器、数据库服务器和存储设备,部署在移通大厦网管机房内,便于对PTN网络的集中监管,并实现网络预警的跟踪、及时处理。 中心管理平台与测试探针通信,以协调和执行测试、收集数据、分析结果、设置门限、生成报告。对测试结果存档,以备进一步参考使用,可以把测试结果导出到其他应用中,如Word或Excel等。根据测试结果,中心管理平台可以引入网络管理系统(NMS)Trap和告警,生成并发送电子邮件,发送短信、执行具有各种参数的用户定义的外部程序。中心管理平台具备集中控制测试探针上下线) 测试服务器 测试控制系统与测试探针通信,以协调和执行测试、收集数据,支持采用在PC服务器上安装系统。 2) WEB管理服务器 分析管理系统具有管理、配置探针,定制任务、策略,分析结果、生成报表功能,支持采用在PC服务器上安装系统。 3) 数据库服务器 安装数据库系统,负责数据存储,保存网络、探针等信息,保存测试任务和结果数据以及报表,支持采用在PC服务器上安装系统。 4) 存储设备 数据库服务器支持内置外存和外挂存储空间(支持采用磁盘阵列),主要用于用户信息、测试数据以及报表等数据的存储。 图6.3-1 中心管理平台结构示意图 中心管理平台总体建设环境是由2台交换机组成的局域网,WEB服务器、数据库服务器、测试服务器及监控终端均通过以太网连接至该局域网,并将该局域网交换机接入网管服务器,以实现中心管理平台与被测网络之间的数据互通。 本系统支持完全的B/S架构,系统管理员/操作员可以采用通过浏览器的相关设备对系统全部功能进行完整的操作。 系统的用户可以按地域划分的角色、权限可分为集团总部操作用户和省分公司操作用户。系统的用户可以使用浏览器的方式登录中心管理平台和测试探针,进行集中或者单独的监测参数的配置、数据图表的显示和测试结果的采集。 表2中心管理平台建设规模 序号 设备 规格及尺寸 单位 数量 备注 1 基础链路测试模块 系统后台 套 1 新建 2 PTN业务测试模块 系统后台 套 2 新建 3 平台服务器 包含1台数据库服务器及2台应用服务器 台 3 新建 4 项目配套需求 根据项目实施具体环境情况,需在空港、世纪大道核心机房各安装800*600综合机柜1台。同时为保证服务器及核心探针正常运行,该项目空港核心机房功率需求2100W,世纪大道核心机房功率需求300W,均需从UPS引入。 5 工程进度计划及完成时间要求 项目的实施进度计划如下图:(时间单位:周) 6 投资估算 本次项目投资主要包括设备采购及工程建设费用,共计120万。详细清单如下: 中国移动天津公司PTN网络质量监测系统建设工程投资估算表 类别 项目名称 单位 需求说明 单价(万元) 数量 含税总价 不含税总价 增值税 备注 (万元) (万元) (万元) 设备 基础链路测试模块 套 系统后台 15.5 1 15.5 13 2.5 增值税率17% PTN业务测试模块 套 系统后台 7.5 2 15 13 2 平台服务器 台 包含1台数据库服务器及2台应用服务器 3.5 3 10.5 9 1.5 核心探针 台 机架式网络探针部分-核心环/汇聚环 4.5 2 9 8 1 接入微探针 台 桌面式微型化网络探针部分-接入环 1.2 25 30 25 5 接入光模块探针 台 光模块微型探针部分-接入环 1.0 20 20 17 3 设备合计 100 85 15 小计1 100 85 15 核心汇聚层安装工程费(包含设备安装及安装材料费等)=小计1×15% 10 10 工程建设其它费(包含可研设计费、监理费及安全生产费等)=小计1×10% 7 7 小计2 117 102 15 预备费=小计2×3% 3 3 设备机柜及底座费 0.6 2 1.2 1.0 0.2 增值税率17% 配套设备费用 1.2 1.0 0.2 总计=小计2+预备费+配套设备费用 120 108 15 7 效益分析 1、 PTN探针网络质量监测系统可全面应用于PTN网络设备的前期建设,及后期维护阶段; 2、 以其全面的兼容性,可对各厂商的PTN产品进行测评,保证每台接入设备的网络质量; 3、 在处理网络降质问题时,可快速定位问题方向,同时节约人力、物力投入; 综上所述,PTN探针网络质量监测系统可以在最大程度上保障了天津移动PTN网络高效稳定的运行。

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