2024年5月7日发(作者：)
《广播电视网络》 2021年第2期 总第374期
有线网络
建设
重庆有线宽带质量拨测系统解决方案
韩晓非 重庆广通实业发展有限责任公司
曹卫明 范杨洋 重庆有线电视网络股份有限公司
摘要：重庆有线网内并存有DOCSIS、EPON+EoC、FTTH三种双向网络技术模式，同时在宽带资源方面又有
本地CDN、缓存、运营商出口等多种来源，在这种技术模式较多、访问目标多样的情况下，针对如何评估家庭宽
带的质量、如何定位故障点等问题，重庆有线尝试建设了宽带质量拨测系统，用于监控宽带业务运行情况，综合
评价宽带质量及体验，指导考核宽带资源建设。
关键词：家庭宽带 监测 DOCSIS EPON+EOC FTTH
1 背景
自重庆有线宽带业务运营以来，
宽带业务得到了快速发展，宽带网络
及宽带用户规模迅速增大。但多年来，
广电企业的网络均是由HFC网络逐步
双向改造而来，网络模式多，标准繁
杂，重庆有线网内就并存有DOCSIS、
EPON+EoC、FTTH三种宽带网络模式，
同时在宽带资源方面也有本地CDN、
缓存、运营商出口等多种来源。上述
因素决定了广电运营商在运营宽带时
面临不同网络及出口资源条件下要保
证宽带体验的挑战更大，保障质量和
体验的要求也更高。从重庆有线运营
宽带业务起，对于宽带质量还没有科
学的、全面的、从客户角度出发的评
估办法，相关的网络质量测试多依靠
人工处理，工作效率较低且测试工作
不够全面，经常出现用户反映体验不
好但机房维护人员测试又很正常，且
无法准确定位故障点及综合评估宽带
质量的情况。因此，亟待建立健全宽
带业务质量监测手段，进行全面、科
学的监测，并进行系统的分析评价，
及时预警，及时整改优化，为宽带业
务的质量评估、网络运维、业务质量
优化提供支撑，进而全面提升客户应
用感知。
重庆有线需要对骨干出口的业务访问
质量进行保障。
（2）保障终端业务质量
重庆有线网络是在原有HFC网络
基础上构建起来的，网络模式多，业
务环节多，运行多年，网络质量不佳，
终端侧运维压力较大，需要对用户终
端感知进行监测。
2 业务保障现状
当前，重庆有线具有完备的平台
及网络设备网管系统，能够实时监控
网络设备运行性能，但是无法监控用
户端到端的应用感知质量，存在以下
不足：不能及时发现宽带业务的质量
波动；不能及时发现出口链路故障，
无法对出口的效果进行考核；对于宽
带业务出现的问题，无法及时判断出
是出口资源、承载网络还是接入网络
端出现的问题，缺少故障快速定位的
分析手段，无法对用户故障投诉及时
跟进分析，无法有效提升用户满意度。
3.2 故障预警与诊断分析
通过骨干出口、客户接入侧业务
质量监测，及时发现业务体验问题，
并进行端到端诊断分析，定位故障，
输出故障详单和故障内容，支撑运维
人员快速进行故障处理。
4 拨测解决方案
4.1 主动拨测技术原理
主动式仿真拨测是指通过专业的
测试设备，模拟用户业务行为，发起
3 宽带业务质量监测需求
3.1 宽带业务质量保障需求
（1）实现对出口质量保证
重庆有线骨干出口有多条线路，
分别连接到移动、电信、联通等运营商，
这些线路承载用户各类互联网应用，
业务流量，监测设备并对交互过程中
的各个阶段进行标记、记录时间和分
析返回值，从而获取用户感知数据。
以Web服务器业务为例，探针进
行Web业务测试时，会仿真HTTP业
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图1 网页拨测流程图
图2 系统部署安装示意图
图3 骨干网出口质量监测页面
年第2期 总第374期
务交互的各个环节，对测试服务器指
定的URL进行HTTP访问，探针同时
将HTTP的访问分解为几个关键步骤
并进行测量和分析，如图1所示。
图1的HTTP访问包括DNS解析
阶段、TCP链接阶段和HTTP交互阶段。
这些阶段任何一个环节出现了问题，
都会影响用户感知。例如，DNS解析
时间反映了DNS的服务性能；HTTP
交互阶段反映了Web服务器的服务
性。我们通过对各个阶段的分析，就
可以对故障进行界定，例如当我们发
现DNS解析时间非常长、TCP链接时
间非常短时，我们基本可以断定DNS
侧有网络故障或DNS服务性能不足的
情况。此测试可以用于对业务系统进
行性能检测，也可分析末端用户的业
务系统的应用情况。
4.2 系统部署方案
系统采用分布式部署方式，平台
服务器部署在云资源池，测试设备部
署于骨干网出口和宽带用户侧的上网
设备中。系统部署安装示意图如图2
所示。
（1）骨干网出口
部署1台互联网业务测试设备。
（2）用户端
FTTH网络用户在HGU上安装软
件探针；DOCSIS网络在Cable Modem
上安装软件探针；EPON+EoC网络在
家用路由器上安装软件探针。
（3）系统平台部署
系统平台部署在重庆有线云资源
池，提供分析应用。
4.3 系统功能应用
（1）宽带性能感知拨测功能
主动监测采用仿真用户业务行为
的方式进行测试，可做到无真实业务
《广播电视网络》 2021
《广播电视网络》 2021年第2期 总第374期
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图4 网关和路由器终端侧软件探针质量监测页面
表1 宽带业务指标一览表
业务类型KQIKPI备注
DNS解析时延a
TCP连接时延b
网页浏览端到端时延
重定向时延c
（a+b+c+d+f）
首包到达时长d
首屏打开时长e
网页浏览
页面下载时长f
DNS解析成功率a
网页浏览端到端成功率
（a×b×c）
TCP连接成功率b
页面提取成功率c
网页浏览端到端完整率网页浏览端到端完整率
网页下载速率网页下载速率
DNS解析时延a
TCP连接时延b
视频端到端时延
（a+b+c+d+e）
服务器响应时长c
首帧显示时长d
网页视频
再缓冲时长e
DNS解析成功率a
视频端到端成功率
（a×b×c）
TCP连接成功率b
视频下载成功率c
视频中断次数视频中断次数
视频下载速率视频下载速率
网游
游戏时延TCP连接延时
游戏成功率TCP连接成功率
链路端到端时延TCP连接延时
链路测试链路端到端成功率TCP连接成功率
链路连接质量丢包率
流的监测分析，如基础网络性能（丢包、
延时、抖动）测试、业务性能测试（网
页访问测试、视频测试）等。通过日
常监测，获取用户业务应用感知质量
数据，对数据进行聚合处理，可实现
全市的质量总览、分区县的质量总览。
运维管理人员可以通过总体质量的变
化快速获取网络性能状况，骨干网及
终端监测页面分别如图3、图4所示。
（2）构建业务感知质量指标体系
构建一套业务质量评估模型，对
各种业务多维度进行用户感知评估量
化（QoE），得出综合用户感受值，
整体反映网络的用户体验质量；指标
体系可根据网络发展和用户需求，灵
活调整各种指标权重，以适应业务系
统、承载网优化进程。当前，用户的
业务应用主要包括网页访问、视频、
游戏三大类业务，网络质量监测主要
包括用户到互联网内容源节点的端到
端质量。通过测试设备首先生成各大
类业务的关键指标（KPI），如表1所示，
然后根据用户应用场景，借助KPI聚
合成关键感知指标（KQI），最后对
KQI进行加权计算，输出QoE。
系统可以灵活配置和制定评分算
法，支持根据指标值区间线性评分，
支持多指标加权计算，如图5所示。
（3）宽带业务感知分析
网络骨干出口和用户网管探针周
期性对Top N网站、视频、游戏、APP
等进行周期性拨测，每个探针到目的
节点的测试都生成一条数据，最终会
生成海量数据。系统通过预设维度进
行数据分析处理，会生成区域维度（市、
区县）、网元维度（骨干出口）、内
容源站点维度的质量数据，处理分析
生成小时和天粒度的数据报告，用于
评估宽带业务质量情况，分析质量短
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板，实现精准整改，如图6所示。监测探针，进行不间断的感知测试。
（4）故障分段定界用户的业务流量将首先从家庭网关、
目前，在互联网资源侧、骨干出Modem、家用路由器经过接入网、城
口侧和用户接入终端设备上均部署了域网、骨干网到达互联网资源目的端，
图5 评分算法配置页面图
图6 区域网络质量监测值
表2 业务质量指标一览表
APP游戏网页访问在线视频
丢包时延丢包时延页面加载首字节时间首帧时间吞吐率
0.48%12.2ms0.002%23.7ms1545.9ms100.6ms16.7ms38.9MB/s
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端到端的管道环节众多，排查困难。
这种情况下，可借助部署在网络各环
节的探针进行测试，通过对各段测试
结果的分析来发现质量异常节点，从
而分析故障发生是在用户家庭网络、
接入网、城域网、骨干出口和内容平
台的哪一个环节。
5 业务保障预期成效
可以通过骨干出口探针、用户网
关/路由器软探针和智能终端监测探
针对业务的周期进行监测，使全网宽
带质量由不可知到可知、可管理。
当前的骨干网业务质量如表2所
示：骨干网访问互联网资源的整体质
量为“优”，时延低于23ms；网页加
载时间2s以内，网页访问感知“良好”；
在线视频观看的首帧时间16ms，视频
加载体验为“优”。APP和游戏测试
的部分内容源节点存在丢包，是内容
源网络或网间链路问题所导致，可以
通过引入和调整调度解决部分内容源
节点丢包问题。
6 结语
该质量监测系统部署完成后，调
度人员可通过实时监控监测全网的宽
带质量，用于指导故障预警，同时每
月依据该系统数据出具每月的宽带质
量报告，用于考核宽带资源运营单位
的工作结果，并指导帮助其优化相应
资源。该系统的建成投用为重庆有线
宽带质量评测提供了便捷的工具，成
为重庆有线智慧运维工作体系中的关
键一环。
RTN
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