随着4K、VR、在线游戏等新家庭宽带业务的逐渐普及,广大用户对运营商家庭宽带的体验要求也从单一的网速快,向超宽带网络、超清流畅视频、全面Wi-Fi覆盖、低时延游戏、快速解决故障等多维度转变。传统基于投诉驱动、依赖上门维修和人工经验定位故障的被动低效运维模式,严重制约了客户运维效率和客户满意度的提升,加之运营商网络资源不可视,对家庭宽带用户网络缺乏感知,以及有效的用户维系手段等问题,导致运营商运维成本(OPEX)与网络规模同步增长,甚至吃掉了运营商业务收入的三分之二,使运营商网络的价值难以发挥,离网率居高不下。

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引入人工智能(AI)和大数据分析,打破OPEX增长魔咒

面对上述挑战,AI和大数据分析被视为打破OPEX与网络规模同步增长魔咒的关键技术,在工业领域,AI已被广泛应用于人脸、车牌识别、翻译、医疗等领域,在通信领域,包括日本、英国和中国领先的电信运营商也已开始探索AI和大数据在故障诊断、预测方面的应用。

AI和大数据在通信领域的应用,能够为运营商带来运营模式上的如下转变:

1.通过高精度的数据采集和大数据分析,改变原有碎片式的数据采集和分析方式,实现全局的质量分析和优化;

2.在现有物理网络之上,基于采集到的360度海量网络数据,构建数字孪生,使运营商可以在不影响业务的情况下对网络进行仿真,提前评估新业务对网络造成的影响并扩容化解风险,摆脱了以设备为中心的网络运营,转而以用户为中心,直接对接用户的商业意图;

3.基于业界运维经验构筑海量故障专家库,结合人工智能算法进行机器学习,使运营商改变传统依靠人工经验推理的低效排障方式,实现智能化的精准故障定位和故障预防。

基于以上考虑,华为依托特有的三级分布式边缘计算架构,Telemetry快速数据采集技术,硬件数据采集芯片,和业界领先的人工智能算法(PON光路特征算法,Wi-Fi信道调优算法,光路失效预测算法等)在业界率先推出了基于网络云化引擎(Network Cloud Engine,NCE)的品质宽带智能运维解决方案,并推出了Wi-Fi质量调优,ODN故障智能诊断,弱光用户主动整改,网络瓶颈预估支撑主动扩容,质差用户识别等多种手段,帮助运营商构筑面向未来的网络运维模式。

家庭用户网络质量可视化管理与调优,提升家庭用户网络体验

Wi-Fi在带来免除室内走线的便利和多屏、CloudVR等新业务同时,也使得影响家庭网络宽带体验的因素增多,比如Wi-Fi信号干扰、Wi-Fi覆盖不足等问题。对于这些因素带来的用户障碍,由于运营商的网络资源和状态管理不可视,30%的故障需要进行上门处理,这其中还有25%的问题表现为网速慢、视频不定期卡顿等偶发性问题,问题难以重现,带来反复投诉和上门,问题单处理周期最高达两天以上。

针对上述个体偶发性故障,基于NCE平台,运营商能够可视化地管理家庭网络拓扑和实时连接状态,通过在ONT上秒级采集信道状态、协商速率、邻居信息、干扰占空比、底噪特征等20多种特征参数,依托华为全球百万级故障库和250个家庭段故障模型,结合用户7天Tbit级的网络历史数据存储,实现一键检测和历史质量事件回放,分钟级识别Wi-Fi干扰、覆盖、连接、配置和设备类的问题并远程修复,这样大多数家庭段的故障在客服坐席就可以终结。针对长期的Wi-Fi信号干扰,可以通过历史大数据分析进行典型故障建模和训练,学习并预测出最优信道,定期自动进行信道调优,这样既保证了用户体验,又大大减少了人工干预,降低了故障率。

ODN光路智能诊断,精准识别故障,降低OPEX

目前运营商PON光路故障分责通常有两种方式:一种是通过告警分责,结合资管系统中的用户和分光器挂接关系确定问题归属,但在资源不准的情况下,光路故障,尤其是分支光纤的非中断类故障的识别,成为困扰运营商的运维难题,容易派错单,排障时间长;另外一种则通过购买集中式OTDR进行分责,采用手持OTDR上站逐段排查,运维成本高。此外,对于未报障但有弱光现象的用户需要上门整改,因工作量大运营商只能按月分批整改,无法识别整改的优先级,导致整改的效率很低。

对于ODN光路故障,华为品质宽带智能运维解决方案通过在ONT和OLT上秒级采集光功率、误码、光距等20多种光路特征数据,将这些光路问题的特征进行抽象和挖掘,提取光模块稳态、抖动、趋势等特征,并将特征趋同的ONT进行聚类,由此学习到全网ODN拓扑,并输入AI PON光路故障特征决策树,结合华为百万级故障库和150多种接入故障模型持续比对、训练,输出80%以上精准度的故障根因分析结果,识别出污损、弯折、中断等20多种故障,并在ODN拓扑上清晰标明故障段、故障根因,这样就能做到排障有的放矢、避免错单,同时对接工单系统根据设定的门限值支撑运营商自动建单。对于弱光用户,通过采集收发两端光路信息,结合AI算法进行根因识别和定界后,可以关联用户的业务体验区分整改优先级,大幅提升整改效率,减少潜在故障申告。

质差用户识别与网络扩容评估,激活网络数据,支撑高效运营

当前运营商虽然有网络相关的静态数据,但数据呈现碎片化,缺乏对数据的智能分析,无法有效支撑网络运营,主要体现在两个方面:缺乏对质差用户的识别以支撑市场部门的二次精准营销,和缺乏对网络瓶颈的预测性评估以支撑网建部门的扩容。

借助华为NCE平台,运营商可以直接观察到家庭网络拓扑和实时连接状态,采集和统计中断时长、次数、丢包率、Wi-Fi覆盖和干扰等指标,通过偏态、离群算法确定质差阈值,并结合投票算法统计出用户质差情况,运营商可以据此对比用户当前套餐进行二次营销,比如对于重度网络和视频用户推出更优体验的套餐,既满足客户需求,也能提升ARPU值。

此外,NCE平台可以对不同业务特征(如带宽、业务类型、使用频度等)的用户进行分组,对每个分组的峰值带宽平均值按时间抽样,建立预测模型分别进行流量预测,从而对运营商当前网络进行健康度评估,还可以结合用户发展趋势,对宽带提速、视频码率提升等业务升级提供网络拥塞评估,支撑网建部门实施精准扩容。

NCE平台的多线程并行处理和100Gbit/s数据吞吐能力,可以实现千万级网元数据处理,结合人工智能算法和云-管-端数据的Telemetry快速采集,改变了原有碎片化的网络分析,使得分析结果更加可信,更好地支撑多个网络运营部门的个性化分析应用诉求。

小结

在与中国某运营商联合进行的品质宽带创新实践中,以40万用户的网络规模,帮助运营商节省排障工时5万小时,减少上门2万余次,提升了50%的运维效率,减少30%的用户离网率,预计每年节省OPEX 100万美金。

华为品质宽带智能运维解决方案通过提供家庭宽带历史事件回放,PON光路根因自动识别,Wi-Fi信道智能调优,质差用户识别分析,网络健康度评估和拥塞预测等手段,助力运营商实现从“以设备、网络为中心”向“以用户为中心”转移,提升运营商的网络差异化竞争力,提前发现并解决网络问题,重塑品质宽带新体验。

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