電信普遍服務電子化管理的技術實現

陸洋　中國信息通信研究院技術與標準研究所傳送與接入研究部高級工程師

黨梅梅　中國信息通信研究院技術與標準研究所副總工

程強　中國信息通信研究院技術與標準研究所傳送與接入研究部主任工程師

李少暉　中國信息通信研究院技術與標準研究所傳送與接入研究部高級工程師

電信普遍服務電子化管理的技術實現

陸洋中國信息通信研究院技術與標準研究所傳送與接入研究部高級工程師

黨梅梅中國信息通信研究院技術與標準研究所副總工

程強中國信息通信研究院技術與標準研究所傳送與接入研究部主任工程師

李少暉中國信息通信研究院技術與標準研究所傳送與接入研究部高級工程師

對電信普遍服務進行電子化管理的系統架構和功能、電信普遍服務專用客戶端設備、以及目前的標準化情況進行了介紹。

普遍服務；電信普遍服務；寬帶網絡；客戶端設備

1　引言

隨著信息通信技術的高速發展和快速普及，寬帶成為了促進農村及偏遠地區發展的關鍵基礎設施之一，在促進遠程教育和醫療等基本公共服務、帶動農民脫貧致富和返鄉創業等方面具有十分重要的作用。但由于在農村及偏遠地區存在建設難度大、維護成本高、回收周期長的問題，因此在當前的市場發展考核導向下，運營企業仍然偏重于將資金投向成本效益更高的城市地區，導致我國存在較大的城鄉數字鴻溝。圖1顯示了我國寬帶普及的城鄉差異和地區差異。我國農村人口占比超過50％，但農村寬帶用戶比例僅為23.8％，農村寬帶人口普及率僅為7.5％，落后城市16.9個百分點，城鄉差距有拉大趨勢；偏遠地區集中的中、西部寬帶人口普及率分別落后東部7.1和7.4個百分點。因此，加快農村及偏遠地區寬帶發展是一項非常重要和緊迫的任務。

圖1　我國寬帶人中普及率的城鄉及地區差異

由于在農村及偏遠地區的寬帶投資和發展存在市場機制失靈的現象，全球主要國家都采用了政府設置普遍服務基金的方式支持農村寬帶發展。在我國，2013年8月，國務院印發《“寬帶中國”戰略及實施方案》，明確提出要“完善電信普遍服務補償機制，形成支持農村和中西部寬帶發展的長效機制”。《戰略》印發以來，財政部和工業和信息化部抓緊細化具體電信普遍服務補償工作機制，并經第108次國務院常務會議審議通過。兩部委自2015年開始實施電信普遍服務試點工作，由中央財政資金補貼，支持農村及偏遠地區寬帶網絡建設和運行維護。電信普遍服務補償機制將按照“中央資金引導、地方協調支持、企業為主推進”的思路組織實施。在階段目標上，通過實施電信普遍服務補償機制，力爭到2017年底實現80％以上的行政村光纖到村，到2020年實現全國98％以上的行政村通寬帶，且全部具備12Mbit/s以上接入能力；同時，還將支持和帶動大幅提升農村教育、醫療等公益機構的寬帶水平。

2015年12月，試點工作正式啟動實施，第一批確定了97個地市作為電信普遍服務試點，支持約4萬個行政村；2016年又確定了第二批89個地市作為電信普遍服務試點，支持約3萬多個行政村。在整個“十三五”期間，將持續對農村寬帶建設給予資金支持，目標推動全國行政村基本通寬帶。

2　電信普遍服務質量管理系統

2.1概述

為保障電信普遍服務工作的順利開展，需要對各地市的寬帶普遍服務建設、寬帶網絡通達、網絡質量等情況開展評估、監督和檢查工作。但由于普遍服務所支持的農村數量眾多，且其中很多地處偏遠、交通不便，采用傳統的人工檢查方式，工作量極大，并且只能在個別時間點對個別村進行抽樣檢查，無法形成長期、定期的工作機制。因此，有必要引入電子化管理的技術手段，建設電信普遍服務質量管理系統，利用寬帶網絡本身提供的便利，對普遍服務支持的農村地區的寬帶網絡部署情況進行監測，從而有效評估普遍服務的工作效果。

電信普遍服務質量管理系統的基本目標是，獲取電信普遍服務所支持的用戶地理位置信息，并對電信普遍服務地區的寬帶使用情況進行監測。寬帶普遍服務建設過程中部署的每一個客戶端設備，都能夠與寬帶普遍服務質量管理系統進行通信，上報地理位置、速率等各種信息數據，從而實現對寬帶普遍服務的質量監測。更進一步地，在后續用戶使用過程中，還可以了解用戶的寬帶使用狀況，更全面地評價寬帶普遍服務的實施效果。在達成目標的前提下，建設方案上充分考慮了不涉及用戶隱私、不對用戶使用造成影響、不對網絡本身造成影響、盡可能小地影響運營商裝維流程幾項原則。

圖2　電信普遍服務質量管理系統在網絡中的位置

電信普遍服務質量管理系統在網絡中的位置如圖2所示，由普遍服務質量管理支撐平臺、管理控制終端、云節點服務器組成。電信普遍服務質量管理系統的核心是普遍服務質量管理支撐平臺，采用云主機分布式服務的方式在云端進行部署，與位于用戶家中的電信普遍服務客戶端設備進行通信。質量管理支撐平臺由管理控制終端進行集中管理。電信普遍服務質量管理系統還將與現有的“寬帶中國”地圖平臺進行數據共享、有機融合，將普遍服務相關數據作為“寬帶中國”地圖平臺數據展示功能的擴展，綜合反映我國寬帶總體發展狀況。以普遍服務質量管理平臺采集的各項數據為基礎，還將建設普遍服務展示平臺，對外綜合展示普遍服務試點工作的成果和進展。

電信普遍服務質量管理系統的建設，不影響運營商寬帶網絡的架構和管理。運營商可以采用FTTH（光纖到戶）或FTTV（光纖到村）的模式進行網絡建設，布放在用戶家中的客戶端設備仍為現在普遍使用的ONU或網關設備（需進行軟件升級），而無需增加額外的設備，設備的日常管理仍由運營商負責。客戶端設備通過Internet通道與電信普遍服務質量管理系統進行通信，完成信息交互。

圖3　質量管理系統架構示意圖

2.2系統架構

電信普遍服務質量管理系統的架構如圖3所示，它是架構在寬帶網絡之上，通過普遍服務質量管理支撐平臺、客戶端設備、地理位置信息邏輯實體實現相關功能的系統。

系統各實體的功能描述如下：

●管理支撐平臺

通過D1參考點，接受普遍服務專用客戶端的注冊，獲取寬帶服務、寬帶速率等信息，并對獲取的各類信息進行數據存儲、數據導出、數據查詢、報表生成、日志管理和數據預警等功能的平臺。

●普遍服務專用固定客戶端設備（BUCPE）

通過D1參考點與管理支撐平臺通信。客戶端設備可以是具有WLAN AP功能的家庭網關設備（HGU），也可以是獨立的無線路由器設備，與接入網終端（ONT或NT）配合實現寬帶接入服務。

●支持移動接入的CPE設備（MCPE）

MCPE為具有WLANAP功能，支持3G/4G接入的網關設備。但目前MCPE暫未納入普遍服務質量管理系統的管理范疇，MCPE暫不支持與管理支撐平臺通信。

●地理位置信息邏輯實體

與BUCPE通過C參考點通信，負責獲取客戶端所處的地理位置信息。地理位置信息邏輯實體可以是運行在移動終端上的專用應用程序（BUAPP），也可以是其他能夠獲取地理位置信息的實體。

管理支撐平臺與BUCPE設備之間的交互會話通過HTTP/1.1協議實現。所有會話均由BUCPE設備主動發起，從而最大程度降低了BUCPE被偽造平臺劫持和控制的安全風險。平臺與BUCPE之間的每個會話包含一個或多個請求和響應的交互，請求和響應均通過JSON格式封裝在消息中。

2.3系統功能

普遍服務質量管理系統主要包括普遍服務質量監測、寬帶數據展示、寬帶數據分析和綜合服務等幾方面的功能。

（1）普遍服務質量監測

●普遍服務信息采集功能

普遍服務信息采集是普遍服務質量管理的核心功能，信息采集功能通過集成在寬帶客戶端設備內部的軟硬件，自動地采集并向普遍服務管理支撐平臺上報數據。管理支撐平臺采集內容主要包括用戶地理位置、用戶所屬運營商、用戶在網情況和網絡使用情況，及用戶業務速率等信息。

●普遍服務信息分析和統計

通過用戶客戶端設備自動上報的普遍服務信息數據量為基礎數據，通過科學的分析和統計得出寬帶普遍服務的各項管理指標。主要分析和統計功能包括已上報用戶的在網狀態分析、在網用戶的網絡使用情況統計和分析、普遍服務用戶的網絡速率統計和分析等。

（2）寬帶數據展示

系統支持以地圖或報表的方式展示全國不同地區的寬帶普遍服務部署、寬帶使用情況等各項相關指標。

系統支持地圖方式直觀展示各類數據，例如寬帶普遍服務分省市發展情況、不同運營商寬帶普遍服務完成情況、不同地區的普遍服務用戶的固定網絡測速結果等。資費及其他數據采集后，也可在平臺上進行展示。

系統同時可提供基本數據報表查詢，支持不同維度的報表統計，例如月度統計、分省統計等。

（3）寬帶數據分析和綜合服務

系統建成后，作為“寬帶中國”地圖的有益補充和擴展，可以構建我國寬帶基礎數據庫和各類子數據庫。進一步支持數據深度挖掘和分析，為我國寬帶發展總體評價、效果和推動舉措等方面的工作提供數據分析支撐。基于海量的監測數據，平臺支持對寬帶各類數據的深度橫縱向分析，對各地方政府有的放矢結合實際情況推動寬帶發展，制定相關舉措提供支撐。

3　電信普遍服務專用客戶端設備

電信普遍服務質量管理系統，需要由客戶端設備主動向管理支撐平臺發起會話，上報相關信息，這要求對現有的客戶端設備進行功能升級。但電信普遍服務質量管理新增的功能，對客戶端設備的硬件沒有提出新的需求，只需要進行軟件版本的定制開發和升級即可。客戶端設備要實現的主要功能包括：地理位置信息獲取、基礎信息上報和服務質量信息采集上報。

客戶端設備由于一般放置在室內，難以采用衛星定位的方式獲取地理位置信息，因此在目前的實現方案中，采用了從BUAPP（方式A）和OLT（方式B）獲取位置信息兩種方式。

在方式A下，運營商裝維人員在手持移動終端（如智能手機）上運行BUAPP后，通過衛星和移動網絡獲取用戶的地理位置信息后，通過WLAN連接客戶端設備并將地理位置信息寫入客戶端設備。這種方式下，客戶端設備的地理位置信息可以精確到實際部署地點的經緯度。

在方式B下，可由OLT通過OMCI/eOAM消息下發本行政村的地理位置信息到CPE，這種方式適用于OLT到行政村的情況。行政村的地理位置信息由BUAPP生成，并由運營商局端人員將其配置到OLT中。這種方式下，客戶端設備的地理位置信息的精度到行政村。

當客戶端設備獲取到地理位置信息后，會將其連帶自身各種信息（如設備所屬運營商、序列號、MAC地址、設備型號等）主動上報給管理支撐平臺。

方式A和B下的地理位置信息獲取和首次信息上報流程分別如圖4、5所示。首次信息上報完成后，客戶端設備每隔24h還會執行一次周期上報，以便系統采集設備使用情況信息。

為掌握電信普遍服務的質量和用戶體驗，專用客戶端設備內置速率測試和網絡路徑測試功能，并能將測試結果上報給管理支撐平臺。速率測試和網絡路徑測試由客戶端設備周期性發起，測試網站可由管理支撐平臺通過一定的策略進行指定。測試周期為7天，為不影響用戶使用寬帶業務，客戶端設備可根據用戶的業務狀態，決定是在周期測試時刻執行測試，還是延長一段時間后執行測試。

圖4　方式A首次信息上報流程

4　標準化工作進展

如圖3所示，電信普遍服務質量管理系統中存在多個功能實體，不同的實體可能由不同的廠商進行實現，因此需要對各實體之間的接口協議進行規范。由工業和信息化部科技司下達任務，中國通信標準化協會組織編制了電信普遍服務質量管理系統相關行業標準，具體由下列標準組成（注：在行業標準中，采用了“寬帶普遍服務”的表述）：

（1）寬帶普遍服務質量管理系統總體要求。

（2）寬帶普遍服務專用固定客戶端設備技術要求。

（3）寬帶普遍服務專用固定客戶端設備測試方法.

其中，《寬帶普遍服務質量管理系統總體要求》和《寬帶普遍服務專用固定客戶端設備技術要求》已經正式發布，標準號分別為YD/T3058-2016和YD/T 3059-2016，《寬帶普遍服務專用固定客戶端設備測試方法》正在編制過程中。

圖5　方式B首次信息上報流程

《寬帶普遍服務質量管理系統總體要求》主要規定了寬帶普遍服務質量管理系統的網絡結構、通信協議、系統功能要求、平臺功能要求、性能要求和安全要求等，《寬帶普遍服務專用固定客戶端設備技術要求》主要規定了寬帶普遍服務固定網絡上行接口的客戶端路由器設備的物理接口、協議接口、設備功能、操作管理維護功能、性能要求和其他要求等，《寬帶普遍服務專用固定客戶端設備測試方法》則是依據技術要求標準制定的設備測試規范。目前，國內相關單位已經根據標準的要求開展了質量管理系統和專用客戶端設備的研發工作。

5　結束語

電信普遍服務的實施，對于我國農村及偏遠地區的社會和經濟發展意義深遠。隨著電信普遍服務的推進，對于普遍服務效果的評價和考量問題將越來越突出。建設寬帶普遍服務質量管理系統，采用電子化的手段對普遍服務的實施和運行情況進行監測，有助于確保承擔企業按照普遍服務機制要求提供寬帶服務，合理合規利用好中央財政補貼資金，實現農村和偏遠山區的寬帶業務普及，使廣大農村人口真正享受到政策釋放的紅利。在工業和信息化部的指導和各參與單位的共同努力下，寬帶普遍服務質量管理系統將在寬帶普遍服務推進落實過程中發揮重要作用。

Technical implementation of electronical management of telecommunication universal service

LUYang，DANGMeimei，CHENGQiang，LIShaohui

Thearchitectureandfunctionalitiesofelectronicaltelecommunicationuniversalservicemanagementsystem，dedicatedcustomerpremiseequipmentandtheprogressofrelatedstandardsareintroducedinthispaper.

universalservice；telecommunicationuniversalservice；broadbandnetworks；customerpremiseequipment

2016-08-28）