临清市移动宽带网络测速系统的研究
任慧，张柳逸
(1. 中国传媒大学信息与通信工程学院，北京100024；2.视听技术与智能控制系统文化和旅游部重点实验室，北京100024；3.现代演艺技术北京市重点实验室，北京100024)
摘要： 目前国内并没有统一、全面、规范的面向客户实际应用需求为主要目标的宽带质量评估方法。宽带运行速度测试过程主要通过人工干预进行，测试工作并不全面，需要建立一套最具公允价值的宽带服务质量监控系统迫在眉睫。依据临清市移动宽带网络具体现状，研制开发了一套移动宽带网络速度测量系统。移动宽带网络测速系统包含两大模块即客户端和服务端模块。宽带测速模块是客户端的核心模块，分析了宽带测速模块的工作原理以及工作流程。服务端模块研究并实现障碍工单自动派单功能，派发到维护系统进行障碍保修；用户宽带测速报表统计分析功能；管理员和维修员可以通过后台管理系统选择报表功能，对参与测速的用户进行数据的分析。临清市移动宽带网测速系统的实现，对临清市移动宽带网络的维护维修、可靠运行和持续发展具有重要意义。
关键词： 移动宽带网络；客户端；服务端；宽带测速
1 绪论
随着信息科技生活的日益进步，宽带网络已经成为当今经济和社会发展中战略性的公共基础设施，这对国内三家通信运营商的宽带网络质量提出了更高的要求，也提供了更多的市场机会。用户对低成本，高质量，无处不在的宽带连接的需求正在增加[1]。新城市化也为信息和通信服务的发展提供了广阔的市场，在信息经济中起到了拉动作用。
目前国内并没有统一、全面、规范的面向客户实际应用需求为主要目标的宽带质量评估方法。宽带运行速度测试过程主要通过人工干预进行，测试工作并不全面。为巩固临清市移动宽带的市场地位，进一步提升临清市移动宽带客户的网络满意度，建立一套最具公允价值的宽带服务质量监控系统迫在眉睫。使用专门的宽带速度测量系统，不仅可以促进网络质量和业务品牌的提升，同时也能提高劳动生产率，改善临清市移动宽带网络质量，完善移动宽带的维护系统，能够在网络质量与用户开发之间形成良性互动，对临清市移动宽带网络的持续改进具有重要意义。
2 系统总体架构及工作原理
2.1 系统功能需求
临清市宽带测速系统以临清市特有的移动宽带需求为研究背景，为宽带用户和装维人员、后台管理人员提供了一个宽带速率测试平台，通过测试宽带用户的使用网页、视频等业务的端到端速率，来测试家庭宽带环境是否健康[2]。临清市宽带测速系统实现的功能需包括客户端和服务端两大模块。
客户端部分负责进行宽带测速，是直接面对参与测速工作用户的窗口，在本文中，系统的客户端采用发展友好用户的方式向互联网公众用户进行推广[3]。客户端模块还可分为客户端速度测量模块，客户端报告模块，客户端自助服务模块等。
服务端部分不直接面向参与测试的用户，它只面向系统管理人员、维修人员，包含访问带宽速度测量服务器，速度测量结果分析报告服务器、障碍工单派发服务器、维修人员后台服务器和数据库。服务器后台模块可分为服务器速度测量模块，服务器数据获取模块，服务器报告模块和服务器自动派单模块。临清移动测速系统总体架构框图如图1所示。
宽带速率是宽带用户访问互联网时的最直接的感受，是衡量宽带网络质量的指标。它是指客户端在单位时间内从测速服务器下载的文件的大小，瞬时速率为某时间点t与传输数据包P的斜率值，用公式表示为
下载数据包与下载时间关系如图4所示，一段时间内的平均速率表示为
因此，系统使用近似方法来计算瞬时速率，即计算实际宽带速率值的变化量以在非常短的时间内下载数据。将下载的数据包的变化量除以经过的时间，其结果即为该时间段的下载速率；在一段时间内下载的数据包总量与下载时间的比率是网络的平均测量速率[6]。
图1 系统总体架构框图
2.2 系统总体设计
为了未来更好地拓展模块的多样性研究，临清移动宽带测速系统采用了模块化结构设计，即将各个功能模块化，进而将各个大的模块之间通过各种不同种类的接口实现相互连接。功能方面，用户在移动设备上安装测试系统的客户端，并登录系统网站，可以通过系统的后台服务器、数据库服务器完成各种不同类型的业务操作[4]。结构方面，系统通过各个接口链接到每个子系统，实现了各个子系统之间的数据传输[5]。从系统整体实现上来看，该测速系统可以划分为四个部分：客户端操作界面，客户端界面规划层、服务端业务提供模块、服务端管理界面。系统功能模块如图2所示。
由于缺乏天然二氧化碳气源，气驱技术在中国工业化应用较晚。近年来，碳捕集技术发展提供了二氧化碳气源，为气驱提高采收率创造了条件。中石油、中石化和延长石油在30多个区块开展了二氧化碳驱油埋存矿场试验。其中，中石油以捕集高碳天然气中的二氧化碳为基础开展了二氧化碳驱油-EOR实践；中石化以燃煤电厂、高碳天然气、炼化厂捕集二氧化碳为基础开展了CCUS全流程工程实践；延长石油则开展了以石油化工与煤化工耦合副产品二氧化碳为基础的驱油工程实践，实现了示范区增加原油产量和二氧化碳埋存的“双赢”。
取收集的一号样品缸的加工好的样品，取6次重复实验，得到降尘总量的结果见表5，其相对标准偏差（RSD）为1.25%，具有良好的精密度。
图2 系统功能模块图
90例骨质疏松性椎体压缩骨折患者中男29例、女61例,年龄54-89岁、平均(74.23±1.17)岁,发病至手术间隔时间1-3d、平均(1.69±0.21)d。利用随机数字表法将入选90例骨质疏松性椎体压缩骨折患者均分为研究组(n=45)、对照组(n=45),各组上述相关数据对比P>0.05(具有可比性)。
(2)客户端界面规划层：主要对使用者提交的指令和数据进行验证，主要用来传递服务端与客户端之间的指令数据。
(3)服务端业务提供模块：业务提供模块对各项功能的实现起着非常重要的作用，该模块的主要组成部分包括：客户端宽带测速子模块，客户端测速报告生成子模块，客户端自助服务子模块，数据库存储子模块；客户端宽带测速子模块用来完成用户的测速需求，并调动客户端测速报告生成子模块显示测速结果。同时，测速结果和相关信息通过数据库数据存储子模块存储在数据库中。
(4)服务端管理模块：包括服务端阈值管理子模块，服务端用户管理子模块，服务端工单管理子模块，服务端测速报表分析子模块，服务端日志管理子模块，系统操作人员可以通过使用该模块完成人员管理日志信息编辑等操作，还可以对测速数据进行统计分析。
2.3 宽带测速原理
在本文中，首先需要的是同一测试速率的位置标准。这里选取的是对接入时的宽带速率进行测试。接入宽带指的是我国的宽带网络提供机构提供的宽带产品，即用户实际购买的带宽。在我国的网络环境中，是从客户端到接入网出口BRAS的这一段链路的速率。这个速率不足以衡量整体的网络情况，但却是最能评价电信运营商服务质量的指标。实际上，处于安全原因，相关的 BRAS 对外界完全封闭，无法进行访问控制[6]。因此实际的接入速率模型如图3所示。
(1)客户端操作界面：用户需要登陆浏览器进行操作，用户可以在此界面按需求进行选择，可以达到人机交互的效果。
图3 宽带接入速率模型
狗蛋睡着后，哥们儿朝洛蒙洗了，把自己剥葱皮一样脱得个精光，早早地钻进被窝里候着。媳妇却厨房里磨磨蹭蹭，拾掇拾掇这个，摆弄摆弄那个，总是不停手。好像是故意躲避着他似的。
图4 下载数据包与下载时间关系图
3 系统功能实现
3.1 客户端模块的实现
(3)报表统计分析模块
在“互联网+”时代，基层党支部虽然能够充分利用网络优势寻找党支部工作创新的新的切入点，一定程度上激活党支部，但目前医院党建工作建设在研究和构建“互联网+党建”进程中缺乏顶层设计。一是缺乏整体性。虽然有的医院建立了智慧党建平台，有的地区也建立智慧党建平台，但缺乏整体规划来进行统筹协调，很容易造成资源的零散分布；二是缺乏基础性。当前对于党建的研究主要集中于党支部建设信息化、党务信息化，“互联网+党建”是一种新的工作方法和工作理念，党支部工作的创新主要源于“互联网+”技术与党建的融合。
客户端速度测量模块的设计过程：用户首先打开测速系统网站，点击进入网速测量界面；然后单击“开始测速”按钮执行宽带速度测量；这时客户端选择最佳目标服务器；然后通过TCP/IP协议连接服务器。网络速度计算功能主要需要检测文件传输过程中的实时网络速度，峰值网络速度和平均网络速度。系统将时间设置为通过计时器的速度测量时间，并且当时间到时，获得下载文件在该时间段内的大小。通过将更改的大小除以计时器的时间，获得此时的网络时间速度，并通过将网络速度与前一次的最大速率进行比较来更新此时的网络下载的最大速率。系统每一秒都会对速率进行一次更新计算，速度测量时间长度为15秒。
宽带测速系统完成测速数据的收集后，需要在规定时间内将数据保存到系统服务器内。系统服务器存储的数据包括阈值、用户数据、测速数据、维修单数据、日志文件信息、维修员数据等，分别需要在数据库中建立fazhi、tb_News、tb_User、userCeSu、wxfile、wxUser等6个表。
(2)测速报告显示模块
客户端的测速结果由服务端、数据库进行快速处理后进行保存，并返回至客户端进行测速结果的显示。由于显示过程是实时的，系统通过屏幕捕获事件显示屏幕。每次生成新的实时速率时，触发屏幕事件以实时显示网络速率。由于数据量过大有时会出现闪烁现象，为了解决这些问题，首先将图形绘制到内存中的此对象上，然后一次性将此对象上的图形复制到屏幕上，这样可以加快绘图速度。避免图像的闪烁。
(3)客户端自助服务模块
2018年A股市场哀鸿遍野，金融去杠杆威力巨大，大股东质押批量爆仓，以年度涨跌幅计算，上证指数下跌幅度仅次于2008年，是1990年中国证券市场设立以来，跌幅第二的年份，逢八魔咒再次上演。展望2019年A股市场，对2019年的经济形式普遍不乐观，但券商研究所对A股市场策略上看多的居多，不过券商研究所有哪年不是看多的呢，私下交流则普遍是悲观的调子。
客户端的自助服务模块这里主要指的是公告栏功能，它包括宽带知识界面、IPTV知识界面、测速FAQ界面，后台人员通过更新内容实时呈现给用户最新信息状态，所有的文件信息均存储在数据库表tb_News中。
3.2 服务端模块的实现
(1)障碍工单自动派单模块
按照临清地区城区、乡镇共划分的17个片区进行分区，实行专区负责人派单制。后台管理人员会根据临清实际的网速平均值，设定一个阈值，当客户的宽带网络速率低于设定的这个阈值，测速系统就会将不合格的工单通过后台系统派发给相应片区的相应负责人。在设计该系统时，考虑到网络维护更加方便，设计了自动生成障碍工单并自动派发工单这一功能。在数据库中建立表wxfile，当有不符合规定的障碍工单时，数据库通过insert into语句将所有不合格信息写进wxfile中，这时，系统会遍历表wxUser来寻找相匹配的维修员进行自动分配工单。
(2)后台管理模块
用户管理功能是管理员独有的权限，管理员需经过身份验证登陆系统。用户管理功能包括了对维修员信息的添加、删除、修改等基本操作，添加维修员信息后，该维修员可凭借自己的账号登陆管理系统；删除维修员信息后该用户登陆信息将会被删除，不能再进行登陆。用户的基本信息都存放在表tb_User中。
(1)宽带测速模块
管理员或维修员在通过了账户验证后登陆系统，可以根据工作需要进行相关测速数据的调取、统计和分析，并且可以随时导出统计分析报告。测速通及报表功能包括了对客户端用户的测速数据的统计分析，可以自动生成分析报告存储在数据库中，涉及的测速指标包含：测速平均速率报表、不合格测速速率报表、峰值测速统计报表、宽带用户平均测速达标率报表等。
3.3 数据库的实现
数据库系统是数据管理的工具，可以针对系统的中数据建立数理逻辑和集合操作，在使用过程中具有非常高的工作效率，并且工作可靠性非常高，可以实现自动同步操作。临清移动宽带测速系统也是如此，由于移动宽带测速系统的适用范围主要为普通临清市宽带客户，所以对信息的保密性要求较低。
通告中提到， 该干预措施专门用于阻止海洋废物的产生，或通常所知的由塑料或其他不可生物降解的材料制成的“海洋垃圾”，这些材料的不当处置或排放到排水系统中，将会积聚在水生体系和海洋环境中。
4 系统测试
本系统的开发主要是基于C#编程语言。首先对系统进行整体设计，进而分析各个子模块所需的功能，从而实现整个系统。系统测试是对已经编译成功的系统部分进行测试，将ASP.NET与数据库连接，在浏览器上对系统进行检测。临清市移动宽带测速系统的测试环境采用Windows10家庭版的64位操作系统，整个系统采用Visual Studio2010作为开发工具，采用了ASP.NET的开发框架，C#作为主要编程语言，系统的数据库开发使用SQL Server 2008。
SPE组采用模拟娃娃、相册和视频等方式，为内科介入治疗和外科手术的患儿及家属进行围术期健康教育，提供术前心理准备，以减少焦虑等负性情绪，更好地配合治疗。
本章节选取系统功能展开了各项测试，通过对测试结果的分析，得到了预期的效果。在铁通公司装维同事的帮助下，结合该测速系统在临清市移动宽带用户进行了小范围测试，验证该系统的测试数据准确率较好，可以进行商用。
4.1 客户端模块测试
分别对客户端模块的测速功能、宽带业务知识库功能进行测试，并与当下主流测速软件的测速结果进行比对，误差率在5%以内，测速效果较好，与用户的实际带宽基本匹配，参与测试的用户表示宽带业务知识库能够解决他们大部分对移动宽带业务的疑问。
投资决策阶段是整个工程建设过程中的第一个环节。具体而言，决策阶段的主要内容是探讨建设项目能否合理进行，即论证建设工程实施的可能性。在决策阶段，项目成本的管理非常重要，因为这一阶段直接影响到后续的资本投资。为了减少不必要的资金浪费，确保企业的经济效益，在决策阶段要注意建筑成本的管理。具体而言，在决策阶段，我们需要收集大量的基本信息，从技术和可行性两方面分析和评估这些材料，并将收集的信息作为整体的参考数据，确保经济与技术有机结合，促进工程建设的顺利发展。
客户端网速测试界面如图5所示，IP地址为112.38.204.220的用户在测速系统进行了网速测试，测试结果很清晰的在网页中显示出来，测试报告包括峰值速率、平均速率、测试时间，以及预估带宽等信息。
图4 客户端网速测试界面
4.2 服务端模块测试
(1)测速统计分析测试
统计汇总不同宽带测速用户的宽带测速情况，显示用户IP地址、平均测速速率、测速最大峰值、测速时间信息等，管理员可以根据需要选择是否导出EXCEL表。服务端测速报表统计分析情况如图5所示，从下图可以看出，系统可以再不同IP地址下、不同时间段进行速率测试，测速结果与客户实际签约带宽速率差值很小，测速效果较好。
图5 服务端测速报表统计分析
(2)服务端障碍工单管理测试
服务端维修单管理界面如图6所示，管理员可以再后台看到维修员的故障工单处理情况以及处理意见，以便客服部人员更好地对故障客户进行回访。
图6 服务端障碍工单管理界面
5 结论
本文叙述了临清移动宽带测速系统的实现过程，以通过实现临清移动专用宽带测速系统来提升服务质量、维修效率。临清移动宽带测速系统以B/S为架构，整个系统分为客户网站端和后台管理系统两大部分，实现了宽带速率测试、宽带业务相关知识、用户管理、阈值管理、报表统计分析、障碍工单管理等功能。通过实现以上功能，可以很好地实现后台人员进行数据分析、存档等工作，也为客服中心的服务满意度提升提供了很大的帮助。临清市移动宽带网测速系统的实现，不仅可以促进网络质量和业务品牌的提升，同时也能提高劳动生产率，改善临清市移动宽带网络质量，对临清市移动宽带网络的维护维修、可靠运行和持续发展具有重要意义。
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Research on Mobile Broadband Network Speed Measurement System in Linqing City
REN Hui，ZHANG Liu-yi
(1.School of Information and Communication Engineering，Communication University of China，Beijing 100024；2.Key Laboratory of Acoustic Visual Technology and Intelligent Control System，Ministry of Culture and Tourism，Beijing 100024；3.Beijing Key Laboratory of Modern Entertainment Technology，Beijing 100024)
Abstract ：At present，there is no comprehensive and standardized broadband quality assessment method that is aimed at the actual application needs of customers. The test of broadband running speed is mainly carried out by manual intervention，and the test work is not comprehensive. Therefore，it is urgent to establish a set of broadband service quality monitoring system. Based on the specific status of mobile broadband network in Linqing city，this paper develops a mobile broadband network speed measurement system.The mobile broadband network speed measurement system consists of two modules：client and server. Broadband speed measurement module is the core module of the client module. This paper analyzes the working principle and workflow of the broadband speed measurement module. In terms of server module，this paper studies and implements the automatic dispatching function of obstacle work orders，whichcan distribute customers to the maintenance system for obstacle warranty. Furthermore，the statistical analysis function of users’ broadband speed measurement report form is studied and realized. Administrators and maintainers can select the report function through the backstage management system to analyze the data of users participating in the speed measurement.The realization of Linqing mobile broadband network speedmeasurement system is of great significance to the maintenance，reliable operation and sustainable development of the mobile broadband network in Linqing city.
Key words ：Mobile broadband networks；client-side；sever-side；broadband speed measurement
中图分类号： TN929.5
文献标识码： A
文章编号： 1673-4793(2019)05-0007-05
收稿日期： 2019-05-06
作者简介： 任慧(1966.12-)，男，山西朔州人，中国传媒大学教授.E-mail：renhui@cuc.edu.cn
(责任编辑：龙学锋)
标签：移动宽带网络论文; 客户端论文; 服务端论文; 宽带测速论文; 中国传媒大学论文; 中国传媒大学信息与通信工程学院论文; 视听技术与智能控制系统文化和旅游部重点实验室论文; 现代演艺技术北京市重点实验室论文;