煥義 張德民
摘要 介紹了GSM通信系統(tǒng)中七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)德結(jié)構(gòu)及其應(yīng)具備的基本功能。根據(jù)GSM通信系統(tǒng)的測(cè)試接口和協(xié)議模型，提出了一種移動(dòng)七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。
關(guān)鍵詞 GSM 七號(hào)信令 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)處理
1引言
七號(hào)信令系統(tǒng)是現(xiàn)代通信網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，是通信網(wǎng)的神經(jīng)中樞，在電話網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)、智能網(wǎng)等通信網(wǎng)中已成為不可缺少的一部分。七號(hào)信令網(wǎng)作為現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信的神經(jīng)中樞，在移動(dòng)通信中發(fā)揮的作用也越來(lái)越大，對(duì)七號(hào)信令網(wǎng)管理和維護(hù)的要求也越來(lái)越高。如何更好地監(jiān)控七號(hào)信令網(wǎng)，提高運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量與運(yùn)營(yíng)維護(hù)水平，提高電話接通率，監(jiān)控某些異常呼叫等，成為電信運(yùn)營(yíng)商迫切需要解決的問(wèn)題。僅靠傳統(tǒng)的網(wǎng)管系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)儀表等維護(hù)手段已不能滿足對(duì)日益復(fù)雜、規(guī)模不斷發(fā)展的七號(hào)信令網(wǎng)的維護(hù)需求。七號(hào)信令集中檢測(cè)系統(tǒng)可以準(zhǔn)確、有效地獲取信令信息，為信令網(wǎng)管理和維護(hù)以及業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)和分析提供有效地支撐手段。
2 GSM數(shù)字移動(dòng)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)接口和協(xié)議模型
GSM數(shù)字移動(dòng)系統(tǒng)由移動(dòng)臺(tái)(MS)、基站子系統(tǒng)(BSS)、網(wǎng)絡(luò)和交換子系統(tǒng)(NSS)、操作維護(hù)子系統(tǒng)(OSS)等四個(gè)部分組成。基站子系統(tǒng)(BSS)由基站收發(fā)信機(jī)(BTS)和基站控制器(BSC)兩類設(shè)備組成。網(wǎng)絡(luò)和交換子系統(tǒng)(NSS)包括移動(dòng)交換中心(MSC)、拜訪位置寄存器(VLR)、歸屬位置寄存器(HLR)、監(jiān)控中心(AuC)、MSC網(wǎng)關(guān)(GMSC)等功能部分。
Um接口是空中無(wú)線電接口，是移動(dòng)臺(tái)與基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)之間的通信接口，信令傳輸協(xié)議是GSM特有的LAPDm。Abis接口為基站子系統(tǒng)的兩個(gè)功能實(shí)體，即基站控制器(BSC)和基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)之間的通信接口，信令傳輸協(xié)議是LAPD。BSS與移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC之間的接口為A接口，A接口基于2Mbit/s數(shù)字接口，采用14位編碼的No.7信令方式。主要傳遞包括呼叫處理、移動(dòng)性管理、基站管理、移動(dòng)臺(tái)管理等信息。MSC與拜訪位置寄存器VLR之間的接口為B接口，用于MSC向VLR詢問(wèn)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前位置信息，或通知VLR有關(guān)移動(dòng)臺(tái)的位置更新信息等。MSC與歸屬位置寄存器HLR之間的接口為C接口，用于完成被叫移動(dòng)客戶信息的傳遞以及獲取被叫移動(dòng)客戶的漫游號(hào)碼。D接口是HLR與VLR之間的接口，主要交換位置信息和客戶信息。MSC之間的接口為E接口，是一個(gè)2Mbit/s數(shù)字接口，采用24位編碼的No.7信令方式，位保持通話連續(xù)，而進(jìn)行局面切換。
3 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能要求
*體系結(jié)構(gòu)
七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用模塊化的體系結(jié)構(gòu)，主要分為中心和遠(yuǎn)端站兩級(jí)，它們之間通過(guò)廣域網(wǎng)(WAN)互聯(lián)。中心站和遠(yuǎn)端站由各自的本地局域網(wǎng)(LAN)構(gòu)成，采用了客戶/服務(wù)器(Client/Server)模式，而且系統(tǒng)可以靈活的根據(jù)用戶的網(wǎng)絡(luò)需求進(jìn)行建設(shè)和擴(kuò)展。數(shù)據(jù)經(jīng)各個(gè)前端機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊從七號(hào)信令鏈路2Mbit/s口中采集下來(lái)，經(jīng)預(yù)處理，再進(jìn)入遠(yuǎn)端站處理系統(tǒng)處理后生成相應(yīng)數(shù)據(jù)及呼叫詳細(xì)記錄(CDR)存入遠(yuǎn)端站數(shù)據(jù)庫(kù)；同時(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)廣域網(wǎng)進(jìn)行中心站數(shù)據(jù)庫(kù)，操作終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。
*功能要求
七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)優(yōu)化的平臺(tái)應(yīng)具備一定的功能，主要包括實(shí)時(shí)應(yīng)用部分和綜合統(tǒng)計(jì)分析部分。
3.1實(shí)時(shí)應(yīng)用部分
3.1.1 信令鏈路狀態(tài)和性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理
系統(tǒng)提供對(duì)網(wǎng)間信令鏈路狀態(tài)和負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以可聞和可視的方式來(lái)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)采集到的各種鏈路故障，并通過(guò)顏色變化來(lái)反映告警的類型和級(jí)別。同時(shí)，可以實(shí)時(shí)顯示信令鏈路的可用狀態(tài)和負(fù)荷，并可對(duì)某斷時(shí)間內(nèi)的鏈路負(fù)荷進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、排序，提供各種圖表來(lái)對(duì)鏈路性能進(jìn)行分析，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供技術(shù)依據(jù)。
3.1.2 消息過(guò)濾功能
過(guò)濾決定哪些事件會(huì)被存儲(chǔ)，允許用戶查詢有特殊內(nèi)容的信令消息。使用序列過(guò)濾可組成事件處理的完整序列。事件識(shí)別和序列識(shí)別可作為濾波器的條件，用戶可以預(yù)定義的多個(gè)事件和序列識(shí)辨中進(jìn)行選擇。 3.1.3 忙戶號(hào)碼關(guān)管理
系統(tǒng)實(shí)時(shí)地檢測(cè)并提供忙戶的號(hào)碼、忙次、用戶相關(guān)的信息，這些信息使電話營(yíng)銷等業(yè)務(wù)部門(mén)能有針對(duì)性地解決用戶忙而導(dǎo)致的接通率低的問(wèn)題。通過(guò)有針對(duì)的疏忙管理將能大幅度地提高長(zhǎng)途來(lái)話和本地網(wǎng)的電話接通率，改善服務(wù)質(zhì)量。
3.1.4 呼叫跟蹤功能
通過(guò)呼叫跟蹤功能，對(duì)某一呼叫的完整信令過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，以便快速確定各實(shí)體之間信令配合問(wèn)題的情況，其中，指定呼叫號(hào)碼跟蹤測(cè)試功能實(shí)現(xiàn)了對(duì)ISDN號(hào)碼、移動(dòng)用戶IMSI、MSISDN號(hào)碼的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤；系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)跟蹤和指定呼叫相關(guān)的信令配合，實(shí)時(shí)顯示跟蹤消息或呼叫過(guò)程記錄，迅速查詢呼叫失敗原因、用戶業(yè)務(wù)原因、用戶位置環(huán)境原因等。系統(tǒng)還有能夠同時(shí)跟蹤多個(gè)用戶號(hào)碼呼叫的能力，自動(dòng)跟蹤多段、多協(xié)議信令配合流程，保存跟蹤過(guò)程數(shù)據(jù)。
3.1.5 協(xié)議分析能力
七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有針對(duì)全網(wǎng)的協(xié)議分析功能，提供對(duì)MTP、TUP、ISUP、MAP等的完全解碼和協(xié)議分析。該功能可以使局間的信令分析變得非常方便迅速，維護(hù)人員可以得心應(yīng)手地觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中任何鏈路的協(xié)議，方便各種交換機(jī)之間的兼容性測(cè)試以及ISDN和智能網(wǎng)等新業(yè)務(wù)引入時(shí)的問(wèn)題查找及解決。
3.2 綜合統(tǒng)計(jì)分析部分
綜合統(tǒng)計(jì)分析部分對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計(jì)，并通過(guò)報(bào)表、直方圖、餅圖、曲線圖等形式反映。為網(wǎng)絡(luò)管理、業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)分析、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等提供有效的決策支持?jǐn)?shù)據(jù)。其中包括：
3.2.1 故障分析
故障分析是對(duì)鏈路、鏈路組、路由組、子系統(tǒng)等的故障頻次和歷時(shí)的詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，以及橫向和縱向的比較。對(duì)告警記錄和查詢，支持靈活的查詢條件：告警類型、告警級(jí)別、告警發(fā)生時(shí)間、清除時(shí)間、告警源等條件的各種組合。
3.3.2 網(wǎng)絡(luò)性能的統(tǒng)計(jì)分析
信令鏈路性能的統(tǒng)計(jì)分析是指對(duì)指定的鏈路，再指定的時(shí)間范圍內(nèi)，對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析。分析內(nèi)容包括：
----信令鏈路的完好率(故障率、擁塞時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、阻斷時(shí)過(guò)長(zhǎng)等)
----信令鏈路的可用性(不可用時(shí)長(zhǎng)、阻斷時(shí)長(zhǎng))
----信令鏈路的利用率(收發(fā)MSU的數(shù)量、鏈路擁塞的次數(shù)等)
----信令鏈路MTP承載業(yè)務(wù)的性能(MTP承載TUP、ISUP、INAP、MAP等業(yè)務(wù)的負(fù)荷)
3.2.3 信令路由性能的統(tǒng)計(jì)分析
信令路由是由不同的信令鏈路組組成，信令路由的性能是由各個(gè)鏈路組的性能統(tǒng)計(jì)分析得出的。分析內(nèi)容包括：
----信令鏈路組的不可用時(shí)長(zhǎng)
----信令鏈路組故障發(fā)生的次數(shù)
----至某一或某一組DPC的路由組不可用事件的發(fā)生次數(shù)
----至某一或某一組DPC的路由組不可用時(shí)長(zhǎng)
3.2.4 信令點(diǎn)(STP/SP)性能的統(tǒng)計(jì)分析
信令點(diǎn)性能的統(tǒng)計(jì)分析是指對(duì)指定的信令點(diǎn)(STP/SP),在指定的時(shí)間范圍內(nèi)，對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析。分析內(nèi)容包括：
----信令點(diǎn)的可接入性(信令點(diǎn)的不可接入次數(shù)、不可接入時(shí)長(zhǎng)等)
----信令點(diǎn)的負(fù)荷狀況(收發(fā)MSU的數(shù)量、配對(duì)STP間負(fù)荷不平衡差值的情況等)
----信令點(diǎn)的業(yè)務(wù)處理能力(收發(fā)的TUP/IUUP/INAP/MAP等業(yè)務(wù)消息的數(shù)量)
3.2.5 信令業(yè)務(wù)(TUP、ISUP、SCCP等)及其對(duì)應(yīng)呼叫的統(tǒng)計(jì)分析
信令業(yè)務(wù)(TUP、ISUP、SCCP等)及其對(duì)應(yīng)呼叫的統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容包括：
呼叫次數(shù)、接通率、占用次數(shù)、應(yīng)答次數(shù)、通話時(shí)長(zhǎng)、呼損分布、超短呼叫次數(shù)和超長(zhǎng)呼叫次數(shù)等。
4 移動(dòng)七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)方案
移動(dòng)七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由如下幾個(gè)子系統(tǒng)組成：(1)信令數(shù)據(jù)接入部分；(2)信令數(shù)據(jù)采集處理部分；(3)數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用部分；(4)廣域網(wǎng)部分。
(1)信令數(shù)據(jù)接入部分。信令數(shù)據(jù)接入部分包括兩種方式：
----高阻跨度接入方式
----STP交換機(jī)內(nèi)部收斂終結(jié)接入方式
對(duì)于直聯(lián)鏈路(F鏈)，可以采用高阻跨度方式經(jīng)DXC收斂至集中監(jiān)測(cè)平臺(tái)。因?yàn)楫?dāng)前現(xiàn)網(wǎng)所有類型的HSTP和LSTP交換機(jī)都支持內(nèi)部的收斂功能，所以對(duì)于A鏈或D鏈，可以采用STP交換機(jī)內(nèi)部收斂終結(jié)接入方式。STP交換機(jī)將各E1上的信令時(shí)隙交換到某一E1上，使得該E1的31個(gè)時(shí)隙都承載了信令數(shù)據(jù)，然后輸出到集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，此功能可通過(guò)STP交換機(jī)的人機(jī)命令實(shí)現(xiàn)。通過(guò)人機(jī)命令可以方便地選擇被監(jiān)測(cè)的信令鏈路。
對(duì)于信令數(shù)據(jù)接入部分，每個(gè)HSTP(LSTP)可將若干條E1接入到集中監(jiān)測(cè)平臺(tái)，E1的數(shù)據(jù)根據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的建設(shè)規(guī)模確定。對(duì)每條HSTP(LSTP)至少接入4個(gè)2M，保證可以監(jiān)測(cè)至少一對(duì)組合鏈路組。
信令數(shù)據(jù)接入部分應(yīng)能同時(shí)支持64K和2M信令鏈路。
(2)信令數(shù)據(jù)采集處理部分。信令數(shù)據(jù)采集處理部分是七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)平臺(tái)的重要組成部分，一般由信令監(jiān)測(cè)設(shè)備、服務(wù)器和局域網(wǎng)構(gòu)成。它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)信令數(shù)據(jù)采集、處理和存儲(chǔ)，為數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用部分提供關(guān)于信令消息的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、呼叫消息記錄(CDR)、事務(wù)詳細(xì)記錄(TDR)以及數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用部分所需要的滿足匹配條件的信令消息數(shù)據(jù)。
同時(shí)，信令數(shù)據(jù)采集處理部分在數(shù)量上應(yīng)支持良好的可擴(kuò)展性，支持以積木式堆疊方式的擴(kuò)展，并且系統(tǒng)不存在較大的瓶頸。
(3)數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用部分。數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用部分應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能：
----數(shù)據(jù)的綜合分析與處理
----數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)
----業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)
----各種應(yīng)用
其中數(shù)據(jù)處理層主要是：七號(hào)信令消息的處理，CDR/TDR的處理，基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的處理，告警處理和系統(tǒng)備份；應(yīng)用層主要包括實(shí)時(shí)部分和綜合統(tǒng)計(jì)部分。實(shí)時(shí)部分應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)、深入細(xì)致地監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量，綜合統(tǒng)計(jì)分析部分應(yīng)能充分合理地使用系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)。
(4)廣域網(wǎng)部分。廣域網(wǎng)部分實(shí)現(xiàn)信令數(shù)據(jù)采集處理部分的數(shù)據(jù)處理應(yīng)用部分的互聯(lián)，可以采用如下幾種方式組網(wǎng)：
----DCN
----DDN
----X.25
----幀中繼
組網(wǎng)設(shè)備可選用路由器。如今信令數(shù)據(jù)接入部分全部經(jīng)過(guò)傳輸網(wǎng)集中到同一物理位置，則信令數(shù)據(jù)采集處理部分和數(shù)據(jù)處理應(yīng)用部分在同一局域網(wǎng)內(nèi)，廣域網(wǎng)可以省略。
其中在采用X.25專線方式時(shí)，傳輸速率為64kb/s、2Mb/s。同時(shí)為去您全安全起見(jiàn)，所有X。25鏈路必須置于一個(gè)閉合用戶群(GUG)下。為了避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，采用永久虛電路(PVC)方式。
采用DDN專線方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為64kb/s、2Mb/s。由于DDN采用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式，如果采集設(shè)備較多且分散，這就要求集中監(jiān)測(cè)平臺(tái)一側(cè)的路由器必須具有多個(gè)廣域網(wǎng)口。
采用幀中繼(Frame Relay)方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為2Mb/s。
采用DCN方式，10/100M應(yīng)能自適應(yīng)。
5 結(jié)束語(yǔ)
在GSM系統(tǒng)中，隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展和七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的完善和推廣，電信運(yùn)營(yíng)商的維護(hù)手段將更加全面，維護(hù)能力將大大提高，將使我國(guó)的電信通信系統(tǒng)變得更加強(qiáng)大、穩(wěn)定和堅(jiān)固，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供更強(qiáng)有力的支撐。而七號(hào)信令監(jiān)測(cè)平臺(tái)在GPRS、VOIP、WAP監(jiān)測(cè)功能的不斷完善下，它必然能隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展而贏得廣闊的市場(chǎng)空間。
