淺析七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)采集網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)

袁麗君

0 引言

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字通訊逐漸向綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的方向發(fā)展，因此，七號信令系統(tǒng)應運而生。世界電信組織自1980年提出通用性很強的七號信令系統(tǒng)之后，經(jīng)過多次拓展修改，該系統(tǒng)已經(jīng)形成了完整的信令體系，其在鐵路系統(tǒng)之中的應用開始于20世紀90年代，由于七號信令具有信令速度快，容量大，靈活性強等特點，在鐵路系統(tǒng)中被廣泛應用。目前，七號信令網(wǎng)已經(jīng)成為鐵路信號網(wǎng)的神經(jīng)中樞，同時，通過外部結(jié)構(gòu)可以很方便地和電話網(wǎng)、移動網(wǎng)、智能網(wǎng)等通信網(wǎng)進行聯(lián)通，它已經(jīng)成為現(xiàn)代通信網(wǎng)的重要支撐網(wǎng)。但是，七號信令網(wǎng)在鐵路通訊系統(tǒng)應用過程中，存在著數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式兼容難度較大，網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)處理量過大等問題。因此，本文對七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)的采集網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與實現(xiàn)進行探討。

1 七號信令網(wǎng)的原理

信令是人們?nèi)粘Ｉ钪须x不開的東西，當人們在電話上按下相關(guān)號碼，電話機就會自動向交換機發(fā)送信令，交換機又會根據(jù)所撥打的號碼，向另外一個交換機發(fā)送呼叫信息，而該信息就是七號信令。因此，七號信令系統(tǒng)是一種建立在雙方通信關(guān)系基礎(chǔ)上，利用相關(guān)的指令進行用戶通訊的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。用戶通話信令系統(tǒng)流程如圖1所示。

一般來說，七號信令系統(tǒng)按照信令方式的不同，可以進行如下分類：

（1）按信令的傳送方向可以劃分為前向信令和后向信令2類。

（2）按信令的工作范圍可以劃分為用戶線信令和局間信令2類。用戶線信令通常是指用戶和交換局之間的信令傳遞，而局間信令通常是指交換局和交換局之間的信令傳遞。

（3）按照信令的傳送信道可以劃分為隨路信令方式和公共信道信令方式。

圖1 用戶通話信令及其流程圖

2 系統(tǒng)采集網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計目標

七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)的采集、處理、應用3個環(huán)節(jié)。同時擁有對網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)操作和維護系統(tǒng)，即，七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)設(shè)定了如下目標：采集功能完整性、具有采集系統(tǒng)的通用性、支持多種數(shù)據(jù)輸入方式、具有多種應用編程接口方式、具有開放接口、具有用戶可編程性的功能。

2.2 整體架構(gòu)

七號信令采集網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)由硬件和軟件 2大部分組成，具體的采集網(wǎng)關(guān)架構(gòu)如圖2所示，網(wǎng)關(guān)主要硬件設(shè)備包括：時隙收斂設(shè)備，七號信令采集卡，主流標準配置的工控機以及IP網(wǎng)絡(luò)和SS7網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)備。而七號信令采集網(wǎng)關(guān)軟件系統(tǒng)包括操作系統(tǒng)、系統(tǒng)配置工具、系統(tǒng)開發(fā)工具等。

圖2 信令采集網(wǎng)關(guān)總體結(jié)構(gòu)圖

2.3 采集網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)處理流程

采集網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)來源可以分為2類：一是采集卡直接采集到的各種數(shù)據(jù)，二是外部第三方設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)。而第三方采集到的各種數(shù)據(jù)多是采用TCP/IP接口進行數(shù)據(jù)輸入的。因此，對于這2類數(shù)據(jù)應采用不同的處理方式，具體流程如下：

（1）采集卡數(shù)據(jù)消息處理流程。首先，采集卡進行數(shù)據(jù)采集，通過E1/T1接口建立數(shù)據(jù)流輸入到網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)接入模塊。然后，網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)接入模塊根據(jù)數(shù)據(jù)的不同內(nèi)容，對數(shù)據(jù)進行解碼并將數(shù)據(jù)分配到不同的應用模塊之中。最后，應用模塊依據(jù)不同的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各種業(yè)務功能，同時通過IP網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)送各種消息。

（2）通過TCP/IP接口輸入的外部數(shù)據(jù)，網(wǎng)關(guān)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程。首先，各類第三方采集裝置對各種數(shù)據(jù)進行采集，通過TCP/IP接口向網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)包。然后，網(wǎng)關(guān)的通信模塊將各類數(shù)據(jù)包發(fā)送給網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)接入模塊，而網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)接入模塊則根據(jù)數(shù)據(jù)的不同內(nèi)容，對數(shù)據(jù)進行解碼并將數(shù)據(jù)分配到不同的應用模塊之中。最后，應用模塊依據(jù)不同的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各種業(yè)務功能，同時通過IP網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)送各種消息。

2.4 采集網(wǎng)關(guān)各模塊功能

2.4.1 網(wǎng)關(guān)硬件部分

信令采集網(wǎng)關(guān)的主要硬件包括采集卡，采集服務器，收斂器以及其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這些設(shè)備通過系統(tǒng)集成，組成了完備的數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送系統(tǒng)，基本上可以實現(xiàn)鐵路系統(tǒng)對于七號信令采集網(wǎng)關(guān)的功能需求。

2.4.2 網(wǎng)關(guān)軟件部分

系統(tǒng)采用模塊化的軟件開發(fā)方式，通過對軟件的各類模塊進行設(shè)計，實現(xiàn)各種網(wǎng)關(guān)的管理功能。其整體框架如圖3所示。

圖3 網(wǎng)關(guān)軟件整體框架圖

（1）進程管理模塊負責網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的運行狀況及各類進程。

（2）數(shù)據(jù)接入模塊對網(wǎng)關(guān)的各類數(shù)據(jù)進行接入，同時對各類原始數(shù)據(jù)進行處理。

（3）通信管理模塊接入第三方數(shù)據(jù)采集裝置采集各類數(shù)據(jù)包，并將這些數(shù)據(jù)包傳送給數(shù)據(jù)接入模塊。

（4）信令解析模塊主要對各類信令的基本信息進行解碼，并將解碼后的信息傳送給系統(tǒng)的應用模塊。

（5）應用模塊主要負責系統(tǒng)的各類具體應用，以及實現(xiàn)系統(tǒng)的各類功能。

2.5 系統(tǒng)特點

2.5.1 動態(tài)特性

網(wǎng)關(guān)的軟件管理系統(tǒng)可以看成一個獨立運行并能實現(xiàn)簡單功能的應用程序，通過對終端業(yè)務模塊進行動態(tài)加載，可以完成動態(tài)庫的業(yè)務功能。在實際應用時，只需首先安裝應用程序，然后根據(jù)用戶所購買的各種模塊進行業(yè)務配置。網(wǎng)關(guān)軟件管理系統(tǒng)的用戶類型可以分為超級用戶、普通用戶和管理員用戶。

2.5.2 可擴展性

系統(tǒng)框架采用的模式是文檔視圖模式，擴展性很強，可以滿足系統(tǒng)的擴展需要。同時因為新增加了接口層，實現(xiàn)了屏蔽，對于實現(xiàn)修改也有很好的可擴展性。

3 結(jié)束語

本文概要分析了七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)在采集網(wǎng)關(guān)方面的應用，通過對七號信令的監(jiān)測，既能夠監(jiān)測七號信令網(wǎng)的運行質(zhì)量，又能監(jiān)測通信業(yè)務的質(zhì)量，從而及早發(fā)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的故障隱患，利用七號信令監(jiān)測技術(shù)輔助解決這些隱患，保證通信質(zhì)量，為鐵路安全通信提供可靠的保障，因此，七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)的應用前景相當廣闊。

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