煥義 張德民
摘要 介紹了GSM通信系統(tǒng)中七號信令集中監(jiān)測德結(jié)構(gòu)及其應(yīng)具備的基本功能。根據(jù)GSM通信系統(tǒng)的測試接口和協(xié)議模型，提出了一種移動七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。
關(guān)鍵詞 GSM 七號信令 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)處理
1引言
七號信令系統(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。七號信令網(wǎng)作為現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信的神經(jīng)中樞，在移動通信中發(fā)揮的作用也越來越大，對七號信令網(wǎng)管理和維護(hù)的要求也越來越高。如何更好地監(jiān)控七號信令網(wǎng)，提高運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量與運(yùn)營維護(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)營商迫切需要解決的問題。僅靠傳統(tǒng)的網(wǎng)管系統(tǒng)、監(jiān)測儀表等維護(hù)手段已不能滿足對日益復(fù)雜、規(guī)模不斷發(fā)展的七號信令網(wǎng)的維護(hù)需求。七號信令集中檢測系統(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)測和分析提供有效地支撐手段。
2 GSM數(shù)字移動系統(tǒng)的監(jiān)測接口和協(xié)議模型
GSM數(shù)字移動系統(tǒng)由移動臺(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�；咀酉到y(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接口是空中無線電接口，是移動臺與基站收發(fā)信臺(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(BTS)之間的通信接口，信令傳輸協(xié)議是LAPD。BSS與移動業(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、移動性管理、基站管理、移動臺管理等信息。MSC與拜訪位置寄存器VLR之間的接口為B接口，用于MSC向VLR詢問有關(guān)移動臺當(dāng)前位置信息，或通知VLR有關(guān)移動臺的位置更新信息等。MSC與歸屬位置寄存器HLR之間的接口為C接口，用于完成被叫移動客戶信息的傳遞以及獲取被叫移動客戶的漫游號碼。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)測系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能要求
*體系結(jié)構(gòu)
七號信令集中監(jiān)測系統(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，它們之間通過廣域網(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)采集模塊從七號信令鏈路2Mbit/s口中采集下來，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；同時(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)通過廣域網(wǎng)進(jìn)行中心站數(shù)據(jù)庫，操作終端通過網(wǎng)絡(luò)可以直接訪問數(shù)據(jù)庫。
*功能要求
七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)優(yōu)化的平臺應(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)測和管理
系統(tǒng)提供對網(wǎng)間信令鏈路狀態(tài)和負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)測，以可聞和可視的方式來實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)采集到的各種鏈路故障，并通過顏色變化來反映告警的類型和級別。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，提供各種圖表來對鏈路性能進(jìn)行分析，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供技術(shù)依據(jù)。
3.1.2 消息過濾功能
過濾決定哪些事件會被存儲，允許用戶查詢有特殊內(nèi)容的信令消息。使用序列過濾可組成事件處理的完整序列。事件識別和序列識別可作為濾波器的條件，用戶可以預(yù)定義的多個(gè)事件和序列識辨中進(jìn)行選擇。 3.1.3 忙戶號碼關(guān)管理
系統(tǒng)實(shí)時(shí)地檢測并提供忙戶的號碼、忙次、用戶相關(guān)的信息，這些信息使電話營銷等業(yè)務(wù)部門能有針對性地解決用戶忙而導(dǎo)致的接通率低的問題。通過有針對的疏忙管理將能大幅度地提高長途來話和本地網(wǎng)的電話接通率，改善服務(wù)質(zhì)量。
3.1.4 呼叫跟蹤功能
通過呼叫跟蹤功能，對某一呼叫的完整信令過程進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，以便快速確定各實(shí)體之間信令配合問題的情況，其中，指定呼叫號碼跟蹤測試功能實(shí)現(xiàn)了對ISDN號碼、移動用戶IMSI、MSISDN號碼的動態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤；系統(tǒng)應(yīng)能自動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)用戶號碼呼叫的能力，自動跟蹤多段、多協(xié)議信令配合流程，保存跟蹤過程數(shù)據(jù)。
3.1.5 協(xié)議分析能力
七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)具有針對全網(wǎng)的協(xié)議分析功能，提供對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)之間的兼容性測試以及ISDN和智能網(wǎng)等新業(yè)務(wù)引入時(shí)的問題查找及解決。
3.2 綜合統(tǒng)計(jì)分析部分
綜合統(tǒng)計(jì)分析部分對數(shù)據(jù)庫中存儲的數(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。對告警記錄和查詢，支持靈活的查詢條件：告警類型、告警級別、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)分析是指對指定的鏈路，再指定的時(shí)間范圍內(nèi)，對其性能指標(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)間過長、阻斷時(shí)過長等)
----信令鏈路的可用性(不可用時(shí)長、阻斷時(shí)長)
----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
----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
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)分析是指對指定的信令點(diǎn)(STP/SP),在指定的時(shí)間范圍內(nèi)，對其性能指標(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)長等)
----信令點(diǎn)的負(fù)荷狀況(收發(fā)MSU的數(shù)量、配對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)及其對應(yīng)呼叫的統(tǒng)計(jì)分析
信令業(yè)務(wù)(TUP、ISUP、SCCP等)及其對應(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、呼損分布、超短呼叫次數(shù)和超長呼叫次數(shù)等。
4 移動七號信令集中監(jiān)測的實(shí)現(xiàn)方案
移動七號信令集中監(jiān)測系統(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)測平臺。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)測系統(tǒng)，此功能可通過STP交換機(jī)的人機(jī)命令實(shí)現(xiàn)。通過人機(jī)命令可以方便地選擇被監(jiān)測的信令鏈路。
對于信令數(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)測平臺，E1的數(shù)據(jù)根據(jù)監(jiān)測平臺的建設(shè)規(guī)模確定。對每條HSTP(LSTP)至少接入4個(gè)2M，保證可以監(jiān)測至少一對組合鏈路組。
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信令集中監(jiān)測平臺的重要組成部分，一般由信令監(jiān)測設(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，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
----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，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)測平臺一側(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
在GSM系統(tǒng)中，隨著移動業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展和七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)的完善和推廣，電信運(yùn)營商的維護(hù)手段將更加全面，維護(hù)能力將大大提高，將使我國的電信通信系統(tǒng)變得更加強(qiáng)大、穩(wěn)定和堅(jiān)固，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供更強(qiáng)有力的支撐。而七號信令監(jiān)測平臺在GPRS、VOIP、WAP監(jiān)測功能的不斷完善下，它必然能隨著移動業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展而贏得廣闊的市場空間。
