七號信令系統在GSM中的應用

本文摘自：《通訊技術》

1 引言

七號信令系統是現代通訊網的關鍵技術之一，是通訊網的神經中樞，在電話網、移動網、智能網等通訊網中已成為不可缺少的一部分。七號信令網作為現代網路通訊的神經中樞，在移動通訊中發揮的作用也越來越大，對七號信令網管理和維護的要求也越來越高。如何更好地監控七號信令網，提高運營服務品質與運營維護水平，提高電話接通率，監控某些異常呼叫等，成為電信電訊廠商迫切需要解決的問題。僅靠傳統的網管系統、監測儀錶等維護手段已不能滿足對日益複雜、規模不斷髮展的七號信令網的維護需求。七號信令集中檢測系統可以準確、有效地擷取信令資訊，為信令網管理和維護以及業務品質監測和分析提供有效地支撐手段。

2 GSM數字移動系統的監測介面和協議模型

GSM數字移動系統由移動台(MS)、基站子系統(BSS)、網路和交換子系統(NSS)、操作維護子系統(OSS)等四個部分組成。基站子系統(BSS)由基站收發信機(BTS)和基站控制器(BSC)兩類裝置群組成。網路和交換子系統(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)、監控中心(AuC)、MSC網關(GMSC)等功能部分。

Um介面是空中無線電介面，是移動台與基站收發信台(BTS)之間的通訊介面，信令傳輸協議是GSM特有的LAPDm。Abis介面為基站子系統的兩個功能實體，即基站控制器(BSC)和基站收發信台(BTS)之間的通訊介面，信令傳輸協議是LAPD。BSS與移動業務交換中心MSC之間的介面為A介面，A介面基於2Mbit/s數字介面，採用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、移動台管理等資訊。MSC與拜訪位置寄存器VLR之間的介面為B介面，用於MSC向VLR詢問有關移動台當前位置資訊，或通知VLR有關移動台的位置更新資訊等。MSC與歸屬位置寄存器HLR之間的介面為C介面，用於完成被叫移動客戶資訊的傳遞以及擷取被叫移動客戶的漫遊號碼。D介面是HLR與VLR之間的介面，主要交換位置資訊和客戶資訊。MSC之間的介面為E介面，是一個2Mbit/s數字介面，採用24位編碼的No.7信令方式，位保留連續，而進行局面切換。

3 監測系統的體繫結構和功能要求

*體繫結構

七號信令集中監測系統採用模組化的體繫結構，主要分為中心和遠端站兩級，它們之間通過廣域網路(WAN)互聯。中心站和遠端站由各自的本地區域網路(LAN)構成，採用了客戶/伺服器(Client/Server)模式，而且系統可以靈活的根據使用者的網路需求進行建設和擴充。資料經各個前端機資料擷取模組從七號信令鏈路2Mbit/s口中採集下來，經預先處理，再進入遠端站處理系統處理後產生相應資料及詳細通話記錄(CDR)存入遠端站資料庫；同時，相關資料通過廣域網路進行中心站資料庫，操作終端通過網路可以直接存取資料庫。

*功能要求

七號信令集中監測系統作為一個網路維護最佳化的平台應具備一定的功能，主要包括即時應用部分和綜合統計分析部分。

3.1即時應用部分

3.1.1 信令鏈路狀態和效能的即時監測和管理

系統提供對網間信令鏈路狀態和負荷的即時監測，以可聞和可視的方式來即時顯示系統採集到的各種鏈路故障，並通過顏色變化來反映警示的類型和層級。同時，可以即時顯示信令鏈路的可用狀態和負荷，並可對某斷時間內的鏈路負荷進行查詢、統計、排序，提供各種圖表來對鏈路效能進行分析，為網路最佳化提供技術依據。

3.1.2 訊息過濾功能

過濾決定哪些事件會被儲存，允許使用者查詢有特殊內容的信令訊息。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，使用者可以預定義的多個事件和序列識辨中進行選擇。 3.1.3 忙戶號碼關管理

系統即時地檢測並提供忙戶的號碼、忙次、使用者相關的資訊，這些資訊使電話營銷等業務部門能有針對性地解決使用者忙而導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的電話接通率，改善服務品質。

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行即時跟蹤，以便快速確定各實體之間信令配合問題的情況，其中，指定本機號碼跟蹤測試功能實現了對ISDN號碼、移動使用者IMSI、MSISDN號碼的動態即時跟蹤；系統應能自動跟蹤和指定呼叫相關的信令配合，即時顯示跟蹤訊息或呼叫過程記錄，迅速查詢呼叫失敗原因、使用者業務原因、使用者位置環境原因等。系統還有能夠同時跟蹤多個使用者號碼呼叫的能力，自動跟蹤多段、多協議信令配合流程，儲存跟蹤過程資料。

3.1.5 協議分析能力

七號信令集中監測系統具有針對全網的協議分析功能，提供對MTP、TUP、ISUP、MAP等的完全解碼和協議分析。該功能可以使局間的信令分析變得非常方便迅速，維護人員可以得心應手地觀測網路中任何鏈路的協議，方便各種交換器之間的相容性測試以及ISDN和智能網等新業務引入時的問題尋找及解決。

3.2 綜合統計分析部分

綜合統計分析部分對資料庫中儲存的資料進行深層次的資料採礦和統計，並通過報表、長條圖、餅圖、曲線圖等形式反映。為網路管理、業務經營分析、網路規劃等提供有效決策支援資料。其中包括：

3.2.1 故障分析

故障分析是對鏈路、鏈路組、路由群組、子系統等的故障頻次和曆時的詳細統計，以及橫向和縱向的比較。對警示記錄和查詢，支援靈活的查詢條件：警示類型、警示層級、警示發生時間、清除時間、警示源等條件的各種組合。

3.3.2 網路效能的統計分析

信令鏈路效能的統計分析是指對指定的鏈路，再指定的時間範圍內，對其效能指標進行綜合統計分析。分析內容包括：

----信令鏈路的完好率(故障率、擁塞時間過長、阻斷時過長等)

----信令鏈路的可用性(不可用時間長度、阻斷時間長度)

----信令鏈路的利用率(收發MSU的數量、鏈路擁塞的次數等)

----信令鏈路MTP承載業務的效能(MTP承載TUP、ISUP、INAP、MAP等業務的負荷)

3.2.3 信令路由效能的統計分析

信令路由是由不同的信令鏈路組組成，信令路由的效能是由各個鏈路組的效能統計分析得出的。分析內容包括：

----信令鏈路組的不可用時間長度

----信令鏈路組故障發生的次數

----至某一或某一組DPC的路由群組不可用事件的發生次數

----至某一或某一組DPC的路由群組不可用時間長度

3.2.4 信令點(STP/SP)效能的統計分析

信令點效能的統計分析是指對指定的信令點(STP/SP),在指定的時間範圍內，對其效能指標進行綜合統計分析。分析內容包括：

----信令點的可接入性(信令點的不可接入次數、不可接入時間長度等)

----信令點的負荷狀況(收發MSU的數量、配對STP間負荷不平衡差值的情況等)

----信令點的業務處理能力(收發的TUP/IUUP/INAP/MAP等業務訊息的數量)

3.2.5 信令業務(TUP、ISUP、SCCP等)及其對應呼叫的統計分析

信令業務(TUP、ISUP、SCCP等)及其對應呼叫的統計分析內容包括：

呼叫次數、接通率、佔用次數、應答次數、通話時間長度、呼損分布、超短呼叫次數和超長呼叫次數等。

4 移動七號信令集中監測的實現方案

移動七號信令集中監測系統由如下幾個子系統組成：(1)信令資料接入部分；(2)信令資料擷取處理部分；(3)資料處理和應用部分；(4)廣域網路部分。

(1)信令資料接入部分。信令資料接入部分包括兩種方式：

----高阻跨度接入方式

----STP交換器內部收斂終結接入方式

對於直聯鏈路(F鏈)，可以採用高阻跨度方式經DXC收斂至集中監測平台。因為當前現網所有類型的HSTP和LSTP交換器都支援內部的收斂功能，所以對於A鏈或D鏈，可以採用STP交換器內部收斂終結接入方式。STP交換器將各E1上的信令時隙交換到某一E1上，使得該E1的31個時隙都承載了信令資料，然後輸出到集中監測系統，此功能可通過STP交換器的人機命令實現。通過人機命令可以方便地選擇被監測的信令鏈路。

對於信令資料接入部分，每個HSTP(LSTP)可將若干條E1接入到集中監測平台，E1的資料根據監測平台的建設規模確定。對每條HSTP(LSTP)至少接入4個2M，保證可以監測至少一對組合鏈路組。

信令資料接入部分應能同時支援64K和2M信令鏈路。

(2)信令資料擷取處理部分。信令資料擷取處理部分是七號信令集中監測平台的重要組成部分，一般由信令監測裝置、伺服器和區域網路構成。它應能實現信令資料擷取、處理和儲存，為資料處理和應用部分提供關於信令訊息的統計資料、呼叫訊息記錄(CDR)、事務詳細記錄(TDR)以及資料處理和應用部分所需要的滿足匹配條件的信令訊息資料。

同時，信令資料擷取處理部分在數量上應支援良好的可擴充性，支援以積木式堆疊的擴充，並且系統不存在較大的瓶頸。

(3)資料處理和應用部分。資料處理和應用部分應實現以下功能：

----資料的綜合分析與處理

----資料的儲存

----商務邏輯的實現

----各種應用

其中資料處理層主要是：七號信令訊息的處理，CDR/TDR的處理，基礎統計資料的處理，警示處理和系統備份；應用程式層主要包括即時部分和綜合統計部分。即時部分應能夠即時、深入細緻地監控網路和商務服務品質，綜合統計分析部分應能充分合理地使用系統採集到的資料。

(4)廣域網路部分。廣域網路部分實現信令資料擷取處理部分的資料處理應用部分的互聯，可以採用如下幾種方式組網：

----DCN

----DDN

----X.25

----框架轉送

組網裝置可選用路由器。如今信令資料接入部分全部經過傳輸網集中到同一物理位置，則信令資料擷取處理部分和資料處理應用部分在同一區域網路內，廣域網路可以省略。

其中在採用X.25專線方式時，傳輸速率為64kb/s、2Mb/s。同時為去您全安全起見，所有X。25鏈路必須置於一個閉合使用者群(GUG)下。為了避免網路擁塞，採用永久虛電路(PVC)方式。

採用DDN專線方式，資料轉送速率為64kb/s、2Mb/s。由於DDN採用的是點對點的方式，如果採集裝置較多且分散，這就要求集中監測平台一側的路由器必須具有多個廣域網路口。

採用框架轉送(Frame Relay)方式，資料轉送速率為2Mb/s。

採用DCN方式，10/100M應能自適應。

5 結束語

在GSM系統中，隨著移動業務的迅速發展和七號信令集中監測系統的完善和推廣，電信電訊廠商的維護手段將更加全面，維護能力將大大提高，將使我國的電信通訊系統變得更加強大、穩定和堅固，為國民經濟的發展提供更強有力的支撐。而七號信令監測平台在GPRS、VOIP、WAP監測功能的不斷完善下，它必然能隨著移動業務的不斷髮展而贏得廣闊的市場空間。