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摘要：本文对信令监测系统的典型架构进行了介绍和分析，并结合架构特点给出了信令监测系统在设计中需注意的要点。
关键词：信令监测；协议；设计
1.信令监测系统的总体架构
1.1系统定位及其架构
信令监测系统是通信网络运行维护的重要支撑系统之一。信令监测系统以旁路接入的方式采集网络中各接口信令和协议数据，普遍采用的有高阻跨接、端口镜像、TAP分路、分光器分光等采集方式，同时进行信令和协议的消息解码、CDR（Call Detail Record）合成，再现业务接续全过程，进行网络和业务各类指标统计，从而帮助网络维护人员掌握和分析网络、业务运行情况，目前移动通信网络中主要监测的接口和协议如下表所示：
表1
随着网络和技术的演进，相关系统接口会越来越多，协议也会越来越丰富，因此信令监测系统需要根据网络的发展进行相关协议监测相应的开发。
信令监测系统是通信网络中业务开通测试、用户投诉处理、网络故障诊断的有力工具，是网络和业务运行质量精细化分析的有效手段。
系统的典型架构为四层，如下图所示：
2.系统设计的要点
笔者结合在信令监测系统实际设计过程中遇到的问题，按照系统的分层架构逐层进行分析并提出设计建议。
● 信令接入层
在进行信令接入层设计时，主要考虑的为接入链路的类型，对于E1链路的接入，一般应考虑采用高阻跨接方式，交换机内部收敛方式虽然可以在一定程度上节省施工工作量，但是由于其占用交换机处理资源，因此不建议使用。
对于FE/GE电接口链路，一般选择进行TAP方式进行链路的复制，其原是因为TAP设备采用三通设置，即使TAP设备断电，影响的也仅为信令监测系统的链路，对原有业务链路不会造成影响，同时由于目前没有实际的测试数据表明交换机端口镜像方式下镜像端口的输出到底会对交换机造成多大的影响，同时考虑到交换机测试端口多用于对交换机进行小带宽的测试，不适合将其作为大带宽的信令输出端口使用。
对于光接口链路的采集，有分光器和光口TAP设备两种设备可供选择，但是由于光接口TAP设备价格昂贵，目前没有普遍使用，目前普遍采用的设备为分光器。在分光器设计上，需要考虑通过分光器后链路的功率损耗，需要把该损耗控制在对端设备能接受的最低值之上，目前普遍采用的分光器分光比为2：8。当光功率不能满足系统需要时，需要在链路中串接光放大器设备（OEO）。
在考虑光功率损耗的同时需要考虑光接口数量，由于分光器是对单条光纤进行分光，因此，一个光接口需要考虑的分光器输入端口数量为二，这一点也是设计中容易被忽略的地方。
● 信令采集层
信令接入层完成信令数据的复制后，将原始信令送入采集层，采集层对原始数据进行初步的处理，包括信令链路的收敛，放大以及初步解码。
对于E1链路的采集，目前普遍使用的是数字交叉连接设备（DXC），对于高阻跨接后复制的64K信令链路，一条E1中可能只存在1条或者多条64K，而DXC设备可以将若干条64K链路汇聚收敛至一条E1输出，提高信令监测设备的利用率，对于2M高速信令链路，DXC设备则可将其信号放大以抵消接入层的信号衰减，其原理图如下：
在DXC设备的设计时，需要根据DXC设备的端口数以及接入64K和2M信令链的数量进行综合核算。
对于FE/GE/10GE及其他颗粒的IP信令链路的采集，在网络流量小，主设备链路数量少的情况下可以将采集层设备直接接入采集板卡，
当网络流量增加，对于同一主设备的链路数量增加时，则需要考虑在分光器/TAP设备与采集板卡之间增加汇聚分流设备，笔者在某省的Gn接口链路采集工程中曾遇到这样的实例，工程中采集的GGSN设备的Gn接口共有6条GE光接口链路，并采用负荷分担方式，而采集板卡每板可以提供4个GE接口，因此需要将6条链路接至2块采集板卡。
采用此设计方式进行现网测试后，发现后台CDR合成率仅为92%，存在部分CDR合成不完整的情况，经过综合分析，发现其原因为主设备在数据分发时存在随机性，会将某个信令会话过程的上行数据放置在上图所示的1号链路，而下行数据放在6号链路中，由于1号链路和6号链路分别在两块采集板卡上进行解码，采集板卡发现会话不完整，会随机选择将其中某一部分数据丢弃，从而出现解码不完整，发现该问题后，在进行设计时，在分光器和采集板卡之间增加汇聚分流设备。
经过测试，采用该种设计方式后，CDR的合成率达到99%左右。
因此，在IP链路的采集设计时，需要综合考虑采集链路数量及其工作方式并结合采集板卡端口数量进行综合考虑。
采用汇聚分流设备后，还可以将高流量的链路分成如若干条小流量链路接入采集板卡，从而使采集板卡的负荷均衡。
如今采集层出现了一种越来越流行的设备-信令网关，该设备的位于采集层和数据处理共享层之间，在信令监测系统中，由于采集厂家众多，因此造成送入数据处理共享层的原始数据格式多样性，当应用层或其他系统需要调用原始信令数据时，需要根据信令监测系统厂家的数据格式进行接口开发，该工作冗长且对设备厂家依赖性强，引入信令网关后，运营商可以自己制定数据格式，信令数据经过信令网关后，将按照既定统一格式进行上层进行存储，方便其它第三方系统调用。
● 数据处理共享层
该层主要负责数据的处理和存储，因此设计时主要考虑整个系统的处理能力和存储能力。同时由于网络规模的扩大，需要合理考虑数据库的结构以及磁阵的容灾备份方式。
● 应用层
应用层主要提供对应用系统的数据调用，设计时信令监测系统可以将自己的数据格式提交给应用层，由应用层负责开发相关接口，从严格意义上来讲，应用层已经不属于信令监测系统的范畴。
结束语
随着网络新技术和架构的引进，信令监测系统可以监测的接口和协议类型越来越多，从而导致系统规模不断增大，因此在系统设计时需要考虑的因素也越来越多，充分调研和分析所采集网络的架构和协议类型，并结合监测系统厂家的设备特点进行统筹考虑，是应对设计复杂性的最好方法。
参考文献：
[1]张智江等 3G核心网技术，北京 国防工业出版社 2006.1
[2]杨晋儒等 No.7信令系统手册，北京 人民邮电出版社 2001.5
[3]米正坤、王文鼐 软交换技术与协议 北京 人民邮电出版社 2002.7
论文作者:贺晓博,王钦佩
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/17
标签：信令论文; 链路论文; 设备论文; 监测系统论文; 板卡论文; 接口论文; 系统论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;