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一種基于七號(hào)信令的局間話(huà)單采集系統(tǒng)研究與應(yīng)用
摘要：鑒于目前網(wǎng)間結(jié)算的話(huà)單采集存在著實(shí)時(shí)性差、采集點(diǎn)分散、過(guò)分依賴(lài)交換機(jī)提供的接口以及結(jié)算欠準(zhǔn)確等特點(diǎn)，介紹了一種基于七號(hào)信令系統(tǒng)的新式局間話(huà)單采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用高阻跨接在信令鏈路上，實(shí)時(shí)采集鏈路上的消息，經(jīng)過(guò)分析處理后提供給計(jì)費(fèi)系統(tǒng)結(jié)算。具有技術(shù)先進(jìn)、實(shí)時(shí)性高、容量大、可靠性高、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，有效地解決了局部話(huà)單采集問(wèn)題。關(guān)鍵詞：七號(hào)信令 話(huà)單采集 信號(hào)鏈路 局間
目前，電信部門(mén)與需要進(jìn)行結(jié)算的通信企業(yè)通過(guò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)置網(wǎng)關(guān)局的方式進(jìn)行對(duì)等數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行結(jié)算。這種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式主要依靠交換機(jī)本身數(shù)據(jù)端口，通過(guò)磁帶方式或X.25口，采用CMIS/FTAM協(xié)議的模式進(jìn)行話(huà)單數(shù)據(jù)采集。這種方式有一定的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在著一些缺點(diǎn)：如實(shí)時(shí)性差、采集點(diǎn)分散、可靠性差等，同時(shí)在實(shí)際的互連互通實(shí)現(xiàn)方式中，各電信運(yùn)營(yíng)商通常會(huì)在話(huà)務(wù)量大的局間增設(shè)一定量的直聯(lián)備份電路，以起到提高安全性和話(huà)務(wù)分流的目的。由于這部分直聯(lián)電路是不經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)局匯接的，如果只從網(wǎng)關(guān)局上取話(huà)單，將把這部分話(huà)單漏掉，從而造成結(jié)算的不準(zhǔn)確。
目前網(wǎng)關(guān)互聯(lián)互通，最常用也是最標(biāo)準(zhǔn)的信令方式就是中國(guó)七號(hào)信令方式，交換局間所有呼叫的控制信息均可通過(guò)七號(hào)信令的方式傳輸。因?yàn)槠咛?hào)信令消息中包含了生成詳細(xì)話(huà)單所需的全部信息，只須從七號(hào)信令網(wǎng)上提取出信令消息，經(jīng)過(guò)合理的篩選和配對(duì)，便可得到交換局間通信的所有詳細(xì)話(huà)單。
1 基于七號(hào)信令網(wǎng)關(guān)采集模式
七號(hào)信令網(wǎng)是電話(huà)網(wǎng)、智能網(wǎng)以及各種新業(yè)務(wù)的神經(jīng)和支撐網(wǎng)，是通信網(wǎng)建設(shè)維護(hù)的重要部分。根據(jù)我國(guó)七號(hào)信令技術(shù)體制要求，我國(guó)七號(hào)信令網(wǎng)最終采用三級(jí)準(zhǔn)直聯(lián)結(jié)構(gòu)方式。SS7是公共信道信令協(xié)議，主要用于電話(huà)網(wǎng)內(nèi)的呼叫處理，它使用電話(huà)網(wǎng)的基本數(shù)據(jù)通信協(xié)議，完成呼叫建立、呼叫選路并提供各種業(yè)務(wù)，由于SS7網(wǎng)是獨(dú)立于話(huà)音/媒體流電路網(wǎng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)，可以做到完全的冗余備份。因此，SS7對(duì)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)的管理比以前的技術(shù)更快、更可靠和更先進(jìn)。
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本系統(tǒng)直接從SS7信令鏈路上獲取話(huà)務(wù)信令并匹配成相對(duì)應(yīng)的呼叫記錄（CDR）。CDR匹配完成后將被傳關(guān)室本地的采集比對(duì)服務(wù)器指定目錄，從交換機(jī)聯(lián)機(jī)方式或者脫機(jī)方式采集來(lái)的數(shù)據(jù)也被傳送到本地的采集服務(wù)器。在采集服務(wù)器中，兩個(gè)源數(shù)據(jù)將進(jìn)行比對(duì)，產(chǎn)生比對(duì)的報(bào)表，生成比對(duì)結(jié)果供維護(hù)管理人員維護(hù)交換機(jī)。同時(shí)，從信令鏈路上采集的數(shù)據(jù)將作為一種數(shù)據(jù)源備份留在本地，在這種模式下，由于系統(tǒng)是一個(gè)備用系統(tǒng)，整個(gè)采集過(guò)程不考慮完全備份模式。本地的采集服務(wù)器運(yùn)行比對(duì)軟件，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)核查、過(guò)濾、預(yù)處理等任務(wù)。在與交換機(jī)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)校驗(yàn)并生成校驗(yàn)報(bào)告后，交換機(jī)采集的數(shù)據(jù)送往結(jié)算中心。在此模式下，比對(duì)服務(wù)器中將保存2個(gè)月以上的信令話(huà)單，以備今后需要。
2 七號(hào)信令話(huà)單采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
七號(hào)信令話(huà)單采集系統(tǒng)為模塊化結(jié)構(gòu)的分布式系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)可公分為：E1電路的高阻跨接、數(shù)字交叉連接設(shè)備、七號(hào)信令分析系統(tǒng)和詳細(xì)話(huà)單生成軟件四部分。
其中E1電路的高阻跨接、數(shù)字交叉連接設(shè)備通常分布在各個(gè)交換或傳輸機(jī)房中，以方便接入各七號(hào)信令鏈路，而七號(hào)信令分析系統(tǒng)和詳細(xì)話(huà)單生成軟件則放在中心機(jī)房，它們接收并處理各地傳來(lái)的七號(hào)信令消息，生成詳細(xì)話(huà)單。其各部分的連接示意圖如圖1所示。
圖1中七號(hào)信令話(huà)音采集系統(tǒng)首先通過(guò)E1傳輸系統(tǒng)的高阻跨接，偵聽(tīng)GSM和網(wǎng)關(guān)局之間傳輸七號(hào)信令消息的E1電路。此時(shí)偵聽(tīng)回路中的阻抗應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于75Ω，只有這樣才不會(huì)影響E1電話(huà)收發(fā)雙方的信號(hào)，以保證局間信令系統(tǒng)的正常工作。
由于偵聽(tīng)回路中的阻抗較大（>>75Ω）,所截獲E1信號(hào)的強(qiáng)度十分微弱，因此必須將其信號(hào)放大。放大后的E1信號(hào)進(jìn)入一臺(tái)數(shù)字交叉連接設(shè)備，將所有包含七號(hào)信令鏈路數(shù)據(jù)的E1時(shí)隙交換到兩條E1中進(jìn)入七號(hào)信令分析系統(tǒng)。在這里之所以要使用數(shù)字交叉連接設(shè)備是基于以下理由：
（1）由于目前的七號(hào)信令運(yùn)營(yíng)網(wǎng)中每個(gè)E1通常只有一個(gè)或幾個(gè)時(shí)隙包含有七號(hào)信令鏈路數(shù)據(jù)，因此必須通過(guò)數(shù)字交叉連接設(shè)備將所有這些包含有七號(hào)信令鏈路數(shù)據(jù)的時(shí)隙收斂到兩個(gè)E1中，以方便后面的七號(hào)信令分析系統(tǒng)處理。
（2）考慮到高阻跨接偵聽(tīng)點(diǎn)可能分布在各地，而大容量的七號(hào)信令分析系統(tǒng)則放置于中心機(jī)房，所以在將七號(hào)信令鏈路數(shù)據(jù)傳回中心前先經(jīng)過(guò)數(shù)字交叉連接設(shè)備，會(huì)大大減少了傳輸所需要的E1數(shù)量，節(jié)約傳輸成本。
七號(hào)信令分析系統(tǒng)主要完成對(duì)31條七號(hào)信令鏈路消息的采集。詳細(xì)話(huà)單生成軟件收到從以太網(wǎng)傳來(lái)的七號(hào)信令消息后，根據(jù)七號(hào)信令的各個(gè)用戶(hù)部分（UP）的協(xié)議規(guī)則，對(duì)獲得的七號(hào)信令消息做關(guān)聯(lián)處理，從而產(chǎn)生出詳細(xì)話(huà)單，并將話(huà)單格
式化為用戶(hù)要求的格式。最后七號(hào)信令分析系統(tǒng)和詳細(xì)話(huà)單生成軟件提供了完善的監(jiān)視和控制接口，可以便捷、有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)大地域范圍內(nèi)系統(tǒng)運(yùn)行狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控。所有這些功能都可以直接在原有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)現(xiàn)，而不需要增加額外的監(jiān)視信息通路，大大節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)投資成本。
2.1 E1電路的高阻跨接
由于監(jiān)視七號(hào)信令系統(tǒng)必須在不影響局間工作的前提下進(jìn)行，因此必須對(duì)包含有七號(hào)信令鏈路的E1予以高阻跨接偵聽(tīng)，這樣才不會(huì)影響E1電路收發(fā)雙方的信號(hào)。
七號(hào)信令話(huà)單采集系統(tǒng)的高阻跨接器件要求性能穩(wěn)定，高阻跨接口相對(duì)于E1電路的阻抗都大于1000Ω。在正常工作時(shí)，跨接后對(duì)原E1信號(hào)的影響小于0.3dB，從而有效地確保了交換局工作的安全性。高阻跨接器件與后面的信號(hào)放大器件配合，使得流經(jīng)高阻跨接器件的弱E1信號(hào)可以在經(jīng)過(guò)30～50m傳輸后，依然不產(chǎn)生任何額外的誤碼。本系統(tǒng)的高阻跨接器件還提供雙跨接的形式，即可以在一個(gè)跨接點(diǎn)上獲得兩份高阻E1信號(hào)，同時(shí)供給其后的兩套熱備份系統(tǒng)使用。
圖3
2.2 數(shù)字交換連接設(shè)備
E1電路經(jīng)高阻跨接偵聽(tīng)后，其信號(hào)強(qiáng)度已經(jīng)大大減弱，為使信號(hào)可以被正常接收，就必須將信號(hào)放大，七號(hào)信令話(huà)單采集系統(tǒng)的數(shù)字交叉連接設(shè)備將上述兩種功能整合在一起，其主要的信號(hào)流程如圖2所示。
數(shù)字交叉連接設(shè)備所處理的功能詳述如下：
（1）軟件配置的E1信號(hào)放大比例：提供0～20dB的信號(hào)放大能力，使其能夠與大到3500Ω的高阻跨接器件的配合，并且放大的比例可以由配置軟件修改。
（2）軟件配置的E1阻抗匹配：該設(shè)備可以通過(guò)配置軟件，按需要選擇75Ω或120Ω的阻抗，與接入的E1相匹配。
（3）低延時(shí)的無(wú)阻塞交換網(wǎng)絡(luò)：數(shù)字交換連接設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)256×256的無(wú)阻塞交換，即能將8條輸入E1的任何一個(gè)時(shí)隙小于12μs，在最壞的情況下也小于125μs。數(shù)字交換連接設(shè)備中時(shí)隙的連接方式可以由軟件配置。
（4）主時(shí)鐘的選擇：通過(guò)軟件配置，該設(shè)備可在8個(gè)E1中選擇其中的一個(gè)作為主時(shí)鐘。當(dāng)用戶(hù)選擇的主時(shí)鐘E1失效時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇另一個(gè)有效的E1作為設(shè)備的主時(shí)鐘源，而一旦用戶(hù)選擇的主時(shí)鐘E1恢復(fù)時(shí)系統(tǒng)將把主時(shí)鐘源切換回來(lái)。時(shí)鐘源的切換時(shí)延小于1ms。
七號(hào)信令鏈路的跨接點(diǎn)可能分布在各個(gè)機(jī)房，而每個(gè)機(jī)房中只有少量的幾條七號(hào)信令鏈路，因此通常在每個(gè)機(jī)房中只會(huì)使用到較小容量的交換網(wǎng)絡(luò)。大的機(jī)房可能有很多條七號(hào)信令鏈路，這時(shí)只需簡(jiǎn)單地將多臺(tái)數(shù)字交叉連接設(shè)備組成一個(gè)二級(jí)的交換網(wǎng)絡(luò)即能滿(mǎn)足要求。例如圖3中用5臺(tái)數(shù)字交叉連接設(shè)備組成的二級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)，將分布在36根E1中的18條七號(hào)信令鏈路收斂到兩條E1中。
2.3 七號(hào)信令分析系統(tǒng)
七號(hào)信令分析系統(tǒng)主要完成31條七號(hào)信令鏈路消息的采集功能。
它根據(jù)用戶(hù)定義的篩選條件過(guò)濾掉與計(jì)費(fèi)無(wú)關(guān)的七號(hào)信令消息，并為每一條滿(mǎn)足過(guò)濾條件的七號(hào)信令消息打上時(shí)標(biāo)，最后將這些消息打成TCP/IP包，通過(guò)10M以太網(wǎng)傳給詳細(xì)話(huà)音生成軟件。該系統(tǒng)在硬件上分為：七號(hào)信令分析設(shè)備和GPS授時(shí)系統(tǒng)。限于篇幅的原因，這里不詳細(xì)介紹其技術(shù)實(shí)現(xiàn)。其主要的信號(hào)流程如圖4所示。
3 系統(tǒng)性能測(cè)試
系統(tǒng)在信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所RTNET實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，利用一臺(tái)七號(hào)信令大話(huà)務(wù)量呼叫模擬器A模擬一個(gè)發(fā)端交換局，連接到中興程控交換機(jī)，再匯接到另一臺(tái)一號(hào)信令大話(huà)務(wù)量呼叫模擬量呼叫模擬器B模擬一個(gè)收端交換局。發(fā)端局和匯接局間有4對(duì)E1中繼，每對(duì)E1中有30條話(huà)路，第一對(duì)E1中有1條七號(hào)信令鏈路，因此兩個(gè)局之間共有1條七號(hào)信令鏈路和120條話(huà)路。大話(huà)務(wù)量模擬器A作為發(fā)話(huà)方，在每個(gè)話(huà)路上按所設(shè)時(shí)長(zhǎng)產(chǎn)生一次呼叫，并記錄成功的呼叫次數(shù)。被測(cè)試系統(tǒng)高阻跨接在發(fā)端局和匯接局之間的第一條E1上，經(jīng)過(guò)數(shù)字交叉連接設(shè)備的輸出接口采集七號(hào)信令消息，以TCP/IP數(shù)據(jù)包的形式，通過(guò)10M以太網(wǎng)傳送到詳細(xì)話(huà)單生成服務(wù)器生成詳細(xì)話(huà)單，與呼叫模擬器統(tǒng)計(jì)的話(huà)單進(jìn)行比對(duì)，檢查被測(cè)系統(tǒng)生成話(huà)單的準(zhǔn)確性。
為了衡量其處理31條七號(hào)信令鏈路能力，檢查“七號(hào)”信令分析系統(tǒng)”在單位時(shí)間內(nèi)可以處理的七號(hào)信令消息的數(shù)量，并保證系統(tǒng)在高信令負(fù)荷下不會(huì)遺漏七號(hào)信令消息。需要在七號(hào)信令消息分析模塊上接入31條七號(hào)信令鏈路，并逐步增加這些七號(hào)信令鏈路上的負(fù)荷，達(dá)到呼叫模擬器最大呼叫數(shù)量。該項(xiàng)測(cè)試采用了如下等效的方法，利用“數(shù)字交叉連接設(shè)備”將一個(gè)輸入時(shí)隙同時(shí)交換到多個(gè)不同的輸出時(shí)隙的功能，可以將上述的1條七號(hào)信令鏈路的消息復(fù)制31份，從而在31條鏈路上產(chǎn)生朵的信令負(fù)荷，輸入到七號(hào)信令消息分析模塊進(jìn)行消息處理。
由于七號(hào)信令話(huà)單采集系統(tǒng)采用監(jiān)測(cè)七號(hào)信令鏈路的工作方式，必須保證不影響局間信令鏈路的前提下跨接，因此要對(duì)高阻跨接設(shè)備的物理特性進(jìn)行測(cè)試，檢查其是否對(duì)原鏈路引入誤碼，同時(shí)是否對(duì)本身引入誤碼。
隨著電信行業(yè)的進(jìn)一步改革以及中國(guó)加入WTO，電信行業(yè)間的網(wǎng)間結(jié)算成為各電信企業(yè)倍加重視的問(wèn)題。該系統(tǒng)鑒于目前網(wǎng)間結(jié)算的話(huà)單采集存在著實(shí)時(shí)性差、采集點(diǎn)分散、過(guò)分依賴(lài)于交換機(jī)提供的接口、可靠性差以及結(jié)算欠準(zhǔn)確等
不足，設(shè)計(jì)的一套大容量話(huà)單采集系統(tǒng)——七號(hào)信令話(huà)單采集系統(tǒng)（GSS07）。采用一種嶄新的話(huà)單采集方式，具有技術(shù)先進(jìn)、實(shí)時(shí)性高、容量大、安全性好、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)證明其有效地解決了局間話(huà)單采集問(wèn)題，非常適合電信企業(yè)的需要，可以被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)間結(jié)算、長(zhǎng)途結(jié)算、話(huà)務(wù)分析以及核帳對(duì)單系統(tǒng)。
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