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(wù)數(shù)字網(wǎng)的方向發(fā)展，因此，七號(hào)信令系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。世界電信組織自1980年提出通用性很強(qiáng)的七號(hào)信令系統(tǒng)之后，經(jīng)過(guò)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(yīng)用開始于20世紀(jì)90年代，由于七號(hào)信令具有信令速度快，容量大，靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，在鐵路系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。目前，七號(hào)信令網(wǎng)已經(jīng)成為鐵路信號(hào)網(wǎng)的神經(jīng)中樞，同時(shí)，通過(guò)外部結(jié)構(gòu)可以很方便地和電話網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)、智能網(wǎng)等通信網(wǎng)進(jìn)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(hào)信令網(wǎng)在鐵路通訊系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)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(guò)大等問(wèn)題。因此，本文對(duì)七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采集網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探討。

1 七號(hào)信令網(wǎng)的原理

信令是人們?nèi)粘Ｉ钪须x不開的東西，當(dāng)人們?cè)陔娫捝习聪孪嚓P(guān)號(hào)碼，電話機(jī)就會(huì)自動(dòng)向交換機(jī)發(fā)送信令，交換機(jī)又會(huì)根據(jù)所撥打的號(hào)碼，向另外一個(gè)交換機(jī)發(fā)送呼叫信息，而該信息就是七號(hào)信令。因此，七號(hào)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(jìn)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(lái)說(shuō)，七號(hào)信令系統(tǒng)按照信令方式的不同，可以進(jìn)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(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)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(yīng)用3個(gè)環(huán)節(jié)。同時(shí)擁有對(duì)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作和維護(hù)系統(tǒng)，即，七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)設(shè)定了如下目標(biāo)：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(yīng)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(hào)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(shí)隙收斂設(shè)備，七號(hào)信令采集卡，主流標(biāo)準(zhǔn)配置的工控機(jī)以及IP網(wǎng)絡(luò)和SS7網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)備。而七號(hào)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(lái)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(jìn)行數(shù)據(jù)輸入的。因此，對(duì)于這2類數(shù)據(jù)應(yīng)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(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并將數(shù)據(jù)分配到不同的應(yīng)用模塊之中。最后，應(yīng)用模塊依據(jù)不同的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)功能，同時(shí)通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)送各種消息。

（2）通過(guò)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(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過(guò)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并將數(shù)據(jù)分配到不同的應(yīng)用模塊之中。最后，應(yīng)用模塊依據(jù)不同的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)功能，同時(shí)通過(guò)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(wù)器，收斂器以及其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這些設(shè)備通過(guò)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(shí)現(xiàn)鐵路系統(tǒng)對(duì)于七號(hào)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(guò)對(duì)軟件的各類模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)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(jìn)程管理模塊負(fù)責(zé)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況及各類進(jìn)程。

（2）數(shù)據(jù)接入模塊對(duì)網(wǎng)關(guān)的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行接入，同時(shí)對(duì)各類原始數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)各類信令的基本信息進(jìn)行解碼，并將解碼后的信息傳送給系統(tǒng)的應(yīng)用模塊。

（5）應(yīng)用模塊主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的各類具體應(yīng)用，以及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各類功能。

2.5 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.5.1 動(dòng)態(tài)特性

網(wǎng)關(guān)的軟件管理系統(tǒng)可以看成一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行并能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單功能的應(yīng)用程序，通過(guò)對(duì)終端業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載，可以完成動(dòng)態(tài)庫(kù)的業(yè)務(wù)功能。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，只需首先安裝應(yīng)用程序，然后根據(jù)用戶所購(gòu)買的各種模塊進(jìn)行業(yè)務(wù)配置。網(wǎng)關(guān)軟件管理系統(tǒng)的用戶類型可以分為超級(jí)用戶、普通用戶和管理員用戶。

2.5.2 可擴(kuò)展性

系統(tǒng)框架采用的模式是文檔視圖模式，擴(kuò)展性很強(qiáng)，可以滿足系統(tǒng)的擴(kuò)展需要。同時(shí)因?yàn)樾略黾恿私涌趯?，?shí)現(xiàn)了屏蔽，對(duì)于實(shí)現(xiàn)修改也有很好的可擴(kuò)展性。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文概要分析了七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在采集網(wǎng)關(guān)方面的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)七號(hào)信令的監(jiān)測(cè)，既能夠監(jiān)測(cè)七號(hào)信令網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，又能監(jiān)測(cè)通信業(yè)務(wù)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(hào)信令監(jiān)測(cè)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(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊。

[1]楊晉儒，吳立貞.No.7信令系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[2]陳瓊，施寅.七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分析與應(yīng)用[J].中國(guó)新通信，2009，（1）.

[3]王桂芝.信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案探討及在互聯(lián)互通中的應(yīng)用[J].通信世界，2009.

[4]于林，張家波.移動(dòng)七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)平臺(tái)整體分析與應(yīng)用[J].中國(guó)數(shù)據(jù)通信，2010，（10）.

[5]陳友東，陳五一，王田苗.基于組件的開放結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2009，（6）.