淺析七號信令集中監測系統采集網關的實現

袁麗君

0 引言

隨著數字技術的發展，數字通訊逐漸向綜合業務數字網的方向發展，因此，七號信令系統應運而生。世界電信組織自1980年提出通用性很強的七號信令系統之后，經過多次拓展修改，該系統已經形成了完整的信令體系，其在鐵路系統之中的應用開始于20世紀90年代，由于七號信令具有信令速度快，容量大，靈活性強等特點，在鐵路系統中被廣泛應用。目前，七號信令網已經成為鐵路信號網的神經中樞，同時，通過外部結構可以很方便地和電話網、移動網、智能網等通信網進行聯通，它已經成為現代通信網的重要支撐網。但是，七號信令網在鐵路通訊系統應用過程中，存在著數據轉換格式兼容難度較大，網關數據處理量過大等問題。因此，本文對七號信令集中監測系統的采集網關的設計與實現進行探討。

1 七號信令網的原理

信令是人們日常生活中離不開的東西，當人們在電話上按下相關號碼，電話機就會自動向交換機發送信令，交換機又會根據所撥打的號碼，向另外一個交換機發送呼叫信息，而該信息就是七號信令。因此，七號信令系統是一種建立在雙方通信關系基礎上，利用相關的指令進行用戶通訊的網絡和系統。用戶通話信令系統流程如圖1所示。

一般來說，七號信令系統按照信令方式的不同，可以進行如下分類：

（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 系統采集網關系統的設計與實現

2.1 系統設計目標

七號信令集中監測系統數據采集網關系統主要包括數據的采集、處理、應用3個環節。同時擁有對網關系統進行數據操作和維護系統，即，七號信令集中監測系統數據采集網關設定了如下目標：采集功能完整性、具有采集系統的通用性、支持多種數據輸入方式、具有多種應用編程接口方式、具有開放接口、具有用戶可編程性的功能。

2.2 整體架構

七號信令采集網關系統由硬件和軟件 2大部分組成，具體的采集網關架構如圖2所示，網關主要硬件設備包括：時隙收斂設備，七號信令采集卡，主流標準配置的工控機以及IP網絡和SS7網絡的接口設備。而七號信令采集網關軟件系統包括操作系統、系統配置工具、系統開發工具等。

圖2 信令采集網關總體結構圖

2.3 采集網關的數據處理流程

采集網關的數據來源可以分為2類：一是采集卡直接采集到的各種數據，二是外部第三方設備采集到的數據。而第三方采集到的各種數據多是采用TCP/IP接口進行數據輸入的。因此，對于這2類數據應采用不同的處理方式，具體流程如下：

（1）采集卡數據消息處理流程。首先，采集卡進行數據采集，通過E1/T1接口建立數據流輸入到網關數據接入模塊。然后，網關數據接入模塊根據數據的不同內容，對數據進行解碼并將數據分配到不同的應用模塊之中。最后，應用模塊依據不同的數據，實現各種業務功能，同時通過IP網絡向外發送各種消息。

（2）通過TCP/IP接口輸入的外部數據，網關采集系統數據處理流程。首先，各類第三方采集裝置對各種數據進行采集，通過TCP/IP接口向網關發送數據包。然后，網關的通信模塊將各類數據包發送給網關的數據接入模塊，而網關數據接入模塊則根據數據的不同內容，對數據進行解碼并將數據分配到不同的應用模塊之中。最后，應用模塊依據不同的數據，實現各種業務功能，同時通過IP網絡向外發送各種消息。

2.4 采集網關各模塊功能

2.4.1 網關硬件部分

信令采集網關的主要硬件包括采集卡，采集服務器，收斂器以及其他網絡設備。這些設備通過系統集成，組成了完備的數據采集、處理、發送系統，基本上可以實現鐵路系統對于七號信令采集網關的功能需求。

2.4.2 網關軟件部分

系統采用模塊化的軟件開發方式，通過對軟件的各類模塊進行設計，實現各種網關的管理功能。其整體框架如圖3所示。

圖3 網關軟件整體框架圖

（1）進程管理模塊負責網關系統的運行狀況及各類進程。

（2）數據接入模塊對網關的各類數據進行接入，同時對各類原始數據進行處理。

（3）通信管理模塊接入第三方數據采集裝置采集各類數據包，并將這些數據包傳送給數據接入模塊。

（4）信令解析模塊主要對各類信令的基本信息進行解碼，并將解碼后的信息傳送給系統的應用模塊。

（5）應用模塊主要負責系統的各類具體應用，以及實現系統的各類功能。

2.5 系統特點

2.5.1 動態特性

網關的軟件管理系統可以看成一個獨立運行并能實現簡單功能的應用程序，通過對終端業務模塊進行動態加載，可以完成動態庫的業務功能。在實際應用時，只需首先安裝應用程序，然后根據用戶所購買的各種模塊進行業務配置。網關軟件管理系統的用戶類型可以分為超級用戶、普通用戶和管理員用戶。

2.5.2 可擴展性

系統框架采用的模式是文檔視圖模式，擴展性很強，可以滿足系統的擴展需要。同時因為新增加了接口層，實現了屏蔽，對于實現修改也有很好的可擴展性。

3 結束語

本文概要分析了七號信令集中監測系統在采集網關方面的應用，通過對七號信令的監測，既能夠監測七號信令網的運行質量，又能監測通信業務的質量，從而及早發現通信網絡的故障隱患，利用七號信令監測技術輔助解決這些隱患，保證通信質量，為鐵路安全通信提供可靠的保障，因此，七號信令集中監測系統的應用前景相當廣闊。

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