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信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

陳海英 2003/11/18

  一、概述

  隨著近幾年中國(guó)通信業(yè)的快速發(fā)展,各個(gè)運(yùn)營(yíng)商都得到迅猛發(fā)展,各種業(yè)務(wù)增長(zhǎng)得非常迅速,通信行業(yè)呈現(xiàn)百花齊放的景象。同時(shí)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈,網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、服務(wù)質(zhì)量成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)取勝的法寶。信令網(wǎng)作為電信網(wǎng)的支撐網(wǎng),目前已不僅僅只是提供支持話音業(yè)務(wù)所需的信令功能和程序,在新的業(yè)務(wù),如智能網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng),信令網(wǎng)的負(fù)荷呈非線性增加。信令網(wǎng)的維護(hù)、優(yōu)化在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中已占據(jù)最重要的地位。信令網(wǎng)正逐步從以前的分散管理、維護(hù)走向集中監(jiān)控、維護(hù)。

  信令網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效關(guān)系著整個(gè)電信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

  以往信令維護(hù)一般都是通過(guò)設(shè)備自身和儀表儀器完成,手段落后,一般都是等到出現(xiàn)問(wèn)題才進(jìn)行測(cè)試,維護(hù)處于被動(dòng)。隨著信令網(wǎng)變得越來(lái)越復(fù)雜,以往的被動(dòng)維護(hù)已不能滿足需要,迫切需要能夠?qū)π帕罹W(wǎng)進(jìn)行集中管理和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的工具。目前,大部分電信運(yùn)營(yíng)商都采用信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)信令網(wǎng)進(jìn)行管理。筆者依據(jù)多年對(duì)信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)維護(hù)管理的經(jīng)驗(yàn),從典型的信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)入手,通過(guò)分析其主要應(yīng)用技術(shù)后淺談一下信令監(jiān)測(cè)的必要性。

  二、系統(tǒng)組網(wǎng)方案及設(shè)備配置

  典型的信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般采用分布式處理結(jié)構(gòu),分為中心站、遠(yuǎn)端站和廣域網(wǎng)三部分。其中遠(yuǎn)端站一般設(shè)在信令比較集中的地方,如交換機(jī)房,可以節(jié)省投資;中心站由圖形工作站和中心服務(wù)器組成局域網(wǎng),一般設(shè)在維護(hù)人員集中的網(wǎng)管中心,可以實(shí)現(xiàn)集中維護(hù)、集中管理;廣域網(wǎng)一般利用已有的廣域網(wǎng)或2Mb/s專(zhuān)線,在本案例中,廣域網(wǎng)主要傳送原始數(shù)據(jù)和CDR,通過(guò)估算,需要1M多的帶寬,因此采用2Mb/s專(zhuān)線。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖一所示。系統(tǒng)通過(guò)高阻適配器在7號(hào)信令鏈路的2Mb/s口上直接采集數(shù)據(jù),高阻適配器采用高阻技術(shù)、隔離技術(shù)、適配技術(shù),使數(shù)據(jù)采集時(shí)不會(huì)影響到信令鏈路工作,又能遠(yuǎn)距離傳輸。數(shù)據(jù)通過(guò)長(zhǎng)距離測(cè)試線送到遠(yuǎn)端站,遠(yuǎn)端站完成數(shù)據(jù)的采集和預(yù)處理,形成CDR(呼叫詳細(xì)記錄),生成的數(shù)據(jù)報(bào)告送到遠(yuǎn)端站服務(wù)器,并通過(guò)廣域網(wǎng)送到中心站服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)。

  目前許多電信運(yùn)營(yíng)商在各地主要的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)只有遠(yuǎn)端站,沒(méi)有中心站,中心站設(shè)立在一個(gè)重要的中心城市。典型的主要配置建議是前端機(jī)采用DCM100-P采集數(shù)據(jù),可同時(shí)處理64條NO.7信令鏈路;采用SUN Netra X1作為服務(wù)器,處理采集的數(shù)據(jù);采用GPS授時(shí)系統(tǒng),保證系統(tǒng)時(shí)間同步;路由器采用CISCO-2610,連接遠(yuǎn)端站和中心站。


圖一

  三、系統(tǒng)主要的應(yīng)用技術(shù)

  信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用主要在 90 年代,隨著Interner和Intranet的發(fā)展,微機(jī)處理能力的提高,管理NO.7網(wǎng)絡(luò)和實(shí)現(xiàn)信息資源共享成為可能。在本系統(tǒng)中主要采用了以下一些應(yīng)用技術(shù)。

  1、 計(jì)算機(jī)處理技術(shù)。前端機(jī)的數(shù)據(jù)采集采用模塊化結(jié)構(gòu),每個(gè)采集卡可處理32條信令鏈路,按不同的需求配置不同數(shù)量的采集卡,保證了系統(tǒng)的高擴(kuò)展性。經(jīng)過(guò)采集的數(shù)據(jù)通過(guò)前端機(jī)、遠(yuǎn)端站、中心站服務(wù)器分布式處理,保證了系統(tǒng)的高處理能力。

  2、 時(shí)鐘同步技術(shù),本系統(tǒng)采用GPS時(shí)間同步與網(wǎng)絡(luò)同步結(jié)合方式。GPS時(shí)間同步是在每個(gè)遠(yuǎn)端站設(shè)計(jì)GPS接收系統(tǒng),該方法保證每個(gè)遠(yuǎn)端站時(shí)間采集精度為±1ms。網(wǎng)絡(luò)同步為中心站定時(shí)向各遠(yuǎn)端站發(fā)送定時(shí)校準(zhǔn)信號(hào),保證各遠(yuǎn)端站的時(shí)間精度在±5ms之間。

  3、 高阻隔離適配技術(shù)。本系統(tǒng)采用的測(cè)試頭阻抗大于2K,并采用不可逆耦合線圈,使測(cè)試系統(tǒng)不會(huì)影響到被監(jiān)測(cè)信令鏈路。通過(guò)適配器改善波形,使傳輸距離能達(dá)到1000米。

  4、 先進(jìn)的后向消息觸發(fā)技術(shù)。后向觸發(fā)是指開(kāi)辟緩沖區(qū),暫時(shí)儲(chǔ)存某個(gè)呼叫的相關(guān)信息,直到收到該呼叫的后向消息時(shí)才觸發(fā),開(kāi)始反向在儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)中查找前向呼叫消息,合成一個(gè)呼叫記錄。這種技術(shù)對(duì)于存在的負(fù)荷分擔(dān)的鏈路的優(yōu)勢(shì)是較易實(shí)現(xiàn),合成的準(zhǔn)確性高。

  四、網(wǎng)間信令監(jiān)測(cè)的必要性

  進(jìn)行網(wǎng)間信令監(jiān)測(cè)是國(guó)內(nèi)出現(xiàn)多家電信運(yùn)營(yíng)商后出現(xiàn)的課題,也是國(guó)家進(jìn)行監(jiān)管電信市場(chǎng)的一個(gè)有力手段,無(wú)任對(duì)于電信運(yùn)營(yíng)商自身來(lái)講,還是對(duì)于國(guó)家監(jiān)管機(jī)構(gòu),甚至對(duì)于消費(fèi)者而言都有其非常的必要性,主要體現(xiàn)在每個(gè)電信運(yùn)營(yíng)商自身要合理分配網(wǎng)絡(luò)資源離不開(kāi)它;要充分分析網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量,減少運(yùn)維人員的日常工作量離不開(kāi)它;要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)也離不開(kāi)它;要預(yù)防各電信運(yùn)營(yíng)商之間糾紛以及消費(fèi)者進(jìn)行欺詐等更離不開(kāi)它。

  1、合理分配網(wǎng)絡(luò)資源

  通過(guò)不同時(shí)期的網(wǎng)間話務(wù)分析,制訂出網(wǎng)間話務(wù)發(fā)展的趨勢(shì)圖,及時(shí)制訂網(wǎng)間的擴(kuò)容計(jì)劃;對(duì)同一地點(diǎn)不同時(shí)期的話務(wù)變化,如一些地方定期舉行一些活動(dòng),在活動(dòng)期間話務(wù)量很高,在平時(shí)話務(wù)量由很低,如果增加設(shè)備,在平時(shí)就顯得浪費(fèi),通過(guò)對(duì)話務(wù)的分析,得出話務(wù)變化規(guī)律,制訂出在話務(wù)擁塞時(shí)的應(yīng)急方案。統(tǒng)計(jì)不同局向話務(wù)的分布,根據(jù)話務(wù)量分配相應(yīng)數(shù)量的網(wǎng)間中繼數(shù)和信令數(shù),做到既不會(huì)浪費(fèi)資源又保證話務(wù)通暢;

  2、提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量,減少運(yùn)維人員的日常工作量

  通過(guò)對(duì)全網(wǎng)信令的分析,在日常的維護(hù)中提供了有力的幫助,提高了用戶的滿意度。如在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變更后,容易因?yàn)橹欣^物理連接問(wèn)題產(chǎn)生現(xiàn)單通、串音、靜音的問(wèn)題,在以往的維護(hù)一般都是通過(guò)對(duì)該局向的中繼進(jìn)行測(cè)試,查找出產(chǎn)生問(wèn)題的中繼,一般需要較長(zhǎng)時(shí)間,同時(shí)還必須對(duì)端配合。但是通過(guò)對(duì)全網(wǎng)超頻超短呼叫的統(tǒng)計(jì),可以很快發(fā)現(xiàn)超頻超短呼叫大部分集中在相同的一些中繼上,這些相同的中繼就是存在問(wèn)題的中繼,通過(guò)對(duì)這些中繼的處理,快速提高通話質(zhì)量,提高用戶的滿意度,同時(shí)也減少了運(yùn)維人員的工作量。對(duì)用戶投訴的計(jì)費(fèi)差錯(cuò)問(wèn)題,通過(guò)跟蹤用戶的呼叫過(guò)程,分析呼叫信令是否異常(如應(yīng)答、拆線信號(hào)),判斷是因網(wǎng)絡(luò)異常引起的計(jì)費(fèi)或是由用戶原因引起的計(jì)費(fèi),從而能給用戶一個(gè)合理的答復(fù)。

  3、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

  實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)跟掛表測(cè)試相似,不過(guò)它是對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試,掛表只能對(duì)特定的幾條信令進(jìn)行跟蹤,同時(shí)他還具備了聲光告警,能快速放映出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信令運(yùn)行狀態(tài)。在一些交換機(jī)中,對(duì)誤碼的容忍度較高,對(duì)一些鏈路因物理原因引起的偶爾滑碼、瞬斷不會(huì)產(chǎn)生聲光告警,只是在內(nèi)部產(chǎn)生一條記錄,因此經(jīng)常產(chǎn)生對(duì)端申告有鏈路告警,但本端在交換機(jī)卻查不到。但是這些告警在信令監(jiān)控上能立即放映出來(lái),幫助運(yùn)維人員立即改善鏈路的質(zhì)量。實(shí)時(shí)監(jiān)控還能在信令調(diào)測(cè)中起到很大幫助,如有一次兩個(gè)接口局割接兩條信令鏈路時(shí),測(cè)試一切正常,但是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)卻出現(xiàn)鏈路負(fù)荷低告警,按照兩局得到話務(wù)量,不應(yīng)該出現(xiàn)這種情況,到系統(tǒng)一查,發(fā)生對(duì)端鏈路負(fù)荷分擔(dān)的數(shù)據(jù)有問(wèn)題,對(duì)端發(fā)送只是集中在其中一條信令上,另外一條信令基本不起作用。實(shí)時(shí)監(jiān)控中還能對(duì)用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤,對(duì)具有爭(zhēng)議的問(wèn)題進(jìn)一步驗(yàn)證。如對(duì)用戶投訴有時(shí)某些號(hào)碼來(lái)電顯示不正常,可以通過(guò)號(hào)碼跟蹤對(duì)該號(hào)碼進(jìn)行測(cè)試,得出是用戶原因、本端網(wǎng)絡(luò)原因還是對(duì)端沒(méi)有送號(hào)碼過(guò)來(lái)。

  4、防止欺詐或糾紛行為發(fā)生

  因各種原因,有時(shí)在網(wǎng)間會(huì)出現(xiàn)呼叫不暢或者信令異,F(xiàn)象,這種現(xiàn)象一般都是具有規(guī)律性。通過(guò)對(duì)不同時(shí)期網(wǎng)間接通率和呼損情況進(jìn)行觀察,可以及時(shí)避免網(wǎng)間的欺詐行為。對(duì)網(wǎng)間話務(wù)量的統(tǒng)計(jì),如果只是憑交換機(jī)本身進(jìn)行統(tǒng)計(jì),因統(tǒng)計(jì)點(diǎn)不同,可能造成雙方的值不一樣,這個(gè)問(wèn)題在網(wǎng)間結(jié)算和網(wǎng)間是否需要擴(kuò)容時(shí)就可能產(chǎn)生不同的見(jiàn)解。通過(guò)對(duì)異常呼叫的統(tǒng)計(jì),如主叫號(hào)碼異常、沒(méi)有送主叫號(hào)碼、主叫號(hào)碼位長(zhǎng)不足等情況,及時(shí)與對(duì)方運(yùn)營(yíng)商協(xié)商,規(guī)范網(wǎng)間呼叫流程,減少用戶的投訴。

  某個(gè)局向進(jìn)行呼損統(tǒng)計(jì),系統(tǒng)對(duì)各種呼損原因都進(jìn)行統(tǒng)計(jì),可以觀察到網(wǎng)間所有用戶的呼叫質(zhì)量情況。對(duì)不同時(shí)期各種呼損比重的比較,找出存在問(wèn)題的地方,通過(guò)與對(duì)方運(yùn)營(yíng)商協(xié)商,提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用中,有一次某甲運(yùn)營(yíng)商發(fā)現(xiàn)對(duì)端某乙運(yùn)營(yíng)商有規(guī)律的送用戶免費(fèi)應(yīng)答信令A(yù)NN,比例達(dá)到占所有呼叫的0.3%,造成甲運(yùn)營(yíng)商不必要的話費(fèi)收入損失,通過(guò)對(duì)ANN信令展開(kāi)觀察,發(fā)現(xiàn)是某甲運(yùn)營(yíng)商的用戶在撥打某乙運(yùn)營(yíng)商某類(lèi)型的用戶時(shí)發(fā)送的是ANN信令而不是正常收費(fèi)應(yīng)答信令A(yù)NC,所以某甲運(yùn)營(yíng)商馬上將所掌握情況后呈交給某乙運(yùn)營(yíng)商,要求其修改其應(yīng)答設(shè)置,及時(shí)挽回了某甲運(yùn)營(yíng)商的損失。對(duì)送ANN信令的呼叫展開(kāi)的信令流程,在該過(guò)程中可以看到,對(duì)方在用戶應(yīng)答時(shí)送ANN,而沒(méi)有按照協(xié)議規(guī)定送ANC。

  在日常維護(hù)中,偶爾還可能碰到一些惡意用戶,他們鉆了一些政策的空子,惡意占用了大量的網(wǎng)絡(luò)資源,造成網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷異常,影響了別的用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用,也影響了網(wǎng)絡(luò)的安全。通過(guò)系統(tǒng)對(duì)超長(zhǎng)超頻用戶的統(tǒng)計(jì),找出這些用戶,進(jìn)行妥善處理,使網(wǎng)絡(luò)使用恢復(fù)正常。

  五、對(duì)信令監(jiān)控的展望

  隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和智能網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,信令網(wǎng)的重要性在近幾年也開(kāi)始得到重視,用戶的呼叫已不僅僅依賴話務(wù),更多的是依賴信令的接續(xù)。以前的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主要是針對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況、話路路由配置和性能狀況進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)于由信令引起的呼叫異常則無(wú)能為力,這對(duì)電信業(yè)務(wù)的發(fā)展是一個(gè)很大的約束。隨著通信業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,市場(chǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)支持能力要求要求越來(lái)越高。因此,作為維護(hù)有力的工具,信令監(jiān)控系統(tǒng)將在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中處于必要地位。

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