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    淺析七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)采集網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)

    2012-09-21 11:26:16袁麗君
    電氣化鐵道 2012年2期
    關(guān)鍵詞:采集卡信令網(wǎng)關(guān)

    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)務數(shù)字網(wǎng)的方向發(fā)展,因此,七號信令系統(tǒng)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(tǒng)之后,經(jīng)過多次拓展修改,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(tǒng)中被廣泛應用。目前,七號信令網(wǎng)已經(jīng)成為鐵路信號網(wǎng)的神經(jīng)中樞,同時,通過外部結(jié)構(gòu)可以很方便地和電話網(wǎng)、移動網(wǎng)、智能網(wǎng)等通信網(wǎng)進行聯(lián)通,它已經(jīng)成為現(xiàn)代通信網(wǎng)的重要支撐網(wǎng)。但是,七號信令網(wǎng)在鐵路通訊系統(tǒng)應用過程中,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)處理量過大等問題。因此,本文對七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)的采集網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與實現(xiàn)進行探討。

    1 七號信令網(wǎng)的原理

    信令是人們?nèi)粘I钪须x不開的東西,當人們在電話上按下相關(guān)號碼,電話機就會自動向交換機發(fā)送信令,交換機又會根據(jù)所撥打的號碼,向另外一個交換機發(fā)送呼叫信息,而該信息就是七號信令。因此,七號信令系統(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。

    一般來說,七號信令系統(tǒng)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(tǒng)采集網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

    2.1 系統(tǒng)設(shè)計目標

    七號信令集中監(jiān)測系統(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、應用3個環(huán)節(jié)。同時擁有對網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)操作和維護系統(tǒng),即,七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)設(shè)定了如下目標: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:時隙收斂設(shè)備,七號信令采集卡,主流標準配置的工控機以及IP網(wǎng)絡(luò)和SS7網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)備。而七號信令采集網(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接口進行數(shù)據(jù)輸入的。因此,對于這2類數(shù)據(jù)應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,采集卡進行數(shù)據(jù)采集,通過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,對數(shù)據(jù)進行解碼并將數(shù)據(jù)分配到不同的應用模塊之中。最后,應用模塊依據(jù)不同的數(shù)據(jù),實現(xiàn)各種業(yè)務功能,同時通過IP網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)送各種消息。

    (2)通過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各種數(shù)據(jù)進行采集,通過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,對數(shù)據(jù)進行解碼并將數(shù)據(jù)分配到不同的應用模塊之中。最后,應用模塊依據(jù)不同的數(shù)據(jù),實現(xiàn)各種業(yè)務功能,同時通過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,采集服務器,收斂器以及其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這些設(shè)備通過系統(tǒng)集成,組成了完備的數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送系統(tǒng),基本上可以實現(xiàn)鐵路系統(tǒng)對于七號信令采集網(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,通過對軟件的各類模塊進行設(shè)計,實現(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)進程管理模塊負責網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的運行狀況及各類進程。

    (2)數(shù)據(jù)接入模塊對網(wǎng)關(guān)的各類數(shù)據(jù)進行接入,同時對各類原始數(shù)據(jù)進行處理。

    (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(tǒng)的應用模塊。

    (5)應用模塊主要負責系統(tǒng)的各類具體應用,以及實現(xiàn)系統(tǒng)的各類功能。

    2.5 系統(tǒng)特點

    2.5.1 動態(tài)特性

    網(wǎng)關(guān)的軟件管理系統(tǒng)可以看成一個獨立運行并能實現(xiàn)簡單功能的應用程序,通過對終端業(yè)務模塊進行動態(tài)加載,可以完成動態(tài)庫的業(yè)務功能。在實際應用時,只需首先安裝應用程序,然后根據(jù)用戶所購買的各種模塊進行業(yè)務配置。網(wǎng)關(guān)軟件管理系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的擴展需要。同時因為新增加了接口層,實現(xiàn)了屏蔽,對于實現(xiàn)修改也有很好的可擴展性。

    3 結(jié)束語

    本文概要分析了七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)在采集網(wǎng)關(guān)方面的應用,通過對七號信令的監(jiān)測,既能夠監(jiān)測七號信令網(wǎng)的運行質(zhì)量,又能監(jiān)測通信業(yè)務的質(zhì)量,從而及早發(fā)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的故障隱患,利用七號信令監(jiān)測技術(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,七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)的應用前景相當廣闊。

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

    [2]陳瓊,施寅.七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)的分析與應用[J].中國新通信,2009,(1).

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

    [4]于林,張家波.移動七號信令集中監(jiān)測平臺整體分析與應用[J].中國數(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].機械工程學報,2009,(6).

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