浅析七号信令集中监测系统采集网关的实现

袁丽君

0 引言

随着数字技术的发展，数字通讯逐渐向综合业务数字网的方向发展，因此，七号信令系统应运而生。世界电信组织自1980年提出通用性很强的七号信令系统之后，经过多次拓展修改，该系统已经形成了完整的信令体系，其在铁路系统之中的应用开始于20世纪90年代，由于七号信令具有信令速度快，容量大，灵活性强等特点，在铁路系统中被广泛应用。目前，七号信令网已经成为铁路信号网的神经中枢，同时，通过外部结构可以很方便地和电话网、移动网、智能网等通信网进行联通，它已经成为现代通信网的重要支撑网。但是，七号信令网在铁路通讯系统应用过程中，存在着数据转换格式兼容难度较大，网关数据处理量过大等问题。因此，本文对七号信令集中监测系统的采集网关的设计与实现进行探讨。

1 七号信令网的原理

信令是人们日常生活中离不开的东西，当人们在电话上按下相关号码，电话机就会自动向交换机发送信令，交换机又会根据所拨打的号码，向另外一个交换机发送呼叫信息，而该信息就是七号信令。因此，七号信令系统是一种建立在双方通信关系基础上，利用相关的指令进行用户通讯的网络和系统。用户通话信令系统流程如图1所示。

一般来说，七号信令系统按照信令方式的不同，可以进行如下分类：

（1）按信令的传送方向可以划分为前向信令和后向信令2类。

（2）按信令的工作范围可以划分为用户线信令和局间信令2类。用户线信令通常是指用户和交换局之间的信令传递，而局间信令通常是指交换局和交换局之间的信令传递。

（3）按照信令的传送信道可以划分为随路信令方式和公共信道信令方式。

图1 用户通话信令及其流程图

2 系统采集网关系统的设计与实现

2.1 系统设计目标

七号信令集中监测系统数据采集网关系统主要包括数据的采集、处理、应用3个环节。同时拥有对网关系统进行数据操作和维护系统，即，七号信令集中监测系统数据采集网关设定了如下目标：采集功能完整性、具有采集系统的通用性、支持多种数据输入方式、具有多种应用编程接口方式、具有开放接口、具有用户可编程性的功能。

2.2 整体架构

七号信令采集网关系统由硬件和软件 2大部分组成，具体的采集网关架构如图2所示，网关主要硬件设备包括：时隙收敛设备，七号信令采集卡，主流标准配置的工控机以及IP网络和SS7网络的接口设备。而七号信令采集网关软件系统包括操作系统、系统配置工具、系统开发工具等。

图2 信令采集网关总体结构图

2.3 采集网关的数据处理流程

采集网关的数据来源可以分为2类：一是采集卡直接采集到的各种数据，二是外部第三方设备采集到的数据。而第三方采集到的各种数据多是采用TCP/IP接口进行数据输入的。因此，对于这2类数据应采用不同的处理方式，具体流程如下：

（1）采集卡数据消息处理流程。首先，采集卡进行数据采集，通过E1/T1接口建立数据流输入到网关数据接入模块。然后，网关数据接入模块根据数据的不同内容，对数据进行解码并将数据分配到不同的应用模块之中。最后，应用模块依据不同的数据，实现各种业务功能，同时通过IP网络向外发送各种消息。

（2）通过TCP/IP接口输入的外部数据，网关采集系统数据处理流程。首先，各类第三方采集装置对各种数据进行采集，通过TCP/IP接口向网关发送数据包。然后，网关的通信模块将各类数据包发送给网关的数据接入模块，而网关数据接入模块则根据数据的不同内容，对数据进行解码并将数据分配到不同的应用模块之中。最后，应用模块依据不同的数据，实现各种业务功能，同时通过IP网络向外发送各种消息。

2.4 采集网关各模块功能

2.4.1 网关硬件部分

信令采集网关的主要硬件包括采集卡，采集服务器，收敛器以及其他网络设备。这些设备通过系统集成，组成了完备的数据采集、处理、发送系统，基本上可以实现铁路系统对于七号信令采集网关的功能需求。

2.4.2 网关软件部分

系统采用模块化的软件开发方式，通过对软件的各类模块进行设计，实现各种网关的管理功能。其整体框架如图3所示。

图3 网关软件整体框架图

（1）进程管理模块负责网关系统的运行状况及各类进程。

（2）数据接入模块对网关的各类数据进行接入，同时对各类原始数据进行处理。

（3）通信管理模块接入第三方数据采集装置采集各类数据包，并将这些数据包传送给数据接入模块。

（4）信令解析模块主要对各类信令的基本信息进行解码，并将解码后的信息传送给系统的应用模块。

（5）应用模块主要负责系统的各类具体应用，以及实现系统的各类功能。

2.5 系统特点

2.5.1 动态特性

网关的软件管理系统可以看成一个独立运行并能实现简单功能的应用程序，通过对终端业务模块进行动态加载，可以完成动态库的业务功能。在实际应用时，只需首先安装应用程序，然后根据用户所购买的各种模块进行业务配置。网关软件管理系统的用户类型可以分为超级用户、普通用户和管理员用户。

2.5.2 可扩展性

系统框架采用的模式是文档视图模式，扩展性很强，可以满足系统的扩展需要。同时因为新增加了接口层，实现了屏蔽，对于实现修改也有很好的可扩展性。

3 结束语

本文概要分析了七号信令集中监测系统在采集网关方面的应用，通过对七号信令的监测，既能够监测七号信令网的运行质量，又能监测通信业务的质量，从而及早发现通信网络的故障隐患，利用七号信令监测技术辅助解决这些隐患，保证通信质量，为铁路安全通信提供可靠的保障，因此，七号信令集中监测系统的应用前景相当广阔。

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