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1、前言
信令监测系统可以对信令网的运行状况进行评估和监视，统计网络运行的详细指标，对故障进行定位分析，实现全网的实时呼叫跟踪，监测运营商QoS（服务质量）、网间SQA（服务质量协议）等。信令监测系统是保障信令网安全运行、快速故障定位的有力工具。
信令监测系统与信令网的发展相适应，目前主要是对No.7信令系统的监测。随着软交换网络的建设，软交换网络的信令监测系统的建设也日益显现出其重要性。
2、软交换信令系统的特点
软交换网络与传统的电路交换网络相比，具有以下特点：首先软交换网络将呼叫控制功能与语音媒体流传送功能分开，由不同的网元实现。而不是像传统电话网中均由交换机实现：其次软交换网络内部信令消息及媒体消息均承载在分组网络中传送。
软交换网络中的信令系统与传统交换网络不同。软交换网络内部的信令不再承载在传统的No.7信令系统中，而是采用IP数据网络传送；其次软交换信令系统中引入了很多新的协议，软交换系统中信令系统及协议如图1所示。
从图1中可以看出，软交换网络中软交换设备（soft switch，SS）负责呼叫控制及处理所有的呼控协议，是软交换网络的核心设备。软交换设备将ISUP（ISDN用户部分）信令打包在SIGTRAN（信令传输）协议中，通过信令网关（signaling gateway，SG）与传统PSTN实现信令互通。软交换设备间采用SIP-I进行交互；软交换设备与媒体网关（media gateway，GW）间采用H.248协议进行交互，实现软交换设备对媒体网关的控制；SIP智能终端与软交换设备间采用SIP信令进行呼控。传统PSTN网元与SG间采用ISUP协议，可以采用传统的No.7信令监测系统对其进行监测。SIGTRAN、SIP-I、H.248、SIP（会话初始协议）承载在IP数据网中，这些协议不能采用传统的No.7信令监测系统进行监测，需要引入软交换信令监测系统实现监测功能。
3、软交换网络信令监测系统
下面将从功能、体系架构和数据采集方式这3个方面对软交换网络信令监测系统进行分析。
3.1 软交换网络信令监测系统的功能
软交换网络信令监测系统应继承传统电路交换网No.7信令监测系统的基本功能：
●实时告警功能：可以对软交换网络网元发生的故障进行实时告警。
●实时监测功能：可以对软交换网络运行质量进行分析及为故障定位提供实时监测工具，包括呼叫跟踪、在线协议测试、实时接通率查询等。
●网络性能分析功能：可以提供对网络质量、业务流量流向的综合统计分析。
●用户行为分析功能：通过对主被叫用户号段的细化分析，可以了解各类用户的具体通话情况，并可根据通话方的分布情况及话务量的变化，对用户离网倾向、大客户业务倾向等指标做出分析及预测。
●互联互通监测功能：当软交换网络网元实现关口局功能时。需要借助信令监测系统对互联互通的通信质量做实时监控，以便及时发现问题、准确定位产生问题的原因。
软交换网络的信令监测系统除了继承传统电路交换网信令监测系统的功能外，还有其特有的功能：
●语音质量分析：软交换网络的语音媒体流承载在IP数据网中，软交换网络信令监测系统应实时监控分组数据网是否可以实现电信级语音质量。
●IP承载网质量分析：软交换系统的IP数据承载网与传统的电路交换网络相比较在数据传送过程中会出现丢包、时延、抖动等问题。信令监测系统应可以进行实时监控，并快速定位、分析产生问题的原因。
●IP承载网安全监控：IP数据承载网在一定程度上更容易受到恶意攻击。信令监测系统应可以对软交换网络中的信令进行全程跟踪及分析，为分析恶意的网络攻击提供数据。
3.2 软交换网络信令监测系统的体系架构
软交换网络信令监测系统的体系架构与传统No.7信令监测系统类似，如图2所示，分为接入层、采集层、处理层、存储层及呈现层。
接入和采集层的功能主要是在不影响信令传输的前提下，依据所采集信号的特点，采用不同的方式将所监测的信令接入信令监测系统。在软交换网络中，采集信令的方式依据所采集信令接口不同，分为交换机镜像、以太网分路器（TAP）或者分光（光纤分路器）等多种接入方式。
处理层主要设备为前端机，实现的主要功能包括实现监测告警判断，信令链路负荷统计信令解析、合成，信令数据存储，即对原始数据进行分析，去掉所采集信令消息中的填充单元等无效数据，进行CDR/TDR合成处理。由网络通信模块将合成好的CDR/TDR记录数据传送到其他服务器处理设备中。
存储层一般被称作中心站，中心站由数据库服务器、图形工作站等组成，设备之间组成局域网，实现对前端机输出的基本数据的综合分析与处理、存储、维护功能以及按照业务、协议、数据类型进行各种统计、分析和合理组织，实现系统的各种应用。
呈现层主要是指客户终端或者反牵终端。为客户提供友好的用户界面，便于用户进行在线监测、告警分析、生成各种报表或者进行网络性能分析等，提供强大的分析应用。
在信令监测系统网络组织中，接入采集层及前端机一般设置在各本地网，而中心站通常集中设置。
软交换信令监测系统与传统No.7信令监测系统相比较，不同之处主要是信令信息的采集方式不同。传统No.7信令监测系统一般采用高阻跨接的方式采集信令，而软交换网络中不同设备、不同类型的端口所采用的信令采集方式不同。
3.3 软交换网络信令监测系统数据采集方式
软交换网络中信令系统包括PSTN侧信令及软交换网络内部信令。
从图1中可以看到，软交换网络通过SG设备与PSTN实现信令互通，SG设备PSTN侧为E1端口，与传统No.7信令监测系统相同，可以采用高阻跨接的方式进行信令采集。
软交换内部信令包括SS、SG、TG、AG、IAD间承载在IP数据网络中的信令，其接口类型为FE接口或者GE接口。对于FE接口，有两种信令采集方式，即TAP及交换机镜像的方式；对于GE接口，一般采用分光（光纤分路器）接入的方式进行信令采集。
本节主要介绍软交换网络数据采集中特有的TAP方式及交换机镜像方式。
（1）TAP方式
如图3所示，软交换设备与媒体网关（TG）等设备间信令串连接入TAP设备。经过TAP设备后，信令分两个方向，一个分支接入网关设备，另一分支接入前端机进行信令的初步分析。将TAP设备串连入网络后，不影响信令的联通性。在将TAP设备接入系统时，采用TAP方式进行数据采集，需要短时间中断业务。
（2）交换机镜像方式
软交换网络中另一种信令监测的数据采集方式是通过在信令经过的以太网交换机上配置数据镜像对信令进行监测。这种方式没有其他设备的介入，对信令系统影响最小，操作实现比较简单，不需要终端软交换网络的业务，但是在以太网交换机上做数据镜像对以太网交换机的性能有所要求，当被镜像的端口流量较高。低端交换机超过30 Mbit/s，高端交换机超过50 Mbit/s时不太适合采用这种方式。
4、软交换网络与电路交换网络信令监测系统的比较
从以上分析可以看出，软交换网络的信令监测系统与电路交换网络信令监测系统相比较，其系统架构基本相同，都分为信息接入采集层、处理层及存储层等。但由于软交换网络不同于电路交换网络，其信令承载在IP数据网络中，所以其信令监测系统有自身的一些特点。
（1）监测的信令范围
传统电路交换网的信令监测系统只监测ISUP、TUP、MAP、INAP等信令，一般对E1端口进行信号采集，而软交换网络中除了需要监控传统电路交换网络中的信令外，还需要监控SIP、H.248、SIGTRAN、SCTP、RTP等信令，信号采集端口包括E1、FE及GE。软交换网络信令端口及协议的复杂性为软交换信令监测系统的实现带来新的挑战。
（2）信令采集方式
软交换网络由于有多种信令端口，其信令监测系统的数据采集方式与传统的电路信令监测系统相比较，增加了TAP数据采集方式及以太网交换机数据镜像的方式。
传统电路交换网络中，高阻跨接的信令采集方式比较成熟，可以保证对信令系统不产生影响。软交换信令监测系统中TAP采集方式及数据镜像的方式各有优势及缺点，还需要完善，以保障在信令监测中对现网不造成影响，尽量不中断业务。
（3）信令监测系统的功能
软交换信令监测系统除了完成传统电路交换网信令监测系统的功能外，还可以进行软交换网络语音质量分析，进行IP承载质量分析，并对IP承载网进行安全监测。
5、软交换网络信令监测系统的实际部署情况
随着软交换网络的部署，软交换网络信令监测系统也逐步开始商用。但鉴于软交换网络部署处于起步阶段，关于软交换信令监测系统标准的制订工作相对比较滞后。只是软交换网络部署较早的运营商制订了适合本企业的企业标准，如中国移动通信公司制订的《软交换网络维护用测试仪表技术要求》等。
虽然软交换网络信令监测的标准制订工作还需要加强，但主流的测试仪表厂家已经能够提供软交换网络分析仪，对软交换网络的信令进行监测、分析，如美国Agilent公司、以色列Radcom公司及中国中创信测公司等。
Radcom公司对软交换网络的监测是基于Performer测试仪表和OmniQ分析监测平台的，Performer可以采集软交换信令信息，OmniQ分析监测平台提供一系列性能测量和故障解决工具，可以满足运营商日常维护和网络优化的需求，对通话连接和通话过程中产生的呼损原因和语音质量不高的原因进行分析，分析网络性能和通话质量。
Agilent公司提供了一整套全面的软交换测试的解决方案，包括IP网络性能分析仪、VQT（语音质量测试仪）、SART/DNA信令分析仪等系列产品。不同的仪表功能不同，如IP网络性能分析仪主要适用于在NGN部署之前，对IP承载网络进行QoS性能评估，以确保其满足NGN开通所要求的各项指标。VQT通过模拟电话终端设备，能够实现端到端的呼叫建立和语音质量测试，从而进行多种算法的语音客观质量的测试，包括清晰度（支持PSQM、PESQ和PAMS标准）、时延、回音、语音激活检测（VAD）的性能以及DTMF等指标。SART/DNA信令分析仪可提供对NGN媒体介质层面和信令控制层面的全面测试功能。
中创信测公司的软交换监测系统解决方案建立在原有No.7信令监测系统的基础上。软交换网络监测系统只有数据采集和前端机有所不同，其他如中心集中处理系统、数据存储系统等都可以与原No.7信令监测系统共用。
比较几种商用系统，各有独到之处。Radcom及Agilent公司基本采用监测仪表，信令监测设备部署灵活，而中创信测的监测系统更易于与原No.7信令监测系统进行整合。不同的需求可以考虑采用不同的软交换网络监测方案。
软交换网络信令监测系统随着软交换网络的大规模商用而开始进行部署，部分运营商已经完成对多厂家设备的实验室测试并完成了设备选型，某些运营商已经开始在部分省份进行软交换监测仪表的试点工程。
在实际部署过程中主要有以下几个问题需要重点考虑。
首先需要确定软交换网络中信令采集方式，目前串联信号采集设备的方式需要暂时中断软交换网络中被监测的信令或者媒体流通路，会暂时中断业务。数据镜像的方式虽然不需要中断业务，但会加重以太网交换机的处理负荷，不适合监测大量数据的场景。建议在监测数据量较小的情况下，采用数据镜像的方式，而监测数据量较大时采用串联采集设备的方式，并选择业务量较小的时段实施。
在实际部署中另一个需要解决的问题是软交换网络监测系统与原No.7信令监测系统是否需要统一建设的问题。在很长的一段时间内，TDM电路交换网与软交换网络将并存。如果需要全程监控呼叫，需要中心处理层可以同时处理软交换网络及电路交换网络采集的信息并进行综合分析。
在部署中还需要注意的问题是软交换监测系统对软交换网络协议的支持程度。一般厂家对软交换网络协议的支持都是分期、分步骤的，所以部署软交换网络监测系统选型时需要结合网络需要、厂家协议的支持能力及时间表进行确定。
总的来说，软交换网络的监测仪表或者平台在技术层面已经相对比较成熟，已经可以进行实际部署及商用。
6、结束语
软交换网络的引入在一定程度上可以节省运维成本，同时可以为用户提供宽带多媒体通信业务，是运营商新的投资方向。在网络运营中，信令监测系统有助于运营商定位故障、分析网络运行质量。软交换网络信令监测系统随着软交换网络建设的推进，其重要性日渐突出。本文对软交换信令监测系统的功能、体系架构及信令采集方式进行全面分析。旨在普及软交换信令监测系统知识并希望对今后系统建设有所贡献。
