CN100349425C - 基于交换平台的集中式通信数据采集系统 - Google Patents

Abstract

一种基于交换平台的集中式通信数据采集系统，其包括一接入交换平台和一采集平台；所述接入交换平台包括多个接口模块和一交换模块，其输入信号是被测数据链路信号；其输出是经过交叉收敛重组的信号，输出到所述采集平台；所述采集平台包括多个采集模块以及一中心处理模块组成，接收来自所述接入交换平台的数据，或者是直接的外部被监测数据，所述采集模块将数据转成统一的格式，送到所述中心处理模块，并经过信号处理流程，提取有效信息，发送到一数据存储设备。本发明系统可以简化处理流程，将大量被测链路通过交换平台，收敛复制重组到固定的几个线路，由此减少了数据存储设备的成本，降低了信令监测的成本，提高了监测的效率。

Description

基于交换平台的集中式通信数据采集系统

技术领域

本发明属于通信测试领域，具体地说，是提供一种对通信数据的获取和采集的系统，并将所获得的数据做为通信网络的质量监测的基础。

背景技术

通过对通信数据网的监测，获得网络质量信息，可见于资料的技术方法有专利US.PATENT 6768787《Common channeling signaling networkmaintenance and testing》，它介绍了一种独立于通信话务网，通过信今网监测话务的网络质量方法。但是，独立的信令监测系统必须针对每条链路提供一条数据采集通道，而这样的建设成本随着信令网的扩大是呈级数放大的，因为庞大的数据源带来的是庞大的数据库，对数据库，特别是大型数据库的管理需要高成本的投入。

对于上述方案的实施方式，见诸中国专利00127444.9《七号信令分析仪》，它描述了一种用PC机的ISA总线插板来实现信令采集和处理的方法和设备；但由于PC机通常只有4个至7个ISA插槽，可以配置的插卡数量就受到了限制。因此一个信令分析仪能够处理的信令数量非常有限，无法适应实际网络监测的需要。

通常，一个中等运营商的一个本地网，就有几千条信令链路，这样需要投入大量的信令采集硬件设备，完成信令数据的获取。而单元采集能力小的设备，为了覆盖如此大的监测范围，就需要投入更多的设备，组成庞大的网络，在管理和资源上，有更高的难度。

另外，有些通信信息，特别是有关移动业务和STP(信令转接点)的信令链路，一个呼叫事件要从多个信令点采集数据经过复杂的合成处理来表现TDR/CDR(事务详单/呼叫详单)。

而从不同的PC采集获得的数据，不仅在采集时延上存在差异，而且还需要通过网络来传输原始数据，这样，不仅增加事件合成的难度，而且对网络传输带宽和速度的要求很高，大大增加了信令监测的成本。

因此，现有技术存有缺陷，而有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的是针对以上现有技术的缺点提出一种基于交换平台的集中式通信数据采集系统，不再是信令/协议分析仪的简单堆积，而是建立起一个功能分离、管理统一的系统，可根据用户对监测成本和监测中心的关注，随时调整被监测的对象，另接入和采集分离，并将交换平台的概念引入系统中，用大系统，大平台的设计思路解决了单机测试仪处理的链路数量少的问题；且为了降低监测成本，本发明提供一种运营商通常喜欢接受的“多采少监”方案。

本发明的技术方案如下：

一种基于交换平台的集中式通信数据采集系统，其中，所述系统包括一接入交换平台和一采集平台；

所述接入交换平台包括多个接口模块和一交换模块，其输入信号是被测通信链路信号；其输出是经过交叉收敛重组的信号，输出到所述采集平台；

所述采集平台包括多个采集模块以及一中心处理模块，接收来自所述接入交换平台的数据，或者是直接的外部被监测数据，所述采集模块将数据存为统一的格式，送到所述中心处理模块，并经过信号处理流程，提取有效信息，发送到一数据存储设备或者是数据显示设备。

所述的系统，其中，所述系统在采集目标的数据流以外，还设置一管理数据流，独立于被监测的数据流设置，用于将命令从中心处理模块发出，通过传输媒质发送给目标模块，同时将目标模块的应答信息和状态报告，送返到中心处理模块。

所述的系统，其中，所述接口模块直接连接被测信号，将被测信号转换成统一的信号模式，送到所述交换模板；所述交换模块根据控制命令，对信号进行交叉、收敛、重组处理；经过交换处理的信号可发送到所述接口模块，进行调制，以适应长线传输的需要，也可以不经过调制，直接送到通信接口；所述通信接口可连接通信中继设备或者直接将信号发送到所述采集平台。

所述的系统，其中，所述接入交换平台还包括一时钟模块，用于向整个系统提供时钟和时钟同步信号；所述采集平台还包括一通信模块，为一通信通道。

所述的系统，其中，所述系统的中心处理模块，通信模块，交换模块，时钟模块和各采集模块采用主备设置。

所述的系统，其中，所述采集模块采用N+1备份，在所述一个采集平台内，增加一个采集模块，用于备份其它正常配置的模块。

所述的系统，其中，所述交换模块的容量和全部接口模块的总容量匹配为1∶1。

所述的系统，其中，所述被监测的数据流中，将所有的可能被监测的通信链路都送到采集系统的接入点，在该接入点选择采集部分重要的或当前受运营商关注的数据，并送入数据库，存储分析。

所述的系统，其中，所述被采集的通信链路可以随时更改，并通过数据交换来实现采集链路的选择。

本发明所提供的一种基于交换平台的集中式通信数据采集系统，由于采用大系统大容量的设计，在单个处理器的处理范围内可容纳一个事件组的所有相关通信传输链路，可以简化处理流程；将大量被测链路通过交换平台，收敛复制重组到固定的几个线路，实现了“多采少监”的监测策略，由此减少了数据存储设备的成本，降低了信令监测的成本，提高了监测的效率。本发明提供了一种低成本，灵活组网的通信网数据获取平台方案。

附图说明

图1为本发明的一种基于交换平台的集中式通信数据采集系统的结构框图；

图2为本发明的一种基于交换平台的集中式通信数据采集系统的设计结构框图；

图3为本发明的一种基于交换平台的集中式通信数据采集系统的主备倒换单元图。

具体实施方式

下面结合附图，将对本发明具体实施例进行更详尽的说明。

本发明的所述基于交换平台的集中式通信数据采集系统包含两个部分，一个部分是接入交换平台，另一个是采集平台，如图1所示示出了所述接入交换平台和所述采集平台，并示出了被采集的数据的流向，所述接入交换平台，可以配置多个，其左侧是输入的被监测数据信号，右侧是输出的调制信号，是送到采集平台的线路；所述采集平台，以需求的采集能力为原则，也可以配置多个，其接收来自所述接入交换平台的调制信号，输出有用数据到一数据库；所述交换模块和接口模块之间，可以直接连接，也可以通过通信中继设备连接。

所述接入交换平台是由接口模块和交换模块组成，其输入信号是被测通信链路信号；其输出是经过交叉收敛重组的调制信号，通过通信中继设备、或者是直接连接到采集平台；所述接口模块直接连接被测信号，将被测信号转换成统一的信号模式，送到交换模块。所述交换模块根据控制命令，对信号进行交叉、收敛、重组等处理；经过交换处理的信号，可以返回到接口模块，进行调制，以适应长线传输的需要，也可以直接送到通信接口；通信接口可以连接通信中继设备、或者直接将信号送到采集平台。

所述采集平台由采集模块的中心处理模块组成，其输入信号是接入交换平台的输出信号，也可以是直接的被测信号；其输出连接到数据存储设备。

所述采集平台接收来自所述交换平台的数据，或者是直接的外部被监测数据，将数据转成统一的格式，送到中心处理模块，所述中心处理模块经过特定的信号处理流程，提炼出有效信息，发送到数据存储设备。

所述接入、采集，这两个独立的平台之间必须建立必要的通信通道，以传输必要的命令和状态报告，因此在本发明系统中，除了作为采集目标的数据流以外，还建立了一套管理数据流。该管理数据流在逻辑上独立于被监测的数据流程，物理上是相互沟通的，它的用处是将命令从中心处理模块发出，通过传输媒质发送给目标模块。同时，将目标模块的应答信息和状态报告，送返到中心处理模块。

如图2所示是按照图1的构思实现的具体结构框图，图中示出了本发明实施中的一些支撑单元，如通信模块和时钟模块，所述接入交换平台包括三个功能模块：接口模块，交换模块和时钟模块；所述采集平台包括采集模块、通信模块和中心处理模块。

在所述接入交换平台中，所述接口模块实现信号接入，例如E1/T1信号接入，接入的具体工作，是完成码型转换和时钟提取两项功能。码型转换成PCM码流，而提取的时钟，则交到时钟模块，作为同步信号使用。

所述交换模块配置了一个大型的交换芯片组，对来自接口模块的PCM码流，实现无阻塞的全时分交换。

所述时钟模块是整个系统的时钟基准源，可以按照被监测信号的特点，提供特定的不同频率的时钟、同步等信号。

在本发明系统的应用中，所述交换模块的重要参数是：交换的容量应根据实际情况设计，交换模块的容量和全部接口模块的总容量应该匹配为1∶1。

在本发明系统的应用中，所述接口模块配置有八块，交换模块为二块以主备方式工作，时钟模块配置二块以主备方式工作。

所述E1/T1接口模块的对外接口包括：32对E1/T1的输入输出接口，在背板上引出信号，用于原始的信令数据的采集；具体使用中，可以根据被测信号的特点，改变接口模块，例如，被测信号是以太网数据，就采用以太网接口模块，被测信号是ATM数据，就采用ATM接口模块。

所述交换模块的接口信号也需要根据具体情况改变，如果接口模块输出的是PCM码流，那么交换模块就使用时分交换；如果接口模块提供的是以太网数据，交换模块就使用数据交换。

所述时钟模块的对外接口相对简单，只要提供各种频率的信号即可，常用的有差分信号、BITS信号等，具体根据接入平台的实际情况选择。

在所述接入交换平台内，每个模块之间的输入输出信号通过背板建立连接，接入交换平台以外的信号，则通过电缆链接，例如：通向所述采集平台的信号。

所述采集平台上配置有两块中心处理模块用于负荷分担，九块采集模块以8+1备份方式设置，两块通讯模块以主备方式设置，如图2的右半部分所示。

所述通信模块并行于所述采集模块，与所述采集模块一样，同样受所述中心处理模块的管理。所述通信模块是一个通信通道，一端的输入输出端口是中心处理模块，另一端是所述接入交换平台的各模块，其之间通过电缆建立物理连接。

所述采集模块在申请人的ZXT2000型号系统中，每块可以处理32条信令链路，最多可配置九块采集卡，平时正常工作的为八块，另外一块作为备份。这样，在一个采集平台内，最多可以采集的信令链路可以达到256条，以这个容量，可以将经过一对信令转接点(STP)汇接的所有信令链路，汇聚在一个中心处理模块单元中完成处理。

而所述中心处理模块是一个处理器，在所述采集平台中提供总线系统的主设备，并有硬盘保存数据，通过网口等通信端口，将有用信息，上传到一数据库。所述中心处理模块也通过网口接受来自后台的控制，反馈需要的信息。

在所述采集平台内，每个采集模块、通信模块与中心处理模块之间的输入输出信号通过背板建立连接，平台以外的信号，则通过电缆链接，例如通向接入交换平台的信号。

在本发明的所述实现系统中，各关键设备都具备主备倒换的功能，这包括，两个中心处理模块，两个通信模块，两个交换模块，两个时钟模块和8+1备份的各采集模块；在这些主备实现方式上，所述中心处理模块是建立在互握手基础上的主备工作方式，如图3所示。该图3中标识了本发明中重要单元的主备倒换的功能示意图，图中关联主备倒换的部分都有指示，并且给出了各部分在主备倒换控制中的逻辑层次关系。所述通信模块是负荷分担方式的主备方式，由中心处理模块通过总线控制哪个通信模块当前处于“工作”状态，而交换模块也是主备工作方式，既可以在模块上通过硬件直接互相控制切换“工作”和“闲置”状态，也可以通过后台的控制实现软件驱动的主备切换。两个时钟模块的主备切换是互锁形式的，只要有一台在工作，另外一台的时钟数据就是高阻态，在切换方式上和交换模块类似，支持硬切换和软切换；所述采集模块的8+1备份是和通信模块类似的，支持软切换。

如图3所示的，整个主备系统的控制流程，显示了层次逻辑关系。

所述时钟模块是主备的最底层架构，它发生主备倒换，需要不影响所有其他设备的工作。因此，它的主备两个模块是共同工作，输出互锁的；主备倒换发生的过程不会影响时钟信号的输出。也不需要其上层设备记忆其工作状态。

所述交换模块是主备的第二层架构，它的两个主备模块通过互握手实现主备信息通信，它的切换关联到其以上层次设备要更新其管理信息。具体说，就是通信模块和中心处理模块要记录当前的交换模块哪个是工作的，哪个是闲置的，要将当前的工作命令以正确的路由发送到工作模块中。

所述通信模块是主备体系的第三层架构，它的主备是以负荷分担的方式工作。它的两个模块同时可以工作，共同传递来自中心处理模块的命令。它发生主备倒换的实质，是通告中心处理模块，哪一个通信模块不能再提供通信传递的工作，这时，只要中心处理模块更改路由表即可。

所述中心处理单元，是主备的第四层架构，也是最高层。它的主备工作方式是负荷分担加主备倒换。正常情况下，它们都是主用态，各自负责一部分工作：管理来自不同的采集模块的数据。当其中一个中心处理单元发生故障的时候，它就退为备用态，另一台保留主用态，并且接管另一台辖管的所有采集模块和通信模块。

为了降低监测成本，本发明还提供一种运营商通常喜欢接受的“多采少监”方案，即所有的可能被监测的通信链路都送到采集系统的接入点，但是只有部分重要的或者是当前受运营商关注的数据被采集，并送入数据库，存储分析，被采集的通信链路可以根据情况，随时更改，通过数据交换来实现采集链路的选择。

本发明所述基于交换平台的集中式通信数据采集系统提出了接入和采集分离方式，并引入交换平台到系统中，用大系统，大平台的设计思路解决了单机测试仪处理的链路数量少的问题。同时，该大系统大容量的设计，可以在单个处理器的处理范围内容纳一个事件组的所有相关线路，简化了处理流程；并将大量被测链路通过交换平台，收敛复制重组到固定的几个线路，来实现“多采少监”的监测策略。这样就减少了数据存储设备的成本，降低了信令监测的成本，提高了监测的效率。因此，本发明提供了一种低成本，灵活组网的测试平台方案。

应当理解的是，本发明的上述关于具体实施例的描述比较具体，并不能因此而理解为对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1、一种基于交换平台的集中式通信数据采集系统，其特征在于，所述系统包括一接入交换平台和一采集平台；

所述接入交换平台包括多个接口模块和一交换模块，其输入信号是被测通信链路信号；其输出是经过交叉收敛重组的信号，输出到所述采集平台；

所述采集平台包括多个采集模块以及一中心处理模块，接收来自所述接入交换平台的数据，或者是直接的外部被监测数据，所述采集模块将数据转成统一的格式，送到所述中心处理模块，并经过信号处理流程，提取有效信息，发送到一数据存储设备或数据显示设备。

2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统在采集目标的被监测数据流以外，还设置一管理数据流，独立于被监测的数据流设置，并与所述被监测的数据流物理上有连接，用于将命令从中心处理模块发出，通过传输媒质发送给目标模块，同时将目标模块的应答信息和状态报告，送返到中心处理模块。

3、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述接口模块直接连接被测信号，将被测信号转换成统一的信号模式，送到所述交换模板；所述交换模块根据控制命令，对信号进行交叉、收敛、重组处理；经过交换处理的信号发送到所述接口模块，进行调制，以适应长线传输的需要，或不经过调制，直接送到通信接口；所述通信接口连接通信中继设备或者直接将信号发送到所述采集平台。

4、根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述接入交换平台还包括一时钟模块，用于向整个系统提供时钟和时钟同步信号；所述采集平台还包括一通信模块，为一通信通道。

5、根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统的中心处理模块，通信模块，交换模块，时钟模块和各采集模块采用主备设置。

6、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述采集模块采用N+1备份，在所述一个采集平台内，增加一个采集模块，用于备份其它正常配置的模块。

7、根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述交换模块的容量和全部接口模块的总容量匹配为1∶1。

8、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述被监测的数据流中，将所有的可能被监测的通信链路都送到采集系统的接入点，在该接入点选择采集部分重要的或当前受运营商关注的数据，并送入数据库，存储分析。

9、根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述被采集的通信链路可以随时更改，并通过数据交换来实现采集链路的选择。