软交换端局A口信令提取方案及应用研究

摘要： 本文首先介绍了目前常用的A口信令提取技术，分析了跨接和串接技术的特点，重点提出了以镜像技术为基础的信令检测方案，并对其在软交换端局中的应用进行分析，最后介绍了A口信令提取的业务案例。

GSM网A接口是指BSC（基站控制器）和MSC（移动业务交换中心）之间的接口，由于其是无线、核心网的交界，因而非常重要。目前对GSM网端局A口信令的分析越来越普遍，很多业务系统、网络质量分析系统正是基于此展开，如目前普遍开展的小区短信业务。本文分析了传统的A口信令提取技术，跨接和串接，重点提出了镜像的信令检测技术，并且针对软交换局，分析其原理及实现方案。

1. A口信令提取现状

A接口信令检测的目的是获得用户的位置信息、业务类型信息等，进而提供增值业务服务。

1．1. A口信令协议结构

根据3GPP48.008规范，A口的协议结构如下图：

图一、GSM网A口信令模型

A口协议结构为BSSAP，主要包括BSSMAP、DTAP，其中DTAP主要是完成MM、呼叫等管理等功能，BSS透传DTAP消息；BSSMAP是BSS和MSC之间交换的信令消息。一般情况下，用户信息在DTAP中，小区信息在BSSMAP中。对A口信令检测主要是检测这两类消息，其信令过程主要有：开机过程（locationUpdating）、周期性位置更新过程（Periodic LU）、主被叫（MO/MT CALL）、短信收发（MO/MT SMS）、切换（HandOver）等。

1．2. 传统A口信令提取技术

目前在GSM网信令检测领域，主要应用的措施有跨接技术、串接技术两种。其图示如下：

图二、传统A口信令提取技术

跨接技术是将信令检测探头，以高阻叠加（并联）的方式，跨接在BSC和MSC之间的电口DDF架上，进而探测出A口信令。跨接技术是目前最常用、也是目前我省小区短信业务采用的方案。这种方案要求BSC到MSC之间必须为电口。

串接技术是将信令检测探头，以信号打散（串联）的方式，串接在BSC和MSC之间的DDF/ODF架上。这种方式下，BSC到MSC之间接口类型为电口、光口均可，一般为光口。其信号强度采用一定的比例（如90%：10%）进行打散。这种方式因为在A口串接设备，增加故障点，因此应用不很广泛。

1．3 传统信令探测技术存在的问题

随着GSM扩容规模的加大，各地市端局数量越来越多，A口和A口信令链也成倍增加，使得A口信令检测系统投资增大。因此传统A口探测技术难以大面积铺开，进而影响到各类增值业务的开展。

2. 基于镜像技术的软交换局A口信令检测方案

目前软交换设备成为GSM建设的主流，软交换设备除了支持传统的探测技术外，也支持新型的镜像探测技术。

2．1 软交换端局的A口信令路由分析

目前软交换MSC和MGW分离组网的模式下，A口信令分成两段，如下图：

图三：软交换端局的A口信令网逻辑图

A口信令的第一段为MGW到BSC之间，是传统的TDM方式，可以为高速链或低速链，物理承载类型为电口、光口均可，此时可以采用传统的信令检测方式。第二段为MSC到MGW之间的IP接口（sigtran接口），采用FE的底层传输方式，其信令带宽一般为100M，此时必须采用IP接口的采集方式（即镜像技术）。从以上看出，由于目前的软交换分离架构，镜像采集点有两个，可以是MGW侧，也可以是MSC侧。

2．2 镜像技术

镜像技术是针对数通设备，尤其是二层交换机而言，其原理是将特定业务端口、或特定VLAN的流量进行复制，然后送到检测端口。目前移动业务软交换端局，都采用CE设备（Customer Edge）接入IP承载网，其中CE设备为二层、或三层数据通信设备，如对于目前广东业务，主要有爱立信（Alpine3804、M10i）、华为（NE40e）。不管是何种设备，对镜像的配置顺序基本一致，为先配置检测端口，然后配置流量业务端口。如以爱立信CE为例（检测点为二层交换机Alpine3804上），配置如下：

SZ-SEC4-LS1:1 #enable mirroring. to port 3:16 untaggged //配置3:16为检测端口

SZ-SEC4-LS1:1 #configure add vlan SS7_VOIP_1. //配置SS7_VOIP_1为业务VLAN。

以上指令的含义是将SS7_VOIP_1（包括A口信令、SIGTRAN信令、MC口信令）的VLAN流量，都镜像到3:16端口。

当配置完成后，将检测探头接入到检测端口即可。因为镜像技术是一种IP化的开放技术，因此检测探头为通用的RJ45接头及普通的以太网卡；检测软件也为通用软件，如UNIX/LINUX平台下的tcpdump，WINDOWS下的winpcap等，都很容易提取镜像接口信令。

2．3 关键信令提取案例

在深圳某新建局上进行测试，对CE设备将SS7_VOIP_1进行镜像到3:16端口，用普通个人电脑(装Wireshark软件，Ethernel和sniffer软件也可以)探测3:16端口，然后进行解析。针对小区短信的关键信令进行检测，如下：

图四：镜像方式获取的A口信令（LU过程）

以上是一个用户开机的信令过程，在BSSMAP消息层中，可以获取CGI=0X0457-2222；在DTAP消息层中，可以获得获得本次消息类型为LocationUpdating REQ，同时用户标识为TMSI=0X8c000093，通过对对之前或之后（签权、ID REQ/RSP）等信令的关联，可以获得用户IMSI、MSISDN和CGI的对应关系。其它信令过程，如周期性位置更新、短信收发、主被叫等，和以上分析过程类似。