一、综述

TD-SCDMA作为中国自主研发的3G标准，经过几年的发展日趋成熟，目前正在为大规模商用做最后的准备和验证工作。虽然TD-SCDMA技术和产品正在不断成熟，但是一方面，由于TD-SCDMA相对传统的GSM，网络接口和协议更加复杂，在物理层和网络层运用了多项有特色的技术，比如联合检测、低码片速率、切换技术和动态信道分配（DCA）技术等，这些新技术的应用给网络建设和运营带来了新的挑战；另一方面，3G业务更加复杂，除了传统的语音业务以外，各种数据业务都承载在同一张网上，业务的实现也异常复杂。所以3G业务走向市场还面临着许多问题，最根本的问题是如何达到3G标准所设定的服务质量（QoS）目标。

GSM网络的服务质量达到较完美的状态经过了10多年的发展。当3G网络建设完成、面对3G终端用户时，服务质量问题就被推向了台前。如何尽快提高服务质量，并在网络运营成本和服务质量之间寻求有效的平衡是所有3G运营商都需要面对的课题。解决这些问题的一个关键因素就是完善3G测试技术，并建立一套相应的故障检测和网络优化技术体系。

中兴通讯在监测大量2G、2.5G网络以及NGN网络信令的基础上，最新研制推出了信令采集统一硬件平台，专门用于3G网络监测的信令采集。本文结合中国移动即将新建的TD-SCDMA网络，结合以往对话路和数据网络的监测经验，提出了一套完整的TD-SCDMA网络信令监测系统方案。

二、TD-SCDMA网络建设现状

此前，中国移动在厦门、中国电信在保定、中国网通在青岛建有3张TD-SCDMA规模应用技术实验网。目前，中国移动已明确将在8个城市建设TD-SCDMA商用实验网，为实际运营3G业务进行基础网络建设。这8个城市分别是北京、上海、天津、沈阳、广州、深圳、秦皇岛、厦门。中国移动将在8个城市的商用实验网中加载3G商用业务，包括数据业务、话音业务等。与技术实验网不同的是，商用网需要实际运营环境，需要一定数量规模的真实用户。可以预见，中国移动TD-SCDMA商用实验网的实施，必将对国内3G网络建设起到极大的推动作用。

TD-SCDMA通信网络组网如图1所示。



图1 TD-SCDMA组网示意图[NextPage]

和传统的GSM通信网相比，TD-SCDMA通信网络有如下不同：

1. 接口类型不同。如图1所示，除了有传统的E1接口外，还有FE/GE采集口以及新增的STM-1/STM-4接口。

2. 接口流量不同。传统的E1传输流量是2Mbps，但是FE/GE的流量一般也有几十Mbps，STM-1/STM-4则会有上百Mbps。

3. 接口协议不同。①和②接口中主要运行的是传统的MAP协议；③和④接口主要承载的是用于控制电路交换的H.248和BICC协议；⑤和⑥运行的是用于控制分组交换的Gn和Gi协议；⑦是UMTS接入的Iu-CS接口协议；⑧是UMTS接入的Iu-PS协议。

接口的复杂性给网络测试带来了巨大的困难。如果使用测试仪表或不同类型的信令监测系统对网络进行测试，实际上只能对局部或者部分网络和业务进行测试，达不到全城全网全业务测试的目的，不利于全网的故障定位和运营水平的提高。因此中兴通讯推出的能够针对不同接口、不同协议（业务）的综合测试平台，是解决3G网络运行问题的关键。

三、中兴通讯TD-SCDMA信令监测解决方案
从原理上讲，中兴通讯TD-SCDMA信令监测解决方案仍然由中心站和若干远端站组成，如图2所示。



图2 中兴TD-SCDMA信令监测组网图

远端站一般围绕MSC Server组建，负责采集MSC Server、MGW、GGSN、SGSN、HLR等网元连接的信令，并进行数据加工处理，生成CDR/TDR数据，上传到中心站，同时响应中心站对信令数据的查询。

中心站负责CDR记录数据的收集、储存、统计、应用等，提供Web界面。数据储存部分，即数据库服务器和磁阵之间，用两台光纤交换机组成SAN，保证了数据的有效性和稳定性。中心站一般是维护和应用的中心，利用储存的各种形式的CDR/TDR数据，组成统一的数据平台，支持各种业务的统计分析和应用。同时中心站还可以利用远端站储存的原始信令，对各种业务进行全程全网的实时关联分析，解决网络故障，提高运营水平。

针对TD-SCDMA接口复杂的问题，监测系统遇到的最大问题是如何统一远端站信令采集设备。如果使用单独的信令监测系统设备，很难做到全程全网的实时关联，同时各种监测系统的采集设备不同，给系统维护和系统稳定性都带来了很大的问题。为此中兴通讯专门研发了信令采集统一平台，结合分布式部署的信令处理机，组成统一的信令处理平台，从而提供了一套完整的统一解决方案。

四、信令采集统一平台



图3 中兴通讯信令采集统一平台采集单元[NextPage]

中兴通讯信令采集统一平台采用了标准的19’主设备机架，每个机架由3个信令采集单元组成，信令采集单元如图3所示。采集单元包括15块采集卡和2块交换板。采集板可以是IMA、ATM、IP、E1任何一种，并具有如下接入能力：

?单IMA采集板的最大接入能力为32Mbps；
?单E1采集板的最大接入能力为16Mbps；
?单ATM采集板的最大接入能力为60Mbps；
?单IP采集板的最大接入能力为2Gbps。

采集卡接入的数据，经过过滤、交换后，输出到信令处理机的数据最大可达2.4Gbps，这是传统窄带信令采集机不可比拟的，接入处理能力完全能满足3G网络大流量端口采集要求。该信令采集统一平台还具有如下技术特点：

(1) 板件混插，节省投资。不论何种板卡，都采用统一接口，可以混合插在同一信令采集单元中，即可实现多种端口的采集，高流量、高密度端口的接入，能减少机房位置，减少前期投资，也使得扩容更加方便、灵活。

(2) 数据过滤，信令输出。3G业务主要是宽带接口。不像传统的2M信令接口中信令数据占据了几乎100%，宽带数据接口中信令数据所占的比例较少，占0.4～37%左右，因此信令采集设备首先要考虑的功能就是过滤。采集单元接入各种业务的数据，经过处理，过滤掉无效数据，这样信令处理机才可能对信令数据进行有效的处理。

(3) 分布转发，灵活配置。信令通过各种采集卡采集上来以后，经过过滤，有效的信令再经过交换板的交换，然后通过多个输出端口，输出到多台信令处理机。系统可以合理分配数据到不同信令处理机处理，从而大大提高了系统灵活扩容能力。灵活的信令处理配置，还可有效地解决 “信令互触发”等系统的技术难点。

(4) 交换机主备，更加稳定。每个采集板都有两个IP端口，分别通过背板和2块交换板通信，互为主备。总线采用Ethernet结构，如果其中一块交换板出现故障，数据可以通过另一个交换板到达服务器，不会产生数据中断。

(5) 重新组包，提高信令处理机的能力。信令采集单元能够将网络上的小包组成大包发送给信令处理机，从而提高信令处理机的接收和处理能力。

五、结束语
面对3G时代的挑战，中兴通讯率先推出了全新的信令采集统一平台，综合考虑了3G通信网络接口复杂、协议复杂、流量差别较大等特点，将各种业务的信令数据统一采集、过滤、处理、分发，解决了3G监测中面临的主要问题。中兴通讯信令数据统一采集平台在2006年底中国移动的3G测试中通过了测试考验，相信能够在即将建设的TD-SCDMA网络信令监测维护，以及将来启动的其他3G通信网络的监测维护中发挥重要作用。