一种链路扫描分析系统及方法

本发明涉及链路扫描的技术领域，尤其是涉及用于E1承载的链路扫描分析的方法和系统。

E1承载的链路类型有三类：一类是将整个2M用作为一条链路，如DD2M；一类是将2M用作若干个64k及其组合，如128K，256K(<1-30>x64K)等，这就是CE1；还有一类低速链路是使用每个时隙中的比特位组合成8K、16K、32K的链路。

目前，针对上述描述的E1承载的34种类型链路进行扫描的方法，大多数存在着链路识别精确度不高，检测效率低和链路动态变化的自适应性差的缺点。

为此，申请人提出了专利申请201310118521.2公开了一种链路自动扫描的方法及系统，该发明解决了上述的问题。该发明所用判断是否有效链路的方法是用HDLC控制器采集一段时间的数据，然后根据采集到的正确消息数量占总消息数量的百分比是否大于阈值(99％)，若大于99％则判断HDLC控制所采集的链路为有效链路。这种判断方法的缺点是：

1.一个HDLC控制器一次只能判断一种速率的链路(速率：2M，x64K其中1<<31，64K，32K，16K，8K，每个E1可能同时存在34种速率链路)；

2.每次判断一种速率链路需要至少1秒时间，如果E1数量多，假设仅有248路HDLC控制器，那么完成一轮扫描的时长＝(E1数量*34)。具体到一个SMT-1155M光纤，扫描链路的总时长为63*34＝2142秒，用时近6分钟。

3.分配用于信令链路扫描的HDLC控制器数量多，如同时扫描一个E1中31个时隙的8K子链路就需要248个HDLC控制器。

造成以上问题和缺点的原因一是该发明是从数据链路层(ISO/OSI七层网络模型)判断是否有效链路，判断统计的对象是数据帧，因此需要针对不同的链路进行分类，导致其通用性差。其次，该发明每做一次链路是否有效的判断都需要采集1秒的数据，因此导致数据的采集和判断效率不高。

为克服上述情况不足，本发明的目的是提供一种链路扫描分析系统及方法，该系统及方法能够扫描识别符合HDLC规范的链路和符合中国一号信令规范的链路，相比已有的技术方案仅能扫描识别HDLC链路具有更好的通用性。

本发明的另一个目的是提供一种链路扫描分析系统及方法，该系统及方法采集一次数据就能够准确识别出一个E1中所承载的不同速率链路类型，采集数据具有更高的效率和更快的识别速度，同时所需的HDLC采集通道资源更少。同时，本发明还能识别中国一号信令链路。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

一种链路扫描分析系统，包括有：

E1接入模块：该模块将E1信号成帧处理后输送至交换模块；

光接入模块：该模块将光信号成帧后输送至交换模块；

交换模块：根据控制模块的指令，将E1接入模块、光接入模块的E1信号、光信号交换至采集模块；

控制模块：管理采集资源，管理待扫描识别的E1，记录已识别链路的详细信息，控制扫描识别分析链路的全过程；

采集模块：根据控制模块的指令采集链路数据，将采集到的数据根据用途分别发送给分析模块；统计每条链路的采集数据量并定期报送给控制模块；

分析模块：接收采集模块的数据，并根据控制模块的指令识别分析来自采集模块的数据是否符合HDLC链路规范或者中国一号信令规范。

所述系统，进一步包括有采集应用系统，所述采集应用系统受采集模块控制，采集模块将采集到的数据发送给外部的采集应用系统，采集应用系统接收采集到数据做进一步分析应用的外部系统。

一种链路扫描分析方法，所述方法包括如下步骤：

101、控制模块分配待扫描识别的E1端口、分配相应的采集资源；

102、控制模块发送指令到交换模块，交换模块将待扫描识别的E1信号交换到对应采集通道；

103、控制模块发送启动采集指令到采集模块，指令信息包括待扫描识别的E1端口编号、采集的时长、采集数据的用途信息；

104、采集模块采集链路数据，将采集到的数据根据用途分别发送给分析模块；

所述采集模块统计每条链路的采集数据量，并定期报送给控制模块。

进一步，该步骤包括：

1041、采集模块在每一次执行循环中，根据收到数据做出不同的处理；

1042、若收到来自硬件底层驱动的“原始数据”，则根据所记录的链路信息，将原始数据发送给分析模块或采集应用系统；

1043、若收到启动采集指令，则记录链路信息，并根据启动指令分配采集资源启动对链路的采集；

1044、若收到停止采集指令，则删除链路信息，释放采集资源。

105、控制模块发送分析指令给分析模块，指令信息包括E1端口编号，链路速率种类等信息；

106、分析模块进行扫描分析，并输出分析结果给控制模块；

进一步，上述步骤包括：

1061、分析模块在每一次执行循环中，依次判断待扫描识别的E1是否已经完成全部指定速率的扫描，若仍有更低速率的链路类型需要识别，则继续扫描识别；否则，发送分析结果(无链路)信息给控制模块。

1062、分析模块在扫描识别时，根据当前要识别的链路速率，从E1成帧数据中抽取相应的比特流，对抽取出来的比特流做符合HDLC规范的分析、统计，分析的主要内容是去零、包定界、组包、CRC验证等。

1063、如果在识别出当前速率下的比特流符合HDLC规范，则认为识别成功，无需再对低等速率识别，此时分析模块将分析结果(包含链路速率信息)发送给控制模块。然后，等再收到来自控制模块的分析指令，做下一轮链路识别。

1064、如果未识别出HDLC链路，则抽取并分析16时隙原始比流是否符合中国一号信令规范。若连续个复帧均符合中国一号数字型线路信令的特征，则认为是中国一号信令链路，将分析结果发送给控制模块；然后，等再收到来自控制模块的分析指令，做下一轮链路识别。

107、控制模块收到分析模块的分析结果，如果分析结果该E1中存在链路，则控制模块记录详细链路信息、释放用于扫描识别的采集资源，发送停止采集指令到采集模块，分配用于数据采集的采集资源，发送启动采集指令到采集模块让采集模块开始采集已识别链路的数据；如果分析结果该E1不存在链路，则释放用于扫描识别的采集资源，发送停止采集指令到采集模块，然后进入下一次循环。

该方法进一步包括如下步骤：

108、控制模块收到采集模块的链路统计结果，如果同一条链路连续5次(可配置次数及统计周期)，链路上接收到的有效数据包数量无任何变化则认为该链路已经发生变化，不再是一条有效链路；这种情况下，控制模块将清除链路信息，发送停止采集指令到采集模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明能够扫描识别符合HDLC规范的链路和符合中国一号信令规范的链路，相比已有的技术方案仅能扫描识别HDLC链路具有更好的通用性。

本发明采集一次数据就能够准确识别出一个E1中所承载的不同速率链路类型相比已有技术方案需要针对每种速率均需采集一次数据具有更高的效率和更快的识别速度，同时所需的HDLC采集通道资源更少。

进一步，本发明的方法适用于各种信令链路数据采集硬件产品，既可用于E1电口的信令链路扫描分析，也可用于STM-1 155M、STM-4 622M光口及更高速率光口的信令链路扫描分析。

图1是本发明所实现的系统架构图。

图2是本发明所实现的控制流程图。

图3是本发明所实现的采集流程图。

图4是本发明所实现的分析流程图。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明所实现的系统，包括有：

E1接入模块：高阻搭接后接入，该模块将E1信号成帧处理后输送至交换模块。

光接入模块(STM-1/STM-4,etc)：分光后接入，该模块将光信号成帧后输送至交换模块。

交换模块：根据控制模块的指令，将E1接入模块、光接入模块的E1信号交换至采集模块。

控制模块：初始化系统，管理采集资源，管理待扫描识别的E1，记录已识别链路的详细信息，控制扫描识别分析链路的全过程。

采集模块：根据控制模块的指令采集链路数据，将采集到的数据根据用途分别发送给分析模块或外部的采集应用系统。统计每条链路的采集数据量并定期报送给控制模块。

分析模块：根据控制模块的指令识别分析来自采集模块的数据是否符合HDLC链路规范或者中国一号信令规范。

采集应用系统：接收采集到原始信令数据做进一步分析应用的外部系统。

其中，中国一号信令，是根据中国实际情况，适合于中国电话网的一种信令方式，是一种随路信令方式。它包括线路信令和记发器信令两部分。

线路信令用于在线路设备间(例如中继器)传送一些相关中继线的占用、应答、复原等内容。根据不同的传输媒介，中国1号信令的线路信令分为三种：带内单频脉冲线路信令，直流线路信令和数字型线路信令。

直流线路信令又叫a,b线信令，来源于机电制交换机。是一种模拟话音传输信令，当局间采用实线传输方式时用。

利用局间中继a,b线上的直流电位变化来表示接续状态。直流线路的信令结构为直流极性标志，分四种：(a)高阻：经过9000欧电阻接地；(b)－：经过800欧电阻接负电源；(c)+：经过800欧电阻接地；(d)0：断路；

直流线路信令共有19种(DC1～DC19)，主要用于步进制和纵横制交换局之间的配合。

带内单频脉冲线路信令模拟话音传输，当局间中继采用频分或时分复用电路时用。

带内单频脉冲线路信令采用频率为2600Hz的各种长短不同的脉冲信号的组合来表示各种接续状态，有短信号单元，长信号单元，连续信号以及长、短信号单元组成。短信号单元为150ms的短信号脉冲；长信号单元为600ms的长信号脉冲。例如占线信令是前向传送一个长度为150ms的单脉冲。

数字型线路信令，在PCM数字传输系统中必须采用局间数字型线路信令。为提供30个话路线路信令的传输，提出了复帧的概念，即由16个子帧(每子帧为125us，含32个时隙)组成一个复帧。这样，一个复帧中就有16个TS16,其中一个TS16的前4个比特用作复帧同步，后4个比特中用一个比特作复帧失步对告，其余15个TS16分别用作30个话路的线路信令传输。

PCM的帧结构中TS16的分配情况如下表所示：

X为备用比特，未用时置1。Y为复帧失步对告比特。Y＝0表示正常，Y＝1表示复帧失步对告。c、d比特未用时，应置c＝1，d＝1。

考虑到目前我国实际需要，只采用了a,b,c三比特编码(d置1)。

记发器信令。

局间记发器信令由一个交换局的记发器发出，另一个交换局的记发器接收。记发器信号主要完成主、被叫号码的发送和请求，主叫用户类别、被叫用户状态及呼叫业务类别的传送。

为了保证有较快的传送速度和一定的抗干扰能力，记发器广泛采用多频互控编码信号(简称多频记发器信号)。中国一号记发器信令就采用多频编码信令。记发器信号为带内信号(频率在话音频带内)，因此既可通过模拟信道直接传输，也可经PCM编码后，由数字信道传输。

中国一号信令为现有技术，在此不再赘述。

本发明所实现的链路扫描分析方法，所述方法包括如下步骤：

101、控制模块分配待扫描识别的E1端口、分配相应的采集资源；

102、控制模块发送指令到交换模块，交换模块将待扫描识别的E1信号交换到对应采集通道；

103、控制模块发送启动采集指令到采集模块，指令信息包括待扫描识别的E1端口编号、采集的时长、采集数据的用途信息；

104、采集模块采集链路数据，将采集到的数据根据用途分别发送给分析模块或采集应用系统；所述采集模块统计每条链路的采集数据量，并定期报送给控制模块。

105、控制模块发送分析指令给分析模块，指令信息包括E1端口编号，链路速率种类等信息；

106、分析模块进行扫描分析，并输出分析结果给控制模块；

107、控制模块收到分析模块的分析结果，如果分析结果该E1中存在链路，则控制模块记录详细链路信息、释放用于扫描识别的采集资源；如果分析结果该E1不存在链路，则释放用于扫描识别的采集资源，发送停止采集指令到采集模块，然后进入下一次循环。

108、控制模块收到采集模块的链路统计结果，如果同一条链路连续5次(可配置次数及统计周期)，链路上接收到的有效数据包数量无任何变化则认为该链路已经发生变化，不再是一条有效链路；这种情况下，控制模块将清除链路信息，发送停止采集指令到采集模块。

如图2所示，为本发明的控制模块的控制流程图：

1)在每一个执行循环中，控制模块分配待扫描识别的E1端口、分配相应的采集资源；

2)控制模块发送指令到交换模块，交换模块将待扫描识别的E1信号交换到对应采集通道；

3)控制模块发送启动采集指令到采集模块，指令信息包括待扫描识别的E1端口编号、采集的时长、采集数据的用途(用于链路识别还是给外部采集应用系统)等信息；

4)控制模块发送分析指令给分析模块，指令信息包括E1端口编号，链路速率种类等信息；

5)若收到分析模块的分析结果，如果分析结果该E1中存在链路，则控制模块记录详细链路信息、释放用于扫描识别的采集资源，发送停止采集指令到采集模块，分配用于数据采集的采集资源，发送启动采集指令到采集模块让采集模块开始采集已识别链路的数据；如果分析结果该E1不存在链路，则释放用于扫描识别的采集资源，发送停止采集指令到采集模块，然后进入下一次循环；

6)若收到采集模块的链路统计结果，如果同一条链路连续5次(可配置次数及统计周期)，链路上接收到的有效数据包数量无任何变化则认为该链路已经发生变化，不再是一条有效链路。这种情况下，控制模块将清除链路信息，发送停止采集指令到采集模块。

如图3所示，为本发明所实现的采集模块的采集流程图：

1)采集模块在每一次执行循环中，根据收到数据做出不同的处理；

2)若收到来自硬件底层驱动的“原始数据”则根据所记录的链路信息，将原始数据发送给分析模块或者通过UDP/TCP发送给外部的采集应用系统；

3)若收到启动采集指令，则记录链路信息，并根据启动指令分配采集资源启动对链路的采集；

4)若收到停止采集指令，则删除链路信息，释放采集资源。

如图4所示，为本发明所实现的分析模块的分析流程图：

1)分析模块在每一次执行循环中，依次判断待扫描识别的E1是否已经完成全部指定速率的扫描，若仍有更低速率的链路类型需要识别，则继续扫描识别；否则，发送分析结果(无链路)信息给控制模块。

2)分析模块在扫描识别时，根据当前要识别的链路速率，从E1成帧数据中抽取相应的比特流，对抽取出来的比特流做符合HDLC规范的分析、统计，分析的主要内容是去零、包定界、组包、CRC验证等。

3)如果在识别出当前速率下的比特流符合HDLC规范，则认为识别成功，无需再对低等速率识别，此时分析模块将分析结果(包含链路速率信息)发送给控制模块。然后，等再收到来自控制模块的分析指令，做下一轮链路识别。

4)如果未识别出HDLC链路，则抽取并分析16时隙原始比流是否符合中国一号信令规范。若连续个复帧均符合中国一号数字型线路信令的特征，则认为是中国一号信令链路，将分析结果发送给控制模块；然后，等再收到来自控制模块的分析指令，做下一轮链路识别。

总之，通过上述方法本发明能够扫描识别符合HDLC规范的链路和符合中国一号信令规范的链路，相比已有的技术方案仅能扫描识别HDLC链路具有更好的通用性。

且，本发明采集一次数据就能够准确识别出一个E1中所承载的不同速率链路类型相比已有技术方案需要针对每种速率均需采集一次数据具有更高的效率和更快的识别速度，同时所需的HDLC采集通道资源更少。

本发明的方法适用于各种信令链路数据采集硬件产品，既可用于E1电口的信令链路扫描分析，也可用于STM-1 155M、STM-4 622M光口及更高速率光口的信令链路扫描分析。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。