七号信令详细介绍
1、七號信令的基本術語
1.1 信令網(wǎng)
N0.7信令網(wǎng)是獨立于電信網(wǎng)的支撐網(wǎng),是電信網(wǎng)中用于傳輸No.7信令消息的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)。信令網(wǎng)的三要素:信令點、信令轉接點、信令鏈路。
1.2 信令點和信令轉接點
信令點:信令網(wǎng)上產(chǎn)生和接收信令消息的節(jié)點,是信令消息的起源點和目的點。
信令轉接點:若某信令點既非信令源點又非目的點,其作用僅是將從一條信令鏈路上接收的消息轉發(fā)至另一條信令鏈路去,則稱該信令點為信令轉接點。
1.3 信令鏈路和信令鏈路集
信令鏈路(LINK):連接各個信令點、信令轉接點,傳送信令消息的物理鏈路稱為信令鏈路。
信令鏈路集(LINK SET):具有相同屬性的信令鏈路組成的一組鏈路集。即指本地信令點與一個相鄰的信令點之間的鏈路的集合。
1.4 鏈路集號和信令鏈路編碼
鏈路集號:對鏈路集的編號。對于同一信令點,鏈路集號是唯一的。
信令鏈路編碼(SLC):對于相鄰兩信令點之間的所有鏈路,需對其統(tǒng)一編號,稱為SLC,它們之間的編號應各不相同,而且兩局應一一對應;對于到不同局向的信令鏈路可以有相同的鏈路編碼。
1.5 信令點編碼
信令網(wǎng)中用于標識每一個節(jié)點的唯一編碼。為便于信令網(wǎng)管理,國際和國內信令網(wǎng)采用各自獨立的編號計劃。國際信令網(wǎng)編碼采用14位信令點編碼,我國信令網(wǎng)采用24位信令點編碼。
1.5.1 國際信令網(wǎng)編碼
國際信令網(wǎng)編碼采用14位信令點編碼。
大區(qū)識別:用于識別世界編號大區(qū)。我國的大區(qū)識別為4
區(qū)域網(wǎng)識別:用于識別每個世界編號大區(qū)內的區(qū)域網(wǎng)。我國的區(qū)域網(wǎng)識別為120。
信令點標識:用于識別區(qū)域網(wǎng)中的信令點。
1.5.2 國內信令網(wǎng)編碼
國內信令網(wǎng)編碼采用24位信令點編碼。
我國信令網(wǎng)信令區(qū)的劃分與我國信令網(wǎng)的三級結構相對應,分為主信令區(qū)、分信令區(qū)、信令點三級,這樣HSTP設在主信令區(qū),LSTP設在分信令區(qū)。
我國的信令網(wǎng)劃分為33個主信令區(qū),每個主信令區(qū)又劃分為若干個分信令區(qū)。 主信令區(qū)按中央直轄市、省和自治區(qū)設置。一個主信令區(qū)內一般只設置一對HSTP。
分信令區(qū)的劃分原則上以一個地區(qū)或一個地級市來進行。一個分信令區(qū)通常設置一對LSTP,一般設在地區(qū)或地級市電信局所在城市。
1.5.3 ANSI信令點編碼
以上提到的兩種編碼都屬于ITU-T的點碼,ANSI和以上提到的兩種格式都不兼容。ANSI及ITU-T的信令網(wǎng)之間的信令交換必須通過一個轉換器,可以是網(wǎng)關STP、協(xié)議轉換器或具有兩種格式點碼的信令點。由于ANSI及ITU-T上層協(xié)議的實現(xiàn)方法不一樣,所以這兩種信令網(wǎng)之間的互連很復雜。
ANSI的點碼由網(wǎng)絡號、集團號及組員編碼組成(如245-16-0)。每個號都是一個字節(jié), 8 比特,其值從0到255。網(wǎng)絡號0不使用,255保留做見將來使用。
1.6 源信令點與目的信令點
源信令點(OPC):生成信令消息的信令點。
目的信令點(DPC):信令消息發(fā)往的信令點。
1.7 直連和準直連
信令傳送方式即信令消息經(jīng)由怎樣的路線由起源點發(fā)送至目的地。在七號信令系統(tǒng)中常用兩種傳送方式:
直聯(lián)方式:兩個信令點之間通過直達信令鏈路傳遞消息。此時,話路和信令鏈路是平行的。(STP之間采用)
準直聯(lián)方式:兩個信令點之間通過預先設定的多個串接的信令鏈路傳遞消息。(SP之間采用)
No.7信令網(wǎng)以準直聯(lián)為主,直聯(lián)為輔。
1.8 信令單元
信令點之間傳遞信令消息的最小單位,以數(shù)字編碼的形式構成。信令單元的長度是可變的。 由多個8bit組成,插在PCM系統(tǒng)的某一個時隙中傳輸。
2、七號信令的功能級
2.1 七號信令系統(tǒng)的基本結構
七號信令系統(tǒng)的基本功能結構由兩部分組成:公共的消息傳遞部分MTP,用來提供一個可靠的消息傳遞系統(tǒng);適合不同用戶的獨立用戶部分UP,負責信令消息的生成、語法檢查和信令過程控制。如下圖所示:
2.2 七號信令系統(tǒng)的分層結構
七號信令系統(tǒng)與OSI七層的對應關系,如下圖所示:
NAP:智能網(wǎng)應用部分 OMAP:操作維護應用部分
CAP:CAMEL應用部分 MAP:移動應用部分
TCAP:事務處理能力應用部分 BSSAP:基站子系統(tǒng)應用部分
ISUP:ISDN用戶部分 TUP:電話用戶部分
SCCP:信令連接控制部分 MTP:消息傳遞
ISP:中間服務部分
(1)MTP功能級
MTP的主要任務是保證信令消息的可靠傳送,它可分為三級:信令數(shù)據(jù)鏈路(MTP-1)、信令鏈路功能(MTP-2)、信令網(wǎng)功能(MTP-3)。
(2)TUP、ISUP功能級
TUP:支持電話業(yè)務,控制電話網(wǎng)的接續(xù)和運行,如呼叫的建立、監(jiān)視、釋放等。
ISUP:在ISDN環(huán)境中提供話音和非話業(yè)務所需的功能,以支持ISDN基本業(yè)務及補充業(yè)務。ISUP具有TUP的所有功能,因此可以代替TUP。
(3)SCCP功能級
SCCP的設計宗旨是和MTP-3結合,提供增加的網(wǎng)絡功能,主要是提供增強的尋址功能,如增加了按GT方式尋址功能。
SCCP也為MTP提供了附加功能,提供數(shù)據(jù)的無連接和面向連接業(yè)務。無連接業(yè)務是指不需預先建立連接就可傳遞消息,如智能網(wǎng)中帳號查詢、移動網(wǎng)中用戶鑒權等許多適時性很強的消息就是利用無連接業(yè)務傳送的;面向連接業(yè)務是指預先建立連接,再大量傳送消息,如移動網(wǎng)的A接口消息主要采用面向連接來傳送。
目前TCAP協(xié)議只建立在無連接業(yè)務上。
(4)TCAP功能級
TCAP是No.7信令系統(tǒng)為各種通信網(wǎng)絡業(yè)務提供的接口,如移動業(yè)務、智能業(yè)務等。TCAP為這些網(wǎng)絡業(yè)務的應用提供信息請求、響應等對話能力。
TCAP是一種公共的規(guī)范,與具體應用無關。具體應用部分通過TCAP提供的接口實現(xiàn)消息傳遞。如移動通信應用部分MAP通過TCAP完成漫游用戶的定位等業(yè)務。
TCAP在于提供了一個標準的消息封裝機制。MAP、CAP等不同的應用對應于TCAP消息中不同的成份。
(5)MAP功能級
MAP是公用陸地移動網(wǎng)(PLMN)在網(wǎng)內以及與其他網(wǎng)間進行互連而設計的移動網(wǎng)特有的信令協(xié)議規(guī)范。
MAP使GSM網(wǎng)絡實體可以實現(xiàn)移動用戶的位置更新、鑒權、加密、切換等功能,使移動用戶可以正確地接入網(wǎng)絡、發(fā)起和接收呼叫。
(6)INAP、CAP功能級
INAP:智能網(wǎng)應用部分,應用于有線智能網(wǎng),規(guī)定了有線智能網(wǎng)SCF與SSF互連的接口規(guī)程。
CAP:CAP是CAMEL 的應用部分,它基于智能網(wǎng)的INAP協(xié)議,應用于移動智能網(wǎng),CAP規(guī)定了gsmSSF、gsmSRF與gsmSCF互連的接口規(guī)程。
3、七號信令MTP部分詳解
3.1 MTP功能級結構
信令數(shù)據(jù)鏈路級:這是No.7信令傳送的物理層,它定義了No.7信令的電氣和功能特征等,要求一條獨立的數(shù)據(jù)傳輸通道,是No.7消息的傳送載體。在目前交換機上,一般由PCM系統(tǒng)的某一時隙提供,如實際常采用PCM的 TS0時隙。
信令鏈路控制級:定義信令消息在數(shù)據(jù)鏈路上的傳送方式和過程,如幀格式、差錯檢測、糾錯重發(fā)、鏈路定位過程等,提供信令兩端的信令可靠傳送。
信令網(wǎng)功能級:完成No.7信令的網(wǎng)絡層功能,如目的地尋址,同時保證信令能正確傳送到目的點,當信令網(wǎng)中某些點或傳輸鏈路發(fā)生故障時它能保證信令消息在信令網(wǎng)中仍能可靠地傳遞。
3.2 No.7信令單元介紹
3.2.1 信令單元的分類
7號信令中,信令單元分成三類,MSU、LSSU以及FISU。
MSU:消息信令單元,用于傳送各用戶部分的消息、信令網(wǎng)管理消息及信令網(wǎng)測試和維護消息。
LSSU:鏈路狀態(tài)單元,指示鏈路狀態(tài)。
FISU:填充信令單元,用于鏈路空或鏈路擁塞時填補位置。當信令鏈路上沒有消息(MSU或LSSU)可傳時在鏈路上就雙向的不間斷的傳送填充信令單元(FISU)。 FISU 中只承載level 2的消息(如對端信令單元接受證實信號)。信令鏈路兩端的信令點不停的校驗每個FISU的CRC校驗碼以檢測信令鏈路的通信質量(注意:在日本有所不同,信令點是通過檢測標志位(Flag)來檢測信令鏈路的通信質量的而非FISU的CRC)。FISU發(fā)送的間隔是預先確定的,如每150 毫秒。
3.2.2 信令單元格式
(1)共有部分字段含義:
CK:檢驗碼,16bit。
F:標志碼,碼型為01111110。當傳送信令單元時,MTP Level 2 會在出現(xiàn)連續(xù)5個1的序列后加個0,以除去假標志位。當接受到信令單元并除去標志位,MTP Level 2 會在出現(xiàn)連續(xù)5個1的序列后去除一個0,恢復原始的數(shù)據(jù)。通過這樣的方法,除去了信令單元中的重復標志位。
BSN:后向序號,7bit。用于信令單元的接受證實,向對端信令點確認相應信令單元已正確接受。 BSN中就是其證實接受的信令單元的序列號。BSN 號指示了對端正確接受的最后一個消息的序列號,它證實了序列號BSN之前的所有消息已正確接受。如果信令點在收到消息其BSN=5之后又收到消息BSN=10(而且BIB未置位),則后個消息表示了FSN從6到9的消息也都正確接受了。(參見下面對FIB的描述)。
BIB:后向指示語比特,1bit。當被置位時即向對端指示了一個負(錯誤)的證實信號。(參見下面對FIB的描述)
FSN:前向序號,7bit。是信令單元的序列號。(參見下面對FIB的描述)
FIB:前向指示語比特,1bit。 FIB和BIB一樣用于出錯時恢復之用。當一個信令單元準備傳送時,信令點將其FSN(forward sequence number) 加1 (FSN = 0..127),同時CRC (cyclic redundancy check)也重新計算并加在前向消息之后。當接受到消息后,接受端首先校驗CRC碼,然后將其FSN號復制入準備向源端發(fā)送的下個后向消息的BSN字段。如果CRC校驗正確,后向消息即被發(fā)送;如果校驗出錯,在發(fā)后向消息之前,信令點會將BIB置位以表示一個負(錯誤)指示。源點接受到這個負指示標志后,它會將從出錯的消息序列號開始的所有消息重新傳送,并且這些消息的FIB為1。
LI:長度指示語,指示LI和CK之間的八位位組的數(shù)目,6bit。如果在LI之后、CRC之前的字節(jié)數(shù)少于63,LI就是這個字節(jié)數(shù);反之LI的值就是63。LI為63代表的意義是消息的長度等于或大于63(最多273 字節(jié))。信令單元長度最大為279字節(jié): 273 字節(jié) (數(shù)據(jù)) + 1 字節(jié) (flag) + 1 字節(jié)(BSN + BIB) + 1字節(jié) (FSN + FIB) + 1字節(jié) (LI + 2 bits spare) + 2 字節(jié) (CRC)。
(2)MSU獨有部分字段含義:
SIO:業(yè)務信息段,8bit。其中高四比特為子業(yè)務字段,低四比特為業(yè)務表示語。
業(yè)務表示語SI
D C B A 含 義
0 0 0 0 信令網(wǎng)管理消息 SNM
0 0 0 1 信令網(wǎng)測試和維護消SNT
0 0 1 0 備用
0 0 1 1 信令連接控制部分 SCCP
0 1 0 0 電話用戶部分 TUP
0 1 0 1 ISDN用戶部分 ISUP
0 1 1 0 與呼叫和電路有關的數(shù)據(jù)用戶部分DUP
0 1 1 1 數(shù)據(jù)用戶部分性能登記與撤消DUP
1 0 0 0
…… 備用
1 1 1 1
子業(yè)務字段SSF
D C B A 含義
0 0 0 0 國際網(wǎng)
0 1 0 0 國際備用網(wǎng)
1 0 0 0 國內網(wǎng)
1 1 0 0 國內備用網(wǎng)
SIF:信令信息字段。共分為四種類型,如下圖所示:
DPC:目的信令點編碼
OPC:源信令點編碼
SLC:信令鏈路編碼,4bit
CIC:電路識別碼,12bit
SLS:信令鏈路選擇碼,4bit。
出局鏈路的選擇是根據(jù)DPC和SLS,SLS 有以下功能:
(1)保證信令消息的先后順序。以同樣的SLS發(fā)送的兩個消息總是先發(fā)先到,后發(fā)后到,先后順序不變。
(2)在所有可用的鏈路上平均分擔流量。從理論上將,如果應用層以正常的時間間隔發(fā)送消息,并且循環(huán)的使用SLS值,這些流量在鏈路組中的所有鏈路上是平均分配的。
在ANSI信令網(wǎng)上,SLS字段最初為5比特(32種可能值)。當一成對的鏈路組且各有兩條鏈路時(總共有四條鏈路),就需要8個SLS的值以使流量在這些鏈路上平均分配。
但隨著網(wǎng)絡的發(fā)展,鏈路超過了4條時,就會出現(xiàn)一些問題。在使用5 比特SLS情況下,對于一成對的鏈路組且各有五條鏈路(總共有十條鏈路),3個SLS值對應了8條鏈路,還有4個SLS值對應了余下的2條鏈路,導致了分配的不平均。為了避免這樣的情況發(fā)生,ANSI及BELL實驗室都采用了8比特的SLS(256個值)以使鏈路上的分擔更為平均。
在ITU-T 實際實現(xiàn)方法中,把SLS作為MTP消息中的信令鏈路碼(signaling link code)。在ITU-T電話用戶部分消息中,一部分的電路識別碼(CIC)就存儲在了SLS字段中,換句話說,也就是SLS使用了部分的電路識別碼。
(3)LSSU獨有部分字段含義:
SF:狀態(tài)標志字段。是LSSU的主要組成部分,標志本端鏈路的狀態(tài),8或16bit。SF只用到了低三位,其它為備用位。
0 0 0 “O” 失去定位
0 0 1 “N” 正常定位
0 1 0 “E” 緊急定位
0 1 1 “OS”業(yè)務中斷
1 1 0 “PO”處理機故障
1 0 1 “B” 鏈路擁塞
3.3 MTP-2的初始定位
初始定位是鏈路投入使用前必須經(jīng)過的階段,用于初始啟用或鏈路發(fā)生故障后進行恢復時鏈路的定位過程,由LSSU中的SF來完成。整個過程分成五個階段,未定位->已定位->驗收周期->驗收完成->投入業(yè)務使用。
定位過程完成后,MTP三層發(fā)SLTM,收到SLTA后,鏈路才正式開通業(yè)務。
3.4 MTP-3的協(xié)議及功能
網(wǎng)絡層規(guī)定了傳送消息所使用的消息識別、分配、路由選擇及在正常或異常情況下信令網(wǎng)管理調度的功能和程序,分為信令消息處理功能和信令網(wǎng)管理功能。
主要的MTP-3層消息有:鏈路測試消息SLTM/SLTA,傳遞禁止及傳遞允許TFP/TFA,倒換與倒回消息 COO/COA,CBD/CBA,ECO/ECA,管理禁止及解除禁止 LIN/LIA、LUN/LUA。
(1)鏈路業(yè)務開通過程:
(2)鏈路測試消息
1、在鏈路正常時,每隔一分鐘信令鏈路會發(fā)SLTM消息,收到SLTM消息的信令點會回送SLTA消息,SLTA消息中的測試碼的值與個數(shù)應等于SLTM消息。
2、如果6秒鐘內仍收不到對方的SLTA消息,則不能進入開通業(yè)務狀態(tài)。
3、SLTM和SLTA消息中的CIC代表相應的信令鏈路的編碼(SLC),必須相等。
4、七號信令呼叫流程
4.1 TUP呼叫信令流程
共有四種情況,如圖(4.1-a)、(4.1-b)所示。
(圖4.1-a)
(圖4.1-b)
TUP基本術語注釋:
IAM(Initial Address Message):初始地址消息(不帶主叫)
IAI(Initial Address Message with Additional Information):初始地址消息(一般帶主叫)
SAM(Subsequent Address Message):后續(xù)地址消息(兩位以上)
SAO(Subsequent Address Message with One Signal):后續(xù)地址消息(只有一位)
GRQ(General Request Message):一般請求消息
GSM(General forward Set-up Information Message):一般前向建立消息
ACM(Address Complete Message):地址全消息
ANN(Answer Signal, No Charge):應答消息,免費
ANC(Answer Signal, Charge):應答消息,計費
CBK(Clear-Back Signal):后向掛機消息
CLF(Clear-Forwad Signal):前向拆線消息
CCL(Calling Party Clear Signal):主叫掛機信號
RLG(Release Guard Signal):釋放監(jiān)護消息
SLB(Subscriber Local Busy Signal):用戶市話忙
STB(Subscriber Toll Busy Signal):用戶長話忙
LOS(Line Out-of-Service Signal):線路不工作消息
UNN(Unallocated Number Signal):空號消息
SST(Send Special Information Tone Signal):發(fā)送專用消息音消息
4.2 ISUP呼叫信令流程
共有四種情況,如圖(4.2-a)、(4.2-b)所示
(圖4.2-a)
(圖4.2-b)
ISUP基本術語注釋:
IAM(Initial Address Message):初始地址消息
SAM(Subsequent Address Message):后續(xù)地址消息
INR:信息請求
INF:信息
ACM(Address Complete Message):地址全消息
CPG:呼叫進展
ANM(Answer Message):應答消息
SUS:暫停
REL(Release):釋放
RLC(Release Complete):釋放完成
CCL(Calling Party Clear Signal):主叫掛機信號
總結
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