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焈管理信令:
传递网络管理信息,如测试、维护等。
No.7信令包含了以上三部分的功能。
而且信息内容非常丰富,因此功能强大。
1.3.3按信道分类
•随路信令(CAS):
信令信息在对应的话音通道上传送,或者在与话音通道对应的固定通道上传送(如数字线路信号)。
图1-2是交换机使用随路信令的情况。
图1-2随路信令的传输通道
焈共路信令(CCS):
信令信息在专门的高速数据通道上传送,如64kbps数字通道。
图1-3是交换机使用共路信令的情况。
图1-3共路信令传输通道
中国一号信令属随路信令,No.7信令属共路信令。
1.4随路信令和共路信令的特点
1.4.1中国一号信令特点
焈信号在话音通道上传送。
信号频率范围在780HZ~1140HZ及1380HZ~1980HZ之间。
焈收发互控、传送速度慢。
信号持续时间为一个发收周期,如图1-4所示。
图1-4一号信令的一个信号周期
由图1-4可见,收发互控信号,发送持续时间长,一个信号只能包含一个数字,如被叫号码为8位,则发端局发送8位被叫号码,就需要8个信号收发周期,实际要持续几秒钟的时间。
我们可以从一号中继实验中观察到这个时间。
焈信息容量小。
中国一号信令的前向信号只有15种不同的组合,后向信号只有6种不同的组合。
要为用户提供多种复杂的业务,就需要大量的信令信息,中国一号显然不能满足要求。
焈通信期间无信令通道。
由于信令通道使用的是用户的话路,因此用户通话期间无信令通道可用。
这就会限制一些新业务的提供。
如业务转换,通话转为传真,或通话转为文件传送等。
1.4.2No.7信令特点
焈有独立的信令数据通道。
信令通道为64kbps的数字通道。
之所以采用这个速率,是因为目前电话交换机的中继电路是每条话路占一个64kbps数字通道,局间传递的No.7信令就是利用现有的中继话路,因此信令通道的速率为64kbps。
焈信息容量大,传递速度快。
No.7信令的信息以二进制编码的形式表示,一个八位码就能表示256种不同的含义,可见其信息容量是很大的。
而在64kbps的数字通道上,只需125us就能发送出去一个8位码,每秒钟能发送8000个8位码。
可以看出其传递信息的速度是相当快的。
焈应用范围广,适应未来发展。
No.7信令可以为ISDN、移动网、智能网提供信令支持,以前使用的各种信令则不能。
焈通信期间仍可传送信令。
由于传送信令不占用话路,因此可以在用户通信期间同时传送信令。
焈要求传输系统误码率低。
由于No.7信令信息以二进制编码形式发送,如果传输时出现误码,就会使信息传送出错,如果传输误码率高,就会使信息无法发送。
因此要求传输系统的误码率在10–7以下。
焈要求话路有自检能力。
No.7信令在向对局发送占用信号之前,要确保将要占用的这条话路是畅通的。
因此中继设备应能检测话路的状态,并报告给信令处理部分。
第二节No.7信令基本术语
为了对No.7信令做一个最基本的了解,必须对下面提到的几个概念有所了解。
2.1No.7信令网
No.7信令网是电信网中用于传输No.7信令消息的专用数据网。
它由信令点SP、信令转接点STP和信令链路Link组成。
信令网是独立于电话网的一个支撑网,我国No7信令网由三级结构组成,如图2-1所示。
信令转接点STP分为两级,高级信令转接点HSTP和低级信令转接点LSTP。
图2-1我国信令网的三级结构
2.2信令点SP
信令网上产生和接收信令消息的节点。
它将产生的信令消息从某一条信令链路上发出,或者从信令链路上接收消息,送给本节点的用户部分。
在信令网示意图中用○表示一个信令点。
根据信令的发送方向,我们把发出信令的信令点称为源信令点,把接收信令的信令点称为目的信令点。
2.3信令转接点STP
在信令网上将信令消息从一条信令链路转送到另一条信令链路的节点。
在信令网示意图中用□表示。
2.4信令链路
在信令网的节点间传递信令消息的物理通道。
在信令网示意图中用直线表示。
2.5信令链路集
连接两个节点之间的一束平行的信令链路。
当两个节点之间有多条信令链路时,可以将它们组成一个或多个链路集。
2.6信令点编码
信令网中用于标识每一个节点的唯一编码。
2.7两种传送方式
信令链路与它所支持的话路之间的关系有两种情况。
焈
焈直联方式:
两个信令点之间通过直达信令链路传递消息。
此时话路和信令链路是平行的,如图2-2所示。
图2-2直联方式
焈准直联方式:
两个信令点之间通过预先设定的多个串接的信令链路传递消息,如图2-3所示。
图2-3准直联方式
2.8信令单元
信令点之间传递信令消息的最小单位,以数字编码的形成构成。
信令单元的长度是可变的。
信令单元比较长,由多个8bit组成,这一长串的编码在发送时是截成一个个8bit,插在PCM系统的某一个时隙中传输的。
第三节No.7信令系统的功能级
3.1No.7信令系统的功能级结构
No.7信令系统结构分为两大部分,即低层的消息传递部分和高层的用户部分,如图3-1所示。
图3-1信令系统结构
消息传递部分的主要功能是将一个信令点上用户部分的消息准确可靠地传递到另一信令点的用户部分。
用户部分是消息的发源地和目的地。
3.2消息传递部分功能级划分
消息传递部分简称MTP,它由No.7信令系统的第1、2、3功能级构成,如图3-2所示。
图3-2消息传递部分三级结构
3.2.1第一级信令数据链路
用于传递信令的双向传输通路。
目前是利用PCM系统的一个时隙,速率为64kbps。
注意,信令传递是双向的,信令点是向对方发送信令的同时,也接收对方发送过来的信令。
3.2.2第二级信令链路控制
利用第一功能级实现两个直接相连的信令点之间信令消息的可靠传输。
相邻信令点之间的数据链路,由于长距离传输会造成一定的误码。
而No.7信令消息编码不允许有任何差错。
第二功能级的作用就是在第一功能级有误码的情况下,保证消息编码的无差错传递。
第二功能级具有8项功能:
•信令单元定界:
利用标志码确定信令单元的头和尾。
•信令单元定位:
将相邻两信令点之间的链路状态从未激活转为激活。
•差错检出:
利用循环校验码检测收到的信令单元是否出错。
•差错校正:
利用重发信令单元的方法纠正出错的信令单元。
•初始定位:
链路第一次从未激活转为激活。
•处理机故障处理:
对第三级以上故障的处理。
•第二级流量控制:
对要在链路上传输的信令单元的数量进行控制。
•信令链路差错率监视:
对链路的传输质量进行监视。
3.2.3第三级信令网功能
保证信令网上信令消息的安全传递。
可将第三级概念分为消息处理和网络管理两部分。
1.信令消息处理
信令消息处理由三部分组成,它们是消息识别部分、消息分配部分和消息选路部分。
•消息识别部分:
识别收到消息的目的地,区分目的地是本信令点还是其他信令点。
属于本信令点的消息则转送到消息分配部分,属于其他信令点的消息,则转送到消息选路部分。
•消息分配部分:
将消息识别送来的属于本信令点的消息分配到相关的用户部分。
•消息选路部分:
将本信令点要发出的消息或从消息识别部分送来的属于其他信令点的消息送到要去的信令点对应的链路上。
消息选路功能如图3-3所示。
图3-3消息选路功能
2.信令网管理
信令网管理的主要任务是在信令点或信令链路发生故障的情况下重新组织信令网的结构,或者在信令链路拥塞的情况下,控制信令消息的业务量,以保证信令网安全可靠地工作。
信令网管理由三部分组成:
信令业务管理、信令链路管理和信令路由管理。
•信令业务管理:
其功能是在保证消息安全、准确传递的条件下,将信令业务从不可用的信令链路转到其他可用的链路上去。
当发生信令链路拥塞时,对信令业务进行疏导或减少信令业务。
•信令链路管理:
它的主要任务是控制信令链路,当信令链路发生故障时对其进行测试,并恢复链路。
•信令路由管理:
当发现某信令点或信令链路有故障而不能通过消息时,向有关信令点传送故障信息和分配新路由的信息。
以保证信令消息在网上的安全传递。
3.3用户部分
用户部分包含No.7信令系统的第4、5、6、7功能级。
目前的应用有电话用户部分TUP、信令连接控制部分SCCP、综合业务数字网用户部分ISUP、事物处理能力部分TC等。
图3-4是No.7信令系统的功能级结构:
图3-4用户部分功能级结构
图中英文缩写含义如下:
MTP:
消息传递部分;
TUP:
电话用户部分;
SCCP:
信令连接控制部分;
ISUP:
ISDN用户部分;
TCAP:
事物处理能力应用部分;
INAP:
智能网应用部分;
OMAP:
操作维护应用部分;
MAP:
移动通信应用部分;
HLR:
本地位置记存器;
VLR:
访问位置记存器。
3.3.1电话用户部分TUP
处理与电话呼叫有关的信令,如呼叫的建立、监视、释放等。
TUP消息分为前后向建立、呼叫监视、电路和电路群监视、网管等若干个消息组,每个消息组中包含若干个消息。
每一个消息发送时被放在一个信令单元中。
3.3.2信令连接控制部分SCCP
SCCP是用户部分的一个补充功能级,也为MTP提供了附加功能。
SCCP提供数据的无连接和面向连接业务。
无连接业务是指用户部分不需事先建立信号连接就可以通过信令网传递信令消息,这样就可将一个用户部分的数据迅速送到信令网上的另一个用户部分去。
在智能网和移动网的业务中,有很多这样的数据需要在信令网中传递,如移动用户的鉴权、智能用户的帐号查询等。
面向连接业务是在用户部分传递数据之前,在SCCP之间传递控制信息,实现信令网的维护和管理。
3.3.3ISDN用户部分ISUP
在ISDN环境中提供话音和非话业务所需的功能,以支持ISDN基本业务及补充业务。
ISUP具有TUP的所有功能,因此可以代替TUP。
3.3.4事物处理应用部分TCAP
TCAP是No.7信令系统为各种通信网络业务提供的接口,如移动业务、智能业务等,TCAP为这些网络业务的应用提供信息请求、响应等对话能力。
TCAP是一种公共的规范,与具体应用无关,具体应用部分通过TCAP提供的接口实现消息传递。
如移动通信应用部分MAP通过TCAP完成漫游用户的定位等业务,智能网应用部分INAP通过TCAP实现SCP数据库登记和数据查询等功能。
第四节C&
C08的No.7系统
4.1C&
C08No.7系统硬件结构
C&
C08机中实现No.7功能的硬件包括数字中继板、网板、No.7信令协议板和MPU板。
配合相应的软件就可实现No.7功能。
No.7信令各功能级对应C&
C08机各部分硬件的关系如图4-1所示。
图4-1C&
从对方信令点来的No.7链路经过TUP板和HW线到达网板,再经过网板的半永久连接和HW总线连到No.7协议板。
这条通路构成了No.7系统的第一功能级,即数据链路级。
No.7协议板完成No.7系统的第二功能级,即链路控制级。
No.7协议板通过内部总线与MPU板相连,MPU板完成No.7系统的第三、四级功能。
上面说明的是一个交换模块内实现No.7功能的硬件结构。
由多个模块构成的C&
C08交换系统,实现No.7功能的硬件结构如图4-2所示。
图4-2C&
C08交换系统No.7系统硬件结构
4.2相关概念
4.2.1SLS与选择掩码
SLS为4位,作为链路选择码可以在16条链路中选择一条链路。
但当链路数量没有那么多时,比如只有两条链路,这时就不需要4位选择码,而只用一位选择码就够了。
这就需要我们在SLS的4位码中再做一次选择,具体做法是掩盖掉其中三位,只保留一位。
理论上可以保留四位中的任何一位。
我们用链路选择掩码来说明SLS掩盖的情况。
我们定义C&
C08链路选择掩码为:
链路选择掩码由4位2进码组成,取值“1”表示使用SLS对应位,取值“0”表示掩盖SLS对应位。
有了SLS和链路选择掩码,将链路选择掩码为“1”的SLS对应位取出,就可以得到本信令单元要使用的链路编号。
例如:
当链路数量不是2的幂次时,也要确定掩码中足够多的“1”位,设备会自动选择有效的链路编码。
C08中的链路集选择掩码与链路选择掩码的原理相同,只是所得结果为要使用的链路集号。
4.2.2电路号与链路号
No.7链路实际占用的是中继上的某一条电路,通过网板的半永久连接连到No.7板的某一条链路上,为了使网板能够建立正确的半永久连接,就要准确地说明中继上的电路号和No.7板上的链路号,计算电路号和链路号的方法如下:
电路号=数字中继板号確64+板上电路号
其中板上电路号为0~63,表示上下两套PCM系统的64个时隙。
链路号:
由No.7板所在框位、槽位和板上链路确定。
NO7板只占槽位上前面两个链路。
链路号与槽位关系如图4-3所示。
B
N
E
T
M
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
2
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
O
P
图4-3链路编号
4.2.3链路编码与链路编码发送
当设备定义了一条链路后,就要为这条链路固定一个链路编码。
链路编码是相邻两个信令点识别两者之间链路的唯一标识码,由4位二进码组成。
在第三级的信令网管理、维护消息中,有很多消息都是针对链路的操作,因此要指明链路编码。
在这些消息的标记部分有4位为信令链路编码SLC,如图4-3所示。
图4-3第三功能级消息标记
链路编码发送是指在实际发送的第三级消息中,标记部分的SLC的值。
这个编码是发送到对方信令点的,因此称为“链路编码发送”。
4.2.4同抢与主控非主控
使用No.7信令的中继电路可以设成双向中继。
也就是中继电路两端都可以占用电路发起呼叫。
当同一条空闲的中继电路的两端同时占用这条电路时,即发生同抢。
同抢时只有一方放弃占用,另一方才能建立通话。
主控非主控是指同一条双向中继电路的一端为主控,另一端为非主控。
选择空闲电路时,先占主控电路,当主控电路全忙时,再占非主控电路。
当发生同抢时,非主控一端释放电路,并重选其他电路。
第五节基本信令过程
信令过程是描述两个信令点之间针对某一次呼叫或某一种操作而做的消息的收发过程。
熟悉基本信令过程,有助于在调试过程中对链路状态进行分析。
下面列出几种最基本的信令过程。
这一节用到的信令消息名可以在第六节的6.3.3中查到。
5.1TUP初始化过程
当两信令点之间的第三级测试成功以后,两个信令点的TUP即开始进行初始化过程。
信令点会定时发出CLF消息,等待对方的回应。
当收到对方的CLF消息后,以RLG消息作为响应。
收到CLF的一方得知对方已开始初始化,发出RLG表明响应对方的初始化;
发出CLF的一方收到RLG得知对方已响应,初始化过程结束。
这个过程在两信令点之间没有其他消息传送时,也会定时进行。
初始化过程如图5-1所示。
图5-1TUP初始化过程
5.2一次成功的呼叫过程
例子中IAM包含了全部的被叫号码。
如果IAM中没有包括全部的被叫号,SPB还要等待SPA的后续地址消息。
后续地址消息有两种,含有多位被叫号码的后续地址消息SAM和只有一位被叫号码的后续地址消息SAO。
如初始地址消息中还要包含相关的主叫信息,则要发送带有附加信息的初始地址消息IAI。
ANC是被叫应答消息,同时计费。
还有一种应答不计费消息ANN。
主叫先挂机时,SPA发送CLF。
若是被叫先挂机,则SPB发挂机信号CBK。
信令过程如图5-2所示。
图5-2一次成功的呼叫过程
5.3收端局要主叫号码过程
SPB收到IAM后,向SPA索要主叫用户号码和主叫用户类别,即发送一般请求消息GRQ。
SPA作为响应向SPB发送一般前向建立信息消息GSM,其中含有主叫用户类别和主叫号码等。
被叫先挂机,SPB发送CBK。
主叫挂机后SPA发CLF,SPB作为响应发RLG。
信令过程如图5-3所示。
图5-3端局要主叫号码过程
第六节信令单元
6.1信令单元分类
根据信令单元功能的不同,可以把信令单元分成三类。
即填充信令单元FISU、链路状态信令单元LSSU和消息信令单元MSU。
下面分别介绍这三种信令单元。
6.1.1填充信令单元FISU
FISU由第三级产生并接收。
当链路上没有其他信令单元传送时,在一定的间隔时间内向对方发送FISU,以告知对方本端第二级运行正常。
FISU没有信息字段。
6.1.2链路状态信令单元LSSU
LSSU由第二级产生并接收。
其信息字段由一个8bit组成,其中低3位为状态指示语,高5位为备用位,取值为0,该字段又称状态字段SF。
状态指示语表示本信令点的第二功能级的工作状态。
状态指示含义如下:
CBA状态指示
000SIO失去定位
001SIN正常定位
010SIE紧急定位
011SIOS业务中断
100SIPO处理机故障
101SIB链路忙
当链路从未激活转为激活时,链路两端第二功能级通过发送LSSU,完成初始定位过程。
初始定位过程如图6-1所示。
图6-1第二功能级初始定位过程
初始定位过程是检验第一功能级和第二功能级的工作是否正常。
如正常就进入已定位状态。
当传输系统故障导致链路中断后,一旦传输系统恢复正常,链路两端的第二功能级自动进入紧急定位过程。
两端以SIE代替SIN,验收周期比初始定位过程要短。
链路定位以后才能发送第三、四级的消息。
6.1.3消息信令单元MSU
MSU由第三或第四级产生并接收。
其信息字段的长度较长。
分为两段,第一段为业务信息八位位组SIO,由8位组成。
第二段为信令信息字段SIF,由若干个8位组成。
在第三级产生的MSU中,有一类链路测试消息,包括两个消息,信令链路测试消息SLTM和信令链路测试证实消息SLTA。
当一端发送SLTM,另一端收到后,即回送SLTA作为响应。
SLTM中含有一串测试码,另一端收到SLTM后将测试码放到SLTA中,反送回发端。
发端将SLTA中的测试码取出,与SLTM中的测试码相比较。
如果相同,则说明第二级传输正确,如果不同,则说明第二级传输不正确。
图6-2是链路测试消息的发送过程:
图6-2链路测试消息的发送过程
6.2信令单元的包装
信令单元是一个完整的数据包,其中含有要传送到目的信令点的信息。
为了保证信息可靠地传递,MTP各个功能级都要完成各自的功能。
可以把No.7信令系统的各个功能级的功能形象地比喻成邮政系统信件的投递。
为了保证信件能可靠地投递到对方,我们简单地看一下投递过程。
例如甲公司的张经理写好一封信给乙公司的王经理。
张经理将写好的信交给秘书,秘书把信装入信封,写好收信人地址,贴上邮票,交到收发室,投递员将信送到邮局,邮局经过分拣、盖戳、装入邮包。
邮包经邮车、飞机,送到对方邮局。
对方邮局盖戳,经投递员送到乙公司的收发室,乙公司秘书拿到信件,拆封后交王经理。
从这个过程可以看出:
秘书、收发室、投递员、邮局、邮车、飞机等都完成了投递过程中的一部分功能,这些功能串联起来就构成了完整的投递系统。
信件经过信封、收件人地址、发件人地址、邮票、邮戳、邮包等包装后,被运送到对方邮局,再经过一层层的拆包送到收信人手中。
这些包装是为了保证信纸不被破坏和准确地投递到收信人手中。
No.7信令系统中各功能级,就象信件投递的各个环节一样,完成各自的功能:
•第四功能级──经理、秘书;
发送具体的消息内容。
•第三功能级──邮局分拣、投递员;
将消息发往不同的目的地。
•第二功能级──邮包包装。
完好无损地传递消息。
•第一功能级──邮车、飞机。
提供消息传送的物理通道。
所不同的是No.7系统传递的是消息编码,不是信纸;
消息编码的包装仍是一些编码,而非信封、邮戳、邮包等;
传递的途径是传输电路而不是邮车、飞机。
下面来看一看No.7信令消息的“包装方法”──信令单元格式。
图6-3是不同类型信令单元的格式。
(a)消息信令单元(MSU)
(b)链路状态信令单元(LSSU)
(c)填充信令单元(FISU)
图6-3三种类型信令单元格式
6.2.1标志码F
标志一个信令单元的开始和结束。
编码为01111110。
图中右边是信令单元的头,左边是信令单元的尾。
由第二功能级包装并识别。
6.2.2后向序号BSN
表示已经收到对方发来的最后一个信令单元的序号。
由7位组成。
6.2.3后向指示位BIB
表示是否正确收到对方发来的信令单元。
6.2.4前向序号FSN
表示本信令单元的发送序号。
由第二功能级包装并识别,由7位组成。
6.2.5前向指示位FIB
表示当前发送信令单元的标识,取值0或1。
6.2.6长度指示语LI
表示LI后面CK之前的信息字段的长度,长度单位是8bit,即指示信息字段有多少个8bit。
信息字段的长度是可变的,但永远是8bit的整数倍。
当LI=0时,说明信令单元没有信息字段,该信令单元是一个填充信令单元。
当LI=1或2时,说明信息字段为链路状态信息,也就是本信令点第二功能级的状态。
当LI>
2时,说明信息字段为第三或第四功能级的
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