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七号信令网工作原理
第一章 简述
为满足电信网的需要，NO.7信令方式的基本目标是：采用与活路分离的公共信道形式，透明地传送各种用户（交换局）所需的业务信令和其它形式的信息，满足特种业务网和多种业务网的需要。
1、基本术语
l 信息
n 用户信息：话音、数据
n 控制信息：信令
l 信令概念
信令在电信通信网中是个很重要的概念，简单地说它是一种机制，通过这种机制，构成通信网的用户终端以及各个业务节点可以互相交换各自的状态信息和提出对其它设备的接续要求，从而使网络作为一个整体运行。
除了通信时的用户信息以外的控制交换机动作的信号，叫信令。
l 信令分类
n 随路信令：信令与话音、数据在同一通道上传输，如No.1/R2
n 共路信令：信令与话音、数据在不同通道上传输，也叫公共信道信令，如No.7
l No.7信令方式：也叫共路信令方式，是在电话网中程控交换局的处理机之间可用一条专门的数据通路来传送通话所需的信令信息的一种信令方式。
l No.7信令网：是独立于电话网的一个专门用于传送No.7信令消息的数据网。
组成：信令点（SP）
信令转接点（STP）
信令链路
l 信令链路：是连接两个信令点的一个双向数据通路，通常PCM系统中的一个时隙为一条信令链路，多时隙的情况下，一条PCM系统中的多个时隙用作信令链路，每个时隙对应一条信令链路。
包括PCM系统(2Mb)、时隙(信令链路)、信令链路组
l 信令点（SP）：是电信网中使用No.7信令方式彼此相连的节点。
l 信令转接点（STP）：把从一条信令链路上收到的信令消息转发到另一条信令链路上的信令点。
l 信令点编码（SPC）
七号信令网中每个信令点都有一个唯一的信令点编码，用于信令过程中标识该信令点。
信令点编码：主信令区编码、分信令区编码、信令点编码构成；
国内编码：每部分均为8比特，共24比特；
国际编码：主信令区编码3比特，分信令区编码为8比特，信令点编码为3位，共14位。如图1.1
图1.1信令点编码
l TDM Time Division Multiplex and Multiplexer 时分复用
TDM是指一种通过不同信道或时隙中的交叉位脉冲，同时在同一个通信媒体上传输多个数字化数据、语音视频信号等技术，它是一咱同步传输模式。
电话网（PSTN）基于TDM，与其相反的技术叫做解除复用器
l ATM 异步传输/转移模式
特点：1）能同时舆实时数据和非实时数据；
2）没有时隙和特定信道的概念；
3）同时对不同业务提供QoS(质量保证)
ATM是B-ISDN的核心
l
2、作用
七号信令系统将信令与语音通路分开,采用高速数据链路传送信令,因而具有传送速度快、呼叫建立时间短、信号容量大、更改与扩容灵活、信令设备投资省、话路利用率高的特点。七号信令系统虽然来源于电话网,然而它的应用不只限于话路交换,可以说,它最主要 的潜在应用是非话路业务、话路业务智能化以及综合业务数字网。在这些领域内,其它信令是无能为力的。
七号信令系统在电话网上叠加了一个共路信令网,电话网实行电路交换,而共路信令网实行分组交换,两者互补,使传统电话网的能力得到极大地提高。电话网的局间信令在共路信令网上传输除了具有速度快、可靠性高、容量大的特点之外,信令网上还可设置数据库服务器、网络管理监控中心、具有语音识别功能的智能结点等,使高级智能网AIN成为现实。
另外,七号信令系统还是蜂窝移动通讯网、PCN(Personal Communication Network)、ATM网以及其它数据讯网的基础。
1）能最佳地工作在由存储程序控制的交换机所组成的数字通信网中；
2）能满足现在和将来在通信网中传送呼叫控制、远距离控制、维护管理信令和传送处理机之间事务处理信息的需要；
3）能满足电信业务呼叫控制信令的需求，例如电话及电路交换的数据舆业务等多种业务的需求。能用于专用业务网和多用业务网。能用于国际网和国内网。
4）能作为可靠的传输系统，在交换局和操作维护中心之间传送网络控制管理信息。
3、特点
NO.7信令方式除具有公共信道号方式的共有特点外，在技术上还具有如下特点：
1）最适合采用64kb/s的数字信道，也适合模拟信道和较低速率下的工作；
2）多功能的模块化系统。可灵活地使用其整个系统功能的一部分或几部分，组成需要的信令网络；
3）具有高可靠性。能提供可靠的方法保证信令按正确的顺序传递而又不至丢失和重复；
4）具有完善的信令网管理功能；
5）采用不定长消息信令单元的形式，以分组传送和明确标记的寻址方式传送信令消息。
4、主要应用
1）传送电话网的局间信令
2）传送电路交换数据网的局间信令
3）传送综合业务数字网的局间信令
4）在各种运行、管理和维护中心传递有关的信息
5）在业务交换点和业务控制点之间传送各种控制信息，支持各种类型的智能业务
6）传送移动通信网中与用户移动有关的各种控制信息
第二章 七号信令结构
一、信令功能结构
由图2.1可见，NO.7信令系统从功能上可以分为公用的消息传递部分（MTP）和适合不同用户的独立的用户部分(UP)。
消息传递部分的功能是作为一个公共传递系统，在相对应的两个用户部分之间可靠地传递信令消息。
七号信令基于TDM。
图2.1
二、信令网构成
我国七号信令网分为HSTP、LSTP、SP三级架构，为保证信令网的可靠性：
第一级信令网采用平行的A、B平面网，A、B平面采用负荷分担方式工作。A、B平面间采用网状网相连。
LSTP与HSTP采用汇接方式连接，每一LSTP至少连到两个HSTP。
每个SP点至少连到两个以上的STP。
每个信令链路组至少具有两条信令链路。
局间电路群足够大时，可设直达信令链路。
STP可采用独立式，也可采用综合式，视工程而定。
图2.2
图2.3
三、链路工作方式
在电信网中使用No.7信令系统时，根据通话电路和信令链路关系，可分为：直联工作方式和准直联工作方式。
直联工作方式：指两个相邻信令点之间的信令消息通过直接相连的链路传递。
准直联工作方式 ：指两信令点间的消息，通过两条或几条串接的信令链路来传送，但只允许通过预定的路由和信令转接点。
四、信令链路分类
图2.6
A链路：SP与所属STP间的信令链路称为接入链路。
B链路：同级STP间的信令链路（如两对LSTP）称为桥接链路。
C链路：每一对STP（如一对LSTP）间的信令链路，称为跨接链路。
它正常情况下不传送信令， 只是在其它信令链路都故障时才传送信令。
D链路：LSTP与HSTP间的上下级之间的链路称为对角线链路 。
E链路：连接不同地域的SP和STP的扩展链路。
F链路：SP与SP之间的直连链路。
第三章 七号信令主要协议
如图2.1，七号信令包括分为公用的消息传递部分（MTP）和适合不同用户的独立的用户部分(UP)。
一、MTP部分
MTP 层的主要功能：是作为一个可靠的传输系统，保证用户信息的可靠传递；
三个功能级： MTP-1,MTP-2,MTP-3
1、MTP1---信令数据链路级
1） 提供信令数据传输的双向数据通道。
2）它规定了一条信令链路的物理特性、电气特性、功能特点，包括：
A. 传输速率
B. 占用时隙
C. 连接方法（半永久连接、时隙插入）
2、MTP2---信令链路控制级
保证信令数据的可靠传输，包括以下功能：
信号单元分界（F）
信号单元定位（F）
差错检出（CK）
差错校正（BSN、BIB、FSN、FIB）基本差错控制、预防性循环重发(PCR）
初始定位程序
处理机故障
第二功能级流量控制
信号链路差错率监视
信号链路的测试
故障检测定位
3、MTP3---信令网功能级
保证七号信令网中的任意两个信令点之间可靠地完成信令消息的传送，包括消息处理功能和信令网管理功能
消息处理功能：由消息路由、识别和分配三部分组成，它利用路由标记来进行消息的路由识别、选择和分配
信令网管理功能：用来将信令业务从一条链路或路由转到一条或多条不同的链路或路由，或在信令点拥塞的情况下暂时减少信令业务，包括下列程序：
倒换、倒回、强制重选路由、受控重选路由、信令点再启动、管理阻断、信令业务流量控制
4、SCCP---信令连接控制部分
1)在NO.7信令方式的分层结构中，它是用户部分之一，属第四功能组，同时为MTP提供附加功能，以便通过NO.7信令网在电信网的交换局和专用中心之间传递电路相关和非电路相关的信息和其它类型的信息，建立无边面向连接的业务，构成OSI分层模型中的第三层——网络层。
信令连接控制部分（SCCP）为消息传递部分（MTP）提供附加功能，以便通过No.7信令网，在电信网中的交换局和交换局、交换局和专用中心（例如管理和维护中心）之间传递电路相关和非电路相关的信令信息和其他类型的信息，建立无连接和面向连接的网络业务
2)SCCP提供的业务类别：
u 基本无连接(类别0)：网络业务数据单元（NSDU）独立地发送；
u 有序无连接(类别1)：SCCP按序列发送NSDU，使用识别序列控制参数；
u 基本面向连接(类别2)：通过建立一个临时或永久连接传送两信令点间信息，不带顺序号，可完成顺序控制和流量控制
u 流量控制面向连接(类别3)：带顺序号，可完成顺序控制和流量控制
目前INAP、CAP、MAP基本都采用面向无连接的SCCP(类别0,类别1)。
SCCP的地址是GT（全局码）、DPC和SSN(子系统号)的组合。GT类似于用户拨号，用户使用GT可以访问网中任何用户，甚至越界访问。SSN是一个信令点中子系统的编号，由它可以定义SCCP的应用用户，它的格式长度为8bit，这样SSN就可以定义2∧8个子系统，而MTP中的SI只可以定义16个用户。
路由选择：
n DPC：面向连接
n DPC + SSN/GT,或 DPC+SSN+GT：面向无连接(INAP)
n GT + SSN：面向无连接(GSM)
GT寻址：
n GT全局码是按一定方案编码的号码，如ISDN编号方案，MSISDN号码，需要GT翻译，以确定最终DPC和SSN，确定信令路由；
n GT翻译和GT寻址的网络结构有集中式、分布式等方式；
DPC+SSN寻址
n 不需要翻译，直接由SCCP和MTP确定路由
二、UP部分
1、ISUP
ISUP:ISDN 用户部分的简称。
功能:
ISUP能够支持综合业务数字网中话音和非话音用途的基本承载业务和补充业务；ISUP可以满足ITU规定的国际半自动和自动电话业务和电路交换的数据业务的要求。
ISDN用户部分是在TUP的基础上扩展而成的。ISUP提供综 合业务数字网中信令功能，以支持基本的承载业务和附加的 承载业务。
当ISUP传送与电路相关的信息时，只需得到MTP的支持，而 在传送端到端的信令消息时，可依靠SCCP来支持，这种传 送可以采用面向连接的协议，也可以采用无连接协议。
消息
0X06---ISUP_ACM：地址全
指示收全选路需要的所有被叫用户号码
0x09---ISUP_ANM：应答
被叫应答呼叫
0x13---ISUP_BLO：阻断/闭塞消息
闭塞电路
0x15---ISUP_BLA：阻断确认
响应闭塞消息，表明电路已闭塞
0x1D---ISUP_CMC：呼叫改变完成
0x2C---ISUP_CPG：呼叫进行
用来传送事件
0x18---ISUP_CGB：电路群阻断
0x1A---ISUP_CGBA：电路群阻断确认
0x2A---ISUP_CQM：电路群询问
0x2B---ISUP_CQR：电路群询问响应
0x17---ISUP_GRS：电路群复原
0x29---ISUP_GRA：电路群复原确认
0x19---ISUP_CGU：电路群阻断解除
0x1B---ISUP_CGUA：电路群阻断解除确认
0x1B---ISUP_CGUA：电路群阻断解除确认
0x31---ISUP_CRG：计费信息
0x2F---ISUP_CFN：混淆
0x07---ISUP_CON：接续
0x05---ISUP_COT：导通
0x11---ISUP_CCR：导通检验请求
0x20---ISUP_FAA：性能接受
0x33---ISUP_FAC：性能
0x21---ISUP_FRJ：性能拒绝
0x1F---ISUP_FAR：性能请求
0x08---ISUP_FOT：前向转移
0x36---ISUP_IDR：识别请求
0x37---ISUP_IRS：识别响应
0x04---ISUP_INF：信息
0x03---ISUP_INR：信息请求
0x01---ISUP_IAM：初始地址
发送地址和路由信息以及其它和处理呼叫有关的信息。还可以包括与补充业务和网络利用有关的其它信息。
0x24---ISUP_LPA：环回确认
0x32---ISUP_NRM：网络资源管理
0x30---ISUP_OLM：过负荷
0x28---ISUP_PAM：传递
0x12---ISUP_RSC：电路复原
为释放电路发送的消息。
0x0C---ISUP_REL：释放
释放电路。
0x0E---ISUP_RES：恢复
表明用户在暂停后重新连接
0x38---ISUP_SGM：分段
0x10---ISUP_RLC：释放完成
响应REL消息或RSC消息。
0x02---ISUP_SAM：后续地址
传送附加的被叫号码信息。
0x0D---ISUP_SUS：暂停
用户暂时断开
0x14---ISUP_UBL：阻断解除
0x16---ISUP_UBA：阻断解除确认
0x2E---ISUP_UCIC：未分配的CIC
0x35---ISUP_UPA：用户部分可用
0x34---ISUP_UPT：用户部分测试
0x2D---ISUP_USR：用户-用户信息
0xfe---ISUP_OPR：话务员消息
0xfd---ISUP_MPM：计次脉冲消息
0xfc---ISUP_CCL：主叫用户挂机
GSM特殊消息
n 计次脉冲消息(MPM)：不使用。MSC不产生，但应能转发此消息。
n SUS和RES消息：MSC不产生，但作为同PSTN互通的关口局应能转发SUS和RES消息，并能接收该消息。
n 分段消息(SGM)：不使用。移动网内不使用分段程序。
n 用户到用户信息消息(USR)：不使用。移动网内没有用户到用户信令业务。
n 话务员消息(OPR)：不使用。移动网内 不使用长途半自动呼叫。
n 主叫用户挂机消息(CCL)：不使用。对特服业务也不需要保持电路
呼叫流程
n 成功呼叫
图3.1
n 失败呼叫
图3.2
2、TUP
电话用户部分
TUP是No．7信令方式的第四功能级中最先得到应用的用户部分。TUP主要规定了有关电话呼叫的建立和释放的信令程 序及实现这些程序的消息和消息编码，并能支持部分用户补 充业务。
3、DUP
数据用户部分是用来传送来用电路交换方式的数据通信网的信令信息。由于我国的数据通信采用的是分组交换方式，故在我国不会应用DUP
4、TCAP
事务处理能力部分(Transaction Capbilty Application Part)
n MTP---提供基本网络能力，包括网络结构、寻址方式、故障管理等，保证信令网安全可靠第运行；
n SCCP ---扩展了MTP的网络能力，包括寻址方式，SCCP用户建立通信连接的能力（如A接口）等；
n TCAP ---利用了SCCP的网络能力，为TC(事务处理能力)用户之间提供通信对话能力，如MAP协议，利用TCAP在MSC与HLR或MSC与VLR等之间建立多种通信对话连接，以传递各移动用户相关的各种数据；
事务处理能力指的是在TC用户（即：各种业务应用）和网络层业务之间提供一系列通信能力。它为大量分散在电信网中的交换机和专用中心（业务控制点、网管中心等）的应用提供功能和规程。
在No.7信令网中，它可用于：
（1）交换机之间；
（2）交换机和网络服务中心（如:SCP、HLR、AUC、OMC等）；
（3）网络服务中心之间。
n 协议位置
图3.2
5、INAP/CAP
智能网业务应用部分（Intelligent Network Application Part ）
智能网概念（Intelligent Network)
附加在现有通信网，为用户提供各种智能业务的网络；
在通信网中承担智能控制功能。
智能网特点
将交换功能和控制功能分开，能够以最小的代价快速灵活的实现
新业务。
定义各物理实体间接口协议和响应过程
INAP的实现是以No.7信令为基础
u 在TCAP成分子层中传递
u 使用TCAP提供的结构化对话
建立一个对话：TC用户发送TC_BEGIN
维持一个对话：TC用户发送TC_CONTINUE
结束一个对话：TC用户发送TC_END
异常中止一个对话：TC用户发送TC_ABORT
u 使用SCCP的0类（基本无连接）和1类（有序无连接）业务（UDT/UDTS消息）
u 通过全局码（GT＝0001）、SCCP层地址、MTP层信令点编码寻址
分布功能平面的各应用实体（AE：Application Entity）间的相互作用，如：SSF、SCF、SRF、SDF等。
每各应用实体又可分为一个或多个应用业务单元（ASE：Application Service Element）
协议流程
6、OMAP
OMAP(Operations Maintenance and Administration Part)操作维护应用部分，
7、MAP
MSC、HLR、VLR之间的接口采用了MAP协议。
MAP协议位于七号信令结构的最上层，对应应用层，是七号中最重要的协议，主要包括的流程有：
Ø 移动性管理更新
u 位置更新
u 位置删除
u 清除MS
Ø 切换
u 局内切换
u 局间切换
u 后续切换
Ø 故障后复位
u VLR复位
u HLR复位
Ø 呼叫处理程序
u 发送路由信息
u 发送漫游信息
Ø 补充业务
u 登记
u 激活
u 删除
u 去活
u 询问
Ø 短消息
u 移动发起的短消息传递
u 移动终止的短消息传递
u 短消息等待数据设置
u 短消息提醒
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