南邮《交换技术基础》CH4课件.ppt

1、第四章 7号共路信令南京邮电大学通信与信息工程学院网络工程与技术系2023年6月1日星期四NUPT-PYF2目录 4.1 7号信令基本概念 4.2 消息传递部分 4.3 电话用户部分 4.4 信令连接控制部分 4.5 事务处理能力部分2023年6月1日星期四NUPT-PYF34.1 7号信令基本概念 4.1.1 分层协议结构 4.1.2 信令传送方式 4.1.3 7号信令网 4.1.4 7号信令消息格式2023年6月1日星期四NUPT-PYF44.1.1 分层协议结构1.分层协议的概念 分层协议结构中每个网络节点都具有层次完全相同的协议，每一层有明确的功能分工。每一层经处理和过滤后，将有效信息

2、传递给上一层，称之为“提供服务”，同时向下一层“请求服务”，相邻层之间通过所谓的“层间原语”交换信息，实现服务的请求和提供。通常称上一层为下一层的服务用户，下一层为上一层的服务提供者。2023年6月1日星期四NUPT-PYF52023年6月1日星期四NUPT-PYF6 对等层 两个节点中编号相同的分层 节点间通信 由各对等层通信组成的。各层消息在物理上是通过其下层提供的连接传送的，描述第n层之间水平通信的规则称之为n层协议。各层协议完成各自的功能分工，并互相协同最终实现应用业务信息在两个节点之间的无差错传送。2023年6月1日星期四NUPT-PYF7 协议 主要包含：消息类型和格式、编码，各种

3、操作对应的消息收发顺序，收到消息后节点应采取的动作，相邻层之间的层间原语类型和参数。协议栈 由各个分层的协议组成，称之为协议栈。各层协议消息的格式必须统一，层间原语格式可由开发厂商自行规定。2023年6月1日星期四NUPT-PYF82、7号信令的分层结构（1）早期的4级结构 MTP1 定义了数据链路的物理，电气和功能特征，确定了与数据链路连接的方法；MTP2 定义了在以信号链路上信号消息的传递和与传递有关的功能和过程。叠加在第一级上，提供了一条可靠的信令链路；MTP3 定义了信令网上信令传送的功能和过程，是公共的，与链路的工作无关，主要是信令消息的路由选择和寻址，以及信令网络的管理：各种用户部

4、分（UP）用来适配不同的电信业务。2023年6月1日星期四NUPT-PYF92023年6月1日星期四NUPT-PYF10（2）7层结构在4级结构的基础上增加了以下几层协议 信令连接控制部分（Signalling Connection Control Part-SCCP）：主要功能是通过全局名翻译支持电路无关消息的端到端传送，同时还支持面向连接，即虚电路方式的消息传送服务。SCCP和原来的第三级相结合，提供了7层结构中较完备的网络层功能。2023年6月1日星期四NUPT-PYF11 事务处理能力应用部分（Transaction Capability Application Part-TCAP）：

5、它的主要功能是对网络节点间的对话和操作请求进行管理，为各种应用业务信令过程提供基础服务。它本身属于应用层协议，但和具体应用无关。和具体业务有关的各种应用部分（AP）：已定义或部分定义的包括7号信令网的操作维护应用部分（OMAP）、智能网应用部分（INAP）和移动应用部分（MAP）。它们均为应用层协议。2023年6月1日星期四NUPT-PYF12 中间业务部分（Intermediate Service Part-ISP）：这部分相当于7层结构中的第46层。由于7号信令网是一个专用的通信子网，消息通信 采用全双工方式，为了提高信令传送的实时性，尽可能减少不必要的开销，目前ISP协议并未定义，只是形

6、式上保留，待以后需要时再扩充。2023年6月1日星期四NUPT-PYF134.1.2 信令传送方式 直联方式 非直联方式 准直联方式2023年6月1日星期四NUPT-PYF14 7号信令规定只采用直联和准直联二种传送方式。STP（Signalling Transfer Point-STP）在准直联中，消息需经中间信令点转送，在图中用符号表示。SP（Signalling End Point-SEP）的源点和目的地点称为,用符号表示。STEP 既可收、发消息，又可转发消息2023年6月1日星期四NUPT-PYF154.1.3 7号信令网 7号信令网是逻辑上独立于它所服务的信息网，专门用于传送7号信

7、令消息的专用数据网。它由信令点和信令链路组成。信令链路 可以是任意形式透明的传输线路，一般为数字链路。信令点 主要是信息网中的交换或控制节点，如各类交换局、操作维护中心、网络数据库等，也包括只具有信令功能而不具备通信业务功能的独立式STP点。2023年6月1日星期四NUPT-PYF161、信令网络拓扑结构我国NO.7信令网结构由 HSTP,LSTP,SP三级组成。第一级HSTP采用 A,B两个平面，在各个平面内，各HSTP网状相连，A,B平面间，成对的HSTP相连。每个LSTP分别连接到A,B平面内成对的HSTP 每个SP至少连至两个STP(HSTP或LSTP)，若连HSTP时，应分别连至A,

8、B平面内成对的HSTP。2023年6月1日星期四NUPT-PYF173级信令网原理结构 2023年6月1日星期四NUPT-PYF18我国3级信令网结构2023年6月1日星期四NUPT-PYF19信令区的划分（1）各直辖市，省，自治区分设主信令区，一个主信令区一般设置一对HSTP（2）原则上一个地区或者一个地级市分为一个分信令区，信令业务较大的县级市或县，也可单独设定为一个分信令区，一个分信令区通常只设置一对LSTP。2023年6月1日星期四NUPT-PYF202、信令网和电话网的对应关系 2023年6月1日星期四NUPT-PYF213、信令点编码 我国信令点编码由我国信令点编码由2424位组成

9、，如图所示。国际网中的信令点位组成，如图所示。国际网中的信令点编码由编码由ITU-TITU-T（国际电联电信标准部）统一规定，由（国际电联电信标准部）统一规定，由1414位组成，如位组成，如图图4.1.7(b)4.1.7(b)所示。我国在国际网上目前分配有所示。我国在国际网上目前分配有8 8个信令点，其编码个信令点，其编码为为4-120-xxx4-120-xxx。一个国内网和国际网之间的信关点（一个国内网和国际网之间的信关点（gatewaygateway）具有双重身份，）具有双重身份，分配有一个国内信令点编码和一个国际信令点编码。分配有一个国内信令点编码和一个国际信令点编码。2023年6月1日

10、星期四NUPT-PYF224、信令网路由选择 7号信令网传送消息有其自己独立的路由规划和路由选择规则。路由规划的基本原则是按照“最短路径”准则确定至各个目的地点的路由等级。路由选择的基本原则是“负荷分担”。2023年6月1日星期四NUPT-PYF234.1.4 7号信令消息格式 MSU 用来传送第三级以上的各层发送的信息 LSSU 用来发送信令链路状态；FISU 是在信令链路上没有消息要传送时，向对端发送的空信号，用来维持信令链路的通信状态，同时可证实对端发来的信令单元。2023年6月1日星期四NUPT-PYF242023年6月1日星期四NUPT-PYF25SIOSI：D C B A 0 0

11、0 1 信令网测试和维护消息 0 0 1 0 备用 0 0 1 1 SCCP 0 1 0 0 TUP 0 1 0 1 ISUP 0 1 1 0 DUP（与呼叫和电路有关的消息）0 1 1 1 DUP（性能登记和撤销消息）其余 备用 SSF：D C 0 0 国际网 0 1 国际备用 1 0 国内网 1 1 国内备用 B A 备用2023年6月1日星期四NUPT-PYF264.2 消息传递部分4.2.1 信令链路功能 信令单元定界 信令单元定位 差错检测 差错校正 初始定位 信令链路差错率监视 第二级流量控制 处理机故障 2023年6月1日星期四NUPT-PYF27差错校正 基本法 一般情况采用

12、预防性循环重发法 用于单向传播时延大于15ms 的长时延信令链路，如卫星电路。基本法采用消息起始的4个字段完成差错校验FSNFSN：前向序号，是本消息的流水号：前向序号，是本消息的流水号BSNBSN：后向序号，用于肯定证实，向对方表示已正确收到序：后向序号，用于肯定证实，向对方表示已正确收到序号直至号直至BSNBSN的所有消息。的所有消息。BIBBIB：后向指示位，用于重发请求，也就是否定证实。：后向指示位，用于重发请求，也就是否定证实。FIBFIB：前向指示位，用于重发指示。：前向指示位，用于重发指示。2023年6月1日星期四NUPT-PYF282023年6月1日星期四NUPT-PYF29初

13、始定位 信令链路从不工作状态（包括空闲状态和故障后退出服务状态）进入工作状态时必须执行的信令过程。作用：一是和信令链路的对端节点交换握手信号，协调一致地将此链路投入运行；二是检验该链路的质量，只有在确认该链路的消息差错率低于一定门限值时才认为定位成功，可以投入运用。2023年6月1日星期四NUPT-PYF30 过程由4个阶段组成 未定位阶段 已定位阶段 验证阶段 定位就绪阶段2023年6月1日星期四NUPT-PYF314.2.2 信令消息处理功能1、功能概述 信号消息处理功能是将实际需要传送的消息送至相应的信号链路或用户部分（例如TUP）。信号消息处理功能由消息鉴别、消息分配和消息选路三部分功

14、能组成。2023年6月1日星期四NUPT-PYF322、消息选路 电路相关消息的地址信息包含在电路相关消息的地址信息包含在“选路标记选路标记”label中，由中，由DPC,OPC,CIC3个子字段组成。个子字段组成。CIC表示这是关于表示这是关于OPC-DPC之间的哪一条中继电路的消息，有之间的哪一条中继电路的消息，有12位。位。CICCIC的最低的最低4 4位又称作信令链路选择码位又称作信令链路选择码SLSSLS。消息选路时首先根据消息选路时首先根据DPCDPC选定路由，然后再根据选定路由，然后再根据SLSSLS选定该路由中的具选定该路由中的具体信令链路。体信令链路。2023年6月1日星期四

15、NUPT-PYF33SLS选路实例 图图(a)(a)中，选择偶数编号中继电路的呼叫的信令消息由信令链路中，选择偶数编号中继电路的呼叫的信令消息由信令链路L L1 1发送，选发送，选择奇数电路的呼叫的信令消息由信令链路择奇数电路的呼叫的信令消息由信令链路L L2 2发送。发送。图图(b)(b)中，和编号为中，和编号为4n4n、4n+14n+1、4n+24n+2、4n+34n+3的中继电路相关的信令消息分别的中继电路相关的信令消息分别经路由经路由L L1 1-L-L3 3-L-L7 7、L L1 1-L-L4 4-L-L8 8、L L2 2-L-L5 5-L-L7 7和和L L2 2-L-L6 6

16、-L-L8 8发送，实现负荷分组。发送，实现负荷分组。2023年6月1日星期四NUPT-PYF34注：电路无关消息的Label不含CIC。如果是SCCP消息，则Label由DPC、OPC和SLS组成，其中SLS由SCCP根据负荷分担的原则选。如果是第三级信令网管理消息或测试维护消息，则Label由DPC、OPC和SLC组成，其中SLC亦为4个比特，称为信令链路码，用于标识此消息和OPC-DPC之间的哪一条信令链路相关。2023年6月1日星期四NUPT-PYF351-1SLSDPC70DPC158DPC2316NI101021 具体实现时消息选路功能是根据预置的路由表查出所选的信令链路的。路由表

17、的检索项包括：NI（网络指示语）、DPC和SLS。一般采用多级链表或关系数据库构成。注：实际的路由表在信令网发生故障时必须能动态修改。2023年6月1日星期四NUPT-PYF364.2.3 信令网管理功能1、功能概述 信令网管理功能包括（1）信令业务管理（STM）（2）信令路由管理（SRM）（3）信令链路管理（SLM）2023年6月1日星期四NUPT-PYF37STM 任何信令点必备的管理功能。主要任务：根据信令网网元的状态变化调整信令网的配置，从而保证信令网的正常运行和网络性能。信令网网元：信令链路、信令路由和信令点。状态变化：故障、闭塞、管理阻断和恢复正常。2023年6月1日星期四NUPT

18、-PYF38SRM STP的管理功能。主要任务：将至某目的地的路由变化情况通知邻接信令点。如果邻接点也是STP点，且其路由状态因此而受到影响，则再发送消息通知它的邻接点。具体的路由调整仍由STM完成。2023年6月1日星期四NUPT-PYF39SLM 管理本信令点所接信令链路的启用、停用和恢复。主要管理对象是信令链路组，目的是保证信令链路组有一定数量激活的信令链路，从而保持足够的信令传送能力。2023年6月1日星期四NUPT-PYF40STM功能 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2023年6月1日星期四NUPT-PYF41 SRM功能 禁止传递控

19、制 允许传递控制 受限传递控制 信令路由测试控制 受控传递控制 信令路由组拥塞测试控制 2023年6月1日星期四NUPT-PYF422、倒换和倒回过程2023年6月1日星期四NUPT-PYF432023年6月1日星期四NUPT-PYF443、禁止传递和允许传递过程2023年6月1日星期四NUPT-PYF454.3 电话用户部分 MTP提供了点到点可靠的信息传送通路。在电话网应用中，利用MTP传送的信息本体就是TUP消息。TUP的作用和随路信令中的记发器信令和线路信令相当，但包含的信息远比后者丰富，因此能支持更多的业务和更完备的管理功能。2023年6月1日星期四NUPT-PYF464.3.1 T

20、UP消息结构和类型 TUP消息结构指的就是SIF字段的结构，如图所示。H（Head）称为首码，用以识别消息。H0指示消息类别，H1表示是该类消息中的哪一个消息。任选部分是该消息可能有的附加信息。必备和任选部分都是长度固定部分先发送，长度可变部分后发送，每个长度可变参数都带有长度指示语。2023年6月1日星期四NUPT-PYF474.3.2 消息示例 IAI消息 是最复杂的一条TUP消息，它等于IAM加上附加信息部分。2023年6月1日星期四NUPT-PYF484.3.3 主要信令过程1、市话呼叫信令过程2023年6月1日星期四NUPT-PYF492、长话呼叫信令过程 2023年6月1日星期四N

21、UPT-PYF503、119特服呼叫信令过程 2023年6月1日星期四NUPT-PYF514、恶意呼叫追踪信令过程 2023年6月1日星期四NUPT-PYF524.3.4 双向中继同抢处理 采用7号信令后，一般中继电路都改为双向中继以提高中继利用率。由此带来的一个新问题是两端的交换机可能会同时选中这条电路，称之为“同抢”（Dual Seizure）。解决这一问题要从两方面着手。一是要确定一种选路策略，使得两端选中同一条电路的概率降到最低程度；二是万一发生冲突，必须要有一方退让，以解决此问题。2023年6月1日星期四NUPT-PYF53同抢处理的的子群划分法2023年6月1日星期四NUPT-PY

22、F544.4 信令连接控制部分 4.4.1 SCCP的提出 原4级结构传送信息有很大的局限性：（1）采用逐段转发的方式传送7号信令消息（2）MTP是根据目的地信令点编码（DPC）来选路（3）在4级结构中，消息用户用SI字段来识别，（4）在某些应用中，需要传送大量的非实时消息，适合采用虚电路方式。2023年6月1日星期四NUPT-PYF55端到端消息的接力传送2023年6月1日星期四NUPT-PYF564.4.2 SCCP功能 与MTP相比，增加了些功能 具有增强的寻址功能 能跨越不同的MTP网络广域寻址 能以无连接或面向连接的方式传送数据；具备消息拆装、流量控制等网络层服务功能 2023年6月

23、1日星期四NUPT-PYF57SCCP提供4类协议服务 0类（class 0）：基本的无连接服务 1类（class 1）：消息有序的无连接服务 2类（class 2）：基本的面向连接服务 3类（class 3）：带流量控制的面向连接服务 2023年6月1日星期四NUPT-PYF58各类协议提供的服务功能 全局名翻译（GTT）功能 多重目的地寻址 无连接数据传送 临时信令连接建立 2023年6月1日星期四NUPT-PYF59 永久信令连接建立 消息有序传送 消息分段和重装 消息流量控制 加速数据传送 SCCP路由环路的检测 管理功能 2023年6月1日星期四NUPT-PYF604.4.3 SCC

24、P消息结构和类型 1.消息结构 2023年6月1日星期四NUPT-PYF612、消息类型（1）无连接服务消息（2）连接建立和释放消息（3）基本面向连接数据传送消息（4）增强的面向连接数据传送消息（5）异常情况处理消息 2023年6月1日星期四NUPT-PYF62UDT消息的生成和封装2023年6月1日星期四NUPT-PYF634.4.4 SCCP寻址和选路 1.SCCP地址形式 SCCP地址有三种类型：SPC（信令点编码）、SSN和GT。消息中的主、被叫地址原则上可以是上述三类地址中的任何一种或它们的任意组合。最常见的两种形式是DPC+SSN和GT。2023年6月1日星期四NUPT-PYF64

25、2.地址编码格式 比特1：指示地址中是否含SPC 比特2：指示地址中是否含SSN比特63：指示是否含GT及GT的形式 0000 不含GT 0001 含GT，为号码+地址性质指示语 0010 含GT，为号码+翻译类型 0011 含GT，为号码+翻译类型+编号计划+编码设计 0100 含GT，为号码+翻译类型+编号计划+编码设计 +地址性质指示语 比特7：=0 表示根据GT选路 =1 表示根据DPC+SSN选路2023年6月1日星期四NUPT-PYF65已定义的编号计划有：0001 ISDN/电话编号计划（E.164和E.163建议）0011 数据编号计划（X.121建议）0100 Telex编号

26、计划（F.69建议）0101 海事移动编号计划（E.212建议）0111 ISDN/移动编号计划（E.214建议）编码设计只定义了两种编码：0001 BCD码，奇数个号码 0010 BCD码，偶数个号码 地址性质指示语指示是用户号码、国内有效号码还是国际号码。地址信息则依次列出各位号码。2023年6月1日星期四NUPT-PYF664.5 事务处理能力部分 4.5.1通信过程的事务抽象 AP为特定业务的应用进程，执行相关的业务控制逻辑；AE称为应用实体，完成AP的OSI通信功能，负责通信信息的语义解释和匹配；ASE称为应用服务元素，负责某一项应用功能的通信控制，一个AE可由若干个ASE组成，它们

27、都与应用业务有关。2023年6月1日星期四NUPT-PYF674.5.2 TCAP的子层功能 TCAP分为两个功能子层：组元子层（CLS）负责操作管理 事务子层（TSL）负责对话管理2023年6月1日星期四NUPT-PYF684.5.3 TCAP消息结构 2023年6月1日星期四NUPT-PYF69TCAP信息元结构 TCAP消息采用嵌套式结构，消息的 基 本 构 件 称 为 信 息 元（Information Element）。每个TCAP消息由若干个信息元组成。每个信息元由标记（tag）、长度、内容三个字段组成。标记用于区分不同类型的信息元，并决定内容字段的解释；长度指明内容字段所占的八位位组数；内容字段则为信息元实际要传送的信息。2023年6月1日星期四NUPT-PYF70 信息元类型 内容字段只是一个简单的数值，则称此信息元为“本原体”（primitive）。内容字段本身又包含一个或多个内嵌的信息元，则称此信息元为一个“复合体”(constructor)，注：复合体的嵌套深度没有限制，用户可以自由地利用本原体和复合体构造简单消息或复杂消息。此消息结构灵活，与应用完全无关。2023年6月1日星期四NUPT-PYF71TCAP消息结构2023年6月1日星期四NUPT-PYF72Continue消息结构 南京邮电大学