通信网的支撑网.

现代通信网技术第4章通信网的支撑网现代通信网技术3§4.1信令网4.1.1N0.7信令系统的发展及特点1.N0.7信令系统的发展在电话网一章中我们已看到，随着交换技术及传输网络的数字化发展，公共信道信令方式已成为通信网信令信息传递的主要方式。No.7信令系统是一种国际性的标准化的公共信道信令系统，早在1980年4月，CCTTT(现ITU-T)第Ⅳ研究组就已通过并公布了N0.7信令系统的Q.700系列建议书，目前已经过了三个研究期，提出了黄皮书(1980版)、红皮书(1984年版)和蓝皮书(1985年版)三个版本的建议书，基本上完成了电话网、电路交换数据网和ISDN基本业务的应用建议。我国也以ITU-T发布的No.7信令系统的系列建议为基础，制定了中国2号信令系统，它基本上是与No.7信令兼容的。适合于我国通信网的公共信道信令系统。2.N0.7信令系统的特点及应用No.7信令系统是一种国际性的标准化的通用的公共信道信令系统，现代通信网技术4(1)最适合于由数字程控交换机和数字传输设备所组成的综合数字通(2)能满足现在和将来传送呼叫控制、遥控、维护管理信令及处理机(3)(4)No.7(1)(2)(3)(4)(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(6)传送移动通信网中与用户移动有关的各种控制信息。现代通信网技术54.1.2No.7信令系统基本功能结构及消息格式1、No.7信令系统的基本功能结构No.7信令系统的基本功能结构框图如图4.1所示，它由消息传递部分(MTP)和多个不同的用户部分(UP)组成。其用户部分包括电话用户部分(TUP)、数据用部分(DUP)和ISDN用户部分(ISUP)。图4.1No.7信令系统基本结构简图消息传递部分的主要功能是作为一个消息传递系统，为正在通信的用户功能体之间提供信令信息的可靠传递。每个用户部分都包括其特有的用户功能或与其有关的功能。典型的功能有：电话的呼叫处理、数据呼叫处理、网络管理、网络维护及呼叫计费等。现代通信网技术6在No.7信令系统功能结构的基础上按功能级进一步划分可画出图4.2所示的功能结构图。图4.2No.7信令系统功能结构框图现代通信网技术7消息传递部分分成三个功能级：第一级为信号数据链路功能级；第二级信号链路功能级；第三级为信号处理和信令网络管理功能级；第四级国际标准化组织提出的OSI参考模型是用于计算机之间的相互通信所遵守的标准体系。No.7信令系统也是局间处理机间的通信系统，所以也适合于采用OSI参考模型。事实是，No.7信令系统的四个功能级就是参照OSI参考模型而划分的，它是OSI参考模型具体应用。No.7信令系统的前三级，即消息传递部分和用户部分的信号连接控制部分相当于OSI参考模型的前三层叫做网络业务部分，No.7信令系统的第四级，即用户部分功能级，则对应于OSI模型的4～7层。随着No.7信令系统在通信网中广泛采用，为适应通信网的演变以及与计算机技术的相互融合，ITU-T已在原有的4层(或四级)结构的基础上提出了新的7层结构。有关这方面的内容参现代通信网技术8下面就四级功能简述如下：（1信号数据链路功能级是用于信号的双向传输通路，由采用同一数据速率在相反方向工作的两个数据通路组成。它完全符合OSI模型的物理层(第一层)的定义要求，它规定了信号数据链路的物理、电气和功能特性及其连接的方法。本功能级是对信号数据链路提供传输手段，它包括一个传输通道和接入此通道的交换功能，它终结于数字交换机，为信令端点提供接口。比如在PCM30路基群传输通道中就是一个时隙，速率为64kbit/s。它的帧格式应是数字交换机或PCM设备规定的帧格式。（2信号链路功能级相当于OSI模型的数据链路层(第二层)。它定义了在一条信号链路上信令消息的传递和其传递有关的功能和过程。其主要功能是保证在相邻的信号点(SP)和信号转换点(STP)之间，或者是在STP之间无差错地按序地传送信息。信令链路功能级中传送的现代通信网技术9信息单元，称为消息单元。根据功能不同，消息可分为消息信号单元(MSU)、链路状态信号单元(LSSU)和插入信号单元(FISU)。为了保证信息单元的可靠传送，信令链路功能级要提供其定界、定位、差错检测和出错重发控制、流量控制等基本功能。（3•这一级和信号连接控制部分一起相当于OSI模型的第三层，即网络层。它定义了在信令点(SP)之间进行消息传递和与此有关的功能和过程，这些功能和过程对每一条信令链路都是公共的，它与信令链路的•信令消息处理主要用于确保源信令点的用户部分所发出的信令消息能传送到目的地的信令点上相应的用户部分，为此，它需要提供信令选路、消息鉴别和消息分配功能。•信令网管理功能是当信令链路或者信令点发生故障时，或者在发生链路拥塞时，能作出相应的处理，以便维护信令业务和恢复正常。为此，它需要提供信令业务管理功能、信令链路管理功能和信令路由管理功能。其中业务管理功能，可以将信令业务从一条链路或路由转移到另一条不同的链路上，还可以在发生阻塞时减轻特定现代通信网技术10链路或路由上的业务负荷。链路管理功能主要用于故障链路的恢复和链路的激活去激活。而信令路由管理则主要用于分配信令网的状态信息，以达到某一条信令路由禁止传递或允许传递的目的。（4•用户部分功能级也称为业务分系统功能级。主要包括对不同分系统的信令信息的处理功能，完成对各分系统的信令信息(标记、地址码、信令长度等)的编码及信令信息的分析处理。现代通信网技术112、No.7信令系统的基本消息格式在No.7信令系统中，消息是以信令单元的方式传递的，信令消息是有关呼叫、管理事物等信息的组合，由消息传递功能部分作为一个整体进行传递。在No.7信令系统中，消息采用不等长度的信令单元方式传输，这就要求对每一信令单元的开头都有一个标记符，以表示前一个信令单元的结束和本信令单元的开始。标记符由8bit组成，码型为01111110。而信令单元的长度是8由于信令信息的来源不同，故组成信令单元的格式也不同，信令单元的组成有三种基本格式如图4.3所示。这三种基本格式的用途显然是不同的。现代通信网技术12图4.3信令单元的三种基本格式示意图现代通信网技术13MSU表示信息信令单元，由用户产生的长度可变的消息信令单元，LSSU表示链路状态信令单元，根据链路状态提供状态信令单元，用于提供链路状态信息(如正常、故障等)FISU表示插入信令单元，当链路上没有消息信令单元或链路状态信令单元传送时，就要用“插入信令单元”来填补，以便接收端提取时MSU是用户信息，长度可变，出现差错时要重发，而LSSU和FISU是控制信息，长度固定，不能重发。F：8CK：差错校检码，长度为16bit，采用X.25建议的16位循环码校验位，用来验证信令信息传送过程中是否产生差错。SIF：信令信息字段，长度为8bit的整数倍，由标号码、标题码、信•现代通信网技术14SIO：8bit业务信息码，用来区分不同业务。其中前4bit作业务指示码，比如0100表示电话业务，0101表示ISDN业务；后4位作业务字段，目前只用2bit，如00表示国际信息，10SF：链路状态字段。由8bit或16bit组成。用于识别与初始定位、定位丢失、正常定位、紧急定位及处理机故障等有关链路状态信令的LI：长度指示码。为6bit，其数值用来表示L1到CK之间的字节数(每个字节为8bit)，以识别是三种格式中的哪一种格式。FIB:1bit前向指示码。它与BIB(后向指示码)配合完成信令单元的重发，在无差错工作期间，它具有与收到的BIB位相同的状态，当收到BIB比特变换时，说明消息信令单元在发送传输过程中有差错，并要求重发，在重发时，将FIB比特反相，使其与BIB比特一致，直至出现代通信网技术15FSN：前向序号码，为7bit。在发送侧，每个信令单元都分配一个前向序号码(按0-127顺序编号)，用以校检与控制信令单元发送的顺序，以保证信令单元按正确顺序发送，在接收端用以检测信令单元的顺序。BIB：1bit的后向指示码。当收到差错信令单元时，得发送的下一个信令单元的BIB反相，以此通知发端，要求重发该有错单元，一直保持到下一次发现差错为止，若未发现差错，BIBBSN：后向序号码，长度为7bit。表示被证实信令单元的序号，或者说是由接收端向发送端回送的一个正在被证实的消息信令单元的序号。当出现重发请求时，BSN用于指出开始重发的序号。现代通信网技术16在电话交换机采用数字程控交换机并采用No.7信令系统之后，除原有的电话网之外还有一个寄生、并存的起支撑作用的专门传送信令的逻辑网络，即No.7信令网。该信令网除了传送电话的呼叫控制等电话信令外，还可以传送其他如网络管理和维护等方面的信息。所以No.7信令网实际上是一个载送各种信息的数据传送系统。1.•信令网由信令点(SP)、信令转换点(STP)以及连接它们的信令链路组成。SP是信令消息的源点和目的地点，它可以是交换中心，也可以是各种特服中心，如运行、管理、维护中心等。STP是将一条信令链路上的信令消息转发至另一条信令链路上去的信令转接中心。在信令网中，信令转接点可以是只具有信令消息转送功能的信令转接点，称为独立信令转接点，也可以是具有用户部分功能的信令转接点，即具有信令点功能的信令转接点，此时称为综合信令转接点。信令链路是信令网中连接信令点的最基本的部件，目前主要是64kbit/s§4.1.3No.7现代通信网技术172.在信令网中，信令点之间可采用直联工作方式和准直联工作方式，所谓直联工作方式就是两个交换局之间的信令消息通过一段直达的公共信道信令链路来传送，而且该信令链路是专为连接两个交换局的电话群服务的。而准直联工作方式是两个交换局的信令消息通过两段或两段以上串接的公共信道信令链路来传送，并且只允许通过预定的路由和信令转接点(STP)。两种工作方式如图4.4所示。如果信令点间采用直联工作方式构成的信令网，称为直联信令网，如果信令点间采用准直联工作方式，则称为准直联信令网，由于直联信令网中未引入信令转接点，故也称为无级信令网，准直联信令网中采用信令转接点，故也称为分级信令网。现代通信网技术18SPSPSPSTP(a)直连工作方式(b)准直连工作方式信令点具有SP功能的信令转接点公共信道信令链路话务图4.4直联和准直联工作方式示意图现代通信网技术19No.7信令网与电话网一样，为分为无级网和分级网两大类。两类结构的信令网示意图如图4.5所示。图4.5信令网的结构示意图3、No.7信令网的基本结构（1）No.7信令网的基本结构现代通信网技术20从图中可以看出无级信令网是一种网形网，它具有信令路由多，信令消息传递时延短的优点，但当信令点数量比较大时，它需要信令链路数量会很大，因此限于技术和经济上的原因，这种无级网应用较少。分级信令网是使用信令转接点的信令网，按其等级可划分为二级网图4.5中(b)所示和三级信令网图4.5(c)所示。三级信令网是由两级信令转换点(即HSTP(高级信令转换点)和LSTP(低级信令转换点))和SP构成。二级信令网比三级信令网结构简单一些，且具有经过信令转接点少和信令传递时延小的优点，通常在信令网容量可以满足要求的条件下，都采用二级信令网。（2）信令网结构的选择目前，大多数国家都采用分级信令网，具体采用二级信令网还是采①信令网容纳的信令点的数量包括预测的各种交换局和特服中心的数量现代通信网技术21②信令转换点设备的容量③信令转换点容量可用两个参数来表示，一是该信令转接点可以连接的信令链路的最大数量，二是信令处理能力，即每秒可以处理的最大消息信令单元的数量(MSU/S)。③③信令网的冗余度指信令网的备份程度。为了保证信令网的可靠性，信令网必须具有足够的冗余度，以保证信令链路路由组有足够高的可用性。在信令点之间采用准直联工作方式时，当每个信令点连接到两个信令转接点，并在每一个信令链路组内至少包含一条信号链路时，称为双倍冗余度，如图4.6(a)所示，如果每个信令链路组内至少包含两条信令链路时，称为四倍冗余度，如图4.6(b)所