GSM信令讲解

以下对信令的介绍将分两部分进行，第一部分将介绍信令的基础性知识如：SCCP，TCAP，MAP，BSSAP等；第二部分将重点介绍这些基础性知识在实际中的应用；对第一部分的很好理解是顺利掌握第二部分的有利条件，反过来对第二部分的学习也将加深我们对第一部分的了解。第一部分：信令的原理性知识关键词：接口，信令，SCCP，TCAP，MAP，SCCP说明：由于信令部分原理性的知识很多，因此在介绍中将分重点掌握与一般了解两种图标予以标注。没有标注部分的重要性介于两者之间。重点掌握：是学习第二部分的必要条件一般了解：有助于您更深层次的掌握信令应已经掌握的知识：MTP，TUP学习后应达到的目标：能通过分析信令迅速定位故障。第一部分第一章：SCCP在这一章中我们将讨论A：SCCP在七号信令中的位置B：MTP寻路的局限性C：SCCP的特点和功能D：SCCP的消息和原语E：SCCP的寻址与选路其中A，B是为了引出SCCP做铺垫，C，D是SCCP的具体内容，E是SCCP的实际应用。第一节，SCCP（信令连接控制部分）在OSI中的位置以OSI七层模型的概念来看一下SCCP的位置：消息传递部分MTPOMAP(MRVTSRVT)INAPMAP事务处理能力应用部分TCAP信令连接控制部分SCCPBSSAPISUPITU-TNo.7信令系统用户OSITUPMTUP654层321层7层由此可见SCCP是我们后面将要学习的TCAP，MAP，BSSAP的承载，因此他的重要性是显而易见的，但是我们为什么要引入SCCP，是否是因为MTP寻路功能的局限性致使我们要引入SCCP呢？第二节，MTP寻路的局限性在这一节中我们将讨论MTP的局限性，为引出SCCP做好准备。MTP是电话通信网理想的信令系统，在电话应用中所有信令消息都和呼叫电路有关，消息的传输路径一般和相关的呼叫连接路径有固定的对应关系。但是，随着通信新业务的不断发展，越来越多的网络业务需要和远端网络节点直接传送控制消息，这些消息和连接电路无关，有些甚至与呼叫无关，如GSM中移动台和HLR，VLR之间的消息传输；有些虽然与呼叫直接相关，但是消息传输路径不一定要和呼叫连接路径相同也不要求有某种确定的对应关系。若仍然用MTP和TUP的四级结构传送上述的消息，会带来以下问题：一，MTP是根据DPC和SIO（ServiceIndicator--业务指示语）来选择路由并确定终端用户的，这一寻址功能具有以下的局限性：a：SPC（信令点编码）不是国际统一编码，它由信令点所在网定义。当GSM中的国际漫游用户向他的HLR进行位置更新时，信令始发点无法知道该国外HLR的DPC，因此不可能通过MTP实现节点至节点的信令直接传输。b：SIO编码仅为4位，即MTP至多可将消息分配给16个不同的用户部分，这不能适应未来电信业务的发展。二，目前的电信业务大多只需要传送实时的短消息，以后有可能要在网络节点间传送大量的非实时消息，这就要用到分组交换中的虚电路概念，预先建立连接，进行面向连接的传输。而MTP只能实现无连接传输。因此CCITT提出了新的结构分层--SCCP，目的是使它和MTP相结合，提供相当于OSI结构的网络层功能，实现信令消息在任意两个信令点之间透明的直接传输。常将SCCP和MTP合称为NSP（NetworkServicePart--网络业务部分），将它们传送的用户数据称为NSDU（NetworkServiceDataUnit--网络业务数据单元）在了解了MTP的局限性，也即SCCP的重要性后我们将正式开始SCCP的介绍。第三节，SCCP的特点和功能在这一节中我们将讨论SCCP的特点和功能，其中特点将从应用方面予以阐述，功能将从网络服务方面予以说明，请注意与MTP的对比。一，SCCP的应用特点：a，能传送各种与电路无关的信令消息b，具有增强的寻路选址c，除了无连接的服务功能之外，还能提供面向连接的服务功能。SCCP的用户之一TCAP就是利用它提供的完善的网络层功能实现各种现有的和未来的电路无关消息的远程传送，支持移动通信，智能网，电信管理网络等各项新业务，新功能。二，网络服务功能对应于SCCP的网络服务，具体有四类协议：0类(class0)：基本无连接服务；1类(class1)：有序无连接服务；2类(class2)：基本面向连接服务；3类(class3)：流量控制面向连接服务；按是否连接可以归为以下两大类：1，无连接服务类似于分组交换中的数据报传送，它不需要预先建立连接。以这种方式传送的消息称为单元数据（UDT），之所以称为UDT是因为在无连接方式中，消息只能整体传送，不能拆卸分段传送。其中0类协议不能保证消息收发顺序一致，1类可以。2，面向连接服务类似于分组交换中的虚电路传送，它在发送消息前先通过应答的方式在始节点和终节点之间建立一条消息传输路径，这种方式适用于传送大量的成批数据。这样可以避免大批数据盲目的送入信令网却达不到终节点的无效传输情况。第四节，SCCP的消息和原语在这一节中我们将讨论SCCP的消息和原语。首先将从OSI的原语引出SCCP的原语，接着从原语引出消息；在讨论消息时我们将从SCCP消息的类型与消息中的参数两方面予以说明一，原语：在理解SCCP的原语之前我们先来看OSI模型中的原语的概念：在OSI七层模型中（N+1）层称为（N）的用户，由（N）层向其提供服务，（N-1）层称为（N）层的服务提供者，向（N）层提供通信连接。服务与服务提供者之间要进行一些交互，即在相邻层之间均存在层间接口，而这些层间接口是由服务原语（ServicePrimitive）来定义的。OSI规定了四种原语类型：请求（REQUEST）指示（INDICATION）响应（RESPONSE）证实（CONFIRMATION）它们完整的描述了两个对等（N+1）层获得一次服务的全过程，如下图所示：以上过程通过以下5步解释之：i），节点A的用户要和节点B的对等用户B进行通信，首先用户A向它的下面的N层发出“请求”原语，ii），N层协议分析该请求后形成N层协议消息，通过N-1层连接向节点B的N层发送。iii），节点B的N层收到此消息并分析后，向其用户B发出“指示”原语，告之用户A请求某种操作或数据。iv），用户B执行该请求后返回结果，向它下面的N层发出“响应”原语，经N层向节点A发送相应消息。v），节点A的N层收到此消息后即向其用户A发送“证实”原语。至此完成一个服务，原语发送的时间顺序为：请求--》指示--》响应--》证实。（您在观察A，D接口的跟踪消息时就会看到类似于上面的过程）以上阐述的只是原语的四种类型，一个完整的原语应包括原语名--表示提供何种服务原语类型--表示是什么类型的原语N+1层用户AN+1层用户AN层N层N-1层N-1层（1）（2）指示（3）响应请求（4）证实节点A节点B原语参数--是协议规定的完成该服务所必需的数据例如：信令消息以单元数据（UDT）的形式通过无连接服务协议传送至目的地，目的地SCCP再将此数据传给其用户时，它的单元数据指示原语就是N-UNITDATA.指示（CDA，CGA，UD）其中N表示网络层即SCCP原语，CDA，CGA，UD为原语参数，分别表示被叫地址，主叫地址和用户数据。二，SCCP的原语在理解了原语的含义后我们来看SCCP的原语，SCCP至高层和至MTP的业务接口通过原语来描述。下表列出了SCCP各类业务和管理用到的用户原语及其参数。其中原语参数的含义如下：原语名释意原语参数N_UNITDATA：单位数据原语，用于无连接服务时传送数据消息。CDACGASEQRDUDN_NOTICE：通知原语，用于无连接服务时通知消息起源点消息无法送达目的地点。CDACGAUDN_CONNECT：连接建立原语，用于面向连接服务中的接续建立过程。CDACGARRUDQOSUDCIEDSRCSRRN_DISCONNECT：连接拆除原语，用于面向连接服务中的接续拆除过程RAREAUDCIREAORN_DATA：数据原语，用于面向连接服务时传送数据消息。CRUDCIN_EXPEDITED_DATA：加速数据原语，用于3类协议中传递紧急数据。UDCIN_DATA_ACK数据证实原语，用于证实已收到远端请求证实的消息CIN_RESET：复位原语，用于3类协议中传递连接复位消息。REACIORREAN_INFORM：报告原语，用于面向连接服务中在数据传送阶段传送相关的网络或用户信息。REAQOSCI原语参数含义原语参数含义CDA被叫地址CGA主叫地址CI连接识别号CR证实请求EDS加速数据选择QOS服务质量参数集OR发信者RA响应地址RCS接收证实选择REA理由RO回送选择RR回送理由SEQ顺序控制DD用户数据SCCP和MTP之间的原语，有用于数据传输的MTP_TRANSFER请求和MTP_TRANSFER指示，及用于子系统与信令点状态管理的MTP_PAUSE指示、MTP_RESUME指示、MTP_STATUS指示。三，SCCP消息1，原语与消息的关系让我们来看一下原语与消息的关系：SCCP在收到用户发来的原语请求或响应后，就根据原语参数将用户数据连同必要的控制和选路信息封装成SCCP消息，发往远端对等SCCP实体。由此可见，所谓的SCCP协议就是规定SCCP消息的类型，格式及其在各种不同情况下的收发程序。为了便于对SCCP消息的理解，下面我们将从消息类型与消息结构两方面予以介绍：2，SCCP消息类型在理解了原语与消息的关系后，让我们来看一下SCCP究竟有那几种消息类型：消息名缩写消息编码单元数据UDT00001001单元数据服务UDTS00001010连接请求CR00000001连接证实CC00000010连接拒绝CREF00000011连接释放RLSD00000100连接完成RLC000001011型数据DT1000001102型数据DT200000111数据证实AK00001000加速数据ED00001011加速数据证实EA00001100复位请求RSR00001101复位确认RSC00001110协议数据单元出错ERR00001111不活动性测试IT00010000由于我们已经明白了原语与消息之间的关系，因此我们按照上面16种消息与N--原语的关系并按应用关系将其分为如下四类：i）无连接服务消息包括UDT和UDTS，它们和N--UNITDATA原语配合，完成无连接方式下的数据传送。ii）连接建立和释放消息包括CR，CC，CREF，RLSD，RLC，它们和N--CONNECT，N--DISCONNECT原语配合，完成逻辑信令的连接建立和释放。iii）面向连接数据传送消息包括DT1，DT2，AK，ED，EA，RSR，RSC；其中DT1和DT2与N--DATA原语配合，完成面向连接方式下的数据传送，DT1消息用于2类协议；DT2消息用于3类协议。AK，ED，EA，RSR，RSC消息与N--DATA--ACK，N--EXPEDITED--DATA，N--RESET原语配合，完成3类协议中的数据接收证实及流量控制功能。iv）异常处理消息包括ERR，IT；ERR--用于报告检测到的协议协议错误。IT--在长时间无消息传送时，发出测试信号以恢复或者确认异常，从而做出相应的处理。3，SCCP消息结构1，SCCP在MSU（消息信令单元）中的位置在介绍SCCP的消息结构和其中的参数前，让我们先来看一下SCCP在MSU中的位置，如下图所示：MSU：FCKSIFSIOLIFIBFSNBIBBSNF第三级：信令网管信息H1H0SLSOPCDPCSCCP：EOP用户数据SCCP消息头消息类型SLSOPCDPC若某消息信令单元(MSU)的业务指示语SI=0011，则表明此消息为SCCP消息。SCCP的消息内容位于消息信令单元MSU的信令信息字段（SIF）中，格式如图所示。路由标记包括目的地信令点编码DPC、起源点信令点编码OPC、信令链路选择码SLS。路由标记消息类型必备参数A必备参数I参数M指示字参数P指示字任选项开始指示字参数M的长度指示参数M