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什么是七號信令系統(tǒng)

日期：2024-09-06 01:08
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摘要：
什么是七號信令系統(tǒng)
一、什么是七號信令系統(tǒng)
1.七號信令的由來
通訊設(shè)備之間任何實(shí)際應(yīng)用信息的傳送總是伴隨著一些控制信息的傳遞,它們按照既定
的通訊協(xié)議工作,將應(yīng)用信息**、可靠、高效地傳送到目的地。這些信息在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中
叫做協(xié)議控制信息,而在電信網(wǎng)中叫做信令(Signal)。英文資料還經(jīng)常使用"Signalling"(
信令過程)一詞,但大部分中文技術(shù)資料只使用"信令"一詞,即"信令"既包括"Signal"又包括
"Signalling"兩重含義。
信令按其用途分為用戶信令和局間信令兩類。前者作用于用戶終端設(shè)備(如電話機(jī))和
電話局的交換機(jī)之間,后者作用于兩個(gè)用中繼線連接的交換機(jī)之間。
局間信令分隨路信令(CAS)和共路信令(CCS)兩大類,前者利用局間中繼線路傳遞信令(
即用戶話音和信令在相同的線路上傳遞);后者利用單獨(dú)的通道或線路傳遞信令。七號信令
系統(tǒng)(Signalling System No.7簡稱七號信令或SS7)是一種局間的數(shù)字共路信令。
人類自1878年**次使用電話交換機(jī)向公眾提供電話業(yè)務(wù)以來就使用了信令。隨著電
話交換機(jī)從人工交換,機(jī)電交換到電子交換的發(fā)展,所使用的信令也由一號信令發(fā)展到了當(dāng)
今正在推廣的七號信令。一號信令靠人工電話交換機(jī)的話務(wù)員用振鈴發(fā)送信令;二號信令采
用撥號脈沖,發(fā)送信令,但未付諸使用。三號信令為單音頻的帶內(nèi)信令;**信令為雙音頻的
帶內(nèi)信令;五號信令利用六個(gè)語音頻率中的二個(gè)頻率的組合傳送各種信令即帶內(nèi)雙音多頻信
令(DTMF:Dual Tone Multi-Frepuency)。為了適用數(shù)字程控交換機(jī)的發(fā)展,國際電報(bào)電話咨
詢委員會(CCITT)于1968年提出了六號信令,六號信令為共路信令,報(bào)文長度固定,為28比特
。考慮到數(shù)字通訊向ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))的發(fā)展趨勢,CCITT于1980年提出了通用性很強(qiáng)
的七號信令系統(tǒng),此后,七號信令系統(tǒng)經(jīng)過多次擴(kuò)展修改,已形成一個(gè)完整的信令體系。七號
信令系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)消息方式在信令點(diǎn)之間傳送信令,它和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的開放系統(tǒng)互聯(lián)
模型(OSI模型)有對應(yīng)的關(guān)系。
2.為什么要采用七號信令系統(tǒng)
七號信令系統(tǒng)將信令與語音通路分開,采用高速數(shù)據(jù)鏈路傳送信令,因而具有傳送速度
快、呼叫建立時(shí)間短、信號容量大、更改與擴(kuò)容靈活、信令設(shè)備投資省、話路利用率高的
特點(diǎn)。七號信令系統(tǒng)雖然來源于電話網(wǎng),然而它的應(yīng)用不只限于話路交換,可以說,它*主要
的潛在應(yīng)用是非話路業(yè)務(wù)、話路業(yè)務(wù)智能化以及綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。在這些領(lǐng)域內(nèi),其它信令
是無能為力的。
七號信令系統(tǒng)在電話網(wǎng)上疊加了一個(gè)共路信令網(wǎng),電話網(wǎng)實(shí)行電路交換,而共路信令網(wǎng)
實(shí)行分組交換,兩者互補(bǔ),使傳統(tǒng)電話網(wǎng)的能力得到極大地提高。電話網(wǎng)的局間信令在共路
信令網(wǎng)上傳輸除了具有速度快、可靠性高、容量大的特點(diǎn)之外,信令網(wǎng)上還可設(shè)置數(shù)據(jù)庫服
務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)控中心、具有語音識別功能的智能結(jié)點(diǎn)等,使**智能網(wǎng)AIN成為現(xiàn)實(shí)。
另外,七號信令系統(tǒng)還是蜂窩移動(dòng)通訊網(wǎng)、PCN(Personal Communication Network)、ATM
網(wǎng)以及其它數(shù)據(jù)訊網(wǎng)的基礎(chǔ)。
二、七號信令系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
1.共路信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)
概念上,七號信令是一種在獨(dú)立于電信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的信令,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)叫做共路信令
網(wǎng)或叫七號信令網(wǎng),它由多個(gè)信令點(diǎn)組成,信令點(diǎn)間一般由64Kbps的數(shù)字鏈路連接。典型的
信令網(wǎng)包括SSP、SCP和STP三種信令點(diǎn)。
SSP(Service Switching Points)是一種能執(zhí)行多種七號信令應(yīng)用服務(wù)(用戶呼叫處理
、800號服務(wù)、他方付費(fèi)電話等)的程控?cái)?shù)字交換機(jī)的電話局。其中又將只提供使用七號信
令進(jìn)行用戶呼叫處理的電話局叫做CCSSO(Common Channel Signalling SwitchingOffice
s)。一般情況下,只要將現(xiàn)有的程控?cái)?shù)字交換機(jī)的軟件升級并增加一些硬件,就能執(zhí)行CCSS
O或SSP的功能。然而這種軟件是非常昂貴的,一個(gè)SSP的軟件價(jià)格達(dá)數(shù)百萬美元。
SCP(Service Control Points)是一種能提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)的特殊信令點(diǎn),800號電話、信
用卡電話等許多特殊服務(wù)功能都必須借助SCP才能實(shí)現(xiàn)。SCP通常是由一個(gè)大型多機(jī)系統(tǒng)構(gòu)
成的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,每天能處理數(shù)百萬個(gè)數(shù)據(jù)庫查詢請求。
STP(Signallint Transfer Points)是共路信令網(wǎng)的專用設(shè)備,它的主要功能是信令中
轉(zhuǎn)、信令路由和全稱地址(Globale Title)的翻譯。一個(gè)STP可支持?jǐn)?shù)百條鏈路,為了提高信
令網(wǎng)的可靠性,STP通?？偸浅蓪ε渲玫摹?br> 共路信令網(wǎng)往往是一個(gè)地區(qū)性大網(wǎng),或國內(nèi)性大網(wǎng),或國際大網(wǎng),它結(jié)點(diǎn)多,可靠性要求
高,管理維護(hù)復(fù)雜。為此,網(wǎng)絡(luò)中必須配置多個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作支撐系統(tǒng)OSS,它與STP及SCP聯(lián)接,對
它們實(shí)行管理控制。
共路信令網(wǎng)一般是層次結(jié)構(gòu)的,下面以美國為例進(jìn)行說明。從電信經(jīng)營管理勢力范圍上
,美國劃分為七個(gè)區(qū)域(Regions),每個(gè)區(qū)域劃分為多個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)屬一個(gè)地方電信公司
經(jīng)營管理,第個(gè)區(qū)域由貝爾營運(yùn)公司控制所屬地的地方電信公司。與此對應(yīng),美國的共路信
令網(wǎng)是兩級結(jié)構(gòu)的(圖1)。
@@12S10300.GIF;圖1.共路信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)@@
為了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和負(fù)載均衡, 每個(gè)區(qū)域內(nèi)設(shè)立兩對RSTP(Regional STP)、兩個(gè)SCP。
每個(gè)SCP設(shè)立兩個(gè)數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫CMSDB(Call Management Services DataBase)用于800號
服務(wù),數(shù)據(jù)庫LIDB(Line Information Data Base)用于信用卡電話服務(wù)、對方付費(fèi)電話服務(wù)
和第三方付費(fèi)電話服務(wù)。兩個(gè)SCP上的兩個(gè)數(shù)據(jù)庫拷貝完全相同,當(dāng)一個(gè)SCP出現(xiàn)故障時(shí),另
外一個(gè)SCP可繼續(xù)提供服務(wù)。
一個(gè)區(qū)域的RSTP和其它區(qū)域的RSTP直接連接,或通過其它長途信令網(wǎng)互聯(lián)。每個(gè)區(qū)域內(nèi)
設(shè)立一個(gè)信令工程管理中心SEAC。每個(gè)小區(qū)設(shè)立一個(gè)或多個(gè)LSTP(Licak STP),所有LSTP和
RSTP連接。每個(gè)LSTP和小區(qū)內(nèi)所有SSP和CCSSO連接。電話局和信令網(wǎng)連接的典型的做法是
,匯接局(AT)的程控交換機(jī)升級為AT/SSP,端局(CEO)的程控交換機(jī)升級EO/CCSSO。并非所有
端局都必須具備CCSSO功能,美國仍有近30%的端局還不具備七號信令功能。
2.協(xié)議結(jié)構(gòu)
目前,七號信令按功能可劃分成六部分(圖2):MTP、SCCP、TCAP、OMAP、ISUP和MAP。隨
著七號信令應(yīng)用的發(fā)展,TCAP上還將增加其它應(yīng)用部分。
@@12S10301.GIF;圖2.七號信令系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)@@
MTP(Message Transfer Part)又分成三級:SDL(Signalling DataLink),SLF(Signali
ng Link Functions)和SNF(Signalling NetworkFuntions)。**級SDL的功能對應(yīng)于OSI
模型的物理鏈路層。**級SLF的功能對應(yīng)于OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層,其協(xié)議類似于HDLC,它
負(fù)責(zé)點(diǎn)到點(diǎn)的通訊處理,第三級SNF的主要功能是消息的識別和分配,消息的路由,信令網(wǎng)的
業(yè)務(wù)量管理、路由管理以及鏈路管理。
SCCP(Signalling Conection Control Part)是MTP第三 級的補(bǔ)充,它與SNF合在一起對
應(yīng)于OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層。SCCP的協(xié)議功能分為四等:Class0、Class1、Class2、Class3。Cl
ass0和Class1執(zhí)行無聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),Class2和Class3執(zhí)行有聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。除聯(lián)接控制
外,SCCP還執(zhí)行全稱地址的翻譯和端一端路由。
TCAP(Transaction Capabilities Application Part)為七號信令的應(yīng)用提供事務(wù)處理
所需要的支持,它對應(yīng)于OSI模型的應(yīng)用層,其協(xié)議類似于OSI的ROS。
OMAP(Operation Maintenance and AdministrationPart)的主要功能是網(wǎng)絡(luò)管理和維
護(hù),它類似于OSI的CMIP協(xié)議。
ISUP(ISDN User Part)是七號信令中*復(fù)雜的一部分,它的主要功能是在兩個(gè)程控交換
機(jī)(ISDN交換機(jī))之間為主叫用戶和被叫用戶建立話音通路(呼叫建立)、話音通路的釋放(呼
叫釋放)、線路監(jiān)視、補(bǔ)充業(yè)務(wù)處理等。除ISUP之外、國際電報(bào)電話咨詢委員會CCITT還定
義了TUP(Telephone User Part)和DUP(Data UserPart)。TUP執(zhí)行話路交換信令,DUP執(zhí)行
非話交換信令。
MAP(Mobile Applecation Part)的主要功能是支持蜂窩移動(dòng)通訊,其協(xié)議還未完善。
不同信令點(diǎn)包括七號信令的不同部分。STP只包括MTP和SCCP兩部分;SCP包括MTP、S
CCP、TCAP和基于數(shù)據(jù)庫查詢的應(yīng)用(如800號服務(wù),他方付費(fèi)電話服務(wù)等);CCSSO一般只包括
MTP和ISUP;而SSP包括七號信令的各個(gè)部分。
目前,美國有二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織頒布的七號信令協(xié)議受到人們重視;**是CCITT頒布的Q
系列協(xié)議,**是美國Bellcore通信研究公司頒布的T系列協(xié)議。它們基本相同,但存在一些
重要差別。另外,Bellcorp還頒布了大量的TR系列技術(shù)文檔,它們是面向?qū)崿F(xiàn)的協(xié)議,詳細(xì)具
體,是北美信令網(wǎng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。TR系列不包含OMAP,對于SCCP只使用無聯(lián)接服務(wù)。此外,TR系
列定義了免費(fèi)電話(800號電話)、信用卡電話、對方付費(fèi)電話、第三方付費(fèi)電話、CLASS等
七號信令應(yīng)用的操作規(guī)范,這些操作規(guī)范在CCITT的Q系列中均不完善,因此,北美信令的實(shí)現(xiàn)
參照了TR系列技術(shù)文檔。
三、七號信令的應(yīng)用
1.話路信令
七號信令的一個(gè)*基本應(yīng)用是替代老的一號到六號信令,用作現(xiàn)代數(shù)字程控交換機(jī)的局
間信令,控制局間呼叫的接續(xù)。和老的局間信令相比,七號信令作局間信號有許多優(yōu)點(diǎn):(1)
信令傳送速度高,呼叫接續(xù)時(shí)間短;(2)信號容量大,一條64kbps的鏈路在理論上可處理幾萬
話路;(3)靈活,易于擴(kuò)充;(4)對話路干擾小,話路質(zhì)量高;(5)可傳遞端——端信令或用戶信
令;(6)可使話路服務(wù)智能化,即使傳統(tǒng)的電話業(yè)務(wù)具備CLASS特性。
CLASS(Customer Local Area Signalling Services)代表一組特殊電話服務(wù)特性,這包
括自動(dòng)回叫、自動(dòng)重叫、用戶追蹤、主叫名傳遞、呼叫選擇接受等13種功能。這些功能或
服務(wù)特性是用戶電話機(jī)無法單獨(dú)提供的。
2.800號服務(wù)
據(jù)統(tǒng)計(jì),1993年美國每天處理8000萬到1億個(gè)800號電話,年?duì)I業(yè)額數(shù)百億美元,年增長率
為15～20%。800號服務(wù)是一個(gè)巨大的市場,吸引著各個(gè)電信公司,是它們*主要的收入之一
。所謂800號電話是公司企業(yè)向客戶提供一種特殊的電話號碼,該號碼的地區(qū)碼為800(虛擬
地區(qū)碼),客戶使用這個(gè)電話和公司企業(yè)通話時(shí)的費(fèi)用由公司支付,打電話的客戶免費(fèi)。800
號電話號是一個(gè)虛擬的邏輯電話號,一個(gè)公司可能擁有許多的實(shí)際電話號碼,但800號電話只
有一個(gè),客戶可能在任何地方撥這個(gè)號碼要求與該公司某個(gè)職能部門通話,這就存在一個(gè)將
800電話轉(zhuǎn)變成實(shí)際電話號的過程。這個(gè)過程的實(shí)現(xiàn)依賴于信令網(wǎng)的SCP。
3.他方付費(fèi)電話
他方付費(fèi)電話(ABS:Alternate Billing Service)有三種形式:**種形式是信用卡電
話,它不同于我國目前流行的**電話(英文中,**電話叫做debet card call);**種形
式是被叫付費(fèi)電話(collect billing call或collect call);第三種形式是第三方付費(fèi)電話
(third number billing call)。在共路信令網(wǎng)建立之前,他方付費(fèi)電話依賴電話局操作員
才能實(shí)現(xiàn),有了共路信令網(wǎng),他方付費(fèi)電話基本自動(dòng)化,方便而高效。
4.**智能網(wǎng)(AIN)
**智能網(wǎng) 在共路信令網(wǎng)中引入了兩種新的結(jié)點(diǎn):Adjunct和IP。Adjunct的功能類似
于SCP,它直接和具有SSP功能的程控交換機(jī)聯(lián)接,向它們提供直接快速的數(shù)據(jù)庫服務(wù)和呼叫
處理的平臺功能。電話局的管理員(甚至用戶)可以利用平臺功能為自己的交換機(jī)設(shè)計(jì)電話
服務(wù)特性,當(dāng)然,程控交換機(jī)的軟件也必須升級為AIN軟件。
在AIN交換機(jī)中,一個(gè)用戶電話處理過程分為許多階段,每個(gè)階段后定義一個(gè)觸發(fā)檢查點(diǎn)
,AIN交換機(jī)軟件在每個(gè)檢查點(diǎn)檢測交換機(jī)產(chǎn)生的事件。電話的呼叫處理由AIN交換機(jī)和Adj
unct共同完成(傳統(tǒng)的呼叫處理完全在交換機(jī)中完成)。AIN進(jìn)行一般性處理,在檢查點(diǎn)檢測
一個(gè)事件時(shí),將處理遞交Adjunct完成。Adjunct所做的工作可以由管理員利用平臺功能進(jìn)行
設(shè)計(jì),以便獲得不同電話服務(wù)特性。
IP(Intelligent Peripherals)為一種網(wǎng)絡(luò)智能設(shè)備,它直接和AIN交換機(jī)聯(lián)接,其主要
功能是語音識別。如果網(wǎng)絡(luò)管理員在某個(gè)斷點(diǎn)處定義了"語音識別"特性,那么用戶可以用語
音輸入被叫電話號碼,此時(shí),AIN交換機(jī)必須將語音號碼送往IP翻譯成數(shù)字號碼后再進(jìn)行后續(xù)
呼叫處理。
5.蜂窩移動(dòng)通訊系統(tǒng)
蜂窩移動(dòng)通訊系統(tǒng)需要在共路信令網(wǎng)中增加至少三種結(jié)點(diǎn):MSC、HLR和VLR。蜂窩移動(dòng)
通訊系統(tǒng)將一個(gè)通訊區(qū)域分成許多CELL,每個(gè)CELL內(nèi)設(shè)立一個(gè)MSC(Mobile Switching Cent
er),負(fù)責(zé)CELL內(nèi)無線用戶的通訊。MSC是一個(gè)使用七號信令的無線交換機(jī),它包括七號信令
中的MTP,SCCP,TCAP和MAP。在蜂窩移動(dòng)通訊系統(tǒng)中,每個(gè)無線用戶必須在數(shù)據(jù)庫HLR(Home
Location Register)和VLR(Visitor Lolcation Register)中登記。
蜂窩移動(dòng)通訊系統(tǒng)包括許多七號信令過程,其中*重要的二個(gè)信令過程是:Registrati
on和Intersystem Handoff/Intersystem Handback Register是移動(dòng)用戶自動(dòng)在VLR注冊的
過程。當(dāng)一個(gè)移動(dòng)用戶跨越兩個(gè)CELL的邊界時(shí),通訊的處理由一個(gè)MSC交付到另個(gè)一個(gè)MSC,
這就是Intersystem Handoff信令過程,反之為Intersystem Handback信令過程。
MAP協(xié)議還在完善之中,目前大部分廠商采用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是EIA/TIA制定的過渡標(biāo)準(zhǔn)IS-
41-B。
6.其它應(yīng)用
七號信令有著廣闊的應(yīng)用前景。除了上述五種應(yīng)用之外,它可以用作ATM網(wǎng)絡(luò)和B-ISDN
網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部信令。此外,由于數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大,技術(shù)復(fù)雜度的增強(qiáng),網(wǎng)絡(luò)的操作維護(hù)
、管理、測試和故障診斷的矛盾日益突出,解決這個(gè)問題的*好方法是利用七號信令的OMA
P協(xié)議在共路信令網(wǎng)中建立網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)中心。由于信令網(wǎng)是一個(gè)速度快,可靠性好的分組
交換網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)管理中心的操作員可以對通訊網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)的測試、診斷、監(jiān)視、控制和
管理,并且不干擾正常的數(shù)據(jù)通訊。
四、我國七號信令網(wǎng)的建設(shè)問題
近幾年我國電信事業(yè)得到了飛速發(fā)展,大中城市的電話網(wǎng)的數(shù)字程控化已接近了歐美和
日本等通訊發(fā)達(dá)國家的水平,部分局間信令已由DTMF替換成七號信令系統(tǒng)。七號信令系統(tǒng)首
次在我國的使用是1987年引進(jìn)S1240程控?cái)?shù)字交換機(jī)的時(shí)候,此后隨著國外各種先進(jìn)通訊設(shè)
備,特別是程控?cái)?shù)字交換機(jī)的引進(jìn),七號信令系統(tǒng)的應(yīng)用范圍在逐漸擴(kuò)大,某些大城市還擬將
建設(shè)七號令系統(tǒng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)也做了大量的工作,1987年發(fā)布了《我國國內(nèi)市話局NO.7信令方
式技術(shù)規(guī)范》(暫行規(guī)定),1990年8月又重新頒布了《中國國內(nèi)電話網(wǎng)NO.7信號方式技術(shù)規(guī)
范》(暫行規(guī)定)。郵電部的(暫行規(guī)定)采用CCITT的Q系列標(biāo)準(zhǔn),但只包括MTP,TUP以及信令
網(wǎng)的監(jiān)測部分。
然而,無論是在七號信令協(xié)議制定方面,還是在七號信令網(wǎng)建設(shè)和應(yīng)用方面,我國還處
于非常落后的狀況,有許多問題還要解決。這些問題包括:
(1)作為七號信令的*主要應(yīng)用之一的800號服務(wù)和ABS能否在我國推廣?是否符合我國
的國情?
(2)郵電部制定的(暫行規(guī)定)未包括七號信令的800號服務(wù)和ABS的操作規(guī)范,如果我國
推廣類似于美國的800號服務(wù)和ABS,采用什么標(biāo)準(zhǔn)?
(3)我國是否要建立一個(gè)國內(nèi)性的共路信令網(wǎng)絡(luò),如果要建立,采用什么結(jié)構(gòu)?可否采用
美國式的二級結(jié)構(gòu)?
(4)近幾年來我國數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)展很快,但維護(hù)管理手段落后,通訊設(shè)施可用性較低,
是否應(yīng)該在共路信令網(wǎng)基礎(chǔ)上建立先進(jìn)的綜合性網(wǎng)絡(luò)管理控制中心?如果需要,怎樣實(shí)施?
上述這些問題,有待進(jìn)一步研究。
 

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