TNSP005C10 窄带七号信令基础21.docx

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TNSP005C10窄带七号信令基础21

TN_SP005_C1_0窄带七号信令基础

课程目标：

●掌握窄带七号信令基础

参考资料：

●ZXWNMSCSMSC服务器技术描述

●ZXWNMGW媒体网关技术描述

第一章窄带七号信令基础

&知识点

l窄带七号信令基础：

MTP、SCCP、ISUP、MAP

一.1窄带七号信令系统

按照ITU-T七号信令系统的基本结构，整个系统划分为消息传递部分MTP、信令连接控制部分SCCP、电话用户部分TUP、ISDN用户部分ISUP、事务处理能力部分TCAP等部分，其信令结构如图1.11所示。

图1.11窄带七号信令系统结构图

七号信令系统目前分为四级，MTP，SCCP为三级，分别对应OSI模型中的物理层、数据链路层和网络层；各个应用实体为第四级中并行的功能单元，对应OSI模型中的应用层；图1.11中ISP（中间服务部分）对应于OSI的第4~6层，目前尚未定义。

一.1.1七号信令消息格式

窄带七号信令系统采用不等长消息的形式传送信令。

在窄带七号信令中，共有三种信号单元：

消息信号单元MSU、链路状态信号单元LSSU和填充信号单元FISU。

其中，MSU为真正携带消息的信号单元，LSSU为传送网络链路状态的信号单元，FISU不含任何信息，是在网络节点没有信息需要传送的时候，向对方发送的空信号，其作用是使信令链路保持通信状态，同时可起证实收到对方发来消息的作用。

三种信号单元MSU，LSSU和FISU的格式分别如图1.12、图1.13、图1.14所示。

图1.12消息信号单元格式

图1.13链路状态信号单元消息格式

图1.14填充信号单元消息格式

其中：

BIB：

后向指示语比特

BSN：

后向顺序号码

CK：

检验位

F：

标志码

FIB：

前向指示语比特

LI：

长度指示语

SF：

状态字段

SI：

业务指示语

SF：

信号信息字段

一.1.2MTP

MTP（消息传递部分）主要功能提供上层准确无误的消息传输，分为MTP1，MTP2和MTP3三部分，MTP1为数据链路级，相当于OSI的L1物理层，主要是数据的双向传输通路，包含数字传输通路及信号终端设备，数字传输通路采用64kb/s和2Mb/s的基本速率。

此章节重点介绍MTP2和MTP3。

1．MTP2

本部分为链路级功能，由数据库配置链路与信令处理模块一对一的对应关系，该链路的管理、消息的传输均只与配置的MTP3模块直接关联。

功能详细描述如下：

（1）信令单元的定界和定位：

每个信令单元的开头和结尾有一个使用独特码型的8比特标识码（01111110），并且采用“插零“的方法，保证这种标志码的码型不会在信令单元的其他部位出现。

当接收部分在收到了不允许的比特码型（多于6个连续1），或信令单元超过了允许的最大长度时，就认为失去信令单元定位。

（2）差错检测：

差错检测功能由每个信令单元结尾提供的16位比特校验码完成。

在发送方的信令终端中，将信令单元校验码之前的比特流按专门算法进行运算，产生校验码。

在接收方信令终端中，用与发送方相对应的算法规则，对收到的校验比特进行运算。

如果按算法计算后，收到的校验比特与信令单元校验码之前的比特不一致，则证明出现差错。

（3）差错校正：

差错校正有两种方法：

基本方法和预防循环重发方法。

基本方法：

是一种采用非互控、肯定/否定证实和重发进行差错校正的方法。

在收到肯定证实前，已发出的信令单元仍保存在发送信令终端中。

如果收到否定证实信令，则停止发送新的信令单元，从否定证实指出的信令单元开始，重发已经发出但未肯定证实的信令单元。

重发次序与第1次发送的顺序相同。

预防循环重发方法：

是一种采用非互控、肯定证实、循环重发和前向纠错进行差错校正的方法。

在收到肯定证实前，已发信令单元仍保存在发送信令终端中。

在无新信令单元发送时，循环地重发未被肯定证实的全部已发信令单元。

对于2M链路，原则上不使用PCR方法。

（4）起始定位：

起始定位程序用于链路首次启动或链路发生故障后进行恢复时的定位。

包括正常定位和紧急定位程序。

通过在要定位的信令链路的两端互控交换链路状态信息，并设有验证周期，来决定链路是否成功完成起始定位。

（5）信令链路差错监视：

信令链路的差错监视包括开通业务后的64K链路的信令单元差错率监视、开通业务后的2M链路的2M链路的差错时间段监视和起始定位程序的验证状态中链路的定位差错率监视。

（6）流量控制：

当信令链路的接收端检测到拥塞条件时，则应启动流量控制程序。

链路拥塞的接收端以适当的链路状态信令单元（SIB）通知远端信令终端的发送端这一条件，并停止证实所有的输入消息信令单元。

拥塞解除后，再重新开始证实所有的输入消息信令单元。

只要拥塞持续过长（超过T6），则远端的发送端将指示链路故障，并退出服务。

（7）处理机故障：

处理机故障是指信令消息不能传送到第3级和（或）第4功能级。

当第2级识别了本地处理机故障时，它发送表示处理机故障的链路状态信令单元SIPO，并舍弃收到的消息信令单元。

如果远端的第2功能级处于正常工作状态，收到表示处理机故障的链路状态信令单元后，它通知第3级并开始连续发送填充信令单元。

当本地处理机故障消除后，恢复消息信令单元和填充信令单元的正常传递，远端第2功能级一收到正确的消息信令单元或填充信令单元就通知第3级并转入正常工作。

2．MTP3

MTP3的系统结构如图1.15所示。

图1.15MTP3系统结构

从图1.15可知，MTP3第三级相当于OSI的第三层网络管理层，分为两个主要模块：

信令消息处理SMH和信令网管理。

信令网管理通过改变消息处理的路由，从而改变本信令点与网络的连接结构。

同时，消息处理又是网络管理消息的传送者。

（1）信令消息处理

信令消息处理部分分散所有信令处理到MP中，根据本模块MP配置的链路数对L2进行链路状态的管理和监控，向信令链路管理报告。

本模块配置的链路上所有上行和下行消息，对链路的管理都由本模块完成。

而信令网络管理部分所有功能都在管理模块中实现，需要与L2层交互时，通过该链路所属模块的消息管理部分来完成。

消息处理的主要功能是保证在一个信令点的用户部分发生的信令消息传递到由这个用户部分指明的目的地的相同的用户部分。

要使信令网完成上述传递，信令点必须从功能上进一步分为消息路由，消息识别和消息分配功能。

（2）信令网管理

信令网管理分为信令业务管理，信令链路管理和信令路由管理三部分。

网络管理有自己的消息格式和编码方法。

在信令网中信令链路或信令点发生故障时，信令网管理能提供维持信令业务和恢复正常信令条件的行动和过程。

●信令业务管理

信令业务管理功能用来将信令业务从一条链路或路由转移到一条或多条不同的链路或路由，再启动一个信令点，或在信令点拥塞的情况下暂时减慢信令业务。

信令业务管理包括下面几个功能：

倒换：

当信令链路由于故障、阻断等原因变为不可用时，为了保证在这条链路上的信令业务的正确传输，将业务尽可能的转移到其他一条或多条信令链路上。

倒回：

当信令链路由于恢复等原因变为可用时，为避免消息的丢失、重复或错序，确保信令业务可以尽可能的从替换的信令链路转移到原信令链路上。

强制重路由：

当到某一个给定目的点的信令路由变为不可用时，将到那个目的的信令业务尽可能快的转移到新替换的信令路由上来。

受控重路由：

当到某一个给定目的点的信令路由变为可用时，将信令也无从替换的信令路由转回正常的路由。

信令点再启动：

当信令点由于某种原因与信令网断开了一定时间，又重新恢复时，所保存的状态信息不能确定是否有效，所以要与邻接点进行路由数据的交互，使路由数据与信令网的实时状态同步。

管理阻断：

为了维护和测试目的，阻断链路。

信令业务流控制：

当信令网发生拥塞时，不可能传输用户提供的所有信令业务，使用流量控制限制源信令点发出的业务。

●信令链路管理

ZXWNSGSN的七号信令链路管理过程属基本信令链路管理过程。

该过程用于本地连接的信令链路，建立和维护链路组能力的方法。

更换信令终端和信令数据链路时需要人工介入。

对某信令链路的信令数据链路由双边协定。

●信令路由管理

信令路由管理功能是保证信令点之间的信令路由的信息交换的可靠性。

路由的可用或不可用等信息的交换主要是通过禁止传递过程，允许传递过程和受限传递过程完成。

受控传递过程相互通知一个路由组的拥塞。

信令路由管理过程由如下四个过程实现的：

禁止传递，允许传递，受限传递和受控传递。

一.1.3SCCP

信令连接控制部分（SignalingConnectionControlPart），简称SCCP。

在No.7信令方式的分层结构中，属于MTP的用户部分之一，同时为MTP提供基于全局码的路由和选路功能，以便通过No.7信令网在电信网中的交换局和专用中心之间传递各种与电路无关的信息和其它类型的信息，建立无连接或面向连接的服务。

当用户要求传送的数据超过MTP的限制时，SCCP还要提供必要的分段和重新组装功能。

SCCP的作用有：

在No.7信令网中建立逻辑信令关系；在建立或不建立逻辑信令连接的情况下均能传递信令数据单元；提供基于全局码的路由选路功能；提供基本无连接业务、有序无连接业务、基本的面向连接业务和流量控制面向连接业务。

1．SCCP模块结构及功能

SCCP的结构如图1.16所示。

图1.16SCCP功能模块结构

SCCP模块提供的功能业务如下：

（1）无连接型业务

无连接型业务实质上是分组交换中的数据报方式，即事先不建立连接就可以传送信令消息。

它是把传送的数据信息作为独立的消息，送往路由标记中的目的地信令点DPC。

在基本无连接业务中，各个消息独立传送，相互间没有关系，故不能保证按发送的顺序把消息送到目的地信令点。

在有序无连接业务中，给来自同一信息的数据消息附上同一个信令链接选择字段，就可以保证这些数据经由同一信令链路传送。

因此，可按发送顺序到达目的地信令点。

无连接型业务每发一次数据，都需要重选一次路由。

具体过程如下：

起源节点的SCCP用户发出N_单元数据请求原语，请求无连接数据传递业务，然后利用SCCP路由控制和MTP，将单元数据消息传送到单元数据请求原语中指出的被叫地址。

当单元数据消息不能传送到目的点时，则发送单元数据服务消息UDTS至始发点；当目的节点收到单元数据消息时，发送N_单元数据指示原语；当SCRC不能传送单元数据或单元数据服务消息时，将一个单元数据业务消息传送到主叫用户地址或调用N_通知指示原语。

当N_单元数据请求原语中数据的长度大于255时，UDT消息不能传送那么多数据，因此就必须将数据分成几个长度较小的段，每段用一个XUDT消息传送。

而当SCCP收到XUDT消息时，必须把分开的数据重新组装为一个N_单元数据指示原语，再发送给SCCP用户。

此过程叫分段/重装。

无连接业务传输过程如图1.17所示。

图1.17SCCP无连接业务传输过程

（2）面向连接型业务

面向连接型业务实质上是分组电路中的虚电路方式，即在传送数据之前，需要建立逻辑连接。

在基本的面向连接业务中，由于各个数据消息不带顺序号，因此不能完成顺序控制和流量控制。

在流量控制面向连接业务中则可以完成顺序控制和流量控制。

面向连接型业务又分为暂时信令连接和永久连接。

暂时信令连接的建立需要由SCCP用户启动和控制，类似于拨号电话接续；永久信令是本地（或远地）O&M功能或由节点的管理功能建立和释放，为SCCP用户提供半永久连接，类似于租用电话线路。

面向连接传输过程如图1.18所示。

图1.18面向连接传输过程

面向连接传输过程包括以下部分：

●接续建立过程

当起源节点的SCCP收到一个信令连接的请求N_ConnectReq时，分析被叫地址，以识别建立信令接续应到达的节点。

若目的节点不是本地节点，则SCCP使用MTP功能，将一个接续请求（CR）消息发送到目的信令点。

当目的节点的SCCP收到一个接续请求（CR）消息时，向用户发送N_ConnectInd原语。

用户若同意建立接续，则调用N_ConnectRes原语，SCCP向起源节点发送接续确认（CC）消息；若不同意建立接续，则调用N_DisconnectReq原语，SCCP向起源节点发送接续拒绝（CREF）消息。

在此过程中，还要进行协议类别和流量控制信用量的协商，且起源节点、目的节点和中间节点的SCCP都要记录此信令接续的必要信息，以建立逻辑的信令连接链路。

其信令接续建立和拒绝过程如图1.19所示。

图1.19信令接续建立和拒绝过程

●数据传递过程

数据传递的功能是提供各种功能，保证用户数据在信令接续中正确传递。

提供的功能有分段重装、流量控制、不活动性控制和加速数据传递。

分段和重装是当用户数据的长度大于255个八位组时，分段后再插入到DT1或DT2的数据中，在接收端采用多数据指示码（M比特）来重组装。

流量控制过程是在协议类别为流量控制面向连接业务时，用滑动窗口来控制消息的流量。

不活动性控制的目的是为防止：

在接续建立期间，失去“接续确认”；在数据传递期间，接续段未通知的终结；一个接续的两端所保持的接续数据不一致。

当接续段发出任意消息时，应把发送不活动性控制器复位。

当接收不活动性控制定时器计时满期，应启动接续释放过程。

加速数据传递是在协议类别为流量控制面向连接业务时，传递数据量最大为32个八位数组，且速度高（不受流量控制，也不提供分段和重组功能）的数据。

●接续释放过程

为启动和结束接续释放，需要两种消息：

已释放消息RLSD和释放完成消息RLC。

释放过程可由SCCP用户发起，也可由SCCP发起。

释放过程除了释放逻辑链路和本地参考外，为防止因收到与原来已建立的接续段有关的消息而启动不适合目前接续段的过程，必须具有冻结本地参考的功能。

●复原过程

复原过程的目的是对接续段重新进行初始化，将数据消息、数据证实消息、加速数据消息和加速数据证实消息舍弃，将发送序号P（S）置0，窗口量值复原到起始量值。

2．SCCP管理功能

SCCP管理功能SCMG的作用是在信令点和信令点的子系统发生故障或拥塞时，重选信令路由或限制信令业务量，以保证正常的信令网络性能。

这里的子系统实际上就是SCCP用户。

SCCP管理过程约定复份节点或子系统均为双份配置主备用系统，且假定它们是以主用支配方式工作的，即只有主用系统出现故障时才启用备用系统，一旦故障排除，立即倒换到主用系统。

SCCP管理功能适用于无连接服务和面向连接服务。

按其管理对象不同，将其分为两个子功能：

（1）信令点状态管理：

其功能主要是根据MTP提供的信令点编码，修改SCCP地址翻译表和节点或子系统的状态，使用户能够采取措施重发或减少有关信令点发送的信令消息。

（2）子系统状态管理：

其功能主要是根据收到的关于子系统的故障、退出服务和恢复信息，修改SCCP翻译表、更新状态标记，实现信令信息在主备用子系统之间的倒换和倒回。

SCCP管理功能的实现依赖于信令点和子系统状态信息的获取。

而信令点状态是由MTP第三级管理的，因此有关信令点的故障、恢复和拥塞信息由MTP通知SCCP，子系统的故障和恢复信息则由SCCP通过SCMG消息通知有关节点。

一.1.4ISUP协议

ISUP完成如下功能：

出入局呼叫：

主要功能是完成呼叫的接续、通话和释放，实现呼叫状态的迁移和呼叫资源的占用和释放。

。

入局呼叫进行来话处理和来话导通检验及呼叫的释放过程。

出局呼叫进行去话处理和去话导通检验及呼叫的释放过程。

电路管理功能包括：

电路的复原功能；电路的重导通检验，包括重导通检验输出过程和重导通检验输入过程；电路群进行维护，包括面向维护的电路群维护、面向硬件的电路群维护和电路群的复原过程；电路闭塞是使故障电路或进行测试的电路不接受或不产生信号业务（或恢复业务）

电路的监视控制包括：

电路的闭塞/解闭，面向维护电路群的闭塞/解闭，硬件故障电路群的闭塞/解闭，电路的复原，电路的再导通检验，电路群询问等功能。

MTP3根据CIC确定该处理所在的模块，据此进行消息的分发；下行消息，发给本模块的MTP3即可。

话单与话务统计，分散在出、入呼叫中。

一.1.5MAP协议

移动应用部分（MobileApplicationPart），简称MAP。

在OSI参考模型中位于TCAP的上层，仅采用SCCP的无连接方式。

在MSCS/VLR和HLR之间、SMS-VMSC和SMS-IWMSC（互通MSC）之间、SMS-MSC和SMS-GMSC（网关MSC）之间等实体都是采用标准的MAP协议，以在不同的实体间建立对话和传递信息。

●MAP信令作用

1．通过调用TC原语，在MSCS/VLR与HLR、其他MSCS/VLR、IW/GMSC、SCP等实体之间建立对话。

2．与接入处理模块通过传递内部消息，共同完成UMTS的各种业务。

3．从数据库查询获得用户的有关信息，并将用户的最新数据通知给数据库进行更改。

●MAP信令过程

有关MSCS/VLR的MAP信令主要包括：

1．位置登记和删除。

2．补充业务处理。

包括补充业务的激活、去活、登记、取消、使用和询问。

一般由MS发起这些操作，MSCS/VLR向HLR查询用户的补充业务权限等数据，据此决定能否执行这些操作。

若用户补充业务的注册申请情况发生变化，则由HLR直接通知MSCS/VLR。

3．呼叫建立过程中检索用户参数，包括两种情况：

（1）一般信息检索：

VLR还需向HLR获取部分或全部用户参数。

（2）路由信息检索：

PSTN用户呼叫MS时，网关MSCS（GMSCS）向HLR请求漫游号。

4．重定位：

用以支持基本重定位和后续重定位。

5．用户管理：

包括用户位置信息管理和用户参数管理，主要是VLR向HLR验证信息或HLR向VLR检索信息，可用于VLR和HLR重新启动后的数据恢复或者正常的数据库更新。

6．故障恢复：

VLR重新启动后，将所有的MS记录标上“恢复”标记，即尚待核实。

当收到来自MSCS、HLR的消息（如呼叫建立、位置更新、用户认证等）时，表示该用户仍在本VLR控制区内，这时可去除恢复标记。

若收到位置删除消息，则将此MS记录删除。

7．IMEI的管理：

定义MSCS向EIR查询移动台设备合法性的信令过程。

8．用户鉴权，包括：

（1）VLR向HLR请求鉴权五元组，当VLR保存的鉴权五元组数低于门限值时，执行此过程。

（2）位置更新时向原先VLR请求用户的一些信息，包括鉴权三参数组、IMSI等。

●TM层

在MSCS中TM是MAP应用层中的一部份，因为它完成的功能比较独立，故把它从MAP软件模块中分离出来。

TM的主要功能是完成应用层之间对话的管理，可分为对话处理单元、业务请求单元和业务执行单元。

转换层接收MAP所发的消息，其中有对话处理消息和业务消息。

将对话消息进行处理转换成TC对话处理原语，向TCAP发该对话消息，用来与同层实体之间的对话管理。

将业务消息经ASN.1进行编码处理转换成TC成份原语，并向TCAP发该成份消息。

同样，转换层接收TCAP消息，对于对话消息，转换为MAP对话消息转发。

接收TCAP的成份消息，经ASN.1解码，向应用层发业务消息。

1．对话处理单元

对话处理单元接收来自MAP和TCAP的消息，并处理其中的对话原语。

对于业务原语则是在相应的MAP_PSM和MAP_RSM处理单元中处理。

MAP原语与TCAP原语的对应关系如下：

（1）对话原语的对应

MAP对话原语和TCAP对话原语的对应关系见表1.11和表1.12所示。

表1.11MAP对话原语和TCAP对话原语对应表

（1）

MAPservice-primitive

TCservice-primitive

MAP_OPENrequest

（+anyuserspecificserviceprimitives）

+MAP_DELIMITERrequest

TC_BEGINrequest

（+componenthandlingprimitives）

MAP_OPENresponse

（+anyuserspecificserviceprimitives）

+MAP_DELIMITERrequest

TC_CONTINUErequest（注）

（+componenthandlingprimitives）

（anyuserspecificserviceprimitives）

+MAP_DELIMITERrequest

TC_CONTINUErequest

（+componenthandlingprimitives）

（anyuserspecificserviceprimitives）

+MAP_CLOSErequest

TC_ENDrequest

（+componenthandlingprimitives）

MAP_U_ABORTrequest

TC_U_ABORTrequest

注：

在收到MAP_DELIMITER_REQ原语之前收到MAP_CLOSE原语时发TC_END原语。

表1.12TCAP对话原语和MAP对话原语对应表

（2）

TCservice-primitive

MAPservice-primitive

TC_BEGINindication

（+componenthandlingprimitives）

MAP_OPENindication

（+userspecificserviceprimitives）

+MAP_DELIMITERindication（注1）

TC_CONTINUEindication

（+componenthandlingprimitives）

Firsttime：

MAP_OPENconfirm

（+userspecificserviceprimitives）

+MAP_DELIMITERindication（注1）

Subsequenttimes:

（userspecificserviceprimitives）

+MAP_DELIMITERindication（注1）

TC_ENDindication

（+componenthandlingprimitives）

MAP_OPENconfirm（注6）

（userspecificserviceprimitives）

+MAP_CLOSEindication

TC_U_ABORTindication

MAP_U_ABORTindicationor

MAP_P_ABORTindication（注2）

MAP_OPENconfirmation（注3）

TC_P_ABORTindication

MAP_P_ABORTindication（注4）

MAP_OPENconfirmation（注5）

注1：

在版本2中此原语可以不发。

注2：

原语中包括一个MAP_ABORT_PDU（从对方provider中）或MAP_USER_ABORT_PDU（从对方user中）才映射到它。

注3：

仅仅当对话还未完全建立和“AbortReason”参数是应用上下文不支持时。

注4：

如果“PAbort”在TC_P_ABORTindication原语中的值不是“IncorrectTransactionPortion”时。

注5：

仅当对话未完全建立并且“PAbort”参数在TC_P_ABORTindication原语中的值为“Incorrect