NO7信令系统复习资料解读.docx
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NO7信令系统复习资料解读
《NO.7信令系统》复习资料
复习资料说明：
1、复习资料中黑色字体显示的部分是书本重点，在书本相关章节都可以找到。
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2、复习资料中红色字体显示的部分是南邮老师给的笔记，请大家认真复习。
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3、《综合习题》重点见后。
第一章信令的基本概念
§1.1信令的基本概念
在交换机设备之间相互交换的“信息”必须遵守一定的协议和规约，这些协议和规约称为信令。
信令的基本概念：
在交换机各部份之间或者交换机与用户，交换机与交换机间，除传送话音、数据等信息外，还必须传送各种称为“信号”OR“信令”的专用控制信号，以保证交换机协调动作，完成用户呼叫的处理、接续、控制与维护管理等功能，图1.1.1表示电话交换网呼叫过程所需要的基本信号。
§1.2信令的分类
按照信令传送通路与话路之间的关系来划分，信令可以分为随路信令和公共信道信令两大类。
1、随路信令是指传送话音信息的通路来传送与该话路有关的各种信令，或某一信令通路唯一对应一条话路（信道）。
2、公共信道信令是将传送信令的通路与传送话音的通路分开，即把各电话接续通路中的各种信令集中在一条双向的信令链路上传送。
第二章NO.7信令系统概述
§2.3NO.7信令系统的功能模块结构
1、NO.7信令系统的四级结构
在NO.7信令系统的四级结构中，将NO.7信令系统分为消息传递部分（MTP）和用户部分（UP）。
MTP由信令数据链路级（signalingdatalinklevel）、信令链路级（signalingMTP的功能是在各信令点之间正确无误地传送信令消息。
用户部分构成NO.7信令系统的第四级，它的功能是处理信令信息。
根据不同的应用，可以有不同的用户部分。
MTP进一步划分为三级：
第一级为信令数据链路级。
该级对应OSI模型的物理层。
第二级为信令链路功能功能级。
该级对应OSI模型的数据链路层。
第三级为信令网功能级。
该级对应OSI模型中网络层的部分功能。
四级结构图见教材P22图2.3.1
2、与OSI模型对应的NO.7信令系统结构
1）消息传递部分（MTP）
2）电话用户部分（TUP）
3）信令连接控制部分（SCCP）
4）事务处理能力应用部分（TCAP）
5）综合业务数字网用户部分（ISUP）
6）数据用户部分（DUP）
NO.7信令系统结构见教材P24图2.3.3
第三章NO.7信令网
1、信令网的基本组成部件
1）信令点（SP）
信令点是处理控制消息的节点，产生消息的信令点为该消息的起源点，消息到达的信令点为该消息的目的地节点。
（主要是交换局、操作维护中心、网络数据库）
2）信令转接点（STP）
具有信令转发功能，能将信令消息从一条信令链路转送到另一条信令链路的信令节点称为信令转接点。
（主要是交换局或专用的信令设备）
3）信令链路
在两个信令点之间传送信令消息的链路称为信令链路。
（主要是光纤、PCM链路的某一时隙）
2、我国NO.7信令网的三级结构
我国NO.7信令网由高级信令转接点（HSTP）、低级信令转接点（LSTP）和信令点（SP）三级组成。
见教材P31图3.2.1
我国NO.7信令网采用三级结构，第一级为高级信令转接点（HSTP），第二级为低级信令转接点（LSTP），第三级为信令点（SP）,其中HSTP设置在C1和C2交换中心所在地，汇接C1和C2级的信令点的信令业务；LSTP设置在C3点交换中心所在地，汇接C3、C4和C5的信令点的信令业务，我国NO.7信令网的三级结构于意图如下：
3、我国三级信令网的双备份可靠性措施
为了保证信令网的可靠性，提高信令网的可用性，我国的三级信令网采用了如下的双备份措施：
1）第一级HSTP采用两个平行的A，B平面网，在每个平面内的各个HSTP网状相
连。
A平面和B平面中成对的HSTP对应相连。
2）每个LSTP分别连接至A，B平面内成对的HSTP，LSTP至A，B平面内两个
HSTP的信令链路组之间采用负荷分担方式工作。
3）每个SP至少连至两个STP（LSTP或HSTP），若连接HSTP，应分别连至A，B
平面内成对的HSTP。
SP至两个HSTP的信令链路组间采用负荷分担方式工作。
SP连至LSTP的信令链路组间也应采用负荷分担方式工作。
4）每个信令链路级中至少应包括两条信令链。
5）每个双备份的信令链应尽可能采用分开的物理通路，其优先选择的顺序为：
1．分开的实体路由。
例如两条不同实体路由的光缆，或者采用不同的传输手段，
如一条为光缆，另一条为数这微波。
2．采用同一实体路由中同一种传输手段的不同系统。
例如同一管道中的不同光
缆或者不同波道的微波系统。
3．同一载体中的不同系统。
例如同一光缆或者同一波道中的不同PCM系统。
6）两个信令点间话路群足够大时，设置直达信令链，采用直联方式。
第四章消息传递部分
§4．2信令链路功能级
二、信令单元基本格式
信令单元是NO.7信令系统中传送信令信息的数据包，由第二功能级处理，采用可变长度形或和整数个八位位组，共定义了三种类型的信令单元，它们是：
1）消息信令单元（MSU：
MesssageSignalingUnit）：
用来运载高层（用户部分或信
令网管理功能）产生的信令消息；
2）链路状态信令单元（LSSU：
LinkStateSignalingUnit）：
用来传送链路状态信息；
3）插入信令单元（FISU：
Fillen-InSingnalingUnit）：
在无MSU和LSSU可发时发
送，以使链路维持同步工作状态。
三种类型的信令单元格式如图
F：
标志码
SF：
状态字段
BSN：
后向序号
FSN：
前向序号
FIB：
前向表示语比特
BIB：
后向表示语比特
SIO：
业务信息八位码组
SIF：
信号信息字段
CK：
校验码
LI：
长度表示语
各字段含义如下：
1．标志码（F）
标志码是信令单元的定界标志，一个标志码既可以表示某信令单元的结束，也可以表示另一个信令单元的开始。
采用规定的二进制编码01111110。
2．度表示语（LI）
指示信令单元携带的净荷（payload）长度，即长度表示语之后、校验码之
前的八位位组的数目。
该字段由6比特组成，编码范围0-63，根据其编码可以区分不同类型的信令单元；
LI=0插入信令单元（FISU）
LI=1或2链路状态信令单元（LSSU）
LI>2消息信令单元（MSU）
当MSU中的净荷长度大于62个八位位级时,LI取值63。
3.业务信息八位码组（SIO）
SIO又可分为业务表示语（SI）和子业务字段（SSF）两部分,其结构如图4.2.3如示.
信令单元基本格式：
1、F（FLAG）：
信令单元的空界标志，2个信号单元之间允许插入任意多个标志，当信令系统收到连续多个标志时，将不对此比特流进行处理，其作用是在过负荷的情况下
降低的处理工作量。
若某标志后面紧邻字节不再是标志字段，则称其为起始定界标志（OPENINGFLAG），它表示一个新的信号单元的开始。
2、CK（检错码）：
采用16位循环冗余码，用以检测信号单元传输过程中产生的误码。
3、LI（信号）：
单元长度指示码，其值等于LI字段之后至CK字段之前的八位位组数，由LI的值即可区分信号单元的类型，即FISU的LI=0，LSSU的LI=1或2，MSU的LI>2。
4、SIO（业务指示八位位组）：
它只用于MSU，用指示消息类型，第三级据此将消息分配给相应的功能模块，同时它还指示这是国际网还是国内网消息。
三、信令链路功能级的主要功能
1、信令单元的定界和定位
通过标志码可以定界信令单元，在信令单元的开始和结束位置，都应有一个标志码存在，一个标志码，既可以作为一个信令单元的开始标志，也可以同时作为一个信令单元的结束标志。
在链路负荷较重时，允许只发送标志码来维持链路同步工作状态，而不再发送插入信令单元。
标志码采用固定编码01111110。
由于该编码作为信令单元的定界标志，因此，为了避免在信令单元内部信息传输时出现相同的编码（伪编码），采用“0”比特插入方法，即在发送端，对不包含标志码的信令单元内容进行检查，如发现已经连续发送了5个“1”比特，就在其后插入一个“0”比特；在接收端，对检出标志码后的单元内容进行检查，如发现已经连续发送了5个“1”比特，就去除后面跟随的“0”比特。
2、差错校正
NO.7信令系统提供两种差错校正方法：
基本差错校正方法和预防循环重发校正方法。
根据信令传输环境决定采用哪种方法，在陆上信令链路中，时延小于15ms，采用基本差错校正方法，我国国内的信令链路普遍采用此方法，当传输时延大于15ms或使用卫星链路时采用预防循环重发方法。
§4．3信令网功能级
一、信令消息处理
（1）信令消息处理（SMH）功能的作用是保证源信令点的某个用户部分发出的信令消息能准确地传送到所要传送的目的信令点的同类用户部分。
信令消息处理可以分成三个子功能，分别是消息分配、消息识别和消息路由，如图
4.3.1所示
1．路由标记
路由标记（ROUTINGLABLE）位于消息信令单元的信令信息字段（SIF）
的开始位置，按发送方向分别是DPC，OPC和SLS。
2．消息识别功能
消息识别（MDC：
MessageDiscrimination）是在信令点从信令链路功能级接
收到一个消息信令单元后的处理方法，根据消息的路由标记中的目的信令点编码（DPC）判定本信令点是否为消息的目的地，若是，则交给消息分配功能；否则交给消息路由功能转发出去。
3．消息分配功能
消息分配（MDT：
MessageDistribution）是信令消息的目的信令点收到消息
后的处理功能，根据消息识别功能送来的信令单元中的业务信息八位位组（SIO）的编码来确定消息所属的用户部分，并传递给相应用户部分。
4．消息路由功能
消息路由（MRT：
MessageRouting）功能是根据信令单元的路由标记中的目
的信令点编码和信令链路选择码（某些情况下也可能使用业务信息八位位组），选择一条合适的信令链路将信令消息发送出去，使其正确到达目的信令点。
1、消息识别：
据DCP来判定该消息的终点是否是本信令点，还是要经本信令点转接。
2、消息分配功能：
据SI来是判定是送到第三级的消息，还是送到第四级某一模块去的消息：
当一个消息到达某一信令点时，首先执行消息识别功能，将收到的DPC与接收点本身的编码进行比较，若一致，则是本信令点的，接着执行消息分配功能，若不一致,则不是到本信令点，须经过本信令点转接要执行消息路由功能。
3、消息路由功能：
据SI、DPC、SLS来选择到达某一目的地路由中的一条信令链，具体步骤是：
①据SI选择该业务使用的路由表若不同用户部分使用统一的路由原则，则可省略。
②据DPC选择到达目的地的链路组。
③据SLS选择这一链路组中的一条链路。
二、信令网管理
1.信令业务管理
信令业务管理（STM）功能是指将信令业务从一条信令链路或路由转到一条或多条不同的链路或路由；或在信令点拥塞的情况下暂时减少信令业务。
（1）倒换
当信令链路由于某种原因由可用变为不可用时，信令业务管理功能将启动倒换过程，其目的是尽快将不可用信令链路上的信令业务转移到一条或多条替换链路上，而且尽量保证消息不发生丢失、重复和错序。
倒换过程可以在不可用链路所属链路组内进行，也可以在替换链路组内进行。
根据信令网的状态，采用的倒换可能是正常的倒换过程，也可能是紧急倒换过程或时间控制的倒换过程。
（2）强制重选路由
当某信令转接点无法到达某一目的信令点时，它应通知其邻近信令点，相邻信令点收到这一通知后应启动强制重选路由过程，将去往该目的信令点的信令业务从不可用的信令路由上尽快转移到一条或多条替换路由，而且尽量保证消息不丢失、不重复或不错序。
对于此邻近信令转接点而言，由于无法到达某目的信令点，它将舍去已存在待发缓冲器和重发缓冲器中的到这个目的信令点的信令消息，因此强制重选路由过程存在信令消息丢失的可能性。
（3）受控重选路由
当去某目的信令点的信令路由由不可用状态恢复到可用状态时，将启动受控重选路
由过程，以恢复信令传递的最佳路由。
该过程的功能是将当前由替换路由传送的，本应由恢复了信令路由承担的信令业务转回，并尽量减少信令消息的顺序出错，因此，受控重选路由包括一个时间控制的信令业务转移过程。
2.信令路由管理
1）禁止传递过程
当一个信令转接点需要通知其相邻点不能通过它转接去往某目的信令点的信令业务时，将启动禁止传递过程，向邻近信令点发送禁止传递消息，消息的格见图4.3.11。
其中目的地字段指明不可到达目的地信令点的编码。
消息的传送可以使用任何可利用的信令路由。
5）信令路由组测试过程
信令点使用此过程，向邻近信令转接点发送信令路由组测试消息，测试去某目的地的信令业务是否能够被转发。
如在执行禁止传递过程后，信令路由组没试消息由相应的控制过程每隔30s以上向邻近信令点发送一次，直到收到指明目的地变为可达的允许传递消息为止。
路由组测试消息的格式见图4.3.12
3.信令网管理综合举例
当信令链路D—B出现故障时，使信令转接点STPB不能到达信令点SPD。
信令链路两端的信令点或信令转接点各自执行不同的过程；①信令SPD将执行倒换过程，由于没有信令链路传送倒换消息，所以此时执行的是时间控制的倒换过程，即经过一定时延后，直接将原来通过STPB转发的信令业务发往替换链路C—D，SPD的所有信令业务全部经STPc发送；②同时STPB向邻近信令点SPA发送禁止传递消息，③SPA收到此消息后执行强制重选路由过程，使得SPA发往SPD的信令业务全部经STPC转发，而不再实行故障前的负荷分担分方式。
在此之后，④SPA还应周期性地向STPB发送信令路由组测试消息以便及时得到STPB的状态信息。
（分四步）示意图见4.3.13（b）
第五章电话用户部分
§5.1电话用户消息的格式
1．标记
标记是一个信息术语，每一信令消息都含有标记部分，消息传递部分根据标记来选择信令路由。
电话用户部分则用标记来识别信令消息与哪个呼叫有关。
电话用户消息的标记由目的地信令点编码（DPC）、源信令点编码（OPC）及电路编码（CIC）三部分组成，国内NO.7信令网中电话标记格式见图5.1.2
§5.2常用电话信令消息的作用
一、国际网和国内网通用信令消息
1、初始地址消息（IAM）
初始地址消息是为建立呼叫而发出的第一个消息，它含有下一个交换局为建立呼叫、确定路由所需的全部地址消息。
2、后续地址消息（SAM和SAO）
后续地址消息是在IAM或IAI后发送的地址消息，用来传送的电话号码。
3、成组发送方式和重叠发送方式
成组发送方式是指在IAM（或IAI）中一次将被叫用户号码全部传送。
重叠发送方式是指在IAM（或IAI）中发送部分被叫的电话号码，剩余的电话号码可由SAM或SAO消息传送。
4、一般向后请求消息（GRO）和一般前向建立消息（GSM）
5、地址全消息（ACM）
6、后向建立不成功消息组（UBM）
7、应答信号
8、后向拆线信号（CBK）
9、前向拆线信号（CLF）
10、主叫挂机信号（CCL）
11、释放监护信号（RLG）
12、电路复原信号（RSC）
§5.3信令传送程序
一、分局至分局/汇接局的直达接续
1、呼叫遇被叫用户空闲的接续
信令程序如图5.3.1所示。
这是市话分局至分局的呼叫，采用成组发送方式，当主叫所在分局接收到主叫用户所拔电话号码时，经字冠分析为本地网内不同局之间的呼叫，将选择一条至被叫所在分局的中继电路，当收齐被叫号码后，用初始地址消息一次将主叫用户类别、说明地址性质等信息的消息指示语及被叫用户的全部号码送往被叫所在分局，被叫分局经分析发现是终接呼叫且被空闲，就发送地址全消息（ACM），通知主叫所在分局，同时在话路上发送回铃音，当被叫用户摘机应答后，被叫所在分局发送应答计费消息至主叫所在分局，主叫所在分局接到ANC消息后接通话路，同时开始启动计费，呼叫进入通话阶段。
当主叫用户先挂机时，主叫所在局发送前向拆线信号通知被叫所在分局，被叫所在分局收到CLF信号后，释放电路，同时用释放监护消息进行响应，该中继话路重新进入空闲状态。
如果是被叫用户先挂机，则来话局发送后向拆线信号通知去话局，去话局收到CBK后发送前向拆线信号，来话局回送RLG信号，中继电路重新进入空闲状态。
2．追查恶意呼叫
图5.3.3给出了分局至分局追查恶意呼叫的信令程序。
去话局用IAM将主民类别、被叫用户号码送往来话局，来话局收到LAM消息后，经字冠分析发现是分局的终接呼叫，进而检查被叫用户的用户数据，发现被叫用户登记有恶意呼叫追查的功能，就发送一般请求消息请求主叫号码。
去话局收到GRQ消息后，发送一般建立消息将主叫号码送给来话局，至此建立呼叫所需信息已全部接叫完毕。
来话局发送地址全消息，当被叫用户摘机后，来话局发送应答计费消息，呼叫进入通话阶段。
在通话阶段或主叫用户挂机30s内，被叫用户按R键或拍叉簧后按“3”以上数字，在来话局将打印输出主叫用户号码、被叫用户号码、呼叫接续的日期及时间，作为追查恶意呼叫的根据。
一、双向电路的同抢处理
双向电路的同抢处理：
NO.7信令方式具有双向电路的工作能力，在双向电路工作情况下有可能出现2个交换局在几乎同时占用一条电路，即一个交换局已经发出初始地址消息后又收到对端发来的初始地址消息，这时就发生了双向电路的同抢。
发生双向电路同抢和以下三个因素有关：
1．NO.7信令数据链路的传播时间；
2．由于传输电路的干扰而造成的消息重发引起的消息延迟。
3．准对应工作方式时信令消息经过STP引起的消息延迟。
这三个时间之和叫做双向电路同抢的不保护时间，该时间越长，同抢的概率越大。
由于双向电路可以提高电路的利用率，特别是在长距离电路时更为明显。
因此，在NO.7信令方式中通常采用双向电路工作方式。
至于同抢的问题可以通过采用一定措施来减少其发生的概率，并在发生同抢后通过同抢处理来解决问题。
1、减少双向同抢的防卫措施
有以下两种方法来减少双向同抢的发生：
（1）方法1
每个终端交换局的双向电路群采用反顺序的选择方法。
信令点编码大的交换局采用从大到小的顺序选择电路，信令点编码小的交换局按照从小到大的顺序选择电路。
（2）方法2
双向电路群的每个交换局可优先接入由它主控的电路群，并选择这一群中释放时间
最长的电路（先进先出）。
另外，可无优先权地选择不是其主控的电路群，在这群电路中选择释放时间最短的电路（后进先出）
第六章信令连接控制部分
§6.1概述
一、SCCP的来源（教材P102）
SCCP的概念：
信令连接部分（SCCP）位于MTP之上，为MTP提供附加功能，以便通过NO.7信令网在电信网中的交换局与交换局，交换局与专用中心之间传递电路相关和非电路相关的信令信息和其它类型的信息，建立无连接和面向连接的网路业务。
应用SCCP功能可在建立或不建立端到端信令连接的情况下，传送ISDN用户部分的电路相关和呼叫相关的信令消息。
二、SCCP的目标（教材P103）
三、SCCP的基本功能
1、附加的寻址功能
2、地址翻译功能
3、SCCP能提供无连接业务和面向连接的业务
无连接业务是用户事先不建立信号的连接就可通过信号网传递信令信息，SCCP的无连接业务相当于数据网数据业务，0类业务不保证消息的顺序传递，1类业务依靠SLS可以保证消息按顺序传到目的地。
面向连接业务是用户在传递数据之前，在SCCP之间交换控制信息，达成一种协议，这个协议包括数据的路由。
传递业务的业务（是2类或3类），还有可能包括传递数据的数量等。
§6.4SCCP的程序
一、无连接程序
1、无连接服务程序采用的消息
无连接服务采用单位数据消息（UDT）或增强的单位数据消息（XUDT）来传送用户数据，UDT消息没有分段/重装功能，当用户传送的数据量大于一个消息信令单元（MSU）所能传送的数据量（约为255个字节）时，就必须采用XUDT消息。
无连接服务允许用户在没有建立信令连接的情况下传送高达2K字节的数据，当用户需传送的数据大于一个消息信令单元所能传送的数据量时，SCCP可以决定用户数据分段，把原来的用户数据块分成较小的数据块，用多个XUDT消息传送，在接收端的SCCP将多个XUDT消息中的用户数据重装后再送给SCCP用户。
如果由于各种原因，造成UDT消息XUDT消息不能传送给用户时，发现消息传送出错的SCCP节点，可以启动消息返回程序，用UDTS或XUDTS消息将消息回送到始发SCCP节点，并说明消息不能正确传送的原因。
第七章事务处理能力部分
§7．1概述
事务处是能力（TC:
TransactionCapabilities）指的是在TC用户和网络层业务之间提供的一系列通信能力。
TC的总目标是为节点之间的信息传递提供手段并对应用提供各自独立的通信服务，目前，在NO.7信令方式中TC只具有OSI的第七层——应用层——的规程和功能，用此也叫做事务处理能力应用部分TCAP。
四~六层还有待研究，在目前只有TCAP的情况下，它可用于支持智能网应用，移动网应用以及网络的运行和管理应用。
§7．2TC的结构及功能
一、TC的基本结构
TC由成份子层和事务处理子层组成，如图7.2.1所示.
成份子层（CSL：
ComponentSublayer）：
成份子层的基本功能是处理成份，即传送远端操作及响应的协议数据单元（APDU）和作为任选的对话部分信息单元。
成份是TCAP消息的基本构件，一个成份对应于一个操作请求或响应。
事务处理子层（TSL：
TransactionSublayer）事务处理子层处理TC用户之间包含成份及任选对话信息部分在内的消息的交换。
从图中可见，TC用户与成份子层之间的接口采用TC原语，成份子层与事务处理子层之间的接口采用TR原语，事务处理子层与信令连接控制部分之间的接口采用N原语。
事务处理子层：
事务处理子层在它的用户（叫做TR—用户）之间提供成分的交换能力；它也提供通过低层网络业务在同层实体之间传送事务处理消息的能力；目前的TR—用户是成分子层。
顾名思义，事务子层的功能就是对本端事务子层、用户和远端事务子层用户之间的信令通信过程；对等CLS之间的通信也就是对等TC用户之间的通信，称为对话；因此，在目前定义的TCAP协议中，事务和对话完全等同，二者具有一一对应的关系。
所谓对话，具体说来就是为了完成一个应用业务的信令过程，二个TC用户双向交换一系到TCAP消息；消息交换的开始、结束、先后顺序以及消息内容均由TC用户控制和解释，事务子层则对对话的启动、保持和终结进行管理，包括对话过程异常情况的检测和处理。
二、成份子层
1、成份类型
成份是用来传送执行一个操作的请求或应答的基本单元。
从操作过程来看，都可以归为下面的五种类型：
（1）操作调用成份
（2）回送结果—非最后结果成份
（3）回送结果—最后结果成份
（4）回送差错成份
（5）拒绝成份
§7.4事务处理能力过程
二、成份子层过程（教材P158，p159图见下）
三、事务处理子层过程（教材P164）
1、事务处理的正常过程
图7.4.7所示出了两个TR用户之间TCAP消息交换的一个例子。
图中，节点A发出Begin消息启动一个事务处理，Begin消息中的源端事务处理ID（OTID）值=X，节
点B发出Continue消息中包含目的地事务处理ID（DTID）和源端事务处理ID（OTID）。
注意，该消息中的DTID的值与Begin消息中的OTID的值相同。
当节点B发出第一个Conti-nue消息对Begin消
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