MG003003 SCCP信令原理.docx
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MG003003SCCP信令原理
MG003003
SCCP信令原理
ISSUE1.0
华为技术有限公司
目录
课程说明1
课程介绍1
课程目标1
相关资料1
第1章SCCP协议介绍2
1.1SCCP协议简介2
1.1.1SCCP产生背景2
1.1.2SCCP的应用特点3
1.1.3SCCP提供的网络服务功能4
1.1.4SCCP的寻址选路功能5
1.2SCCP原语结构5
1.3SCCP消息结构10
1.3.1SCCP消息结构10
1.3.2SCCP消息参数12
1.3.3SCCP消息生成及举例20
1.4SCCP重点消息讲解22
第2章SCCP处理过程28
2.1七号的协议层次及SCCP的地位28
2.2SCCP的基本处理流程28
2.2.1SCCP路由功能29
2.2.2SCCP面向连接业务31
2.2.3无连接业务34
2.2.4SCCP管理功能35
2.3SCCP常见出错流程38
小结40
学习指导41
课程说明
课程介绍
本教材对应的产品为：
移动交换机。
本课程将对SCCP信令做详细的讲解，包括SCCP消息结构、消息类型，使学员能够深刻掌握SCCP信令，为够熟练处理日常维护中的相关故障奠定基础。
课程目标
完成本课程学习，学员能够掌握：
●SCCP协议
●SCCP在移动交换机的处理流程
相关资料
第1章SCCP协议介绍
1.1SCCP协议简介
1.1.1SCCP产生背景
在电话应用中，所有信令消息都和呼叫电路有关，消息传输路径一般都和相关的呼叫连接路径有固定的对应关系。
在GSM系统中，不单单要传送与呼叫电路有关消息，还要传送与呼叫电路无关的信令消息（如位置更新、鉴权等），用原来的MTP传送就存在局限性了。
首先，我们知道，MTP是用DPC来寻址的，而DPC用信令点编码来标识，信令点编码有四种方式，国际，国际备用，国内和国内备用，只在所定义的网络内唯一和有效，因此利用MTP不能完成国际漫游用户的位置登记和鉴权等。
其次，信令点编码容量有限，根据CCITT的规定，国际网的信令点编码为14位，这样其所能标识的信令点就十分有限。
还有，SI的编码仅为四位，即只能分配给16个不同的用户部分，不能满足现代通信的需求。
另外，MTP只能实现无连接传输，随着电信网的发展，有时需要在网络节点间传送大量的非实时消息，需要预先建立连接，进行面向连接的传输。
为了解决以上问题，CCITT在1984年提出了一个新的结构分层，SCCP（信令连接控制部分）。
SCCP是基于MTP基础上的，为MTP提供附加功能。
SCCP和MTP合称NSP（网络业务部分）。
SCCP和MTP-3共同位于OSI的网络层。
SCCP（信令连接控制部分）为MTP（消息传递部分）提供附加功能，以便通过七号信令网，在信令网的交换局和专用中心之间建立面向接续和无接续业务来传递信令信息及其他类型信息。
SCCP在信令网中和其它信令功能要素间的关系如图1：
图1SCCP在信令网中和其他功能要素的关系
SCCP部分直接透过TCAP部分对OMAP、MAP、HLR、VLR等用户进行管理，而这些用户通称为SCCP的子系统。
当然这些用户也可以是七号信令网的专用中心。
当两个子系统（可以位于同一信令点，也可以位于不同信令点）之间发生信令关系时，所需传递的信令信息则由SCCP层进行编路然后再传递到对端子系统。
信令信息传递过程中，若发生信令关系的子系统位于相同信令点，信令信息将不经过MTP部分。
1.1.2SCCP的应用特点
•能传送各种与电路无关（Non-Circuit-Related）的信令消息。
如移动用户位置更新、鉴权处理、切换等。
•具有增强的寻址选路功能,可以在全球互连的不同七号信令网之间实现信令的直接传输。
在MTP层只能依靠目的信令点编码进行寻址选路，而引入SCCP层以后，就可以依靠全局码进行寻址选路，大大增强了系统的寻址选路功能。
•除了无连接服务功能以外，还能提供面向连接的服务功能。
这样，能在网络节点间传送大量的非实时消息，进行面向连接的传输。
1.1.3SCCP提供的网络服务功能
SCCP层根据用户对业务的不同需求，提供了4类协议以完成有不同质量要求的用户业务的传递。
0类和1类是无连接型，2类和3类是面向连接型，既0类是基本无连接型业务，1类是有序无连接型业务，2类是基本的面向连接型业务，3类是流量控制型面向连接型业务。
1、无连接型业务
无连接业务类似于分组交换中的数据报（datagram）传送，它不需要预先建立连接（即信令传送路径）。
SCCP能使业务用户事先不建立信令连接通过信令网传递信令数据。
因此在SCCP中提供路由功能，能将被叫地址变换成MTP业务的信令点编码。
无连接业务分为0类和1类：
在0类业务中，各个消息被独立地传送，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1类中，给来自同一信息流的数据信息附上了同一个信令链路选择字段SLS，就可保证这些数据信息经由同一信令链路传送，因此，可按发送顺序到达的地信令点。
无连接型业务每发一次数据，都需要重新选择一次路由。
在GSM系统中NSS内部大量用到了无连接的两类协议，如C/D接口中的位置更新消息和请求路由信息消息都使用的这两类无连接的协议；在A接口的通信中也用到了无连接协议，但只用到了0类协议，如A接口电路复位、电路闭塞/解闭等消息，都使用的是无连接型业务中的0类协议。
2、面向连接型业务
面向连接业务类似于分组交换中的虚电路（VirtaulCircuit）传送，它需要在发送消息前，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送路径，即信令逻辑连接或虚连接。
这种方式适用于传送大量的成批数据。
面向连接服务有两类协议，即2类和3类协议。
它们的共同特点是可以保证消息传送收发顺序一致，可以对长消息分段传送，在接收端重新组装。
此外，在3类协议还具有2类协议不具有的一些特点：
流量控制、加速数据传送和消息丢失及错序检测等功能。
面向连接业务又分为暂时信令连接和永久信令连接。
暂时信令连接指信令连接的建立需要由SCCP用户启动和控制，数据传送完成之后就拆除连接，类似于拨号电话连接；永久信令连接类似于分组交换中的永久虚电路，它的建立和释放用户无法控制，而由本端或远端操作维护功能，或者由节点的管理功能来控制，但两类连接的信令传送过程完全相同。
面向连接业务由连接建立、数据传送和连接释放三个阶段组成。
在GSM系统中，只有在A接口的通信上大量用到了面向连接业务，而且只用到了2类协议，另外，我们前面已经讲过，A接口还用到了无连接业务的0类协议。
1.1.4SCCP的寻址选路功能
SCCP地址有三种类型:
信令点编码（SPC）、子系统号（SSN）和全局名（GT）。
其中，SPC就是MTP地址，它只在所定义的七号信令网内有意义，MTP根据DPC识别目的地并选路，根据SI（业务指示语）识别目的地内的用户。
SSN（SubsystemNumber），称为子系统号，是SCCP使用的本地寻址信息，用于识别同一个节点中的各个SCCP用户。
例如，可用不同的SSN编码表示TCAP、ISUP、MAP等，借此可以弥补MTP消息用户数少的不足，它扩充了SI的本地寻址范围，能够适应未来新业务的需要。
GT，主要在始发节点不知道目的地网络地址的情况下使用。
它一般为某种编号计划中的号码。
由于电信业务的编号计划已经达到国际统一，因此，全局名能标识全球任何一个信令点/子系统。
但MTP无法根据GT选路，因此SCCP必须首先把被叫的GT翻译成DPC或DPC+SSN，才能交MTP发送，同时还要向下一个节点标明GT是基于什么编号计划。
SCCP消息中的主叫地址和被叫地址可以是上述三类地址中的一种或它们的组合，SCCP可根据以下两类地址进行寻址选路:
•DPC+SSN
•GT
如果出现如GT+DPC+SSN这样的地址，SCCP在发送消息时必须向下一个节点指明应根据GT还是DPC+SSN选择路由。
1.2SCCP原语结构
SCCP的设计宗旨是和MTP第三级相结合，提供完善的网络层功能，这也体现了七号信令系统和OSI参考模型会合的趋向，因此，SCCP建议采用了一系列OSI标准的定义方法和术语。
在OSI参考模型里，除了最高层和最低层外，任何一层都可以记为（N）层，其相邻的高层和低层分别记为（N+1）层和（N-1）层。
其中，（N+1）层称为（N）层的用户，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。
所谓服务，就是在（N+1）层的请求下，N层通过N-1层提供的连接，按规定的N层协议和另一网络节点中的对等N层之间通信，从而实现对等N+1层之间的信息交换。
我们可以看出，当N+1层向N层请求服务或N层向N+1层提供服务信息时，服务用户与服务提供者之间要进行一些交互，即在相邻层之间存在层间接口。
在OSI参考模型中，是采用服务原语来定义层间接口的。
SCCP至高层和MTP的业务接口由原语和参数来说明的。
如图2所示。
图2业务原语
OSI规定了四种原语类型:
•请求（Request）；
•指示（Indication）；
•响应（Response）；
•证实（Confirmation）。
他们完整的描述了两个对等N+1层获得一次服务的全过程。
对于SCCP来说，其下层为MTP，相应的原语记为MTP-原语。
其上层为SCCP用户，由于SCCP向用户提供的是OSI网络层功能，因此将SCCP和其用户之间的原语记为N-原语，又称为SCCP用户原语。
图3表示出SCCP层间接口的原语标记方法。
其中SCCP消息就是SCCP对等实体之间的通信信息载体。
图3SCCP的层间接口
以上讲的只是原语的四种类型，一个完整的原语应包括原语名、原语类型和原语参数三个部分。
如图4所示：
图4原语语法结构
其中：
╳：
表示提供业务的功能块；
属名：
即原语名，表示提供何种服务；
专用名：
即原语类型，指出原语流的方向；
参数：
是协议规定的完成该服务所必须的数据。
例如：
信令消息以UDT的形式通过无连接服务协议传送至目的地，目的地SCCP在将此数据传给其用户时，它的单元数据的指示原语就是：
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。
表1.2-1列出了SCCP各类网络服务用到的SCCP用户原语及其适用的协议类型。
原语名
原语类型
协议类别
原语参数
0
1
2
3
N-UNITDATA
请求
√
√
CDACGASEQROUD
指示
√
√
CDACGAUD
N-NOTICE
指示
√
√
CDACGARRUD
N-CONNECT
请求
√
√
CDACGARCSEDS
指示
√
√
QOSUDCI
响应
√
√
RARCSEDS
证实
√
√
QOSUDCI
N-DISCONNECT
请求
√
√
RAREAUDCI
指示
√
√
ORRAREAUDCI
N-DATA
请求
√
√
CRUDCI
指示
√
√
N-DATAACKNOWLEDGE
请求
√
CI
指示
√
N-EXPEDITEDDATA
请求
√
UDCI
指示
√
N-RESET
请求
√
REACI
指示
√
ORREACI
响应
√
CI
证实
√
N-INFORM
请求
√
√
REAQOSCI
指示
√
√
表1.2-1用于网络服务的SCCP用户原语
表示原语参数缩写的含义为：
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UD：
用户数据
其中，N-UNITDATA：
单元数据原语，用于无连接服务方式传送单元数据（UDT）。
N-NOTICE：
通知原语，用于无连接服务时通知消息发送端、目的地或转接点SCCP无法传送该消息。
N-CONNECT：
连接原语，用于建立连接。
N-DISCONNECT：
拆连原语，用于拆除连接。
N-DATA：
数据原语，用于面向连接服务方式传送数据。
N-DATAACKNOWLEDGE：
数据证实原语，用于证实已收到远端请求证实的消息。
N-EXPEDITEDDATA：
加速数据原语，用于3类协议传送紧急的加速数据。
N-RESET：
复位原语，用于3类协议传送连接复位消息，从初始状态开始重新启动流量控制过程。
N-INFORM：
报告原语，用于面向连接服务在数据欢送阶段传送相关的网络或用户信息。
SCCP层与MTP层间的业务接口是通过MTP原语来实现的，有关的MTP原语如表1.2-2所示：
原语
参数
原语名
特定名
MTP-TRANSFER
请求
SCCP消息
指示
MTP-RESUME
指示
受影响信令点
MTP-PAUSE
指示
受影响信令点
MTP-STATUS
指示
受影响信令点
MTP-UPU
指示
受影响信令点
表1.2-2MTP业务原语
其中：
MTP-TRANSFER请求：
SCCP用于接入MTP的信令消息处理功能。
MTP-TRANSFER指示：
MTP的消息处理功能把信令消息传送到SCCP。
MTP-PAUSE指示：
由MTP发送，表明它不能把消息传送到指定的目的地。
MTP-RESUME指示：
由MTP发送，通知用户关于MTP有能力提供到指定目的地的MTP业务。
MTP-STATUS指示：
由MTP发送，通知用户关于MTP只有部分能力提供到指定目的地的MTP业务，此原语还用于通知用户其远端相应的用户可用和不可用的原因。
需要注意的是，不一定每个原语都具有所有四种类型，这取决于具体服务的协议过程。
1.3SCCP消息结构
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。
在本节中，我们先对SCCP消息的消息结构做一个简单回顾，然后对SCCP的消息参数做具体介绍。
1.3.1SCCP消息结构
SCCP消息是封装在MTP的MSU（消息信号单元）中往外发送的，对于MSU而言，SCCP消息就是它的SIF字段。
它由以下几部分组成：
----路由标记
----消息类型
----长度固定的必备项（F）
----长度可变的必备项（V）
----任选项（O）
图5SCCP消息结构
SCCP消息结构如图5所示：
•路由选择标记（Label）：
结构为DPC+OPC+SLS。
•消息类型：
用以识别不同的SCCP消息。
表1.3-1是一些常见消息的消息类型编码：
消息类型
协议类别
编码
0
1
2
3
连接请求CR
*
*
00000001
连接确认CC
*
*
00000010
拒绝连接CREF
*
*
00000011
释放连接RLSD
*
*
00000100
释放完成RLC
*
*
00000101
数据DT1
*
00000110
数据DT2
*
00000111
协议数据单元出错ERR
*
*
00001111
不活动性测试IT
*
*
00010000
单位数据UDT
*
*
00001001
单位数据业务UDTS
*
*
00001010
表1.3-1SCCP常见消息类型及编码
消息解释：
（1）CR、CC完成信号连接的建立。
（2）CREF在信号连接建立的过程中，SCCP中间节点或目的节点没有足够的资源时向源节点发出的信号。
（3）DT1、DT2、ED信号连接成功后用来传递数据的几种消息。
（4）RLSD、RLC数据传递后释放信号连接。
（5）检测出任何协议错误是发送ERR；IT用于检测信号连接两端是否工作。
（6）UDT、UDTS是无连接业务消息。
UDT用来传递无连接业务数据。
UDTS是向起源点发送，指明UDT不能到达目的地原因。
•长度固定的必备部分：
即该消息所有固定长度的必备参数。
•长度可变的必备部分：
即该消息所有可变长度的必备参数。
•任选部分：
即该消息所有的任选参数。
1.3.2SCCP消息参数
SCCP消息共有17种参数，表1.3-2给出所有参数名、编码及其在各种消息类型种的包含关系。
表中，M表示必备参数，O表示任选参数。
参数字段消息类型
消息
参数名编码
UDT
UDTS
CR
CC
CREF
RLSD
RLC
DT1
DT2
AK
ED
EA
RSR
RSC
ERR
IT
目的地局部引用号
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
00000001
源端局部引用号
M
M
M
M
M
M
M
00000010
被叫地址
M
M
M
O
O
00000011
主叫地址
M
M
O
00000100
协议类别
M
M
M
M
00000101
分段/重装
M
00000110
接收消息序号
M
00000111
顺序/分段
M
M
00001000
信用量
O
O
M
M
00001001
释放原因
M
00001010
诊断
M
O
O
O
00001011
复位原因
M
00001100
错误原因
M
00001101
用户数据
M
M
O
O
O
O
M
M
M
00001111
拒绝原因
M
00001110
任选参数结束
O
O
O
O
O
O
00000000
表1.3-2SCCP消息参数
参数解释：
（1）目的地局部引用号和源端局部引用号
只用于面向连接服务，是信令连接段的目的地和源端SCCP用来标识该连接段的内部号码，在连接建立时由两端的SCCP独立分配。
以后的数据传送消息就以此引用号指示传送路径。
参数长度是3个八位位组。
全1码保留。
（2）被叫地址和主叫地址
用于识别目的地和起始信令点和用户部分。
对于无连接消息来说，它们表示SCCP消息的目的地和始发点；在面向连接服务中，它们只用于连接建立和连接确认消息，表示信令连接（不是信令连接段）的终点和源点。
它们是可变长参数。
用户地址由以下单元按次序构成：
地址表示语；信令码；子系统号；全局码。
地址编码形式如图6：
地址表示语
地址
八位位组2-n
图6 地址编码形式
其中，地址指示语指明地址字段中包含哪几类SCCP地址，编码形式如图7所示：
7
6
5
4
3
2
1
0
备用
路由表示语
全局码表示语
子系统表示语
信令点表示语
图7 地址表示语
其中：
☞信令点表示语（比特0）：
1表示包含信号点，0表示未包含信号点。
☞子系统表示语（比特1）：
1表示包含子系统号，0表示未包含子系统号。
子系统号用来识别SCCP用户功能，它是一个八比特编码，其意义如表1.3-3：
00000000
子系统号不知或没有使用
00000001
SCCP管理
00000010
备用
00000011
ISDN用户（ISUP）
00000100
操作维护管理部分（OMAP）
00000101
移动应用部分（MAP）
00000110
归属位置寄存器（HLR）
00000111
访问位置寄存器（VLR）
00001000
移动交换中心（MSC）
00001001
设备识别寄存器（EIR）
00001010
鉴权中心（AUC）
00001011
ISDN新增业务
00001100
智能应用部分（INAP）
表1.3-3sccp子系统编码分配
☞全局码表示语（比特2~5），全局码有以下四种形式，如表1.3-4：
0000
不包括全局码
0001
全局码只包括地址性质表示语
0010
全局码只包括翻译类型
0011
全局码只包括翻译类型、编码计划、编码设计
0100
全局码只包括翻译类型、编码计划、编码设计、地址性质指示语
0101~1110
国际备用
1110~1111
扩充备用
表1.3-4GT码类型编码分配
关于各类GT码的结构如下所示:
8
7
6
5
4
3
2
1
O/E
地址性质指示码
第2地址信号
第1地址信号
…….
填充码（若需）
第N地址信号
表1.3-51类GT码
8
7
6
5
4
3
2
1
翻译类型
第2地址信号
第1地址信号
…….
填充码（若需）
第N地址信号
表1.3-62类GT码
8
7
6
5
4
3
2
1
翻译类型
编号计划
编码方案
第2地址信号
第1地址信号
…….
填充码（若需）
第N地址信号
表1.3-73类GT码
8
7
6
5
4
3
2
1
翻译类型
编号计划
编码方案
备用
地址表示语
第2地址信号
第1地址信号
…….
填充码（若需）
第N地址信号
表1.3-84类GT码
在上述结构中,各部分意义为：
地址性质指示码指明该GT码的属性,具体编码
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