《交换技术基础》CH4.ppt

Jun-19,,1,交换技术基础 教材：交换技术糜正琨 等编著 清华大学出版社,Jun-19,,2,电信交换,Jun-19,,3,第四章：7号共路信令,7号信令基本概念 消息传递部分 电话用户部分 信令连接控制部分、事物处理部分,Jun-19,,4,4.1 7号信令基本概念,The ITU-T defines signaling as, “The exchange of information (other than by speech) specifically concerned with the establishment, release and other control of calls, and network management, in automatic telecommunications operation.“,Jun-19,,5,摘机,局间信令,用户信令,用户信令,Jun-19,,6,信令分类,Jun-19,,7,七号信令,在交换机间的话音通道和信令通道完全分离（共路信令），从而分成两个分开的通信网。传送NO.7信令的交换设备和传输通道构成了NO.7信令网。信令网叠加在电路交换网之上，传送着控制电路交换网的信息。 七号信令方式采用分组交换原理，将交换机之间的信令表示成消息的形式，把每一个信令消息都作为一个分组（消息信号单元）在信令点之间传送。 七号信令的最大特点：分层的功能结构、消息通信。（P94）,Jun-19,,8,4.1.1 分层协议结构,分层协议概念（P94，图4.1.1) 实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 协议是“水平的”，即协议是控制对等实体（对等层）之间通信的规则。 协议栈 协议的内容：语法、语义、同步。 对等层次上传送的数据，其单位都称为该层的协议数据单元PDU（Protocol Data Unit） 在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务；要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。 服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的，通过原语实现。 层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元SDU（Service Data unit） 同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点 SAP (Service Access Point)。,Jun-19,,9,OSI参考模型各层功能,Jun-19,,10,OSI参考模型各层功能,上述7层结构是基于广域计算机通信提出的一般协议结构，在具体应用时都有不同程度的简化。 在各种通信网中，用户网络接口(UNI)信令一般采用3层结构：物理层、数据链路层、应用层。 网络节点间接口（NNI）信令，即网络信令至少包含4层：物理层、数据链路层、网络层、应用层。,Jun-19,,11,信令数据链路功能 MTP-1,信令链路功能 MTP-2,信令网功能处理 MTP-3,电话用户部分 TUP,ISDN用户部分 ISUP,信令连接控制SCCP,TC应用部分TCAP,智能网 应用部分INAP,移动网 应用部分MAP,操作维护应用部分OMAP,7号信令的分层结构,数据用户部分 DUP,Jun-19,,12,The message transfer part (MTP) was designed to transfer TUP/ ISUP messages between exchanges at the ends of a trunk(trunk-related). The signaling connection control part (SCCP), in combination with MTP provides the transfer of messages that are not related to individual trunks. The combination of MTP and SCCP is known as the network service part (NSP) of SS7, and is the equivalent of layers1,2, and 3 of the OSI (open systems interconnection) protocols in data communication systems.,NSP,Jun-19,,13,4.1.2 七号信令网,电信业务支撑网 专门用于传送七号信令消息的专用数据网。 信令网由信令点SP、信令转接点STP和信令链路Link组成。,Jun-19,,14,信令网组成,SP：信令系统中用于接收和发送信令消息的节点（交换局、网管中心、业务、SSP.） STP：将信令消息从一条信令链路转移到另一条信令链路的信令点（独立型、综合型STP） LINK：NO.7信令系统中两个信令点之间用于传递信令消息的信令通道。（如64Kb/s或2M的数字信令链路、4.8kb/s的模拟信令链路）,Jun-19,,15,信令传送方式,如果两个节点的对等UP或AP间有通信联系，就称这两个节点间有信令关系。 所谓信令传送方式指的是信令消息的传送路径和消息所属信令关系之间的对应关系。 直联式: 在这种方式中, 两个相邻的信令点（SP）直接相连，信令消息通过直接相连的链路传递。 准直联式: 交换机A和B间无直达的信令链路，通过预定的路径传递信令消息， 而A与B间的话路通道为直达路由。,B,A,B,Voice channels,A,Signaling link,C,D,Jun-19,,16,3级结构,LSTP-SP及HSTP-LSTP为星状连接 HSTP之间为网状连接,HSTP主信令区：省、市、自治区 LSTP分信令区：省内每个地区 负荷分担,七号信令网拓扑结构,Jun-19,,17,HSTP 双平面配置 四倍备份：链路冗余、路由冗余,Jun-19,,18,INTS:国际长途局 DC1:直辖市,省会城市长途局 DC2:各市长途局 C:本地网局,信令网和电话网的对应关系,Jun-19,,19,example,Jun-19,,20,国际信令点编码,首先发送比特,中国：4-120-（000111）,国内信令点编码,目前中国电信的信令点编码格式： 主信令区：省、直辖市； 分信令区：地级市； 信令点：本地网中具体的SP,南京长途一局：09-03-01,信令点编码,Jun-19,,21,信令点编码,一个国内网和国际网之间的信令网关（gateway)具有双重身份，分配有一个国内信令点编码和一个国际信令点编码。,Jun-19,,22,路由规划-最短路径： 直联路由、第一、第二等级迂回路由 每个路由可包含多个信令链路组 路由选择-负荷分担 同一等级路由中各个信令链路全部工作，均匀分担信令业务 只有某一等级路由包含的全部信令链路都阻断时，才转为选择下一等级的迂回路由。,信令网路由选择（）,Jun-19,,23,信令链路组：直接连接2个信令点的一束信令链路。 信令路由：一个信令点到达消息目的地所经过的各个信令点的预先确定的信令消息路径。 信令路由组：载送业务到某指定目的地的全部信令路由。,Jun-19,,24,信令网络路由选择示例,STP,SPA,SPB,STP,STP,STP,STP,STP,R1 R2 R3,50%,50%,100%,50%,50%,Jun-19,,25,4.2 消息传递部分（MTP）p103,消息传递部分（Message Transfer Part）的作用是确保消息无差错地由源端传送的目的地，它们只关心消息的传递，并不处理消息本身。 MTP1-信令数据链路功能 MTP2-信令链路功能 MTP3-信令网功能级,Jun-19,,26,MTP1-信令数据链路功能（第一级）,提供一条用一种速率传递信令的双向数据通道,规定该数据通道的物理、电气、功能特性及接入方法 速率64kb/s、2Mb/s高速链 PCM系统有31个时隙可用，原则上每个电路都能传送信令。,Jun-19,,27,MTP2-信令链路功能（第二级),第二级功能提供在信令点间信令消息可靠传递的机制，保证证数据的可靠传递，对消息进行“包装”（帧）。 主要功能包括： 信号单元定界和定位 差错检测 差错校正 起始定位 流量控制 信令链路的误差监视 处理机故障控制,Jun-19,,28,种信令单元（帧）的划分： 消息信令单元（MSU）：用于传递来自第四级（用户级）的信令消息或信令网管理消息。 由第二级产生的链路状态信令单元（LSSU）：用于链路启用或链路故障时，表示链路的状态。 由第二级产生的插入信令单元（FISU）：亦称填充信号单元，用于链路空或链路拥塞时填补位置，并保持信号链路的同步。,七号信令消息格式(P101),Jun-19,,29,Overhead and payload(开销和净荷),MTP 2 Payload,Jun-19,,30,总结时对比用:,Jun-19,,31,信号单元格式,F,CK,SIF,SIO,LI,F,I,B,FSN,B,I,B,BSN,F,8,16,8n(n=2),8,2,6,1,7,1,7,8,F,CK,SF,LI,F,I,B,FSN,B,I,B,BSN,F,8,16,8或16,2,6,1,7,1,7,8,F,CK,LI,F,I,B,FSN,B,I,B,BSN,F,8,16,2,6,1,7,1,7,8,消息信号单元MSU,链路状态信号单元LSSU,填充信号单元FISU,Jun-19,,32,指示信号单元的起点 信号单元的结尾标记符 标记符码型为01111110,标记符（F-FLAG）,F,F,F,F,F,signal units,signal units,signal units,signal units,01111110,start,end,delimitation,Jun-19,,33,避免伪F标志位码-Zero Bit Insertion and Deletion,Jun-19,,34,校验码（CK）：每个信号单元具有用于误差检 测的16比特校验码。,CK-Check bit 的含义,Jun-19,,35,长度指示码（LILength Indication ）,长度指示码（LI）用来指示信令单元所携带的净荷的长度，是用二进制表示的063的数。三种形式信号单元的长度指示码分别为： LI0：填充信号单元（FISU） LI1或2：链路状态信号单元（LSSU） LI2：消息信号单元（MSU） 当消息信号单元中信令信息字段多于62个八位位组时，长度指示码为63。,Jun-19,,36,首先发送的比特,业务信息八位位组（SIO）： 用以识别所传MSU的业务类别和信令网类别,SIO-Service Information Octet 的含义,Jun-19,,37,Bit: DCBA（业务指示码SI） 0000 信令网络管理消息 0001 信令网络测试和维护消息 0010 保留 0011 SCCP 0100 电话用户部分 (TUP) 0101 ISDN 用户部分 (ISUP) 0110 数据用户部分 (messages related to call and circuit) 0111 DUT用户部分 (performance registration and canceling message) 其余备用,Bit: DC（子业务字段SSF） 00 国际网 01 国际备用 10 国内网 11 国内备用 BA 备用,Jun-19,,38,信令信息字段（SIF）：该字段包含要发送的来自高层的信令消息，消息可能来自信令网管理部分和用户部分（TUP、ISUP等）的消息内容。,SIF-Signaling Information Field 的含义,Jun-19,,39,状态字段（SF）：表示链路状态(仅用于LSSU）,SF-Status Field 的含义,F,CK,SF,LI,FIB,FSN,BIB,BSN,F,Jun-19,,40,顺序号（FSN、BSN）,指示比特（FIB、BIB）,FSN( forward sequence number)：前向序号，是本消息的流水号，范围0127 。 BSN( backward sequence number)：后向序号，用于肯定证实，向对方表示已正确收到序号直至BSN的所有消息。 BIB (backward indication bit) ：后向指示位，用于重发请求，也就是否定证实。在正常情况下，BIB的取值始终不变。当某次消息中BIB值翻转（0-1或1-0）时，就表示要求对方重发 。 FIB( forward indication bit)：前向指示位，用于重发指示。在正常情况，前向发送消息中的FIBT取值等于后向接收消息中的BIBR值，其中T和R分别表示发送和接收之意。当对端请求重发时BIBR取反，本端识别FIBTBIBR，于是响应请求予以重发。重发消息中的FIBT随之翻转，恢复关系FIBT=BIBR。,Jun-19,,41,差错校正 (P105),忽视变坏 发现跳号后启动重发校正过程 SU（LSSU、FSU）不占FSN编号 MTP2缓冲器 发送缓冲器（TB） 重发缓冲器（RTB）,Jun-19,,42,初始定位是链路进入业务使用前必须经过的过程,用于初始启用或链路发生故障进行恢复时链路的定位过程.,LSSU-SIO：失去定位状态指示消息 LSSU-SIN：正常定位状态指示消息 LSSU-SIE：紧急定位状态指示消息 LSSU-SIOS：退出状态指示消息,未定位阶段 已定位阶段 验证阶段 定位就绪阶段 正常运行,初始定位(P106),LSSU,FISU,MSU,Jun-19,,43,7th homework(2010/10),补充1 根据MTP-2差错校正原理填入各消息的FSN、FIB、BSN、BIB的数值。,Jun-19,,44,双向，捎带证实,Jun-19,,45,KEY,Jun-19,,46,MTP3-信令网功能级（第三级）,相当于7层结构中的网络层，具体功能： 信令消息处理功能（4.2.2） 消息识别 消息分配 消息选路 信令网管理功能（4.2.3） 信令业务管理 信令链路管理 信令路由管理；,Jun-19,,47,MTP3-Messages,Jun-19,,48,信令消息处理功能（Signaling Message Handling）,SMH Message Discrimination uses the values of SSF and DPC to determine whether a message received from a MTP2 is destined for its signaling point. SMH Message Distribution delivers the messages received from SMH message discrimination to the MTP-user specified by SI . SMH Message Routing selects the outgoing signaling links for outgoing messages (received from the MTP-users in the signaling point) and transits messages (received from SMH message discrimination).,Is for me?,Yes,No,Jun-19,,49,Example of Message Handling,第2级来的消息首先进入消息鉴别功能，判别消息中的DPC是否就是本节点的信令点编码 如是，则送入消息分配功能，根据SI字段将消息分配给相应的用户。 如不是，表示该消息是一个转接消息，则将其送入消息选路功能 ，根据路由表转发该消息。,Jun-19,,50,消息选路,消息选路就是1根据消息目的地确定发送的信令链路，2如果至该目的地的路由含多条信令链路，则应按负荷分担的原则选择链路。 实现消息选路功能是根据预置的路由表查出所选的信令链路的。 路由表的检索项包括：NI（网络指示语）、DPC、SLS。,Jun-19,,51,CIC（Circuit Identification Code）电路标识码,标记型信令：每个信令消息必须包含用来识别属于哪个呼叫连接的标记。 CIC：表示这是关于OPCDPC之间哪一条中继电路的消息。 OPC+DPC+CIC就标识了该信令消息是属于哪一个呼叫连接的。, 高七位表示PCM系统号 低五位表示在该PCM系统中的时隙号,Jun-19,,52,CIC Identifies the Specific Voice Circuit,Jun-19,,53,Combination of DPC/CIC Provide Unique Circuit ID,Jun-19,,54,SLS（Signaling Link Selector）信令链路选择,CIC的最低4位又称作SLS( Signalling link selection)。 选路标记（Routing Label)由：OPC、DPC、SLS构成。 消息选路时首先根据DPC选定路由，然后再根据SLS选定该路由中的具体信令链路。 只要呼叫处理程序选中继时每条中继电路选取的概率相同，那么根据SLS选择信令链路就能保证各信令链路按均匀的负荷分担方式工作。,Jun-19,,55,根据SLS选择信令链路负荷分担,Jun-19,,56,路由表,具体实现时消息选路功能是根据预置的路由表查出所选的信令链路的。 路由表的检索项包括：NI（网络指示语）、DPC和SLS。 路由表原理图中示出国内信令网中（NI=10）发往DPC=10-10-02、SLS=1的消息应由第1链路组的1号信令链路发送。,Jun-19,,57,信令网管理功能（SIGNALING NEWORK MANAGEMENT）,信令业务管理（Signaling Traffic Management） 主要任务是根据信令网网元的状态变化调整信令网的配置，并命令消息路由功能修改路由表 主要工作：故障信令链路的倒换和恢复后的倒回；配置调整的最终结果落实为信令路由的调整。 信令路由管理（Signaling Route Management） 是STP的管理功能。主要任务是将至某目的地的路由变化情况通知其邻接信令点，具体的路由调整由STM完成。 信令链路管理（Signaling Link Management） 管理本信令点所接信令链路的启用、停用和恢复；具体执行由MTP2执行。,Jun-19,,58,倒换、倒回（STM功能1，2）p111,倒换命令消息（COO）和倒换证实消息（COA）。 三个缓冲器：重发缓冲器（RTB）、发送缓冲器（TB）、倒换缓冲器（COB） 消息的唯一参数就是FSNC，表示已经正确收到对端发来的前向序号为FSNC的消息，其作用相当于原链路正常发送消息中的BSN。 执行步骤（P111） 倒回说明消息（CBD）和倒回证实消息（CBA）,当信令链路由于故障、闭塞或阻断成为不可用时，倒换程序用来把该信令链路所传的信令业务尽可能地转移到另外一条或多条信令链路上，在倒换 （回）期间消息不允许有丢失、重复或次序颠倒。,Jun-19,,59,禁止传递、允许传递过程（SRM功能1，2）P113,禁止传递消息（TFP） 允许传递消息（TFA） 禁止传递、倒换和强制重选路由的相互关系。,Jun-19,,60,在电话网应用中，利用MTP传送的信息就是TUP消息。,H0：消息类别 H1：该消息类别中的哪一个消息,4.3 电话用户部分（TUP）,Jun-19,,61,1,2,3,4,8,8,5,用来发送被叫号码,表示呼叫建立失败,应答和挂机信息,呼叫结束时电路释放,Jun-19,,62,注意：,前向释放信号CLF是最优先执行的信号，所有交换局在呼叫进行的任一时刻收到了CLF信号，都必须释放电路和发出释放监护信号(RLG),以对CLF信号作出响应。 主叫挂机信号CCL表示主叫用户已挂机。 在采用被叫控制释放方式时，当主叫用户挂机时，去话局不能发送CLF；此时去话局发送CCL，通知来话局主叫用户已挂机；只有收到来话局发出的后向释放信号（CBK）后，去话局才能发送CLF信号并释放电路。 一般后向请求消息（GRQ）和一般前向建立消息（GSM）总是成对出现的。,Jun-19,,63,拨号.,摘机,振铃,应答,挂机,回铃音,基本呼叫过程,Jun-19,,64,主要信令过程,市话呼叫信令过程 长话呼叫信令过程 119特服呼叫信令过程 恶意呼叫追踪信令过程,Jun-19,,65,市话呼叫信令过程,电路释放方式: 主叫控制复原 被叫控制复原 互不控制复原 主叫控制复原,Jun-19,,66,长话呼叫信令过程,LS,TS,TS,LS,TS,Jun-19,,67,分局到长话局 分局到国际局 长话局间 部分分局到汇接局的汇接接续,分局到分局 部分分局至汇接局的汇接接续 长话局至市话局的直达接续 国际局至市话局,重叠工作方式与成组工作方式,Jun-19,,68,119特服呼叫信令过程,119、110、120等为免费电话：ANN（应答、免