北邮-通信网规划理论 第七章 智能网与信令网规划

2003 01 03 1 第七章 智能网与信令网规划 2003 01 03 2 信令网的概念 信令过程是交换局之间 交换局与用户之间传送用于建立和释放呼叫等的控制信号 以便完成用户间通信的正常接续的过程 交换局为完成特定信令方式的传递与控制所实现的功能实体 称为信令系统 国际信令系统已从No 1逐步发展到No 7系统 2003 01 03 3 No 7信令系统的概念 No 7信令系统是一种国际通用的 标准化的 先进的公共信道信令系统 它是针对数字交换系统而设计的 具有传递速度快 信息容量大 应用范围灵活等优点 并具有多种功能的业务支持能力 目前No 7信令系统已超越了其他各种信令系统而处于主导地位 成为PSTN PLMN ISDN IN等网络的信令支撑系统 2003 01 03 4 No 7信令系统的发展 未来基于电路交换方式的网络 将仍然继续采用No 7信令系统 随着网络向宽带网演进的需要 现有No 7信令网将与宽带网络的信令互通 可有两种方法 通过信令网关实现协议的转换 然后与宽带IP网互通 与宽带ATM网络互通 对现有的STP改造使其能转接ITU T的B ISUP 或继续采用现有ATM论坛的系列标准 PNNI B ICI等 通过信令网关进行转换 这取决于国家采用的技术体制 2003 01 03 5 我国No 7信令网的结构 目前我国No 7信令网采用三级结构 第一级为高级信令转接点 HSTP 负责转接它所汇接的第二级LSTP和第三级SP的信令消息 采用独立型信令转接点设备 第二级为低级信令转接点 LSTP 负责转接它所汇接的第三级SP的信令消息 可采用独立式信令转接点设备 也可采用与交换局合设的综合式信令转接点设备 第三级为信令点 SP 是信令网传递各种信令消息的源点或宿点 由各种交换局和特种服务中心组成 2003 01 03 6 No 7信令系统的工作方式 根据话音通路和信令链路的关系 可用三种工作方式 直联工作方式 两交换局之间的信令消息通过一段直达的公共信道信令链路来传送 而且该信令链路是专为连接两个交换局的电路群服务的 因此 信令链路和话路群都终接于两个交换局 准直联工作方式 两交换局之间的信令消息通过两段或两段以上串接的公共信道信令链路来传送 并且只允许通过预定的路由和信令转接点 STP 全分离工作方式 两交换局之间的信令消息按No 7信令网的路由选择原理和规则通过信令网中任一可用的信令链路来传送 2003 01 03 7 我国No 7信令网的连接方式 我国信令网的网路组织由跨城市的长途信令网和大 中城市的本地信令网组成 信令网中信令节点的连接方式是 HSTP间采用A B平面连接方式 A或B平面内部各个HSTP用网状相连 A和B平面间成对的HSTP相连 LSTP通过信令链至少要连接至A B平面内成队的HSTP 并且信令链路组间采用负荷分担方式工作 SP至少连至两个STP 若连至HSTP时 应分别固定连至A B平面内成队的HSTP SP至两个HSTP或两个LSTP的信令链路组间采用负荷分担方式工作 2003 01 03 8 我国No 7信令网结构及组织 HSTP HSTP HSTP A平面 HSTP HSTP HSTP B平面 LSTP LSTP SP SP SP LSTP LSTP LSTP LSTP SP SP SP 大城市本地信令网 2003 01 03 9 我国No 7信令网中的链路 A链路 SP至所属LSTP的信令链路 B链路 不同STP配对间的信令链路 C链路 同一STP配对间的信令链路 D链路 LSTP至HSTP间的信令链路 E链路 SP至非本区LSTP间的信令链路 F链路 SP至SP间的信令链路 2003 01 03 10 No 7信令网规划的内容 信令网现状和存在的问题分析 No 7信令网建设发展和扩容规划 各种信令链路需求预测 得出各规划期信令准直联网的网络及网点的设置 进行信令网的组织结构规划 建设实施安排 投资估算和经济分析 2003 01 03 11 No 7信令网发展规划的总原则I No 7信令网发展规划中应注意保持网络结构的相对稳定 尽量在原有组织的基础上进行扩容 当必须增加新的STP时 应尽早确定网络结构 避免以后大量的网络调整工作 未来信令网是直联与准直联混合的结构 新建的信令链路以准直联为主 接入准直联信令网的信令点 应是网络中的一些重要节点 包括目标交换局 业务网关等 各信令点提供准直联链路的终端应具备较高的处理能力 2003 01 03 12 No 7信令网发展规划的总原则II A链路组可只设置一条信令链路 移动交换局应就近接入LSTP对 针对智能网节点等特殊的信令点 当信令业务量过大时 可以因如高速信令链路 但要从全网的角度综合考虑 对于PSTN ISDN业务 在信令业务量过大的信令点之间可设置直联信令链路 随着智能网SSP布点的广泛性 智能业务尽量通过准直联信令网转接 近期应陆续完成ISUP信令替代TUP信令的工作 由此信令负荷将有相应的增加 信令链路与所能承载的电路数量要相应调整 2003 01 03 13 No 7信令网发展规划的总原则III 多个网络运营商之间的信令信息通信近期宜采用直联方式 当两个运营商之间开通有基于SCP之上的新业务 如智能网业务 需要信令网互通时 要过渡到STP互联的准直联方式 近期应开展No 7信令与IP协议转换的试验 最好能将信令网关合设在STP中 以节约投资 面对宽带网的发展 如果我国的宽带信令标准采用B ISUP 则还要考虑STP的升级改造 应同步地建立起No 7信令网的网管系统 并逐步提供标准的Q3接口 2003 01 03 14 信令链路的计算I 作为消息传递部分MTP第一级的信令数据链路 是一条传输信令的双向传输通路 由两条反方向 同速率的数据通道组成 它是No 7信令系统四级功能结构中的第一级 数字信令链路中 目前规定采用64kb s的速率 其连接方式有两种类型 由数字传输通路和数字交换块组成 即通过数字选择级半永久地连接至信令终端 由数字传输通路和接口功能设备组成 实际上是通过时隙接入设备连至信令终端 2003 01 03 15 信令链路的计算II 若按照话路与信令链路的对应关系 可以有三种工作方式 对应工作方式指信令链和话路群一一对应 终接于两个交换局及其SP之间 这时的链路称为直联信令链路 准对应工作方式是指两局的信令消息须经由STP通过两段或多段信令链来传送 这时的链路称为准直联信令链路 全分离工作方式尚未建议使用 2003 01 03 16 PSTN信令链路的计算I 计算公式 根据 No 7信令网技术体制 的规定 一条64kb s的信令链路可以控制的业务电路数为 C 业务电路数 A No 7信令链路正常负荷 Erl link 暂定为0 2Erl link T 呼叫平均占用时长 s e 每中继话务负荷 Erl ch 可取0 7Erl ch M 为一次呼叫单向平均MSU数量 MSU 数量 MSU call L 平均MSU的长度 b MSU 2003 01 03 17 PSTN信令链路的计算II 参数取值 对于独立的STP设备 一条信令链路正常负荷为0 2Erl 最大负荷为0 4Erl 当信令网支持IN MAP OMAP等功能时 一条信令链路正常负荷为0 4Erl 最大符合为0 8Erl 对于电话网用户部分 TUP 的信令链路负荷计算 作为普通呼叫模型涉及的参数作以下取定 呼叫平均长度对长途取90s 市话取60s 单向MSU数量长途取3 65MSU call 市话取2 75MSU call MSU平均长度对于长途呼叫取160bit MSU 对本地呼叫取140bit MSU 2003 01 03 18 PSTN信令链路的计算III 经验数值 根据以上参数取值 按公式可计算得到 本地电话网中一条信令链路在正常情况下可以负荷本地呼叫的2850条话路 在长途自动呼叫时一条信令链路正常情况下可以负荷2818条话路 此数值未考虑信令网支持ISDN 智能网 移动网及信令网管理等业务 此外要考虑信令网的安全性 因此每一条信令链路负责的电路数应按不大于2000话路来计算 2003 01 03 19 PSTN信令链路的计算IV STP设备的处理能力 作为信令转接点STP设备的处理能力 或者信令网的业务流量基本单位 习惯均是以每秒可以处理或者流过的消息信令单元数量来表示 可按下式计算 M STP每秒可处理的消息信令单元数量 Y STP所承载的话务量 Erl M 一次呼叫单向平均MSU数量 MSU call T 呼叫平均占用时长 s 2003 01 03 20 PSTN信令链路的计算V A链路数量 计算A链路数量时 首先取话务流量比例和直联链路负荷比例 见下表 2003 01 03 21 PSTN信令链路的计算VI A链路数量 从上表中 首先可以计算出总话务量 Y 总话务量 UC 市话用户数 EC 市话用户每线话务量 UR 农话用户数 ER 农话用户每线话务量 2003 01 03 22 PSTN信令链路的计算VII A链路数量 A链路数量的计算公式 Y LSTP需承载的话务量 P 补差系数 取为1 8 2 0 A No 7信令链路正常负荷 Erl link T 呼叫平均占用时长 s M 为一次呼叫单向平均MSU数量 MSU 数量 MSU call L 平均MSU的长度 b MSU 2003 01 03 23 PSTN信令链路的计算VIII A链路的负荷能力 2003 01 03 24 PSTN信令链路的计算IX A链路数量取定 参照上表 若按一条64kb s信令链路控制的电路数应不大于2000条 每条电路负荷以0 7Erl计 考虑 各类信令点的信令链路数的取定见下表 2003 01 03 25 ISDN的信令链路 ISDN用户呼出的业务 采用ISDN用户部分 ISUP 信令方式 普通电话业务仍然可以采用TUP方式 要求各SP点的信令终端可以实现在同一条信令链路传送TUP和ISUP两种信令消息 ISUP信令网主要以准直联方式组建 仅在业务量很大的ISDN局间设置直联信令链路 在组网初期 ISDN交换局之间会在同一条信令链路提供TUP ISUP两种信令方式 ISDN交换局与PSTN交换局之间仍可用TUP信令方式 2003 01 03 26 ISDN信令链路的计算 ISDN交换局之间 ISDN局与PSTN局之间的信令链路设置主要由信令业务流量决定 每条信令连路正常负荷为0 2Erl 最大负荷为0 4Erl 每线忙时话务量对BRI取0 14Erl B PRI取0 6Erl l 局间中继电路负荷取0 7Erl trunk 平均占线时长取90s 每呼叫双向平均消息个数取7 3MSU call 每消息长度取280bit MSU 话务流量比可按PSTN中流量比取值 2003 01 03 27 移动通信网的信令链路 GSM信令网的建设采用了独立组网的方式 但GSM信令网与固定网信令网在分级结构 信令链路安排 统一编号 直至网络的表示语等都是相同的 GSM的信令点SP接在GSMNo 7信令网中的LSTP和HSTP 分别与移动话路网的MSC TMSC2 TMSC1的服务范围基本一致 这两个信令网的信令点具有相同的网络结构 因此PLMN的信令链路计算可以仿效PSTN信令链路的计算方法 2003 01 03 28 GSM信令网的结构 佛山LSTP1 深圳LSTP1 广州LSTP1 惠州LSTP1 江门LSTP1 深圳LSTP2 广州LSTP2 汕头LSTP1 B面 A面 广州HSTP1 广州HSTP2 省际HSTP 佛山本地网 顺德本地网 中山本地网 珠海本地网 云浮本地网 肇庆本地网 江门本地网 阳江本地网 茂名本地网 湛江本地网 东莞本地网 深圳本地网 清远本地网 韶关本地网 广州本地网 惠州本地网 汕尾本地网 潮州本地网 汕头本地网 揭阳本地网 梅州本地网 河源本地网 移动数据网 2003 01 03 29 B链路的设置 目前多数LSTP对间未开设B链路 所有跨分信令汇接区及出省的信令业务均通过HSTP转接 这使HSTP的压力较大 也导致信令转接次数的增加 因此 对于信令业务流量较大的LSTP对间应开设一定数量B链路 且最好是高速信令链路 2003 01 03 30 D链路的计算公式 D链路主要负责分信令汇接区之间长途信令业务以及出省信令业务的转接 D链路数可按照下式进行计算 Y 所承载的转接话务量 A No 7信令链路正常负荷 Erl link T 呼叫平均占用时长 s M 为一次呼叫单向平均MSU数量 MSU 数量 MSU call L 平均MSU的长度 b MSU 2003 01 03 31 D链路的计算 由于固定长途业务中 同时有PSTN和ISDN的业务 它们有不同的参数取值 代入相应的数据 可得到 2003 01 03 32 智能网的概念 智能网IN是利用集中的业务逻辑和集中的数据库对业务进行集中控制 其目的是为多种网络提供新业务 包括PSTN N ISDN GSM CDMA IMT 2000 IP和B ISDN等 智能网的优势在于能够快速灵活地生成 提供和管理新业务 ITU T的建议中 将智能网划分为8个阶段 每个阶段都具有后向兼容性 2003 01 03 33 现阶段的智能网 目前已开通的智能网大多属于CS 1阶段 一般智能网由SSP SCP IP SDP SCE SMP SMAP构成 SSP具有呼叫处理和业务交换功能 按SCP的指令进行接续及计费 SCP负责控制智能业务的执行 SDP负责存储业务执行过程中所需要的业务和用户数据 IP负责提供专用资源功能 SCE负责生成智能业务 SMP和SMAP负责业务管理 用户数据管理和网络管理 2003 01 03 34 智能网的构成 2003 01 03 35 我国固定智能网的组织结构 SMP SCE SCP SDP SCP SDP SCP SDP SCP SDP No 7准直联网 SSP IP SSP IP SSP IP Tm LS TS PSTN或PSPDN DCN 北京 北京 上海 广州 成都 No 7信令网链路 数据链路 2003 01 03 36 固定智能网建设规划建议I 统筹考虑国家智能网 省内智能网和本地网智能网 智能网节点配置建议 用于国家智能网和省内智能网的SCP主要分布于省会 业务量很大的本地网也可单独设置SCP SMP则集中在省会 全省实现集中管理 每个本地网至少具备一个SSP SSP SCP SMP的建设应根据本省业务量发展的需要 未来全省智能网设备节点应有显著增加 对经济发达的城市交换机进行SSP的升级和扩容 2003 01 03 37 固定智能网建设规划建议II SCP的规划与建设 对于业务量较大的智能网业务 设立单独的SCP SCP与SDP逐步分离 SCP可根据需要转移到业务量大的本地网内 对于业务量较小的地区 可合设SCP 并考虑SCP SDP合设 对于省内智能网业务量很大的地区 可以在本地设立SCP SDP 但业务管理由省局统一进行 2003 01 03 38 固定智能网建设规划建议III SSP的规划与建设 SSP不分国家网 省内网和本地智能网 任何一个SSP都必须具备转接国家智能业务 省内智能业务和本地智能业务的能力 所有的智能网设备都必须满足统一的设备规范和INAP信令规范 各本地网根据本地所有的智能业务需求统一规划好SSP的布点和建设 加大SSP的建设力度 对智能业务量大的地区尽可能把SSP下移到本地汇接局或端局 设立独立的IP SSP的建设应以升级原有交换机的方式为主 新建交换机原则上要求同时提供SSP功能 2003 01 03 39 固定智能网建设规划建议IV 智能网的发展有赖于No 7信令网的全面支撑 因此在制定智能网规划时 必须同时考虑No 7信令网的建设 准直联No 7信令网络是比较理想的IN支撑系统 因此准直联No 7信令网的信令业务不再单纯是电话业务 其建设规模还要满足IN的发展需要 不同运营商智能网的互联将逐步过渡到通过CS 2实现 兼顾国家 省内和本地智能网的需要 同步建立与智能网相配套的统一计费结算系统和营业系统 2003 01 03 40 固定智能网建设规划建议V 充分考虑智能网的发展趋势 近几年 在继续开发CS 1阶段业务的同时 应启动研究CS 2 CS 3阶段的业务 在规划期内 智能网在网络的逻辑结构上仍保持不变 SCF SSP SRF SMF等功能模块会随着网络的演进和技术的发展而发生变化 SCF将会向目标网络中的业务服务器方向演变 SSF逻辑上将会是一种业务交换节点 物理上会包括在现有交换机 ATM交换机 路由器交换机和媒体网关等设备中 SRF应根据不同的业务应用增加相应的资源 SMF的功能向更加灵活和个性化的方向发展 2003 01 03 41 固定智能网业务预测基础数据I 200业务的基础数据 每中继电路的业务量为0 7Erl trunk 过荷能力为35 X 25网数据包长度为512bit 链路利用率50 SSP和SCPNo 7信令链路平均负荷各0 4Erl SSP和SCP间呼叫的消息数量为15MSU call和100bytes MSU 省外漫游时通过X 25网传递的平均包数量为5pack call 2003 01 03 42 固定智能网业务预测基础数据II VOT和MAS业务 取平均业务量 按10000呼 日万户 每天有8个忙时计算 WAC业务 按4 5呼 秒万线计算 省内800业务 十五期间取260呼 日万户 每天有10个小时的忙时计算 2003 01 03 43 智能网日业务量的计算 智能网业务量按日业务量的通用计算公式为 A 该种智能业务的日业务量 呼 日 U 固定网用户总数 万户 使用该种智能业务用户占普通电话用户的比例 该种智能网业务按每万户每日的呼叫量 呼 日万户 2003 01 03 44 200业务量的计算 对于200业务 我国常以全年内用200卡拨打长途电话的张数与用常规电话拨打长途电话的张数之比 来表示 这时200的年业务量用下式表示 A200 200业务的年张数 万张 年 N 长话的年张数 万张 年 全年内用200卡拨打长途电话的张数与用常规电话拨打长话的张数之比 建议在 十五 期间取3 0 5 0 2003 01 03 45 智能网业务量统一计算方法 智能网各种业务统一采用以下业务量计算单位 每忙秒试呼次数 CAPS CallAttemptsPerSecond 单位为call s 智能网业务量的统一计算公式 或以每日呼叫量表示 U 固定网用户总数 万户 使用该种智能业务用户占普通电话用户的比例 每