SS7详解指南一

SS7 详解指南

一、概要

7号信令（Common Channel Signaling System No. 7）是由ITU-T（International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector）制定的全球电信业的标准。这个标准指定了在PSTN中各个网络点通过数字信令网交换信息的过程及协议。使用这些协议，使的有线及无线呼叫的建立、路由及控制更为有效。ITU 制订的SS7 考虑到了各国使用的不同规范，如在北美使用的 American National Standards Institute (ANSI) 和 Bell Communications Research (Telcordia Technologies) 标准，还有在欧洲使用的European Telecommunications Standards Institute (ETSI) 标准。

    7号信令协议及信令网的设计是为了以下目的：

·         基本呼叫的建立、管理及拆除；

·         无线业务（例如个人通讯服务PCS ），无线漫游，移动用户身份鉴定；

·         本地可移植号码（local number portability  LNP) ；

·         免费业务(800/888) 及长途有线业务 (900)；

·         增强呼叫功能，例如呼叫转移、主叫号码显示及三方通话等；

·         使全球化通讯更为有效及安全；

 

二、几个SS7的概念：

1．信令链路（Signaling Links）

    SS7 的消息是通过网络点之间的56/64Kbps 的双向通道传送的，这些通道就叫信令链路（signaling links）。信令的传输使用的是专门的信令通道（带外信令out-of-band）而非话音通道（带内信令in-band）。和带内信令相比，带外信令提供以下特性：

·         更快的呼叫建立 ( 带内信令使用的是多频信号音) ；

·         提高话音电路的使用效率；

·         支持智能网业务的与电路无关的网络信令，例如数据库的查询等；

·         对于不稳定的网络以更好的控制；

2．信令点（Signaling Points ）
    在7号信令网中每个信令点都以一个唯一的数字信令点码来标识。每个信令消息中都使用了这个点码以表示这个消息传送的源点及目的地点。信令点都使用一个路由表来为每个消息选择适合的路由。

在7号信令网中有以下三种信令点： (如图. 1):

·         SSP ( 业务交换点 Service Switching Point)

·         STP ( 信令转接点Signal Transfer Point)

·         SCP ( 业务控制点Service Control Point)

                        图 1 . 7 号信令点

业务交换点（SSP）是发起、接受或转接呼叫的交换局。 SSP 通过向其他SSP发送相应的信令消息来实现完成一个呼叫所需要的建立、管理及释放话音电路等功能。SSP也可以向一个中央数据库（信令控制点 SCP）发送查询消息来获得响应的路由信息。 (例如查询如何转接800/888 等呼叫)。 而当业务控制点（SCP）受到SSP发出的对于一个用户拨号查询消息就回返回一个消息，里面包含了用户拨号所对应的路由号码。当主路由全忙或者主路由上的呼叫在一定时间内无响应时，SSP会使用备用路由来转接信令。各种呼叫的信令过程应网络及业务的不同而不同。

信令点之间的网络信息流量通过一个叫STP 的包交换局来转接及路由。STP 点通过信令消息里的路由信息来转接每个消息到相应的信令链路上。STP担当的是一个网络路由器的功能，所以它使得每个SP之间无须建立直达信令链路，提高了网络的利用率。STP 能实现全球号码翻译（global title translation），通过这个技术，能从信令消息中的数字信息中翻译出目标信令点编码。(比如电话卡号码、800号码、移动用户识别码)。 STP点还可以担任防火墙的功能，过滤转接的信令消息。

由于7号信令网对于呼叫处理是很重要的，SCP及STP都成对配置，而且位于不同的物理位置，这样当其中一个出现问题时，网络还能正常通信。信令点之间的信令链路也是成对配置，信息流量平均分配在一个链路组的若干链路上。如果某个链路出错了，那么流量会在组中其他正常的链路上重新分配，保证网络通信不中断。7号信令系统提供了纠错及重传功能以保证在信令点或信令链路出错情况下还能提供不间断的网络服务。

 

三、7号信令链路类型

   各条信令链路根据各自在SS7网中起的不同作用分为不同的类型： "A"到"F"

图 2. SS7 信令链路类型

 

A 类链路	"A" (access) 类链路连接信令终结点（ SSP 或 SCP ）到 STP 。在 A 类链路上只传送信令终结点发出或发到信令终结点的消息。
B 类链路	"B" (bridge) 类链路连接了两个不同的 STP 。一般来说，四条 "B" 类链路就在对等的（或主要的）的 STP 之间建立互连 ( 例如：互连两个不同网络的 STP 点 ) 。 "B" 类链路和 "D" 类链路之间的区别很晦涩，所以这样的链路可以称之 "B/D" 类链路。
C 类链路	"C" (cross) 类链路将两个提供相同功能的 STP 点互连使之成为互补的一对。 "C" 类链路只有在由于链路错误使得 STP 到目的信令点无路可走时使用。有一点要注意：和 STP 点相比， SCP 点虽然也会成对配置以提高可靠性，但没有类似的连接以使两个 SCP 成为一对。
D 类链路	"D" (diagonal) 类链路以四链路方式（如图 2 ）连接了主 STP （网间网关）和次级 STP （本地或地区性）。在同一个网络内 STP 也以四链路“ D ” 类链路连接。 "D" 类链路和 "B" 类链路之间的区别很晦涩，所以这样的链路可以称之 "B/D" 类链路。
E 类链路	"E" (extended) 类链路将 SSP 连接到备用的 STP 点。当 SSP 点无法连接到其主 STP 时（通过 "A" 类链路），就使用 "E" 类链路使用备用 STP 。 "E" 类链路一般并不提供，除非在设计网络时认为如此额外的开支能带来很高的可靠性。
F 类链路	"F" (fully associated) 类链路连接了两个信令终结点（如 SSP 或 SCP ）。如果网络中有 STP ， "F" 类链路一般并不使用。只有当网络中没有 STP 时，才使用 "F" 类链路将信令终结点直连。

 

四、7号信令协议栈

7 号信令协议的软硬件可分成多个抽象的功能块：层。 这些层的定义和 ISO 定义 OSI 7 层参考模型的对应并不紧密。

图 3 . OSI 7 层参考模型和 7 号信令的协议栈

 

消息传送部分（MTP :Message Transfer Part ）

    7 号信令的消息传送部分 (MTP) 分成三个部分，最底的一层是 MTP Level 1 ，相当与 OSI 的物理层。 MTP Level 1 定义了数字信令链路的物理、电气及功能特性。物理层接口包括： E-1 (2048 kb/s; 32 64 kb/s channels) ， DS-1 (1544 kb/s; 24 64kb/s channels) ， V.35 (64 kb/s) ， DS-0 (64 kb/s) ，以及 DS -0A (56 kb/s) 。 MTP Level 2 为在链路上传送的消息提供了准确、安全的点到点传输， Level 2 提供了流量控制、消息顺序确认及检错功能。当信令链路上发生错误时，若干消息会被重新传送。 MTP Level 2 相当于 OSI 的数据链路层（ Data Link Layer ）。 MTP Level 3 在 7 号信令网中为消息的传送提供路由功能。当有链路发生故障， MTP Level 3 会将故障链路上的流量转移到其他链路上，在网络中发生拥塞时 MTP Level 3 也会控制流量。 MTP Level 3 相当与 OSI 的网络层（ Network Layer ） 。

 

· ISDN 用户部分 (ISUP :ISDN User Part)

    ISDN 用户部分 (ISUP) 定义了用以在局间建立、管理及释放用户电路（电路上承载在语音及数据业务）所用到的各项规范。 ISUP 既可以用于 ISDN 呼叫，也适合普通呼叫。但局内呼叫并不使用 ISUP 。

 

· 电话用户部分(TUP :Telephone User Part)

    在有些国家（如中国及巴西），一般的呼叫建立及拆线使用 TUP 信令。 TUP 只用于模拟用户，在很多国家， TUP 已被 ISUP 代替。

 

· 信令连接控制部分（SCCP ：Signaling Connection Control Part )
    SCCP 在 MTP Level 3 上提供了面向连接及无连接的网络业务及 global title translation (GTT) 功能。全局码（ global title ） 是能被 SCCP 翻译成目的地点码及子系统号的一个数字地址（如 800 号码、电话卡号码及移动用户识别号等）。子系统号标识（唯一得）了目的信令点上应用层的一个对象。 SCCP 是 TCAP 业务的传输层。

 

· 事物处理应用部分（TCAP ：Transaction Capabilities Applications Part)

     TCAP 为应用层提供了电路无关性消息的传送机制，它使用了 SCCP 的面向无连接业务。 SSP 及 SCP 点之间的查询及响应都使用了 TCAP 消息。举个例子： SSP 点发送了一个 TCAP 查询给 SCP ，查询 800/888 所对应的路由号码，或者核实电话卡用户的个人识别号（ PIN ）。在移动网络中 (IS-41 或 GSM), 用户身份验证、设备鉴别及漫游等功能就是在移动交换局及数据库间互传 MAP （ Mobile Application Part) 消息来实现，而 MAP 消息的传送需通过 TCAP 实现。

 

· 操作维护管理部分（OMAP ：Operations, Maintenance and Administration Part ) 及ASE
    OMAP 及 ASE 是为将来的使用而设计的。当前 OMAP 业务只用来校验路由数据库及测试链路故障。（见SS7详解指南二）