SS7详解指南二

五、消息传送部分（Message Transfer Part）

消息传送部分(MTP)分成三层：

1．MTP Level 1

   相当与OSI的物理层，定义了数字信令链路的物理、电器及功能特性。物理接口包括E-1 (2048 kb/s； 32 64 kb/s channels)，DS-1 (1544 kb/s；24 64 kp/s channels)， V.35 (64 kb/s)，DS-0 (64 kb/s)，及 DS -0A (56 kb/s)。

2．MTP Level 2

    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）。

    一个SS7的消息称为一个信令单元（SU：signal unit).。信令单元有三种格式：填充信令单元（FISU： Fill-In Signal Units)、链路状态信令单元（LSSU：Link Status Signal Units)及消息信令单元（MSU： Message Signal Units)  (如图 4)。

 

                          图 4. SS7 信令单元

 

当信令链路上没有消息(MSU或LSSU)可传时在链路上就双向的不间断的传送填充信令单元（FISU)。 FISU 中只承载level 2的消息(如对端信令单元接受证实信号)。信令链路两端的信令点不停的校验每个FISU的CRC校验码以检测信令链路的通信质量(注意：在日本有所不同，信令点是通过检测标志位（Flag）来检测信令链路的通信质量的而非FISU的CRC)。FISU发送的间隔是预先确定的，如每150 毫秒)。

    链路状态信令单元(LSSU) 在链路的两端发送一或两个字节（octets 8-bit bytes)的链路状态信息。链路状态用于两端协同控制链路，还可以向对端信令点指示出本信令点的状态（如处理损耗）。

    消息信令单元 (MSU) 的信令信息字段（SIF：signaling information field)承载了所有的呼叫控制、数据库查询及响应、网络管理、网络维护数据。网络使用MSU中的路由标签（routing label）将消息从源信令点到其目的地信令点。

  长度指示（LI：Length Indicator)的值指示了消息单元的类型：

 

LI 的值	信令单元类型
0	填充信令单元 (FISU)
1..2	链路状态信令单元 (LSSU)
3..63	消息信令单元 (MSU)

图 5. 消息类型及长度指示值

 

        6 bits 的长度指示（LI）的值从0到63。如果在LI之后、CRC之前的字节数少于63，LI就是这个字节数；反之LI的值就是63。LI为63代表的意义是消息的长度等于或大于63（最多273 字节)。信令单元长度最大为279字节： 273 字节 (数据) + 1 字节 (flag) + 1 字节(BSN + BIB) + 1字节 (FSN + FIB) + 1字节 (LI + 2 bits spare) + 2 字节 (CRC)。

同步标志位Flag
        标志位（flag）指示了新信令单元的开始及上个信令单元的结束（如果有的话）。标志位的值是“0111 1110”。当传送信令单元时，MTP Level 2 会在出现连续5个1的序列后加个0，以除去假标志位。当接受到信令单元并除去标志位，MTP Level 2 会在出现连续5个1的序列后去除一个0，恢复原始的数据。通过这样的方法，除去了信令单元中的重复标志位。

后向序列号（BSN：Backward Sequence Number)
         后向序列号（BSN）用于信令单元的接受证实，向对端信令点确认相应信令单元已正确接受。 BSN中就是其证实接受的信令单元的序列号。(参见下面对FIB的描述)

后向指示比特（BIB：Backward Indicator Bit)
        后向指示比特（BIB） 当被置位时即向对端指示了一个负（错误）的证实信号。(参见下面对FIB的描述)

前向序列号（FSN：Forward Sequence Number)
        前向序列号（FSN）是信令单元的序列号。(参见下面对FIB的描述)

前向指示比特（FIB：Forward Indicator Bit)
        FIB 和BIB一样用于出错时恢复之用。当一个信令单元准备传送时，信令点将其FSN（forward sequence number) 加1 (FSN = 0..127)，同时CRC (cyclic redundancy check)也重新计算并加在前向消息之后。当接受到消息后，接受端首先校验CRC码，然后将其FSN号复制入准备向源端发送的下个后向消息的BSN字段。如果CRC校验正确，后向消息即被发送；如果校验出错，在发后向消息之前，信令点会将BIB置位以表示一个负（错误）指示。源点接受到这个负指示标志后，它会将从出错的消息序列号开始的所有消息重新传送，并且这些消息的FIB为1。

        由于7 bit 的FSN 的值是0~127，所以信令点在接受到第一个证实消息前，能连发最多128个消息。BSN 号指示了对端正确接受的最后一个消息的序列号，它证实了序列号BSN之前的所有消息已正确接受。如果信令点在收到消息其BSN=5之后又收到消息BSN=10（而且BIB未置位），则后个消息表示了FSN从6到9的消息也都正确接受了。

业务信息段（SIO：Service Information Octet)
        MSU 中的业务消息段SIO 由4 bit子业务字段和 4bit业务指示组成。FISU和LSSU并不含有SIO。    子业务字段subservice field 包括了网络指示（国内或国际）以及消息优先级（0~3，3级别最高）。 消息优先级只在网络拥塞发生时使用，并不影响正常时消息传送时的顺序。在网络发生拥塞时，低优先级的消息会被丢弃，如信令链路测试消息比呼叫建立消息具有更高的优先级。

业务指示service indicator 表示MTP上层使用者类别（如图 6），依此对SIF中的数据进行解码。

Service Indicator	MTP 使用者类别
0	信令网管理消息（ SNM ： Signaling Network Management Message)
1	一般维护消息（ MTN ： Maintenance Regular Message )
2	特殊维护消息（ MTNS ： Maintenance Special Message )
3	信令连接控制部分（ SCCP ： Signaling Connection Control Part )
4	电话用户部分（ TUP ： Telephone User Part )
5	ISDN 用户部分（ ISUP ： User Part)
6	数据用户部分 ( 电话及电路相关消息 )
7	数据用户部分 ( 简易的登记 / 取消消息 )

图 6. 业务指示字段

 

信令消息字段（SIF：Signaling Information Field)
       MSU 中的SIF字段包含有路由标签（routing label ）和信令数据（如SCCP、TCAP及ISUP信令的数据），而这两者LSSU和FISU都不具有。对于路由标签的细节，请参考下面对于MTP Level 3 的描述。

循环冗余校验码（CRC ：Cyclic Redundancy Check)
       CRC 码是用于对传输是产生的错误进行检错及纠错的。参考上面关于BIB中的描述。

 

3．MTP Level 3

   MTP Level 3 在7号信令网中的信令点之间提供了信令传输的路由功能。它相当于OSI的网络层。

   MTP Level 3 根据信令消息单元中SIF字段的路由标签来提供路由功能。路由标签由目的地点码（DPC：destination point code)、源点点码（OPC： originating point code)及链路选择参数（SLS： signaling link selection)组成。点码是在7号信令网中唯一的标识每个信令点的数字地址。信令消息中的目的地点码指示出消息的目的地信令点，而SIO中的业务指示字段指示了该信令单元由那个用户部分接受解码（如ISUP、SCCP）。如果某信令点具有信令转接功能（如STP）而它又接收到一个信令消息是发往其他信令点的，那么这个信令将被转发。出局链路的选择是根据DPC和SLS，ANSI的路由标签使用7个字节，而ITU-T的为4个字节（如图 7）。

 

图 7. ANSI 及ITU-T 各自的SIO、SIF定义

 

       ANSI的点码使用24比特（3字节）；ITU-T 的点码一般使用14比特。正是由于这个原因，ANSI及ITU-T的信令网之间的信令交换必须通过一个转换器，可以是网关STP、协议转换器或具有两种格式点码的信令点。(注意：中国使用的是24比特 ITU-T 的点码，这种格式和以上提到的两种格式都不兼容。) 由于ANSI及ITU-T上层协议的实现方法不一样，所以这两种信令网之间的互连很复杂。

    ANSI的点码由网络号、集团号及组员编码组成（如245-16-0)。每个号都是一个字节， 8 比特，其值从0到255。Telcos with large networks have unique network identifiers while smaller operators are assigned a unique cluster number within networks 1 through 4 (e.g., 1-123-9). 网络号0不使用，255保留做见将来使用。

    ITU-T的点码格式是纯粹的二进制数，它可以被分割为地域编码、网络号及信令点识别码。例如点码5557 (十进制)可以分割为2-182-5 (二进制 010 10110110 101)。

 

链路选择参数（SLS ：Signaling Link Selection )
    出局链路的选择是根据DPC和SLS，SLS 有以下功能：

·         保证信令消息的先后顺序。以同样的SLS发送的两个消息总是先发先到，后发后到，先后顺序不变。

·         在所有可用的链路上平均分担流量。从理论上将，如果应用层以正常的时间间隔发送消息，并且循环的使用SLS值，这些流量在链路组中的所有链路上是平均分配的。

在ANSI信令网上，SLS字段最初为5比特（32种可能值）。当一成对的链路组且各有两条链路时（总共有四条链路），就需要8个SLS的值以使流量在这些链路上平均分配。

但随着网络的发展，链路超过了4条时，就会出现一些问题。在使用5 比特SLS情况下，对于一成对的链路组且各有五条链路（总共有十条链路），3个SLS值对应了8条链路，还有4个SLS值对应了余下的2条链路，导致了分配的不平均。为了避免这样的情况发生，ANSI及BELL实验室都采用了8比特的SLS（256个值）以使链路上的分担更为平均。

 在ITU-T 实际实现方法中，把SLS作为MTP消息中的信令链路码（signaling link code）。在ITU-T电话用户部分消息中，一部分的电路识别码（CIC）就存储在了SLS字段中，换句话说，也就是SLS使用了部分的电路识别码。

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。对于这个，就不做详细讨论。

MTP Levels 2 和Levels 1 能被ATM (Asynchronous Transfer Mode)代替，这是一种使用固定的53字节长度信元的简单宽带协议。MTP Level 3 到ATM的接口使用ATM信令适配层（SAAL：Signaling ATM Adaptation Layer)。这个接口现正在研究之中。