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。