孫萍

摘要:本文簡(jiǎn)要介紹了No.7信令系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、信令單元格式以及No.7信令的各功能模塊,No.7信令在華為CC08型32模程控交換機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用,并對(duì)各類型的呼叫No.7信令處理過(guò)程做了具體分析,為日常維護(hù)故障準(zhǔn)確定位、分析原因提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:No.7信令功能模塊鏈路 信道利用率

中圖分類號(hào):TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(c)-0019-03

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,我國(guó)數(shù)字化通信技術(shù)和程控交換技術(shù)得到迅速發(fā)展。No.7信令系統(tǒng)是最適于在數(shù)字通信網(wǎng)中采用的公共信道通信技術(shù)。No.7信令從開(kāi)發(fā)至今,受到廣泛的應(yīng)用,它現(xiàn)在已成為現(xiàn)代通信的三大支撐網(wǎng)之一?，F(xiàn)代通信網(wǎng)有數(shù)字同步網(wǎng)、電信管理網(wǎng)和No.7信令網(wǎng)。信道利用率高、傳送速度快、信令容量大、縮短呼叫接續(xù)時(shí)間、信令和話音分開(kāi)傳送等都是No.7信令方式所具有優(yōu)點(diǎn)。No.7信令的使用,將神華準(zhǔn)能公司下屬各露天礦、鐵路的程控交換機(jī)與電信、移動(dòng)、聯(lián)通公網(wǎng)進(jìn)行匯接,大大提高了出局速度,筆者是在一家大型集煤、電、路于一體的國(guó)有企業(yè)單位,采用CC08型32模程控交換機(jī),并且與聯(lián)通、移動(dòng)、電信三種相互獨(dú)立公網(wǎng)連接,均采用的方式便是No.7信令。

1 No.7信令系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

中國(guó)No.7信令系統(tǒng)主要由兩大部分組成:消息傳遞部分(message Transfer Part—MTP)和用戶部分(User Part—UP):

如圖1所示:

其中,用戶部分是多種多樣的信令收發(fā)和處理模塊的總稱。它依據(jù)不同種類的用戶,又分了幾個(gè)子模塊。主要包括“數(shù)據(jù)用戶部分(Data User Part—DUP)”、“電話用戶部分(Telephone User Part—TUP)”、和其他用戶部分。在不同種類用戶的呼叫、通話、接續(xù)過(guò)程中,系統(tǒng)調(diào)用相對(duì)應(yīng)用戶的模塊,這個(gè)時(shí)候他們各相應(yīng)用戶部分所產(chǎn)生的信令都將送到消息傳遞部分MTP,由它在每條信令信息之上添加適當(dāng)?shù)目刂菩畔⒑?經(jīng)交換網(wǎng)絡(luò)及數(shù)字中繼的第16時(shí)隙成包地送往指定的交換機(jī)。在它的相反方向,MTP對(duì)收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析地址,并依據(jù)分析將包中的信令信息傳送給指定的用戶部分。某局當(dāng)并非是數(shù)據(jù)包的宿點(diǎn)局時(shí),MTP就會(huì)選擇適當(dāng)?shù)穆酚杉版溌?將它轉(zhuǎn)發(fā)到信令的宿點(diǎn)局或其它轉(zhuǎn)接局。以上所說(shuō)明的工作過(guò)程,在中國(guó)No.7信令系統(tǒng)本質(zhì)上可看做一個(gè)在邏輯上獨(dú)立的分組交換或數(shù)字通信網(wǎng),其中MTP部分相當(dāng)于交換機(jī),而交換機(jī)他們之間通過(guò)一條或多條64kb/s的數(shù)字信道連接。在通常,這些64kb/s信道固定占有PCM數(shù)字中繼群和電路交換網(wǎng)絡(luò)的第16時(shí)隙。而每一個(gè)用戶部分UP都是信令網(wǎng)的通信終端,這些終端的用戶也就是電路交換機(jī)中的呼叫處理模塊和運(yùn)行、管理、維護(hù)模塊(OA)。

2 No.7信令功能分析

由上圖1便可知道,MTP有以下幾層結(jié)構(gòu):第一層定義數(shù)據(jù)鏈路的物理信道,其系統(tǒng)信息由2M數(shù)字板定義;第二層負(fù)責(zé)資料在信號(hào)鏈路上可靠傳輸,輸入必要的信息如:錯(cuò)誤更正類型,定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)和波特率等;第三層通過(guò)網(wǎng)絡(luò)鏈接實(shí)際路由,用物理分析這個(gè)輸入的信息流進(jìn)。No.7信令的基礎(chǔ)便是部分的MTP,信號(hào)鏈的物理連接,信號(hào)點(diǎn)的設(shè)立和確定,消息的傳遞和發(fā)送、接收、誤碼及差錯(cuò)控制,網(wǎng)絡(luò)的管理和協(xié)調(diào)等功能。

用戶電話的各種信息是儲(chǔ)存在TUP里的,從功能上劃分可以分為呼叫控制類消息、電路管理類消息;從方向上劃分可以分為前向消息和后向消息;包括主被叫地址信息、各種接續(xù)消息、中繼和中繼組信息以及各種功能代碼消息等等。No.7信令屬于公共信道信令,信息信號(hào)通過(guò)專門的鏈路傳輸,因此,對(duì)于從TIS必須由一個(gè)專門的部分來(lái)處理TUP的消息信號(hào)和協(xié)議,這部分稱“TUP協(xié)議機(jī)“,它上接控制和驅(qū)動(dòng)模塊,下接消息傳輸(MTP),負(fù)責(zé)TUP壯態(tài)遷移、消息傳輸以及定時(shí)處理等功能。由于CCITT建議中所規(guī)定的國(guó)際局規(guī)范,國(guó)內(nèi)網(wǎng)的分局或端局的應(yīng)用并不完全適合,因此No.7信令以對(duì)CCITT的狀態(tài)遷移過(guò)程作了相應(yīng)的分解、取舍和整和。經(jīng)測(cè)試和實(shí)際運(yùn)用證明,No.7信令完全符合華為公司CC08型程控交換機(jī)的使用要求。

3 No.7信令單元格式

當(dāng)用戶部分的信令和其他信息以信號(hào)單元的方式在信令鏈路上傳遞。信號(hào)單元由傳送用戶部分產(chǎn)生的可變長(zhǎng)度信令信息字段和消息傳送控制所需要的多種固定長(zhǎng)度字段組成。在鏈路狀態(tài)信號(hào)單元中,信令鏈路終端產(chǎn)生的狀態(tài)字段來(lái)代替信令信息字段和業(yè)務(wù)信息的八位位組。

信號(hào)單元分為以下3種形式:消息信號(hào)單元(MSU)、鏈路狀態(tài)信號(hào)單元(LSSU)和填充信號(hào)單元(FISU),它們由包含在所有信號(hào)單元中的長(zhǎng)度表示語(yǔ)區(qū)分。MSU出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)需要重發(fā),而LSSU和FISU出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)不需要重發(fā)。以消息信號(hào)單元為例在這里說(shuō)明它的基本格式,見(jiàn)圖2。

消息單元格式(MSU)的說(shuō)明:①F:標(biāo)志碼。固定碼型01111110,用于每個(gè)信號(hào)單元的開(kāi)始或結(jié)尾,以識(shí)別起點(diǎn)。②BSN:后向序號(hào);BIB:后向指示比特;FSN:前向序號(hào);FIB:前向指示比特;BSN、BIB、FSN、FIB相互配合,用在基本差錯(cuò)校正法中,完成信令單元的順序控制、證實(shí)、重發(fā)、糾錯(cuò)等功能。③LI:長(zhǎng)度指示碼。用于指示LI與CK間的字節(jié)數(shù),這樣便于區(qū)分三種不同的信令單元。對(duì)于MSU,3≤LI≤63;對(duì)于LSSU,LI=1或2;對(duì)于FISU,LI=0。④SF:狀態(tài)標(biāo)志碼。標(biāo)志本端鏈路的工作狀態(tài),是LSSU的主要組成部分,其編碼的長(zhǎng)度為8或16位,⑤CK:校驗(yàn)碼。

4 No.7信令的各功能模塊

由于我們將No.7信令應(yīng)用在電話網(wǎng)中,故這里只討論MTP和TUP這兩個(gè)功能模塊。

消息傳遞部分(MTP)是No.7信令四級(jí)結(jié)構(gòu)的第一級(jí),可提供一條用一種速率傳送信令的雙向數(shù)據(jù)通路,規(guī)定了該數(shù)據(jù)通路的物理、電氣、功能特性及接入方法。數(shù)字信令數(shù)據(jù)鏈路采用64kb/s的速率,利用PCM一次群的第16時(shí)隙傳輸,CC08型程控交換機(jī)便采用這種方式,當(dāng)然,也可采用其他時(shí)隙。數(shù)字型線路信令利用16時(shí)隙傳送時(shí),每一個(gè)16時(shí)隙負(fù)責(zé)傳送兩個(gè)話路的線路信令,16時(shí)隙與話路有著固定的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,而No.7信令利用16時(shí)隙來(lái)傳送時(shí),只是將組成信令單元的若干個(gè)8位位組,依次插入16時(shí)隙,而16時(shí)隙并不知道傳送的內(nèi)容。即信令與話路沒(méi)有固定關(guān)系,只不過(guò)利用16時(shí)隙作為傳送信號(hào)的載體,是傳送信令的數(shù)據(jù)鏈路,因此,選用哪個(gè)時(shí)隙做數(shù)據(jù)鏈路均可。信令數(shù)據(jù)鏈路與第二級(jí)的連接方式采用半永久連接,通過(guò)交換機(jī)的數(shù)字選擇級(jí)與第二級(jí)相連,局間PCM傳輸系統(tǒng)的任一時(shí)隙可通過(guò)人機(jī)命令確定作為信令鏈路使用。

電話用戶部分(TUP)規(guī)定了有關(guān)電話呼叫的建立和釋放的功能和程序,支持部分用戶補(bǔ)充業(yè)務(wù)。TUP消息MSU格式見(jiàn)圖3:

標(biāo)記部分64bit,其中24bit的DPC為目的信令點(diǎn)編碼,表示信令單元要發(fā)送到的目的地;24bit的OPC為源信令點(diǎn)編碼;

國(guó)內(nèi)網(wǎng)信令點(diǎn)編碼分為3段,如圖4所示。

12bit的CIC為電路識(shí)別碼,用于識(shí)別該MSU傳送的是哪個(gè)話路的信令,即屬于哪條PCM的哪個(gè)時(shí)隙,數(shù)字2Mbit/s中CIC的低5bit表示PCM時(shí)隙號(hào),其余7bit表示DPC和OPC之間的系統(tǒng)號(hào),CIC的最低4bit兼作鏈路選擇字段SLS。并且,為了使標(biāo)記為8bit的整數(shù)倍,在CIC之后又補(bǔ)了4個(gè)0。

標(biāo)題碼中4bit的H0用于識(shí)別消息組,4bit的H1用于識(shí)別具體的消息。消息為可變長(zhǎng)的電話用戶消息,No.7信令的消息種類很多,這里只對(duì)CC08型32模程控交換機(jī)出中繼和入中繼呼叫過(guò)程中常用的消息進(jìn)行分析。分主叫掛機(jī)、被叫掛機(jī)兩種情況(圖5)。

成功呼叫的TUP信令流程:首先被叫所在局接收主叫所在局發(fā)送了IAM或IAI消息,由于被叫的地址信息沒(méi)有在IAM中一次性發(fā)完,其余的由SAO或SAM消息送到對(duì)局。但是,被叫所在局經(jīng)過(guò)分析后發(fā)現(xiàn)接通這次呼叫還需要一些其他的信息,所以,他向主叫所在局請(qǐng)求需要的信息,發(fā)送了GRQ消息,主叫所在局收到GRQ后,便把被叫所在局要求的信息裝在GSM中發(fā)送出去。也就這樣,本次呼叫所需的全部信息都已經(jīng)收齊。被叫所在局根據(jù)收集的這些信息找到了被叫,于是,向主叫局發(fā)了一個(gè)ACM,意思是說(shuō)“被叫已經(jīng)讓我找到并且他空閑”,同時(shí),一方面通過(guò)中繼向主叫放回鈴音,另一方面使被叫振鈴。當(dāng)被叫摘機(jī)后,被叫所在局馬上向主叫所在局發(fā)送ANC來(lái)通知主叫“被叫摘機(jī)了”,于是,主叫與被叫開(kāi)始通話。結(jié)束通話后,主叫掛機(jī),然后主叫所在局向被叫局發(fā)送了CLF,通知主叫已經(jīng)掛機(jī)并且主叫側(cè)已經(jīng)拆線,于是被叫拆線并回送RLG,以表示被叫知道主叫掛機(jī)。到此,一次正常而完整的呼叫正常結(jié)束。

呼叫不成功的TUP信令流程:當(dāng)被叫側(cè)交換機(jī)收全地址信息后,經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)被叫號(hào)碼是個(gè)空號(hào),于是它向主叫的交換機(jī)發(fā)送UNN,主叫側(cè)交換機(jī)收到UNN后前向拆線釋放呼叫。如果被叫用戶處在長(zhǎng)忙或市忙狀態(tài)下,被叫向主叫回送STB或SLB,整個(gè)信令過(guò)程與UNN相同。

匯接呼叫的TUP協(xié)議的信令消息流程:匯接的概念,信令消息可以通過(guò)STP進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)最終到達(dá)目的信令點(diǎn),那么兩個(gè)沒(méi)有直連中繼的交換機(jī)也應(yīng)該可以通過(guò)中間交換機(jī)連接起來(lái),這種交換機(jī)叫做匯接局。由于匯接局要通過(guò)控制中繼電路把主叫局和被叫局的話路連接起來(lái),所以信令消息必送到用戶部分進(jìn)行處理以使電路得到控制。用戶部分根據(jù)收到的信令消息控制連接到主叫所在局的電路,同時(shí),為了控制連接到被叫局的電路,還要發(fā)新的消息到被叫所在的局。STP和匯接只是七號(hào)信令系統(tǒng)根據(jù)需要發(fā)揮了不同的功能而已,它們之間沒(méi)有任何沖突。

匯接時(shí)信令消息的流程(圖6):

還有一個(gè)問(wèn)題要解釋一下。我們上面所講的過(guò)程都是假設(shè)信令消息被對(duì)局正常的接收并被正常的響應(yīng)。那么如果A局發(fā)到B局一個(gè)IAM消息后,B局沒(méi)有及時(shí)響應(yīng),或許是B局的交換機(jī)產(chǎn)生故障或是響應(yīng)的消息中途丟失,那A局該如何處理呢？協(xié)議規(guī)定很多消息在發(fā)出后響應(yīng)消息到達(dá)前都要啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器進(jìn)行保護(hù),如果響應(yīng)消息按時(shí)到達(dá),那么停掉定時(shí)器,一切按照正常流程進(jìn)行;如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到響應(yīng)消息,定時(shí)器就會(huì)超時(shí),交換機(jī)就會(huì)按照協(xié)議規(guī)定的超時(shí)處理流程進(jìn)行處理。這種定時(shí)器保護(hù)對(duì)七號(hào)信令系統(tǒng)正常工作和保證七號(hào)信令系統(tǒng)正常釋放所占用的系統(tǒng)資源是非常重要的。

信令消息解讀:

IAM的初始地址消息,是建立呼叫時(shí)發(fā)出的第一個(gè)消息,含有下一個(gè)交換局為建立呼叫、確定路由所需要的有關(guān)信息,蘊(yùn)含了電路占用的功能。初始地址消息可分為IAM和帶有附加信息的初始地址消息IAI,IAI除了攜帶IAM包含的全部?jī)?nèi)容外,還包含主叫用戶的電話號(hào)碼和原被叫號(hào)碼。

ACM:地址全消息,是后向發(fā)送的消息,用來(lái)表示呼叫被叫用戶所需的全部地址消息已收齊,并可傳送有關(guān)被叫空閑及是否計(jì)費(fèi)等信息。

ANC:應(yīng)答消息,是后向發(fā)送的信號(hào),表示被叫用戶已摘機(jī)應(yīng)答。應(yīng)答信號(hào)包括應(yīng)答、計(jì)費(fèi)消息ANC和應(yīng)答免費(fèi)消息ANN去話交換局在收到應(yīng)答消息后應(yīng)將前向話路接通,執(zhí)行計(jì)費(fèi)的交換局在收到ANC消息時(shí)開(kāi)始執(zhí)行計(jì)費(fèi)程序。

CLF:前向拆線信號(hào),是前向發(fā)送的信號(hào),是最優(yōu)先執(zhí)行的信號(hào),所有交換局在呼叫進(jìn)行的任一時(shí)刻,甚至在電路處于空閑狀態(tài)時(shí),收到CLF信號(hào)都必須釋放電路并發(fā)出釋放監(jiān)護(hù)信號(hào)RLG,以對(duì)CLF信號(hào)作出響應(yīng)。

CBK:后向拆線信號(hào),是后向發(fā)送的信號(hào),表示被叫用戶已掛機(jī)。

RLG:釋放監(jiān)護(hù)信號(hào),是后向發(fā)送的信號(hào),當(dāng)來(lái)話局收到CLF信號(hào)時(shí),應(yīng)立即發(fā)送RLG信號(hào)作出響應(yīng)并釋放電路。

SAO:后續(xù)地址消息(SAM),后續(xù)地址消息是在初始地址消息后發(fā)送的消息,可用來(lái)傳輸剩余的被叫電話號(hào)碼,每次傳一位。

GRQ:一般后向請(qǐng)求消息、GSM:一般前向建立消息,在呼叫建立期間,當(dāng)來(lái)話局需要更多的信息時(shí),可用GRQ消息向去話局發(fā)出請(qǐng)求?？烧?qǐng)求的信息有:主叫用戶地址、主叫用戶類別、原被叫地址等。去話局收到GRQ消息后,用GSM消息將響應(yīng)消息送給來(lái)話局。

SSB:用戶忙信號(hào),在國(guó)內(nèi)網(wǎng)中一般用STB(用戶長(zhǎng)忙)或SLB(用戶市忙)信號(hào)來(lái)代替用戶忙信號(hào)SSB,以便進(jìn)一步說(shuō)明用戶是長(zhǎng)忙還是市忙。

UNN:空號(hào)

呼叫失敗進(jìn)行故障處理時(shí),可啟動(dòng)維護(hù)終端進(jìn)行持續(xù)動(dòng)態(tài)跟蹤,對(duì)此次呼叫做消息分析,查找問(wèn)題的癥結(jié)所在,判斷本局問(wèn)題還是對(duì)端局故障,持續(xù)動(dòng)態(tài)消息跟蹤過(guò)程可存盤保存,待日后查詢及出現(xiàn)同類故障時(shí)快速調(diào)取分析處理。設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)掌握No.7信令常用消息格式及含義,對(duì)提高維護(hù)能力,積累工作經(jīng)驗(yàn)都有益處。

5 CC08型交換機(jī) No.7系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

CC08型32模程控交換機(jī)中實(shí)現(xiàn)No.7功能的硬件包括網(wǎng)板、數(shù)字中繼板、No.7信令協(xié)議板和MPU板。想要實(shí)現(xiàn)No.7功能就要配合相應(yīng)的軟件。No.7信令各功能級(jí)對(duì)應(yīng)CC08型32模程控交換機(jī)各部分硬件的關(guān)系。

如圖7所示。

從對(duì)方信令點(diǎn)來(lái)的No.7鏈路經(jīng)過(guò)TUP板和HW線到達(dá)網(wǎng)板,再經(jīng)過(guò)網(wǎng)板的半永久連接和HW總線連到No.7協(xié)議板。這條通路構(gòu)成了No.7系統(tǒng)的第一功能級(jí),即數(shù)據(jù)鏈路級(jí)。

No.7協(xié)議板完成No.7系統(tǒng)的第二級(jí)功能,即鏈路控制級(jí)。

No.7協(xié)議板通過(guò)內(nèi)部總線與MPU板相連,來(lái)完成No.7系統(tǒng)的第三、四級(jí)功能。

CC08型32模程控交換機(jī)No.7信令協(xié)議板有NO7板和LAPN7板,每塊NO7板最大支持兩條信令鏈路,每塊LAPN7板最大支持四條信令鏈路,目前筆者所在匯接局的信令配置情況是:CC08型32模程控交換機(jī)帶兩個(gè)交換模塊,分別插3塊LAPN7板和兩塊NO7板共提供16條link,現(xiàn)已占用12條,分別去往聯(lián)通、移動(dòng)、露天各局向。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)No.7信令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、單元格式以及No.7信令的各功能模塊,No.7信令在華為CC08型32模程控交換機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用的闡述,以及呼叫過(guò)程消息跟蹤分析,使讀者更加了解相互之間打電話過(guò)程中交換機(jī)與交換機(jī)所要傳遞的信息。現(xiàn)如今,通訊發(fā)展迅速,在傳輸介質(zhì)上光纜正逐步取代電纜,無(wú)論通訊采取什么方式傳輸,作為三大支撐網(wǎng)的No.7信令網(wǎng)都將是其中必不可少的一部分。所以,掌握No.7信令網(wǎng)方面的有關(guān)知識(shí)對(duì)從事通信行業(yè)的人員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,不但可以提高維護(hù)水平,故障處理也會(huì)更加及時(shí)準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊晉儒,吳立貞.No.7信令系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)[M].北京:人民郵電出版社,1998.

[2] 紀(jì)紅.7號(hào)信令系統(tǒng)[M].北京:人民郵電出版社,2001.

[3] 桂海源.程控交換與寬帶交換[M].北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社,2002.

[4] 梁朋.C&C08數(shù)字程控交換系統(tǒng).技術(shù)手冊(cè).華為技術(shù)有限公司.