SS7信令系统.doc

1、第一课 为什么要使用 SS7 信令系统?SS7 信令属于公共信道信令，其信令系统独立于话音系统，信令消息完全数字化，采用数据包方式发送数据。信令链路具有握手，检验，差错控制，拥塞控制，冗余备份等能力。下图是 SS7 信令系统示意图。下面图示 SS7 信令系统的呼叫流程：交换局收到电话用户拔的被叫号码，它就形成一个 IAM 消息，IAM 消息是一个呼叫发起消息，消息里包含有主被叫号码，传输能力，电路标识等信息， 并把这一消息发向被叫交换局。 被叫交换局收到主叫交换局发来的 IAM 消息，查询被叫电话状态，若这时被叫用户正忙，则向主叫交换局发回 REL 消息，REL 消息包含了拆线原因：被叫用户忙

2、。主叫交换局向主叫送忙音，呼叫不能建立。这种情况下不需要占用任何中继设备。 若这时被叫用户闲，则被叫交换局向主叫交换局发回地址全（ACM）消息，ACM 消息表示：所有必需的地址信息（主被叫号码）己经全部收到，己向被叫振铃，向主叫送回铃音。被叫用户摘机，则被叫交换局向主叫交换局发回应答（ANM）消息，ANM 消息指示：被叫用户己摘机，双方将要进入通话状态，计费马上要开始。 主叫交换局收到被叫交换局发来的 ANM 消息，确认呼叫进入通话状态，双方进入通话状态，开始计费。通话过程中没有 SS7 消息传递。 通话结束被叫挂机，被叫交换局向主叫交换局发挂机信号 REL 消息。 主叫交换局收到被叫交换局发

3、来的 REL 消息后，向被叫交换局发出释放监护消息（RLG） ，各汇接交换局及被叫交换局拆线，释放所有有关资源。主叫交换局向主叫用户送忙音，呼叫结束。 SS7 信令的优势由于呼叫建立，释放的速度快，大大提高了中继的利用率。由于呼叫建立快，电话用户使用时不用等候，提高了用户的满意度。新业务扩展容易，如： 主叫显示 无线自动漫游 800 号可携带电话号码 本地可携带电话号码 由于 SS7 网络是独立的数据网，支持全球性的网络连接和数据库访问。 问题及解答A. 为什么 SS7 信令网建立呼叫要比传统的一号信令网快？因为 SS7 信令是公共信道信令，信令传送采用独立于话音的全数据化通道，数据包的传送速

4、度在毫秒级以内。而传统一号信令是随路信令，信令传送通过话音通道内的双音频信号携带，发送每一位号码大约需要 0.25 秒，若以主被叫号码七位计算，建立呼叫需要 4至 5 秒。所以在建立呼叫方面 SS7 信令要比一号信令快得多。 B. SS7 号信令网除了建立呼叫快外，比传统一号信令网还有哪四个优势？见：SS7 信令的优势。 2.1 SS7 信令系统筒介由于随路信令系统传送速度慢，信息容量小，在通话期间不能传送信令，无法扩展新的通信业务，不能满足现代通信网对信令系统的要求。随着信通技术的发展，出现了公共信道信令技术。公共信道信令技术的基本特征是将通话信道和信令信道分离，在单独的数据链路上以信令消息

5、单元的形式集中传送信令信息。SS7 信令就是公共信道信令。在中国国内 SS7 信令被叫作 No.7(读作七号) 信令。 SS7 信令系统是国际电信联盟（ITU）的标准，在国际上大部份国家得到了应用，是目前通信领域应用最广的信令系统。 SS7 信令系统能满足多种通信业务的要求，当前的主要应用有： 传送电话网的局间信令。 传送电路交换数据网的局间信令。 传送综合业务数字网的局间信令。 在各种运行，管理和维护中心传递有关的信息。 在业务交换点和业务控制点之间传送各种控制信息，支持各种类型的智能业务。 传送移动通信网中与用户移动有关的各种控制登记信息。 2.2 SS7 信令网概述 SS7 信令网是用于

6、传递通信消息的数据网络，它由许多各种信令点和连接信令点的链路构成。 信令网的节点叫信令点（SP） 。所有信令点都能接收消息并判断这一消息是发给本节点还是汇接到别的信令点。这种决定可以由交换设备完成，也可由一台附属计算机完成。 信令点间传送信令的通道叫链路，链路是双向的，同时具有发送和接收消息的能力。 SS7 信令网通过数据包发送消息，这些消息可以是：呼叫建立消息，电路管理消息，网络管理消息，也可以是数据库访问消息或远端功能调用消息。在本课程的开头，我们用图解来说明 SS7 信令网呼叫建立和拆除的消息流程。呼叫建立也包括数据库的访问，比如由被叫号码查找路由信息。SS7 信令网提供消息汇接功能，能

7、根据数据库中地址把消息发往相应的地方。有些消息用于维持 SS7 信令网的连接和运行，比如：网络某部分链接中断时的路由重选消息。2.3 信令点（SP）信令点是 SS7 信令网中处理控制消息的节点，产生消息的信令点为该消息的源信令点，接收消息的信令点为该消息的目的信令点。有以下三类信令点： 业务交换点是信令消息的产生或终结点，实质上就是本地交换系统（或交换中心 CO） ，它发起呼叫或接收呼入。以另一种方式说，当一个交换中心具有 SS7 信令接入能力时，它就是一个业务交换点。业务交换点把语音交换系统信号转换成 SS7 消息。业务交换点利用数据库调用远端功能（通过 SS7 网络发送数据库查询命令） 。

8、业务控制点（SCP）是典型的访问数据库服务器，一个 SCP 总是要连接到一个STP（信令转接点；以下讨论） 。用于线路信息，800 号码路由，归属定位寄存器（无线网络）等的数据库都是以子系统号作为参照的。 每个 SCP 都有一个应用，用于根据子系统号码查找需要的数据库。信令转接点完成路由器的功能，它们一般不产生消息，它们查看每一个由 SSP 发来的消息，然后通过网络把每一个消息交换到它们要去的地方。STP 把其它信令点和网络连接在一起组成更大的网络。2.4 信令转接点（STP）如果没有信令转接点（STP） ，那么： 每个信令点间都要有链路直接相连，当一个网络很大时，就需要数量非常庞大的链路数，

9、无法实现。 每个交换局都要维护包含网络中所有节点信息的路由表， 当一个网络很大时，维护的工作量就会变得难以想象。 所以 STP 在国内信令网中很重要，它不但能把不同的网络连接起来，还能把国际间的网络连接起来。国内网间 STP 信令点没有把消息转换成其他协议或协议变化的能力。网关 STP 信令点才有这样的转换功能。网关 STP 信令点主要用作： 国内协议和国际协议的标准转换。 为小型网络连接转换协议。 网络安全的消息监示。 下图图示了 STP 和 SSP 的连接结构，其中 1.1.3 为 STP，其它为 SSP。 2.5 链路和链路集两个信令点（包括 SSP，SCP 和 STP）之间由链路连接起

10、来，两个信令点之间可以有一条或多条链路，一条或多条链路组成链路集，两个信令点之间可以有一个或多个链路集。下面以图示说明链路和链路集：图中红色框内的网络包括 SCPx,STP1 和 STP2 三个信令点。链路 1 和 2 构成 SCPx 和STP1 之间的链路集。链路 3 构成 SCPx 和 STP2 之间的链路集。 2.6 组合链路集仍参照上面链路集中图示，图中：STP1 和 STP2 是一对冗余信令点，它们之间有一条链路相连，用绿色线标示。 SCPx 有链路同时连接到 STP1 和 STP2 这对冗余信令点。 STP1 和 STP2 不仅组成一对信令点，而且都和 SCPx 邻接。 当一个信令

11、点同时链接到一对冗余信令点，这些链路就构成了组合链路集。在上图中，SCPx 由链路 1，2，3 连接到一对冗余信令点 STP1 和 STP2，所以链路 1，2，3 构成一个组合链路集。 信令点间的数据流量不但由它们的链路集分担，它们之间的组合链路集也分担数据流量。3.1 SS7 信令协议栈协议是通过网络传送数据的规则集合。 协议栈也就是协议的分层结构，协议分层的目的是为了使各层相对独立，或使各层具有不同的职能。SS7 协议一开始就是按分层结构的思想设计的，但 SS7 协议在开始发展时，主要是考虑在数字电话网和采用电路交换方式的数据通信网中传送各种与电路有关的信息，所以 CCITT 在 80 年

12、代提出的 SS7 技术规范黄皮书中对 SS7 协议的分层方法没有和 OSI 七层模型取得一致，对 SS7 协议只提出了 4 个功能层的要求。这 4 个功能层如下： 物理层：就是底层，具体是 DS0 或 V.35。 数据链路层：在两节点间提供可靠的通信。 网络层：提供消息发送的路由选择.。 用户部份应用部份：就是数据库事务处理，呼叫建立和释放。 但随着综合业务数字网（ISDN）和智能网的发展，不仅需要传送与电路有关的消息，而且需要传送与电路无关的端到端的消息，原来的四层结构已不能满足要求。在 1984 年和1988 年的红皮书和蓝皮书建议中，CCITT 作了大量的努力，使 SS7 协议的分层结构

13、尽量向OSI 的七层模型靠近。 下图图示了 SS7 信令协议栈： MTP1(消息传递部分第一层)：即物理层。MTP1(消息传递部分第二层)：即数据链路层。MTP1(消息传递部分第三层)：即网络层。 SCCP（信令连接控制部分） TCAP（事务处理应用部分）ISUP（ ISDN 用户部分）TUP（电话用户部分）MTP1 MTP1 是 SS7 协议栈中的最底层，对应于 OSI 模型中的物理层，这一层定义了数字链路在物理上，电气上及功能上的特性。物理接口的定义包括：E1，T 1，DS1，V.35,DS0，DS 0A （56K ） 。 MTP2 MTP2 确保消息在链路上实现精确的端到端传送。MTP2

14、 提供流控制，消息序号，差错检查等功能。当传送出错时，出错的消息会被重发。MTP2 对应 OSI 模型中的数据链路层。 MTP3MTP3 在 SS7 信令网中提供两个信令点间消息的路由选择功能，消息在依次通过MTP1，MTP2，MTP3 层之后，可能会被发送回 MTP2 再传向别的信令点，也可能会传递给某个应用层，如：SCCP 或 ISUP 层。MTP3 还提供一些网管功能的支持，包括：流量控制，路由选择和链路管理。MTP3 对应 OSI 模型中的网络层。 SCCP（信令连接控制部分）SCCP 位于 MTP 之上，为 MTP 提供附加功能，以便通过 SS7 信令网在信令点之间传递电路相关和非电

15、路相关的消息，提供两类无连接业务和两类面向连接的业务。 无连接业务是指在两个应用实体间，不需要建立逻辑连接就可以传递信令数据。面向连接的业务在数据传递之前应用实体之间必须先建立连接，可以是一般性的连接，也可以是逻辑连接。 SCCP 以全局码（ GT）的形式扩展 SS7 协议的寻址能力和路由能力，这些扩展基于被叫号码的寻址信息。 TCAP（事务处理应用部分）TCAP 允许应用调用远端信令点的一个或多个操作，并返回操作的结果。比如：数据库访问或远端调用处理命令等。使用 SCCP 无连接业务（基本的或有序的） ，TCAP 在两个用户应用之间提供事务处理对话。 ISUP（ ISDN 用户部分）ISUP

16、 在交换局提供基于电路的连接，它直接和 MTP3 层通信。 ISUP 提供基础电信业务，包括连接建立，监示和释放。 TUP（电话用户部分）在 ITUTS 标准里，TUP 和 ISUP 功能相似，提供相似的业务（如：呼叫建立和拆除）。TUP 提供的业务比 ISUP 少，不支持 ISUP 中某些业务类别，比如：非话音业务和补充业务，还有，TUP 不传递与电路无关的消息包。 TUP 与 ISUP 比较 应用范围：TUP 主要用于南美洲，墨西哥，亚洲和东欧国家。而 ISUP 用于其他地方的国家。 ISUP 比 TUP 提供更丰富的业务，特别是非话音数字业务。 TUP 和 ISUP 都提供快速的呼叫建立

17、和拆除；都在呼叫请求消息里包含主叫号码。 总的来说，TUP 和 ISUP 的基本功能相同，ISUP 能提供更多的业务，它们分别在不同的国家得到了应用。 第二课 SS7 信令系统网络简介2008-09-24 12:03课程目的： 描述 SS7 信令网络的基本元素： o 信令点（SSP，SCP，STP） o 链路和链路集 o 路由和路由集 计算一条信令链路的信息传输容量 论述 SS7 信令拓普结构的可靠性 认识 ANSI 和 ITUT 的信令点编码标准 概述, 信令点，信令转接点，链路和链路集 2.1 SS7 信令系统筒介由于随路信令系统传送速度慢，信息容量小，在通话期间不能传送信令，无法扩展新的

18、通信业务，不能满足现代通信网对信令系统的要求。随着信通技术的发展，出现了公共信道信令技术。公共信道信令技术的基本特征是将通话信道和信令信道分离，在单独的数据链路上以信令消息单元的形式集中传送信令信息。SS7 信令就是公共信道信令。在中国国内 SS7 信令被叫作 No.7(读作七号)信令。SS7 信令系统是国际电信联盟（ITU）的标准，在国际上大部份国家得到了应用，是目前通信领域应用最广的信令系统。SS7 信令系统能满足多种通信业务的要求，当前的主要应用有： 传送电话网的局间信令。 传送电路交换数据网的局间信令。 传送综合业务数字网的局间信令。 在各种运行，管理和维护中心传递有关的信息。 在业务

19、交换点和业务控制点之间传送各种控制信息，支持各种类型的智能业务。 传送移动通信网中与用户移动有关的各种控制登记信息。 2.2 SS7 信令网概述 SS7 信令网是用于传递通信消息的数据网络，它由许多各种信令点和连接信令点的链路构成。信令网的节点叫信令点（SP）。所有信令点都能接收消息并判断这一消息是发给本节点还是汇接到别的信令点。这种决定可以由交换设备完成，也可由一台附属计算机完成。信令点间传送信令的通道叫链路，链路是双向的，同时具有发送和接收消息的能力。SS7 信令网通过数据包发送消息，这些消息可以是：呼叫建立消息，电路管理消息，网络管理消息，也可以是数据库访问消息或远端功能调用消息。在本课

20、程的开头，我们用图解来说明 SS7 信令网呼叫建立和拆除的消息流程。呼叫建立也包括数据库的访问，比如由被叫号码查找路由信息。SS7 信令网提供消息汇接功能，能根据数据库中地址把消息发往相应的地方。有些消息用于维持 SS7信令网的连接和运行，比如：网络某部分链接中断时的路由重选消息。2.3 信令点（SP）信令点是 SS7 信令网中处理控制消息的节点，产生消息的信令点为该消息的源信令点，接收消息的信令点为该消息的目的信令点。有以下三类信令点：业务交换点是信令消息的产生或终结点，实质上就是本地交换系统（或交换中心 CO），它发起呼叫或接收呼入。以另一种方式说，当一个交换中心具有SS7 信令接入能力时

21、，它就是一个业务交换点。业务交换点把语音交换系统信号转换成 SS7 消息。业务交换点利用数据库调用远端功能（通过 SS7 网络发送数据库查询命令）。业务控制点（SCP）是典型的访问数据库服务器，一个 SCP 总是要连接到一个 STP（信令转接点；以下讨论）。用于线路信息，800 号码路由，归属定位寄存器（无线网络）等的数据库都是以子系统号作为参照的。 每个 SCP 都有一个应用，用于根据子系统号码查找需要的数据库。信令转接点完成路由器的功能，它们一般不产生消息，它们查看每一个由SSP 发来的消息，然后通过网络把每一个消息交换到它们要去的地方。STP 把其它信令点和网络连接在一起组成更大的网络。

22、2.4 信令转接点（STP）如果没有信令转接点（STP），那么： 每个信令点间都要有链路直接相连，当一个网络很大时，就需要数量非常庞大的链路数，无法实现。 每个交换局都要维护包含网络中所有节点信息的路由表， 当一个网络很大时，维护的工作量就会变得难以想象。 所以 STP 在国内信令网中很重要，它不但能把不同的网络连接起来，还能把国际间的网络连接起来。国内网间 STP 信令点没有把消息转换成其他协议或协议变化的能力。网关 STP 信令点才有这样的转换功能。网关 STP 信令点主要用作： 国内协议和国际协议的标准转换。 为小型网络连接转换协议。 网络安全的消息监示。 下图图示了 STP 和 SSP

23、 的连接结构，其中 1.1.3 为 STP，其它为 SSP。 2.5 链路和链路集两个信令点（包括 SSP，SCP 和 STP）之间由链路连接起来，两个信令点之间可以有一条或多条链路，一条或多条链路组成链路集，两个信令点之间可以有一个或多个链路集。下面以图示说明链路和链路集：图中红色框内的网络包括 SCPx,STP1 和 STP2 三个信令点。链路 1 和 2 构成SCPx 和 STP1 之间的链路集。链路 3 构成 SCPx 和 STP2 之间的链路集。2.6 组合链路集仍参照上面链路集中图示，图中： STP1 和 STP2 是一对冗余信令点，它们之间有一条链路相连，用绿色线标示。 SCPx 有链路同时连接到 STP1 和 STP2 这对冗余信令点。 STP1 和 STP2 不仅组成一对信令点，而且都和 SCPx 邻接。 当一个信令点同时链接到一对冗余信令点，这些链路就构成了组合链路集。在上图中，SCPx 由链路 1，2，3 连接到一对冗余信令点 STP1 和 STP2，所以链路 1，2，3 构成一个组合链路集。