華為CC08程控交換機No.7信令解析

孫萍

摘要:本文簡要介紹了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模程控交換機中的實際應用,并對各類型的呼叫No.7信令處理過程做了具體分析,為日常維護故障準確定位、分析原因提供理論基礎。

關鍵詞:No.7信令功能模塊鏈路 信道利用率

中圖分類號:TP27 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0019-03

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術的進步,我國數(shù)字化通信技術和程控交換技術得到迅速發(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。No.7信令從開發(fā)至今,受到廣泛的應用,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)時間、信令和話音分開傳送等都是No.7信令方式所具有優(yōu)點。No.7信令的使用,將神華準能公司下屬各露天礦、鐵路的程控交換機與電信、移動、聯(lián)通公網(wǎng)進行匯接,大大提高了出局速度,筆者是在一家大型集煤、電、路于一體的國有企業(yè)單位,采用CC08型32模程控交換機,并且與聯(lián)通、移動、電信三種相互獨立公網(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)過程中,系統(tǒng)調(diào)用相對應用戶的模塊,這個時候他們各相應用戶部分所產(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?shù)目刂菩畔⒑?經(jīng)交換網(wǎng)絡及數(shù)字中繼的第16時隙成包地送往指定的交換機。在它的相反方向,MTP對收到的數(shù)據(jù)包進行分析地址,并依據(jù)分析將包中的信令信息傳送給指定的用戶部分。某局當并非是數(shù)據(jù)包的宿點局時,MTP就會選擇適當?shù)穆酚杉版溌?將它轉(zhuǎn)發(fā)到信令的宿點局或其它轉(zhuǎn)接局。以上所說明的工作過程,在中國No.7信令系統(tǒng)本質(zhì)上可看做一個在邏輯上獨立的分組交換或數(shù)字通信網(wǎng),其中MTP部分相當于交換機,而交換機他們之間通過一條或多條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)絡的第16時隙。而每一個用戶部分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中的呼叫處理模塊和運行、管理、維護模塊(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;第二層負責資料在信號鏈路上可靠傳輸,輸入必要的信息如:錯誤更正類型,定時標準和波特率等;第三層通過網(wǎng)絡鏈接實際路由,用物理分析這個輸入的信息流進。No.7信令的基礎便是部分的MTP,信號鏈的物理連接,信號點的設立和確定,消息的傳遞和發(fā)送、接收、誤碼及差錯控制,網(wǎng)絡的管理和協(xié)調(diào)等功能。

用戶電話的各種信息是儲存在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,信息信號通過專門的鏈路傳輸,因此,對于從TIS必須由一個專門的部分來處理TUP的消息信號和協(xié)議,這部分稱“TUP協(xié)議機“,它上接控制和驅(qū)動模塊,下接消息傳輸(MTP),負責TUP壯態(tài)遷移、消息傳輸以及定時處理等功能。由于CCITT建議中所規(guī)定的國際局規(guī)范,國內(nèi)網(wǎng)的分局或端局的應用并不完全適合,因此No.7信令以對CCITT的狀態(tài)遷移過程作了相應的分解、取舍和整和。經(jīng)測試和實際運用證明,No.7信令完全符合華為公司CC08型程控交換機的使用要求。

3 No.7信令單元格式

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

信號單元分為以下3種形式:消息信號單元(MSU)、鏈路狀態(tài)信號單元(LSSU)和填充信號單元(FISU),它們由包含在所有信號單元中的長度表示語區(qū)分。MSU出現(xiàn)差錯時需要重發(fā),而LSSU和FISU出現(xiàn)差錯時不需要重發(fā)。以消息信號單元為例在這里說明它的基本格式,見圖2。

消息單元格式(MSU)的說明:①F:標志碼。固定碼型01111110,用于每個信號單元的開始或結(jié)尾,以識別起點。②BSN:后向序號;BIB:后向指示比特;FSN:前向序號;FIB:前向指示比特;BSN、BIB、FSN、FIB相互配合,用在基本差錯校正法中,完成信令單元的順序控制、證實、重發(fā)、糾錯等功能。③LI:長度指示碼。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。對于MSU,3≤LI≤63;對于LSSU,LI=1或2;對于FISU,LI=0。④SF:狀態(tài)標志碼。標志本端鏈路的工作狀態(tài),是LSSU的主要組成部分,其編碼的長度為8或16位,⑤CK:校驗碼。

4 No.7信令的各功能模塊

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

消息傳遞部分(MTP)是No.7信令四級結(jié)構(gòu)的第一級,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時隙傳輸,CC08型程控交換機便采用這種方式,當然,也可采用其他時隙。數(shù)字型線路信令利用16時隙傳送時,每一個16時隙負責傳送兩個話路的線路信令,16時隙與話路有著固定的一一對應關系,而No.7信令利用16時隙來傳送時,只是將組成信令單元的若干個8位位組,依次插入16時隙,而16時隙并不知道傳送的內(nèi)容。即信令與話路沒有固定關系,只不過利用16時隙作為傳送信號的載體,是傳送信令的數(shù)據(jù)鏈路,因此,選用哪個時隙做數(shù)據(jù)鏈路均可。信令數(shù)據(jù)鏈路與第二級的連接方式采用半永久連接,通過交換機的數(shù)字選擇級與第二級相連,局間PCM傳輸系統(tǒng)的任一時隙可通過人機命令確定作為信令鏈路使用。

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

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

國內(nèi)網(wǎng)信令點編碼分為3段,如圖4所示。

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

標題碼中4bit的H0用于識別消息組,4bit的H1用于識別具體的消息。消息為可變長的電話用戶消息,No.7信令的消息種類很多,這里只對CC08型32模程控交換機出中繼和入中繼呼叫過程中常用的消息進行分析。分主叫掛機、被叫掛機兩種情況(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有在IAM中一次性發(fā)完,其余的由SAO或SAM消息送到對局。但是,被叫所在局經(jīng)過分析后發(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ACM,意思是說“被叫已經(jīng)讓我找到并且他空閑”,同時,一方面通過中繼向主叫放回鈴音,另一方面使被叫振鈴。當被叫摘機后,被叫所在局馬上向主叫所在局發(fā)送ANC來通知主叫“被叫摘機了”,于是,主叫與被叫開始通話。結(jié)束通話后,主叫掛機,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。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:當被叫側(cè)交換機收全地址信息后,經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)被叫號碼是個空號,于是它向主叫的交換機發(fā)送UNN,主叫側(cè)交換機收到UNN后前向拆線釋放呼叫。如果被叫用戶處在長忙或市忙狀態(tài)下,被叫向主叫回送STB或SLB,整個信令過程與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STP進行轉(zhuǎn)發(fā)最終到達目的信令點,那么兩個沒有直連中繼的交換機也應該可以通過中間交換機連接起來,這種交換機叫做匯接局。由于匯接局要通過控制中繼電路把主叫局和被叫局的話路連接起來,所以信令消息必送到用戶部分進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,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,它們之間沒有任何沖突。

匯接時信令消息的流程(圖6):

還有一個問題要解釋一下。我們上面所講的過程都是假設信令消息被對局正常的接收并被正常的響應。那么如果A局發(fā)到B局一個IAM消息后,B局沒有及時響應,或許是B局的交換機產(chǎn)生故障或是響應的消息中途丟失,那A局該如何處理呢？協(xié)議規(guī)定很多消息在發(fā)出后響應消息到達前都要啟動一個定時器進行保護,如果響應消息按時到達,那么停掉定時器,一切按照正常流程進行;如果在規(guī)定時間內(nèi)沒有收到響應消息,定時器就會超時,交換機就會按照協(xié)議規(guī)定的超時處理流程進行處理。這種定時器保護對七號信令系統(tǒng)正常工作和保證七號信令系統(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,是建立呼叫時發(fā)出的第一個消息,含有下一個交換局為建立呼叫、確定路由所需要的有關信息,蘊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包含的全部內(nèi)容外,還包含主叫用戶的電話號碼和原被叫號碼。

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

ANC:應答消息,是后向發(fā)送的信號,表示被叫用戶已摘機應答。應答信號包括應答、計費消息ANC和應答免費消息ANN去話交換局在收到應答消息后應將前向話路接通,執(zhí)行計費的交換局在收到ANC消息時開始執(zhí)行計費程序。

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

CBK:后向拆線信號,是后向發(fā)送的信號,表示被叫用戶已掛機。

RLG:釋放監(jiān)護信號,是后向發(fā)送的信號,當來話局收到CLF信號時,應立即發(fā)送RLG信號作出響應并釋放電路。

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,可用來傳輸剩余的被叫電話號碼,每次傳一位。

GRQ:一般后向請求消息、GSM:一般前向建立消息,在呼叫建立期間,當來話局需要更多的信息時,可用GRQ消息向去話局發(fā)出請求。可請求的信息有: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消息將響應消息送給來話局。

SSB:用戶忙信號,在國內(nèi)網(wǎng)中一般用STB(用戶長忙)或SLB(用戶市忙)信號來代替用戶忙信號SSB,以便進一步說明用戶是長忙還是市忙。

UNN:空號

呼叫失敗進行故障處理時,可啟動維護終端進行持續(xù)動態(tài)跟蹤,對此次呼叫做消息分析,查找問題的癥結(jié)所在,判斷本局問題還是對端局故障,持續(xù)動態(tài)消息跟蹤過程可存盤保存,待日后查詢及出現(xiàn)同類故障時快速調(diào)取分析處理。設備維護人員應當掌握No.7信令常用消息格式及含義,對提高維護能力,積累工作經(jīng)驗都有益處。

5 CC08型交換機 No.7系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

CC08型32模程控交換機中實現(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。想要實現(xiàn)No.7功能就要配合相應的軟件。No.7信令各功能級對應CC08型32模程控交換機各部分硬件的關系。

如圖7所示。

從對方信令點來的No.7鏈路經(jīng)過TUP板和HW線到達網(wǎng)板,再經(jīng)過網(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,即數(shù)據(jù)鏈路級。

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

No.7協(xié)議板通過內(nèi)部總線與MPU板相連,來完成No.7系統(tǒng)的第三、四級功能。

CC08型32模程控交換機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模程控交換機帶兩個交換模塊,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、露天各局向。

6 結(jié)語

通過對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模程控交換機中的實際應用的闡述,以及呼叫過程消息跟蹤分析,使讀者更加了解相互之間打電話過程中交換機與交換機所要傳遞的信息。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)方面的有關知識對從事通信行業(yè)的人員來說至關重要,不但可以提高維護水平,故障處理也會更加及時準確。

參考文獻

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