第一课 为什么要使用SS7信令系统2
SS7入门介绍及应用
第一节：SS7入门介绍；作为一个核心因素，信令伴随着通信网络的发展而发展。
总体而言，信令最主要的功能是在用户和交换机之间，交换机和交换机之间以及交换机和网络管理中心之间交换一些网络管理或与呼叫有关的信息。
这些信息包括状态监控、资源控制、地址信息、呼叫信息和网络管理信息等。
信令有一些不同的分类办法，例如按照信令的功能可以分为：线路信令，路由信令和管理信令；按照工作范围来分，则有用户线信令和局间信令；而根据信令信道，有随路信令(又称为信道内信令)和共路信令之分。
SS7是局间信令，也是共路信令（CCS：common channel signalling）。
共路信令是指在一条高速数据链路上传送数条话务链路信息或网络管理信息的信令系统，换言之，一个单独的信令通道可能为多个用户信道服务。
与其相对的随路信令则是信令和话音共享传输设备。
CCITT1973开始SS7的研究，1980年颁布了SS7黄皮书。
在以后逐步发展起来并一直进行修订的Q.7xx系列规范中，描述和规定了SS7的各层次（传输和应用部分）功能及测试，信令网络结构，信令点编码规则等内容。
整个SS7系统中包含了和电路相关以及和电路无关的信令。
中国的SS7标准在1990年开始实际应用（基于CCITT蓝皮书的规范），起初仅用于固定电话网中，且只采用MTP和TUP部分。
在1994年前后，正好是GSM 和ISDN在中国开始发展的时间，SS7在中国进入了迅速发展的阶段。
许多SS7的重要应用例如SCCP，TC，INAP等的中国规范在1995年前后开始颁布。
现在SS7在PSTN，ISDN，PLMN甚至O&MN中得到了广泛应用。
对于七号信令的基础协议请参见ITU－T的Q7系列，而用户线信令是Q.931。
第二节：SS7网络结构和SS7的系统结构对于通信网络（不含终端）来说，通常包括一系列的交换单元，服务控制单元，信令传递单元，维护管理中心以及将这些单元连接起来的链路。
7号信令概述
七号信令概述七号信令网是电信网络的神经系统,七号信令网的性能直接影响电信业务的质量和收入。
对信令网进行监测,不仅是要防范该网本身的故障和问题,同时还要能透过七号信令网络对整个电信网络的管理和维护提供手段和依据,从而最终促进全网运行质量的提高。
一个完善的七号信令监测系统,能有效的加强网络服务效率和质量,减少网络维护所需的人力和时间。
目前,在国内七号信令已逐步代替中国1号信令完成多种电信业务的接续处理,同时随着网络规模的扩大,网络结构的重组以及网络中承载业务种类和业务量的急剧上升,七号信令网的稳定和可靠性直接影响电信业务的发展和业务收入的增长。
在国内外都发生过因SS7网络的故障所导致的灾难性的通信事故,因此如何利用相应的监测系统对信令网进行有效的监测和维护已经成为电信维护部门越来越迫切的要求。
七号信令的概念1.七号信令系统(也称为SS7或C7)是由ITU-T定义的一个全球电信标准规范,SS7网络及其相应的协议应用于:o基本的呼叫建立、管理和释放o诸如PCS、无线漫游、移动用户身份识别等无线业务o可携带的本地电话号(LNP)o800业务o增加诸如呼叫转移、主被叫显示、三方通话等新的呼叫功能o保证全球通信的效率及安全2.七号信令链路:SS7消息是通过56k或64kbps的双向通道--称为信令链路来传递的,由于采用了带外信令方式(信令与话音信号分离),使得呼叫建立时间大大缩短,提高中继线路的利用率,支持智能网业务,本身很难被攻击。
3.信令点:在SS7网络中有三类信令点(图一):o SSP(业务交换点)o STP(信令转接点)o SCP(业务控制点)图一4.信令链路类型(图二):图二七号信令协议栈SS7协议的软硬件部分功能被抽象的分割成几个功能化的概念,称之为"级",事实上SS7信令功能级的结构与OSI参考模型存在相似性:OSI模型 SS7协议栈注:由于ISUP可以完成其所有功能,TUP在世界大多数国家已被放弃(除中国、巴西等少数国家仍在使用)使用七号信令实现普通电话接续七号信令通过信令消息的最小单元--SU(信令单元)来传递不同信令的消息,下面给出一个使用ISUP部分信令消息进行的一次电话接续:。
现代交换原理与技术
现代交换原理与技术一、交换原理的概述交换原理是指在通信网络中，通过一种机制将信息从一个通信线路传输到另一个通信线路的过程。
它是实现通信网络中信息传输的核心技术。
随着通信技术的发展，交换原理也在不断地发展和完善。
二、交换原理的分类1. 电路交换电路交换是指在通信网络中，通过建立一条物理连接来传输信息。
这种方式需要预先分配资源，并且在整个通话期间占用这些资源。
常见的电路交换技术包括电话系统中使用的电路交换和ISDN（Integrated Services Digital Network）系统中使用的电路交换。
2. 报文交换报文交换是指在通信网络中，将数据分割成多个报文进行传输，并且每个报文都带有目标地址和源地址等信息。
这种方式可以提高网络资源利用率，但需要额外的控制信息来管理数据包。
3. 分组交换分组交换是指将数据分成固定大小的数据包进行传输，并且每个数据包都带有目标地址和源地址等信息。
这种方式具有灵活性、可靠性高等优点，因此被广泛应用于现代计算机网络中。
三、现代分组交换技术1. 数据包交换数据包交换是指将数据分成固定大小的数据包进行传输，并且每个数据包都带有目标地址和源地址等信息。
这种方式可以提高网络资源利用率，同时也可以提高网络的可靠性。
2. 路由器路由器是一种专门用于处理分组交换的网络设备。
它可以根据目标地址将数据包发送到正确的目标设备，并且可以根据网络拓扑和负载情况来选择最佳路径。
3. 交换机交换机是一种专门用于处理局域网内部通信的网络设备。
它可以根据MAC地址将数据包发送到正确的目标设备，同时也可以通过学习和过滤等技术来保证局域网内部的安全性。
4. VLANVLAN（Virtual Local Area Network）是一种虚拟局域网技术，它可以将一个物理局域网划分成多个逻辑上独立的子网。
这种技术可以提高网络管理和安全性。
5. QoSQoS（Quality of Service）是一种服务质量保证技术，它可以根据不同应用程序对网络资源进行优先级调度，从而保证关键业务在网络拥塞时能够得到优先处理。
七号信令系统
七号信令系统通讯设备之间任何实际应用信息的传送总是伴随着一些控制信息的传递,它们按照既定的通讯协议工作,将应用信息安全、可靠、高效地传送到目的地。
这些信息在计算机网络中叫做协议控制信息,而在电信网中叫做信令(Signal)。
英文资料还经常使用"Signalling"(信令过程)一词,但大部分中文技术资料只使用"信令"一词,即"信令"既包括"Signal"又包括"Signalling"两重含义。
信令按其用途分为用户信令和局间信令两类。
前者作用于用户终端设备(如电话机)和电话局的交换机之间,后者作用于两个用中继线连接的交换机之间。
局间信令分随路信令(CAS)和共路信令(CCS)两大类,前者利用局间中继线路传递信令(即用户话音和信令在相同的线路上传递);后者利用单独的通道或线路传递信令。
七号信令系统(Signalling System No.7简称七号信令或SS7)是一种局间的数字共路信令。
人类自1878年第一次使用电话交换机向公众提供电话业务以来就使用了信令。
随着电话交换机从人工交换,机电交换到电子交换的发展,所使用的信令也由一号信令发展到了当今正在推广的七号信令。
一号信令靠人工电话交换机的话务员用振铃发送信令;二号信令采用拨号脉冲,发送信令,但未付诸使用。
三号信令为单音频的带内信令;四号信令为双音频的带内信令;五号信令利用六个语音频率中的二个频率的组合传送各种信令即带内双音多频信令(DTMF:Dual Tone Multi-Frepuency)。
为了适用数字程控交换机的发展,国际电报电话咨询委员会(CCITT)于1968年提出了六号信令,六号信令为共路信令,报文长度固定,为28比特。
考虑到数字通讯向ISDN(综合业务数字网)的发展趋势,CCITT于1980年提出了通用性很强的七号信令系统,此后,七号信令系统经过多次扩展修改,已形成一个完整的信令体系。
ss7信令
SS7信令介绍1号信令：属随路信令, 信号（主／被叫号码）通过话音通道中的多频模拟信号（MFC）来传送，即同过双音频来同时传输语音和信号。
由于传递信号(建立和拆除联结阶段)的过程也通过和占用中继,所以建立呼叫满、需要中继多，成本大SS7：属于公共信道信令，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(通过SS7网络)。
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。
由于信号链路和语音链路分离，所以传递信号(建立和拆除联结阶段)的过程不通过和占用中继，速度快，成本低，容易扩展新的业务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。
ss7的协议栈:MTP1(消息传递部分第一层)：即物理层。
定义了数字链路在物理上，电气上及功能上的特性MTP1(消息传递部分第二层)：即数据链路层。
确保消息在链路上实现精确的端到端传送、提供流控制，消息序号，差错检查，重发等功能MTP1(消息传递部分第三层)：即网络层。
提供两信令点间消息的路由选择功能，还提供一些网管功能，包括：流量控制和链路管理SCCP(信令连接控制部分):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):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):在交换局提供基于电路的连接，直接和MTP3层通信。
七号信令原理和信令流程解释
TUP呼叫信令流程
LS
主叫 先挂机
IAI ACM 回铃音 ANC
通话 CLF RLG
通话 CBK CLF RLG
LS
被叫 先挂机
(a) 呼叫遇被叫空闲
LS
LS
IAI
SLB, STB, LOS UNN, SST
忙音、空号音 或录音通知 CLF
RLG
(b) 呼叫遇被叫忙
TUP呼叫信令流程(续)
LS
LS
邻接信令点:有信令链路组直接互联得两个信令点称为邻接信令点。
非邻接信令点:没有信令链路组直接互联得两个信令点称为非邻接信令点。
源信令点(Original Signaling Point):生成信令消息得信令点,即源端用户部分得 所在点称为该消息得源点。
目得信令点(Destination Signaling Point):信令消息发往得信令点,即接收端用 户部分得所在点称为该消息得目得信令点。
拜访位置寄存器VLR(Visitor Location Register):一个动态数据库,负责它所 管辖区域内出现得一动用呼得数据,包含处理用户建立、接收呼叫所需得信 息。一个VLR可以负责一个或几个MSC区域,可以为移动用户分配移动用户 漫游号码(MSRN)、临时移动用户识别(TMSI),并在建立呼叫时从MSC接收 到得MSRN、国际移动用户识别(IMSI)或TMSI识别出MS。
7号信令协议栈
SS7信令系统协议简介SS7信令协议栈，MTP1，MTP2，MTP3，SCCP，TCAP，ISUP，TUP3.1 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）MTP1MTP1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：E－1，T－1，DS －1，V.35,DS－0，DS －0A（56K）。
MTP2MTP2确保消息在链路上实现精确的端到端传送。
MTP2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。
熟悉基本通信协议(6)七号信令(SS7信令)
熟悉基本通信协议(6)七号信令(SS7信令)第六、SS7信令（俗称七号信令或No.7信令)对于知识的框架我不可能面面俱到，只能把精华部分与读者共享，我先来说一下七号信令在通信中的的重要性：我们经常使用的短消息业务，其中有大约40％是由短信中心来实现的，而剩下的大约60％的业务是由七号信令来完成的，它是电话网的神经系统，传送的是控制信号（信令可以控制终端、交换机和人的行为。
七号信令也可以作承载业务，比如短信的实现）。
由此，有些人说七号信令已经是边缘技术是没有什么根据的或者说不太现实，或者在近几年之内也不至于“沦落”为边缘技术，边缘技术的意思是这种技术以后我们用得少了，或者说将有可能被某种新技术取代。
支撑网技术：支撑网是为使业务网正常运行、增强网络功能、提供全网服务质量，满足要求的网络，传送相应的控制，检测信号。
支撑网包括信令网（它也有管理网就是七号信令监测系统）、同步网（是指信号之间的频率相同，相位上保持某种严格的特定关系。
）和电信管理网TMN（采用了面向对象的设计方法，通过对对象的管理来实现对通信资源的管理，它有专门的部门来进行远程的监控和维护）。
本阶段的知识框架如下：(一)理解信令的基本概念(二)掌握No.7信令系统特点及功能结构等(三)认识No.7信令网结构(四)了解No.7信令系统在移动通信中的应用详细介绍如下：一、信令网（一）信令的基本概念要了解信令的基本概念，必须要了解信令、信令方式和信令系统。
（1）信令：信令是在电话机或其它终端与交换局、交换局与交换局、交换局与各种业务控制点及交换局与操作维护中心等之间，为了建立呼叫连接及各种控制而传送的专门信息，是控制交换机动作的操作命令、信号和语言。
（2）信令方式：传送信令要遵守一定的规约和规定，这些规约和规定就是信令方式。
它包括具体信令的结构形式，信令在多段路由上的传送方式及控制方式等。
（3）信令系统：信令系统是指为了完成特定的信令方式所使用的通信设备的集合.(就是这些控制过程的控制信号的产生、发送和接收的硬件及操作程序的全体）（二）信令的分类根据不同的分类标准，可以对信令进行不同的分类：1．按信令工作区域可分为用户线信令和局间信令2．按信令传送信道可分为随路信令和公共信道信令（我们国家现在使用的是后者，后者的优点是：将信令通路与语音通路分开，将若干条电路的信令集中在一条专用于传送信令的通道上传送，这一条信令通道就是信令数据链路。
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第一课为什么要使用SS7信令系统?
2. SS7信令系统的呼叫流程及其优势
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。
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：
o主叫显示
o无线自动漫游
o800号可携带电话号码
o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。