【文章內(nèi)容簡介】 　　　　　　　　　　TOP↑　　　SS7協(xié)議是非常結構化和層次化的協(xié)議，如圖３所示。協(xié)議定義了OSI七層結構中所有的關鍵層，從代表物理層的消息傳遞部分第一層，到幾個應用層。每個應用層設計用于一種指定的應用，包括呼叫控制、無線移動和智能網(wǎng)業(yè)務。圖3 SS7協(xié)議?！　?SS7協(xié)議軟件層　　1) MTP（消息傳遞部分）第一至三層：這些層提供物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層等低層的全部功能。它們提供信令轉接點（STP）的功能，支持擁塞控制，消息識別、分發(fā)及路由尋找?！　?) ISUP（綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)用戶部分）：這一層是ISDN網(wǎng)中網(wǎng)絡側協(xié)議，用于提供ISDN話音、數(shù)據(jù)、文本和圖像業(yè)務所需的信令功能。需要特別提出的是，ISUP提供用于模擬和數(shù)字電路切換的呼叫控制功能，使得ISDN能同時承載話音和數(shù)據(jù)業(yè)務。　　3) SCCP（信令連接控制部分）：SCCP位于MTP之上，為MTP提供附加功能，以便通過SS7信令網(wǎng)在信令點之間傳遞電路相關和非電路相關的消息，提供兩類無連接業(yè)務和兩類面向連接的業(yè)務?！　o連接業(yè)務是指在兩個應用實體間，不需要建立邏輯連接就可以傳遞信令數(shù)據(jù)。面向連接的業(yè)務在數(shù)據(jù)傳遞之前應用實體之間必須先建立連接，可以是一般性的連接，也可以是邏輯連接。　　SCCP以全局碼（GT）的形式擴展SS7協(xié)議的尋址能力和路由能力，這些擴展基于被叫號碼的尋址信息。　　4) TCAP（事務處理應用部分）：TCAP允許應用調(diào)用遠端信令點的一個或多個操作，并返回操作的結果。比如：數(shù)據(jù)庫訪問或遠端調(diào)用處理命令等。使用SCCP無連接業(yè)務（基本的或有序的），TCAP 在兩個用戶應用之間提供事務處理對話。使用TCAP的主要應用有：　　800號路由尋找功能?！　∽詣有庞每ê艚?，在呼叫卡認證時要查詢線性信息數(shù)據(jù)庫（LIDB）?！　”镜靥柎a攜帶業(yè)務（LNP）?！　o線移動應用?！　?) TUP（電話用戶部分）：這一層為國內(nèi)國際電話呼叫控制提供信令功能。TUP沒有得到廣泛的應用，只有中國及少數(shù)的亞洲、歐洲和拉丁美洲國家在使用，并且有逐漸被ISUP取代的趨勢。然而，在使用它的地區(qū)，TUP是PSTN連接國內(nèi)國際電話時相當重要的協(xié)議?！　?) 高層應用部分：這一層是非常專門化的，每種協(xié)議都設計成用于特定的應用。包括以下協(xié)議：　　GSM MAP（GSM移動應用部分）：這一層為GSM無線系統(tǒng)之間提供系統(tǒng)間連接，它是　　　作為GSM標準的一部分開發(fā)的?！　S－41：這一層類似于GSM MAP，也是用于無線系統(tǒng)間連接的，主要應用于北美的　　　無線網(wǎng)絡。比如在美國的模擬AMPS和TDMA蜂窩系統(tǒng)間提供連接。　　IS－634：這一層為AMPS蜂窩網(wǎng)絡的移動交換中心（MSC）和基站間通信提供接口。　　INAP（智能網(wǎng)應用部分）：這一層運行于TCAP之上，提供類似于MAP的功能，但它　　　是用于固網(wǎng)的。INAP主要是歐洲的標準，是歐洲電信標準化組織（ETSI）開發(fā)的，　　　它是CS－1，CS－2智能網(wǎng)功能集的一部分。CS－1和CS－2等同于AIN。雖然AIN和　　　CS規(guī)范相類似，并且都能通過SS7來實現(xiàn)各種功能，如呼叫路由尋找，但還是有一　　　些不同的地方，這正是各種標準組織工作的匯合點。　　1129／1129＋／1129A：這些協(xié)議為SCP和IPe間提供直接連接，是Bellcore1129　　　。在某些場合，不需要用SS7直接連接SCP和IPe，但在另一　　　些場合中卻需要。在SS7網(wǎng)絡中，允許任何的SCP利用SS7作為基礎協(xié)議和任何的　　　IPe直接通信。當使用SS7協(xié)議時，1129應用層一般運行在TCAP之上?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　OP↑三．七號信令可靠性　　SS7提供消息傳遞以實現(xiàn)正確無誤的業(yè)務功能，如呼叫建立。因此，SS7被設計成能達到相當高的可靠性?？煽啃詠碜枣溌返亩鄻有院腿哂鄠浞?。圖4說明了一個簡單SS7網(wǎng)絡的標準例子，著重說明了一些內(nèi)建的可靠性特征，比如鏈路的網(wǎng)狀配置，這樣使得網(wǎng)絡中的每個信令點間都有冗余備份的鏈路，從而提高了整個網(wǎng)絡的可靠性?！　≡谶M行網(wǎng)絡設計時，要設計2－3個方向的鏈路，兩個方向的鏈路被稱作一個訪問鏈路對。鏈路對中的每條鏈路使用不同的物理線路連接到不同的網(wǎng)絡接口，使它們之間具有相互備份的功能。多條鏈路最好不要使用相同的建筑物、載波系統(tǒng)、電纜或者支撐架?！　≡趫D4 中，從STP出發(fā)，可以有3 個方向的鏈路，這些由4個對角鏈路（D鏈路）構成的鏈路通過不同的路由連接到網(wǎng)絡接口相互形成備份。和A鏈路一樣，這些鏈路也不能共用一條物理線路或通信基礎設施。圖4 SS7網(wǎng)絡結構　　SS7網(wǎng)絡的設計一般都留有充足的冗余容量。在美國，SS7網(wǎng)絡的設計通常是各鏈路的流量不能超過容量的40％。這種情況下，若某條鏈路出現(xiàn)故障而中斷，即使所有的負荷都流向剩下的完好的鏈路，這些鏈路仍未達到滿容?！　≡诿绹话阌?6kbps的鏈路來連接SS7網(wǎng)絡，但在歐洲，一般用E1中繼的一個時隙（64kbps）來承載SS7的流量。在一些歐洲國家里，剩下的29個E1時隙是不用的，這樣可以避免由于流量而出現(xiàn)的任何風險。從這種例子可以更清晰的說明可靠性對于SS7網(wǎng)絡來說是多么的重要?！　S7網(wǎng)絡的接入是嚴格受到運營商的控制的，這是為了保持網(wǎng)絡的完整性。最初，只有電話公司才能夠接入到SS7網(wǎng)絡。然而，這種情況已經(jīng)開始改變，特別是在美國，由于各種類型的業(yè)務提供商在不斷增加，包括從主要LECs（本地交換運營商）和IXCs（長途交換運營商）到無線運營商，甚至更小的運營商，他們都需要接入到SS7網(wǎng)絡。另外，集團用戶運營的大的呼叫中心也被允許接入到SS7網(wǎng)絡，以和IXCs配合提高操作的效率和實現(xiàn)新的業(yè)務。將來有希望在全球任一個角落都可以接入到SS7網(wǎng)絡。　■ 單信令點編碼冗余備份　　運營級系統(tǒng)要求有非常高的可靠性，%的可用性。對大多系統(tǒng)的嚴格要求是：SS7連接中，出現(xiàn)單信令點故障時，系統(tǒng)能自動避開故障點，保持連接的暢通。一般設計時要考慮的故障包括：　　SS7鏈路故障；　　各種SS7接口板故障；　　主系統(tǒng)故障，包括硬件故障，如電源中斷或火災，和軟件故障，如操作系統(tǒng)故障或　　　應用程序問題?！　≈挥蠸S7鏈路出現(xiàn)故障時，SS7協(xié)議才有相應的規(guī)則去處理故障，對其它故障的處理必須在設計SS7平臺和整個系統(tǒng)結構時予以考慮。還有一個普遍的要求是：軟件的升級過程中不能影響整個系統(tǒng)的運行。能達到以上要求的一個解決方案是：使用兩個主機箱，在每個主機箱里插有SS7接口板，用于支持一條或多條SS7鏈路。讓兩個主機都使用一個SS7地址，也就是共用一個信令點編碼，這樣遠端的交換機或STP就會認為這兩個主機是一個完整的系統(tǒng)。這樣，這兩個主機組成的系統(tǒng)就能在其中一個出現(xiàn)故障時仍能正常工作。　　系統(tǒng)開發(fā)商也有用其它方法來實現(xiàn)冗余結構的，其中包括單節(jié)點和多節(jié)點實現(xiàn)方式。在圖5所示的系統(tǒng)中，SS7由兩臺同時工作的主機組成，每個主機上有兩條SS7鏈路，所有連接都使用同一個信令編碼。兩個主機中的SS7鏈路都處于連接狀態(tài)，MTP2處于運行狀態(tài)，其中一個主機的MTP3和ISUP處于主用運行狀態(tài)，而另一個主機的MTP3和ISUP處于備用狀態(tài)。主用機箱的MTP3和ISUP處理所有兩個主機上鏈路中的SS7消息流，并把對應的呼叫狀態(tài)信息通知備份主機。主用系統(tǒng)和備用系統(tǒng)間用快速以太網(wǎng)相連，用于兩個系統(tǒng)互相跟蹤對方的狀態(tài)。當主用系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，備用系統(tǒng)接過控制權，并用備份的呼叫狀態(tài)信息數(shù)據(jù)刷新所有的呼叫狀態(tài)。SS7具有板卡級或機箱級的故障自動處理機制，當主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，主系統(tǒng)上的鏈路就會中斷連接，遠端交換機（SSP）檢測這些鏈路已中斷連接，就把所有的SS7流量都轉移到備用系統(tǒng)的鏈路上。因此會造成一些SS7傳輸能力的下降，直到故障系統(tǒng)恢復為止。如果設計系統(tǒng)時每條鏈路只利用其傳輸能力的40％或更少，則系統(tǒng)的運行不會出現(xiàn)任何問題?！　≡谶@個例子中，不管主機箱支不支持熱插撥都使整個系統(tǒng)具有很高的可靠性。熱插撥使得在一個正在運行系統(tǒng)中的板卡可以增加、撥下或更換。在這個例子的系統(tǒng)中，若增加熱插撥功能，可以使得在硬件出現(xiàn)故障或升級時快速地更換板卡。圖5 SS7單信令點冗余結構四．七號信令新應用　　雖然SS7技術可以應用在廣泛的潛在領域，但是目前只在幾個專屬領域得到了應用：電話網(wǎng)、基于運營商的應用及其基礎設施，還有基于大企業(yè)的應用及其基礎設施。下表列出了一些SS7的應用。應用領域SS7適用性應用實例增強業(yè)務最適用于網(wǎng)絡（基于中心交換系統(tǒng)）的應用；企業(yè)應用適用性較差。聲訊臺唯一號碼／電話跟隨業(yè)務無線預付費平臺VoIP網(wǎng)關很適用于網(wǎng)絡（運營級）應用VoIP到PSTN的網(wǎng)間連接（呼叫控制）無線網(wǎng)絡很適用移動性應用（如支持GSM MAP）用于MSC的呼叫控制：建立、拆線等。業(yè)務控制點很適用無線網(wǎng)中的VLR／HLR服務器高級智能網(wǎng)／智能網(wǎng)絕對必要LNP（本地號碼可攜帶）800號路由尋找增強智能網(wǎng)業(yè)務呼叫中心中等適用大容量呼叫中心SS7交換和網(wǎng)關適用SS7微型STPSS7／MF網(wǎng)關通過數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸SS7　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　TOP↑1．增強業(yè)務　　增強業(yè)務的范圍很廣，包括：聲訊、傳真消息，單一號碼／電話跟隨業(yè)務，以及運營商為用戶提供的預付費業(yè)務等。增強業(yè)務在各運營商中得到廣泛應用的主要原因是能為他們帶來重要的收入來源，并使得運營商更有自己的特色。增強業(yè)務一般由和中心交換局相連的平臺提供。這些平臺可以是配置成業(yè)務點的系統(tǒng)提供，也可以作為智能外設提供，兩種情況下都是使用SS7作為在中心交換局和業(yè)務點或外設之間的呼叫控制協(xié)議。　　圖6所示為一個運營級的聲訊平臺，這是個面向公眾的開放結構增強業(yè)務平臺。系統(tǒng)由多臺計算機（或叫節(jié)點）組成，節(jié)點間通過以太網(wǎng)相連接以提供冗余功能，這是一個很規(guī)范、具有很高可靠性的系統(tǒng)。在這一例子中，兩個SS7節(jié)點用于為應用提供信令，而其它幾個媒體節(jié)點用于提供和PSTN間的通道連接和呼叫處理功能，包括所有和用戶的音頻或聲音對話，以及信息播放。每個媒體節(jié)點一般使用有一定數(shù)量的線路和DSP資源的板卡，比如NMS AG系列4E1板，用于幾百甚至幾千個同時發(fā)生的混合媒體（聲音、傳真等）呼叫。利用容錯磁盤服務器作存貯介質(zhì)，向媒體節(jié)點提供語音郵件消息檢索功能。　　那兩個SS7節(jié)點是以冗余方式配置的，共享相同的信令點編碼，為所有的媒體節(jié)點提供呼叫控制。圖中所示的所有SS7鏈路采用單信令點編碼冗余方式備份，即使其中一個　SS7節(jié)點出現(xiàn)故障，信令系統(tǒng)仍能繼續(xù)為呼入提供不中斷的語音信箱訪問?！　∵@個信息系統(tǒng)的升級擴容非常方便，只要增加媒體節(jié)點就可以輕易擴大系統(tǒng)容量。由于很少會出現(xiàn)兩個信令點同時崩潰的可能，使得這種結構具有很高的可靠性。圖6 增強業(yè)務系統(tǒng)運營級結構例子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　TOP↑2．VoIP網(wǎng)關　　由于通過IP網(wǎng)傳送話音市場的迅速增長，我們有必要對許多設備供應商都在推出的VoIP網(wǎng)關作一個介紹。VoIP網(wǎng)關用于連接電話網(wǎng)（就是基于電路的PSTN）和基于數(shù)據(jù)包的IP網(wǎng)，使得呼叫能通過IP網(wǎng)絡無縫地連接到PSTN電話。最初，網(wǎng)關只支持比較少的呼叫，一般只支持單個的T1或E1，最多只能支持幾百個話音電路。這種早期的網(wǎng)關一般使用ISDN協(xié)議或隨路信令協(xié)議連接到PSTN。然而隨著基于IP話音應用的迅速成長，并被各運營商所采用，網(wǎng)關容量逐漸得到了擴大，能夠支持多達數(shù)千個呼叫。網(wǎng)關規(guī)模的擴大和運營級網(wǎng)關的要求，使得SS7成為連接IP網(wǎng)關和PSTN必須采用的信令協(xié)議。圖7 SS7支持的VoIP網(wǎng)關　　IP網(wǎng)關一般連接到PSTN的中心局交換機，并用ISUP信令來提供呼叫控制。在很多情況下，任何PSTN的呼叫功能很明顯都要跨越網(wǎng)絡來實現(xiàn)，比如主叫號碼信息顯示，主叫號碼要從PSTN經(jīng)網(wǎng)關進入IP網(wǎng)，再經(jīng)網(wǎng)關送達另一端的PSTN用戶?！　?) VoIP標準的進展　　VoIP團體對SS7的興趣持續(xù)升溫，主要原因是：要讓基于包的VoIP網(wǎng)絡接入到到處存在的電話業(yè)務，就必須連接到基于電路交換的PSTN，而PSTN網(wǎng)是用SS7作為信令機制的，所以VoIP網(wǎng)關只能支持SS7，別無選擇。VoIP的標準在持續(xù)發(fā)展，有一個明顯的趨勢是網(wǎng)關中的媒體（話音、傳真等）和信令分離處理（請看圖8）。另外，雖然提議了各種各樣的信令方式，但到目前為止，似乎SS7或它的變種在形成VoIP標準時起到了比較重要的作用?，F(xiàn)在正急待解決的兩個關鍵問題是：通過IP網(wǎng)傳送SS7，以及連接PSTN電路和包網(wǎng)絡。圖8 VoIP網(wǎng)絡中的媒體、信令網(wǎng)關分解圖　　2) 通過IP網(wǎng)傳遞SS7　　就是兩個PSTN網(wǎng)絡之間通過IP網(wǎng)絡連接起來，PSTN網(wǎng)絡間的SS7信令信息通過IP網(wǎng)透明地傳送到對方。這樣做的目的是：不管呼叫是通過基于電路的PSTN還是通過VoIP網(wǎng)絡，都能向用戶提供相同的隨時隨地的接入和業(yè)務功能集。另外，通過IP網(wǎng)傳遞SS7所需要的基礎傳輸設備成本明顯要比傳送傳統(tǒng)SS7所需要的基礎傳輸設備低得多。（參考圖9）　　3) 連接PSTN電路和