Ｂ－ＩＳＤＮ和宽带多媒体网的Ｎｏ．７信令方式

１ 前言

     Nｏ．７信令方式是最适于数字电信网使用的、国际标准的公共信道信令系统。其从１９７６年开始研究，首先完成了用于窄带（６４ｋｂｉｔ／ｓ）电话网、数据网、ＩＳＤＮ的建议；然后增加了交换局间以及交换局与各种特种服务中心之间传送与电路无关信息的能力，以便可以用于智能网、移动网以及提供信令网的运行管理功能（包括信令连接控制部分（ＳＣＣＰ）、事务处理能力（ＴＣ）、智能网应用部分（ＩＮＡＰ）、移动应用部分（ＭＡＰ）和Ｎｏ．７信令方式的运行管理应用部分）。由于这些建议在国际和国内电信网上得到了广泛的应用，已经稳定，目前只是在发展新的用户补充业务和支持ＩＰ方面做些研究，因此从整体上说，窄带网的Ｎｏ．７信令方式基本上已经结束。随着８０年代末ＳＤＨ和ＡＴＭ等新的通信技术的发展，国际电信联盟（ＩＴＵ－Ｔ）按照原窄带ＩＳＤＮ的模式提出了未来电信网发展目标——宽带ＩＳＤＮ。１９８９年ＩＴＵ－Ｔ开始研究Ｂ－ＩＳＤＮ的信令规范，到１９９５年在用户接入信令和网络节点间Ｎｏ．７信令方式两个方面都取得了很大进展，提出了Ｂ－ＩＳＤＮ能力集１（ＣＳ－１）业务的系列建议。接着又加速研究ＣＳ－２的信令建议，截止到目前为止，ＩＴＵ－Ｔ已经基本上提出了ＣＳ－２的信令建议。随着近两年来国际上Ｉｎｔｅｒｎｅｔ业务爆炸性的发展，ＩＴＵ－Ｔ课题的研究也开始以市场驱动为出发点，在已经完成Ｂ－ＩＳＤＮ和多媒体信令建议的基础上，将Ｂ－ＩＳＤＮ和宽带多媒体网的信令研究的重点引入到如何支持Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上来，其中网络节点间的Ｎｏ．７信令已开始研究。

２ Ｎｏ．７信令方式的总体功能结构

２．１ Ｎｏ．７信令方式在窄带网上应用的总体功能结构

     ＩＴＵ－Ｔ在１９７６年开始研究Ｎｏ．７信令方式时，主要考虑满足当时的电路交换的电话网、数据网和ＩＳＤＮ业务的要求。Ｎｏ．７信令系统采用了功能级结构，分为消息传递部分、电话用户部分和数据用户部分。随着后来智能网、移动网和信令网管理的需要，ＩＳＯ将ＯＳＩ ７层模型应用于Ｎｏ．７信令方式的协议结构，以支持ＩＮ等业务的应用。这样，在原Ｎｏ．７信令方式的总体功能结构中增加了信令连接控制部分、事务处理能力以及各种事务处理用户部分（如ＩＮＡＰ、ＭＡＰ和ＯＭＡＰ）。

２．２ Ｂ－ＩＳＤＮ和宽带多媒体网的Ｎｏ．７信令方式的总体功能结构

    由于Ｂ－ＩＳＤＮ采用ＡＴＭ作为信令与话音、数据、视频等业务信息的传递模式，其中信令信息是利用专用信令虚信道（ＶＣ）采用信元传送。在这种情况下，原有的Ｎｏ．７信令方式中ＭＴＰ的３个功能级已不适用，而将采用宽带ＭＴＰ（ＭＴＰ－３ｂ），但ＳＣＣＰ和ＴＣ仍可以采用原来的建议。对于宽带ＩＳＵＰ协议也将在原来ＩＳＵＰ协议的基础上采用新的宽带ＩＳＵＰ协议（Ｂ－ＩＳＵＰ）。

３ 消息传递部分（ＭＴＰ）

      如前所述，由于采用ＡＴＭ技术，ＭＴＰ协议使用了与原有ＭＴＰ不同的协议。其中除ＭＴＰ的第３级是在建议Ｑ．７０４的基础上补充一部分与信令的ＡＴＭ适配层（ＳＡＡＬ）配合的功能外，第２级数据链路功能将采用信令的ＡＴＭ适配层，第１级采用物理层和ＡＴＭ层组成。

３．１ ＭＴＰ第１级（数据链路级）

    ＭＴＰ的第１级由物理层和ＡＴＭ层组成。

    物理层提供在传输设备中传送ＡＴＭ信元的手段。它可以使用同步数字系列（ＳＤＨ）。物理接口可使用２Ｍｂｉｔ／ｓ、３４Ｍｂｉｔ／ｓ、１５５Ｍｂｉｔ／ｓ和６２２Ｍｂｉｔ／ｓ等速率，其物理特性可参见建议Ｇ．７０３、Ｇ．８０４、Ｇ．８２３、Ｇ．８３２和Ｇ．９５７。

    ＡＴＭ层是实施Ｂ－ＩＳＤＮ的传送模式，它传送信令时，需要建立一虚拟通道（ＶＣ）作为信令链路，并且可以使用６４ｋｂｉｔ／ｓ速率或高速率（２Ｍｂｉｔ／ｓ或更高的速率）。ＡＴＭ也可以传送运行和管理信息，提供可变的信息传送速率。有关ＡＴＭ的详细规定可参见建议Ｉ．３６１。

３．２ ＭＴＰ第２级（信令链路功能）

     第２级信令链路功能主要提供将信令消息可靠地在信令链路中传送的功能和程序。它主要包括信令单元的分界、定位、差错控制、处理机故障、第２级流量控制和信令链路差错率监视等功能和程序。在ＡＴＭ的情况下，它由网络节点接口（ＮＮＩ）的信令ＡＴＭ适配层（ＳＡＡＬ）和层管理两个功能部分组成。其中ＮＮＩ的ＳＡＡＬ由业务特定协调功能（ＳＳＣＦ）、业务特定面向连接的协议（ＳＳＣＯＰ）和ＡＡＬ５公共部分３个功能实体组成。

３．２．１ ＡＡＬ５公共部分

    ＡＡＬ５被ＩＴＵ－Ｔ定义用于支持信令。该协议提供传送可变长度帧（１～６６ ５３５个８位位组）的能力，并具有循环码（ＣＲＣ）差错控制功能。该帧长度如不是ＡＴＭ信元的整数倍，则要对协议数据单元进行填充。另外，该帧采用一个长度字段进行帧提取，以检出ＣＲＣ－３２未检出的差错。ＡＡＬ５的详细规定可参见Ｉ．３６３的条款６。

３．２．２ 业务特定面向连接的协议

     业务特定面向连接的协议（ＳＳＣＯＰ）是用于在两个ＳＳＣＯＰ用户之间传送可变长的业务数据单元（ＳＤＵ），ＳＳＣＯＰ向业务特定协调功能（ＳＳＣＦ）提供业务，然后ＳＳＣＦ再把这些业务对应给ＳＡＡＬ用户。应该指出，ＳＳＣＯＰ可以在不同的ＡＡＬ公共部分协议上操作，并可为不同的ＳＳＣＦ使用，Ｎｏ．７信令方式只是其一种应用。ＳＳＣＯＰ的主要功能如下：

.顺序完整性功能；

.重发纠错功能；

.流量控制功能；

.保持激活状态功能；

.连接控制功能；

.传送用户数据功能；

.向层管理报错功能；

.本地数据回收功能；

.协议差错的发现与恢复功能。

３．２．３ 网络节点接口的业务特定协调功能

      ＮＮＩ的ＳＳＣＦ是ＳＡＡＬ的组成部分之一，也是ＭＴＰ第２级的组成部分之一。它处于ＭＴＰ－３ｂ和ＳＳＣＯＰ两个功能实体之间。其目的是增强ＳＳＣＯＰ的功能。同时它与层管理通过原语进行通信，以完成第２级的管理功能。ＳＳＣＦ的主要功能如下：

.通过与ＳＳＣＯＰ的原语通信，共同完成第２级初始化程序、处理机故障和流量控制功能。

.通过与ＭＴＰ－３ｂ的通信，支持ＭＴＰ第３级的信令消息传送。

.通过ＳＡＡＬ层管理功能，提供差错处理、验收期间的管理、链路故障与新性能测量和信令链路正常运行期间的测量。

３．３ ＭＴＰ的第３级（信令网功能）

    宽带的ＭＴＰ的第３级是在原ＭＴＰ第３级（ＭＴＰ－３）建议Ｑ．７０４的基础上，补充了采用ＩＴＵ－Ｔ建议Ｑ．２１４０的ＭＴＰ的第３级功能和消息，形成适于宽带网使用的ＭＴＰ第３级（ＭＴＰ－３ｂ）。

     ＭＴＰ－３ｂ的功能配置与ＭＴＰ－３基本相同。只是一方面功能实体间以及ＭＴＰ－３ｂ与它的上层（即Ｂ－ＩＳＵＰ）、ＭＴＰ－３ｂ与它的下层（即ＳＡＡＬ）间传送的原语不同，同时有些消息的格式、编码和程序与原建议Ｑ．７０４不同，主要如下：

.ＭＴＰ－３ｂ传送的业务数据单元（ＳＤＵ）加大，由原来的２７２个８位位组扩大为４ ０９６个８位位组；

.由于传送消息信令单元（ＭＳＵ）的消息格式中序号由７位扩大为１２位，因此，与序号有关的信令消息倒换消息（ＣＯＯ）必须采用新的消息格式，称为扩展的倒换消息（ＸＣＯ）。

     由此可见，ＭＴＰ－３ｂ与原ＭＴＰ－３差别不大。换句话说，ＭＴＰ－３ｂ只需在原已开发了的ＭＰＴ－３软件的基础上，做些改动和补充即可。

４ Ｂ－ＩＳＤＮ用户部分（Ｂ－ＩＳＵＰ）

      Ｂ－ＩＳＵＰ处于７层协议的第３层之上。在Ｉ-ＴＵ－Ｔ的研究计划中，Ｂ－ＩＳＤＮ将分为３个能力集（ＣＳ－１、ＣＳ－２和ＣＳ－３）。目前在完成ＣＳ－１的建议（Ｑ．２７６１～Ｑ．２７６４）的基础上，也基本完成了ＣＳ－２的研究。

４．１ ＣＳ－１的Ｂ－ＩＳＵＰ

     ＣＳ－１的Ｂ－ＩＳＵＰ提供支持基本承载业务和用户补充业务所需的信令协议。基本承载业务的规定见建议Ｑ．２７６１～Ｑ．２７６４，用户补充业务见建议Ｑ．２７３０。

４．１．１ ＣＳ－１的Ｂ－ＩＳＵＰ的功能结构

      ＣＳ－１的Ｂ－ＩＳＵＰ的功能结构包括以下几个主要部分：

（１）基本呼叫部分

      基本呼叫涉及ＣＣ、ＢＣＣ、ＭＣ和ＵＩ。其中：ＣＣ为基本呼叫控制；ＢＣＣ为承载业务控制；ＭＣ为处理来自呼叫／连接控制消息中的自动拥塞控制等级参数，起维护作用；ＵＩ是对不认识的信息的处理。总之，基本呼叫部分完成在网络接口上的基本呼叫、信息处理和维护。

（２）单连接控制功能（ＳＡＣＦ）

     它用于Ｂ－ＩＳＵＰ内部原语的转换传送、状态转换的协调。从图３可以看出，ＳＡＣＦ是一个承上启下的中间模块，将由下层ＭＴＰ－３ｂ送来的信息或高层来的应用信息在ＳＡＣＦ进行信息划分，经各个内部接口分别送到ＣＣ、ＢＣＣ、ＭＣ和ＵＩ，并将各内部模块的处理结果送到ＭＴＰ－３ｂ或应用处理部分。

（３）补充业务功能

     在ＣＳ－１补充业务中，提供了主叫用户线标识提供／主叫用户线标识限制（ＣＬＩＰ／ＣＬＩＲ）、被连接线标识提供／被连接线标识限制（ＣＯＬＰ／ＣＯＬＲ）、用户子地址（ＳＵＢ）和用户至用户信令（ＵＵＳ）。

（４）网络接口

     网络接口（ＮＩ）处于ＭＴＰ－３ｂ和Ｂ－ＩＳＵＰ两个实体之间，它主要依据源信令点标识符（ＯＳＩＤ）和目的地信令点标识符（ＤＳＩＤ）将由ＭＴＰ－３ｂ接收来的信息送至相应的应用业务实体，或是发送到ＭＴＰ－３ｂ。

（５）Ｂ－ＩＳＵＰ的呼叫处理

     该部分与交换机的总体技术指标和能力有关。它不属于Ｂ－ＩＳＵＰ协议的范围。

４．１．２ Ｂ－ＩＳＵＰ的呼叫控制过程

    Ｂ－ＩＳＵＰ的基本呼叫程序由呼叫的建立、数据／通话和释放３个阶段组成。除此而外，还规定了维护功能。详细的呼叫控制过程见Ｉ-ＴＵ－Ｔ的建议Ｑ．２７６４。

    Ｂ－ＩＳＵＰ的信令程序包括成功的呼叫／连接建立、不成功的呼叫／连接建立、正常呼叫／连接释放、暂停和复原以及维护控制等程序。

４．２ ＣＳ－２的Ｂ－ＩＳＵＰ

     ＣＳ－２的Ｂ－ＩＳＵＰ主要是增强呼叫和连接控制功能。从１９９７年开始重点研究，现在基本上完成了ＣＳ－２ Ｂ－ＩＳＵＰ的研究。其主要的内容如下：

（１）支持连接特性，即各种附加业务量参数和Ｑ０Ｓ参数的传送及在建立呼叫期间和建立以后的通信阶段都可以对连接的业务量参数进行协商和变更。

（２）点到多点和点到点多连接的信令协议。

（３）在呼叫／连接控制协议中增加软永久虚信道、交换虚通道以及支持补充业务的通用传送协议。

（４）支持预知、帧中继、优先性呼叫和ＡＴＭ端系统地址。

    上述的功能和程序除部分业务量参数、点到点的多连接和软永久虚信道、交换虚通道的信令控制协议未形成建议外，其它都可使用。

    为了支持ＣＳ－２以上版本的Ｂ－ＩＳＵＰ，采用了新的Ｂ－ＩＳＵＰ的结构。

     支持连接特性协议主要是增加除在建议Ｑ．２７６４中定义的基本参数以外的附加业务量参数和ＱＯＳ参数的传递、业务量参数和ＱＯＳ参数在呼叫建立阶段的协商以及这些参数在呼叫通信阶段的修改。在ＣＳ－２中，这些参数包括可用比特率（ＡＢＲ）、ＡＴＭ组传送（ＡＢＴ）、信元时延变化容限（ＣＤＶＴ）以及全局标签（Ｇｌｏｂａｌ ｔａｇｇｉｎｇ）等，同时应能对在呼叫建立阶段和呼叫建立后的通信阶段的业务量参数进行协商和修改。目前的Ｂ－ＩＳＵＰ建议已能提供业务量参数和ＱＯＳ参数的协商与修改的功能和程序，允许在建立呼叫期间和建立以后的通信阶段都可以对连接的业务量参数进行协商和修改，以便达到最好的业务质量。

     对于点到多点和点到点多连接的信令协议，目前Ｂ－ＩＳＵＰ的点到多点的协议已经通过，由于该点到多点的连接从根节点到每个叶节点都是单连接，这与ＣＳ－１的建议Ｑ．２７６４在概念上没有变化，因此，只是对原建议进行了修改和补充，详见Ｑ．２７２２．１建议。点到点多连接的协议目前仍在研究，但也提出了起草文本。

     另外，随着近几年来Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的飞速发展，宽带网的信令也必须支持Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的业务。ＩＴＵ－Ｔ考虑到宽带的信令研究已取得很大的进展，应把研究的重点转移到支持Ｉｎ-ｔｅｒｎｅｔ上来。为此，现在它正作为紧急研究的课题进行研究。其中对ＮＮＩ的Ｂ－ＩＳＵＰ也是一样，预计在ＩＴＵ－Ｔ的现研究期内可以提出可用的建议。

５ Ｎｏ．７信令方式的未来发展

    未来的Ｎｏ．７信令方式的发展主要在高层协议。由于ＳＣＣＰ和ＴＣ相对于原有的建议变化不大，同时在ＴＣ的用户方面目前还没研究，因此，主要的研究课题还在Ｂ－ＩＳＵＰ方面。考虑到未来Ｂ－ＩＳＤＮ、宽带多媒体业务和ＩＰ业务的发展趋势，它应能支持各种宽带多媒体业务（如ＶＯＤ）和ＩＰ业务。在这种情况下，Ｎｏ．７信令方式中关于Ｂ－ＩＳＵＰ的结构可能还要有变化，这有待于Ｉ-ＴＵ－Ｔ的进一步研究。

（收稿日期：１９９９－０１－０６）

[摘要] 文章简述了网络由窄带向宽带演变的情况下Ｎｏ．７信令方式的变化，详细描述了目前Ｎｏ．７信令方式的主要功能和研究进展情况。

[关键词] Ｎｏ．７信令方式 宽带多媒体网 消息传递部分 ＩＳＤＮ用户部分 异步转移模式

[Abstract] Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｓ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ Ｎｏ．７ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｅｖｏ-ｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｎｅｔ-ｗｏｒｋｓ ｆｒｏｍ ｎａｒｒｏｗ ｂａｎｄ ｔｏ ｂｒｏａｄ-ｂａｎｄ，ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ Ｎｏ．７ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｓ ｏｎ ｉｔｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ．

[Keywords] Ｎｏ．７ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ Ｂｒｏａｄ-ｂａｎｄ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｎｅｔｗｏｒｋ ＭＴＰ ＩＳＵＰ ＡＴＭ