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一个无连接的分组交换网——七号信令网

时间:2020-05-19 09:33 作者:admin 分享到:
        PSTN的七号信令网是一个无连接的分组网。它只能是无连接的。其主要工作之一是为电话呼叫建立连接。事实上,高明的Internet创建者在创建无连接的Internet时就意识到所有支持“交换虚电路”(SVCs)的面向连接的网络同时也可以利用无连接的交换方式。电路交换网和分组交换网都是如此。在PSTN中,无连接的七号信令和面向连接的语音网在物理上是立的,这样可使欺诈和黑客出现的可能性更小。面向连接的数据网
(比如X.25),建立呼叫的信令和数据在同一链路上传输。
        如果Internet还没被发明,也许会有人在基本了解X.25网之后,产生如下想法:“如果所有的X.25交换的控制方式就是为信令消息建立路由表和为数据信息建立连接关系图,然后每个节点根据源地址、目的地址或者连接标识符进行相应处理。那么我们可不可以也采用处理信令时建立路由表的办法处理传输数据呢?如果采用这种方案,那么网络只要关心目的地址、源地址和路由表就可以了,这样岂不是省事了?”
        或者如果七号信令网早就存在了,也许就会有下面的推想:“这有一个无连接网络,它对信令分组进行处理,从而为呼叫建立起了连接。依次类推,我们也能在语音电路上发送分组信息。信令网和语音网是完全独立-169-
的。我们何不采用另一个与七号信令网类似的网络传输数据呢?
        当然,我们看到,上述推想都没有实现。我们不能把七号信令网简单地看作一个无连接分组交换网,但是它跟Internet还是很相似的,所以今天接入到PSTN的VoIP呼叫必须借助七号信令来建立。正因为此,我们有必要了解一下七号信令,以便于理解VoIP呼叫是如何进出PSTN的。
        七号信令网(SS7)是一个使用带外信号在PSTN交换中心间传递呼叫控制信息的信令系统。SS7含有网络数据库,可通过该网络数据库来处理类似于800/888特服号码的翻译工作,或者用来提供其他服务(如为呼呼叫而设计的,但是非电路交换的应用,例如面向连接或者无连接的X.25分组传输也可在该网中进行。
       原来的信令系统是使用带内信号的,它建立呼叫的速度很慢(10秒到15秒),SS7代替了旧系统。SS7是“公共信道信令”(CCS)网的代表,事实上,它就是CCS系统的标准。SS7的传输信号与频带无关,信令也与语音网完全分离,于是呼叫建立时间降至3秒到5秒。更多的干线被释放出来,用于传输呼叫的内容,成本也降至最低(因为与其他信令方式相比,SS7需要的设备更少一些)。并且,像SS7这样的公共信道信令网还能为用户提供高级服务,比如为呼叫者建标识符、对信用卡进行有效性认证等等。
        像SS7这样的公共信道信令网具有明确的结构,图一表示出了该结构。图中显示了一个“本地交换通信公司”(LEC)使用的SS7。

图一   普通信道信令的组成与连接
       图中画出了信令网的有关组成成分。“业务交换点”(简称SSP)是指网络的客户端,通常由交换中心的软件实现。信令消息由SSP产生(通常也终止于它)。“信令传输点”(STP)是网络的路由器,它根据路由表将信令消息向四处传送。最后,“业务控制点”(SCP)作为数据库,存储着向客户提供高级服务(如800/888特服号码翻译、信用卡认证、前向呼叫)的有关信息。
        以上三种SS7的组成元素间由特定类型的链路连接起来。链路往往设计成可提供冗余的结构。毕竟,如果信令网瘫痪了,任何呼叫都将无法进行,这将是不小的经济损失。“接入链路”(简称A-links)将业务交换点或业务控制点和信令传输点连接起来。“桥接链路”(B-links)把不同区的信令传输点互连起来。“交叉链路”(C・links)将同一区域的信令传输点互连,或者在接入链路与桥接链路岀故障时代替它们。
       还有三种其他类型,有多种用途的链路,图中没有标注出来。举例来说,当呼叫通过一个IXC时,将用到这些链路。“对角链路”(D-link)把交换点和一个二级的四个信令传输点组成的集合连接在一起,来平衡较重的负荷。最后一种,“完全扩展链路”(FJinks)将两个业务交换点或业务控制点数据库直接相连,用以平衡负荷,提高可靠性。
        一个SS7网使用的链路的传输速率为56kbit/s或64kbit/s,如果负荷需要的话,可达到8.448Mbit/so信令消息最长可达272字节。在呼叫建立的过程中将根据接收端的地址来决定信令路由,路由是完全动态的,这和Internet的策略一样SS7是一个分层结构,OSI参考模型的底部三层由“报文传输部分(MTP)协议提供。这里称为MTP的第一层(物理层),MTP的第二层(帧所在的层),MTP的第三层(分组层)。尽管MTP的第三层没有完全实现0SI参考模型的网络层或者IP层的所有功能,但是如果需要的话,未实现的部分将由“信令连接控制部分”(SCCP)的协议提供。一些信今消息并不需要SCCPo当SSP查询SCP的数据库时,数据库査询语句由“事物处理性能应用部分”(TCAP)协议提供。 
       总之,SS7形成了一种无连接的分组交换网,负责为PSTN中的电话呼叫建立连接。如果VoIP呼叫的一端在PSTN中,另一端在IP网上,那么在IP网和SS7信令网之间还要有一些接口。还有的方案是:VoIP呼叫的两端是IP网,而中间经过PSTN;或者VoIP呼叫的两端在PSTN中,中间经过IP网。两种情况下,都需要有从IP网到SS7或SS7到IP网的网关。这几种网络结构方案如图二所示。
图二     为VoIP业务所设置的IP和SST间的网关
       从IP网到SS7的网关很容易实现。因为SS7消息具有标准的结构。IP网作为和SSP相连的智能外设有能力发送出符合要求的信令。换句话说,只要路由器可以产生正确的信令消息和分组,那么该路由器就可以作为一个智能外设,并且可以和语音交换的SSP模块建立起直接的链路。这也就是人们说的VoIP呼叫的“末端飞跳”(TEHO)。
       从SS7到IP网的网关则有点复杂。目前还没有标准的规定说明如何从SS7报文和分组向IP分组转换。当然,IP网是可以传输SS7的报文的,但人们希望最终能实现利用IP网来建立VoIP呼叫。关于从SS7报文到IP分组的转换标准,人们还在继续研究着。

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