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炬元通訊七號信令解決方案

2004/06/03

目錄

1 PSG-7七號信令網關
2 系統功能特性
2.1 系統主要功能
2.2 系統特性
3 PSG-7七號信令網關構成
3.1 硬件構成
3.2 軟件組成
4 電話呼叫應用的組網模式
5 配置模式（單機/雙機）
6 應用編程接口
6.1 API消息協議
6.2 API編程接口函數庫
6.3 呼叫消息流程舉例
6.4 兼容Dialogic SS7接口
6.5 兼容NMS SS7接口
7 應用實例
8 技術指標說明

1 PSG-7七號信令網關

　　信令技術屬于電信網的三大支撐技術之一，七號信令技術作為目前電信網中的主流技術更是在短期內具有不可替代的地位。長期以來，信令技術主要掌握在國外公司和國內大的電信設備廠商手中。面對電信（增值）業(yè)務的飛速發(fā)展，以及下一代網絡（NGN）的來臨，廣大的電信（增值）業(yè)務集成商需要快速、靈活地開發(fā)和安裝新的、符合市場要求的業(yè)務系統。而在這各種各樣的業(yè)務系統中，無一不需要通過七號信令接入到現行的電信網中，以便向固定電話用戶、移動用戶等提供服務。

　　由于信令技術的復雜性，電信（增值）業(yè)務集成商在考慮業(yè)務系統的信令接入方案時，大都選擇采用第三方的信令產品，避免自己開發(fā)、維護復雜的信令系統設備。炬元通訊的PSG可編程信令網關（以下簡稱PSG）正是在順應這一市場需求的潮流下應運而生的。

　　PSG可編程信令網關通過基于TCP/IP的可編程控制的API編程接口向一組分布式應用平臺和系統提供SS7、DSS1等信令的接入服務。本產品實現了SS7的MTP、TUP、ISUP、SCCP和TCAP以及MAP、INAP的功能，同時還實現DSS1的LAP1、LAPD2、LAPD3的功能。PSG可編程信令網關的硬件部分由PSB信令板和電信級服務器所組成。PSB信令板具備PCI和CompactPCI總線結構，每塊PSB信令板有4個E1接口和1個10/100M以太網接口。

　　PSG可編程信令網關為電話呼叫控制、移動通信業(yè)務和智能網業(yè)務提供七號信令的接入服務�？捎糜跇嫿ǜ鞣N信息增值業(yè)務系統、語音信箱、企業(yè)的呼叫中心／客戶中心、VoIP電話系統、下一代網絡（NGN），智能網業(yè)務控制點（SCP）、智能網節(jié)點（IP）、短消息網關、移動通信的歸置寄存器（HLR）等。廣泛應用于電信、電力、銀行、證券、公安、國防等不同行業(yè)。

2 系統功能特性

2.1 系統主要功能

PSG-7七號信令網關系統主要功能如下：
　　1) 電路拆分功能，由硬件實現；（一般用于F Link--直連鏈路）
　　2) 信令鏈路所占用時隙的選擇，可任選1~31時隙作信令鏈路；
　　3) 物理鏈路功能（第一級/MTP1）；

　　4)信令數據鏈路功能（第二級/MTP2）；
　　(a) 信號單元的定界、定位；
　　(b) 信令鏈路的定位；
　　(c) 差錯的檢測、糾正；
　　(d) 信令鏈路差錯率控制；
　　(e) 處理機故障控制；
　　(f) 信令鏈路擁塞的檢測和控制（流量控制）。

　　5) 信令網功能；
　　(a) 信令消息處理；
　　(b) 信令網業(yè)務管理；　　
　　(c) 信令網路由管理；
　　(d) 信令鏈路管理。

　　6) TUP功能；
　　(a) OPC+DPC+CIC和TUP中繼PCM+TS之間的相互轉換；
　　(b) TUP電路狀態(tài)管理、控制；
　　(c) TUP信令過程控制；
　　(d) TUP呼叫過程控制。

　　7) ISUP功能；
　　(a) OPC+DPC+CIC和ISUP中繼PCM+TS之間的相互轉換；
　　(b) ISUP電路狀態(tài)管理、控制；
　　(c) ISUP信令過程控制；
　　(d) ISUP呼叫過程控制。

　　8) SCCP功能；
　　(a) 無連接的UDT和UDTS；
　　(b) GT翻譯；
　　(c) SCCP子系統管理；
　　(d) SCCP信令過程控制；
　　(e) SCCP消息封裝、解碼。

　　9) TCAP功能；
　　(a) 會話管理
　　(b) TCAP信令過程控制
　　(c) TCAP消息封裝、解碼

　　10) MAP功能；
　　(a) 短消息業(yè)務；
　　(b) 位置登記和刪除過程；
　　(c) 呼叫建立期間用戶參數的檢索。

　　11) INAP功能；
　　(a) CS-1功能集；
　　(b) CS-2功能集；
　　(c) 移動智能網。

　　12) 雙機冗余處理功能；
　　(a) 主備用進程狀態(tài)的同步、協調；
　　(b) 主備用網關之間相互監(jiān)視；
　　(c) 信令鏈路狀態(tài)和信令網狀態(tài)的同步；
　　(d) TUP電路狀態(tài)的同步；
　　(e) ISUP電路狀態(tài)的同步；
　　(f) SCCP處理狀態(tài)的同步；
　　(g) TCAP處理狀態(tài)的同步；
　　(h) MAP處理狀態(tài)的同步；
　　i) INAP處理狀態(tài)的同步。

　　13) TCP Service功能；
　　(a) 多TCP連接管理；
　　(b) 多HOST管理；
　　(c) HeartBeat消息處理；
　　(d) 重發(fā)消息管理。

14) 系統操作維護管理功能。
　　(a) 系統數據和局數據管理：查詢、修改、增加、刪除；
　　(b) 系統管理：進程狀態(tài)、統計功能；
　　(c) 日志管理：瀏覽、刪除、搜索、打�。�
　　(d) 告警管理：瀏覽、搜索、刪除、打��；
　　(e) 用戶管理：創(chuàng)建、刪除、修改；
　　(f) 信令管理：信令鏈路操作；
　　(g) 消息跟蹤：信令消息跟蹤、TCP/UDP消息跟蹤、系統內部通信消息跟蹤等；
　　(h) TUP電路管理：TUP電路操作；
　　(i) ISUP電路管理：ISUP電路操作；
　　(j) SCCP管理：數據管理、信令操作
　　(k) TCAP管理：數據管理、信令操作；
　　(l) MAP管理：數據管理、信令操作；
　　(m) 符合Q.752的統計功能。

2.2 系統特性
·電路拆分能力，避免中繼資源的浪費；
·兩級信令處理能力，具有強大穩(wěn)定的信令處理能力；
·可連接多達128個業(yè)務主機，支持應用系統的分布式處理；
·雙機容錯配置，支持信令點碼共享；
·分布式超大規(guī)模網關配置；
·同時支持24位和14位信令點編碼，并且支持24位網絡和14位網絡的互轉；
·具有多信令棧處理能力（多信令點碼），每個PSG-7單元均可同時連接電信、網通、移動、聯通、鐵通等不同的電信網；
·同時支持多種SS7變種協議，包括中國、香港、印尼、ITU、ANSI、ETSI等，并且可以轉換、溝通不同的變種協議。

3 PSG-7七號信令網關構成

　　PSG-7七號信令網關可分為硬件和軟件部分，下面分別講述硬件和軟件的組成。

軟件 說明
網關處理軟件 ·System Manager：系統管理進程，管理網關系統的其它進程的狀態(tài)；執(zhí)行系統內部消息的路由、轉發(fā)，保證系統內部通信的可靠性；提供本節(jié)點內系統其它模塊的定時器服務等功能。
·TCP Agent：作為TCP通信時的服務器端；建立與TCP客戶端TCP連接；TCP消息收發(fā)、轉發(fā)；TCP連接狀態(tài)監(jiān)視。
·MTP2：嵌入于PSB信令板上，完成SS7 MTP2信令鏈路所有功能。
·PSB Driver：PSB信令板驅動程序。
·MTP3：實現MTP3功能。
·TUP：實現TUP功能。
·ISUP：實現ISUP功能。
·SCCP：實現SCCP功能。u TCAP：實現TCAP功能。
·OAM Server：類似于SNMP的Agent，提供網關系統對外統一的維護接口。
維護終端 ·OAM Manager：網關維護終端，提供強大的日常維護功能和裝機幫助功能。
開發(fā)工具 ·SDK Pack：目前提供基于Windows 2000的SDK工具包。將API消息和TCP通信封裝為函數調用，加快用戶的二次開發(fā)速度。
·SDK DLG：兼容Dialogic SS7 接口開發(fā)包。
·SDK NMS：兼容NMS SS7接口開發(fā)包。

3.1 硬件構成
　　PSG-7七號信令網關硬件是由PSB信令板和電信級服務器構成。

　　PSB信令板為PCI總線的插卡，需占用一個PCI插槽。PSB信令板的中繼接口是RJ45，并且同時支持75歐和120歐兩種中繼方式，每塊板可處理2~4條信令鏈路。每塊PSB信令板有4個中繼接口，每2個中繼接口為一組，其中一個為入中繼，另一個為出中繼。入中繼所接的是來自PSG-7七號信令網關對端的交換機的帶有信令鏈路的中繼，信令鏈路所占用的時隙由PSB信令板提取處理，余下的時隙可從出中繼接出到應用系統作話路使用。

　　MTP1和MTP2的功能主要是在七號信令板上實現，每塊板有2~4路的信令終端處理模塊，可處理2~4個信令鏈路。板上信令終端和主CPU（工控機的CPU）之間以共享內存和訪問端口兩種方式進行通信，交換數據和控制信息。

　　信令鏈路的增加采用以積木疊加方式來實現，每臺工控機最多可插8塊PSB信令板，每臺PSG-7七號信令網關最多可同時控制16個信令終端處理設備。

　　電信服務器為19英寸標準的工業(yè)用計算機，可根據網關的信令鏈路容量的大小分別選用1u或2u或4u的工控機。工控機的配件及其配置具體如下：

（一般采用當時的主流配置，以下配置僅供參考）
·工控機箱+電源（-48V直流電源或220V交流電源）
·15寸彩顯
·101/102鍵盤
·1.44MB軟盤驅動器
·工控機CPU卡（集成了顯示卡）
·LAN 網卡（10MB/100MB）
·PIII 1G CPU
·128MB SDRAM
·40GB HD

3.2 軟件組成
　　PSG-7七號信令網關的操作系統目前只支持RED HAT LINUX，下一個版本將支持WINDOWS2000。
整個PSG-7七號信令網關的軟件由系統支持軟件和網關處理軟件組成，具體見下表：

4 電話呼叫應用的組網模式

　　在PSG-7七號信令網關的實際應用中，究竟采用什么樣的組網模式將PSG-7七號信令網關和用戶的設備組成一個完整的系統可由集成商靈活決定。當前比較通用的有兩種模式：分布式和集中式。
分布式和集中式的根本區(qū)別在于是否采用了前端交換（交叉連接）設備。

　　分布式的網絡結構示意圖見圖 1。如果沒有前端交換設備，那么從局方過來的話路中繼是直接接到各業(yè)務節(jié)點（如IVR），信令是集中在PSG-7七號信令網關處理，但對話路的接續(xù)控制是分布在各業(yè)務節(jié)點。各業(yè)務節(jié)點各自管理一部分話路，互不相干或采用后端交換的方式進行資源的共享。在這種模式下，PSG-7七號信令網關將根據預先確定的策略把呼叫消息分發(fā)到各業(yè)務節(jié)點。在業(yè)務節(jié)點執(zhí)行呼出時，呼出的選話路功能在各業(yè)務節(jié)點實現，由各業(yè)務節(jié)點根據其管理的話路情況選一條空閑話路進行呼出。



　　集中式的網絡結構示意圖見圖 2。由于采用了前端交換設備，所以從局方過來的話路中繼全部接到前端交換設備，信令鏈路所在的中繼直接接到PSG-7七號信令網關，（拆分后的話路再接到前端交換設備）。PSG-7七號信令網關只與ACD建立一個TCP通信連接，由ACD來進行來話呼叫的分發(fā)、去話呼叫的選路功能、交換連接控制功能和其他的業(yè)務控制，IVR一般只具有語音控制功能和小部分的呼叫接續(xù)控制功能。在這種情況下的所有語音資源將是共享的，并由ACD根據預先確定的策略進行資源的分配，可對呼叫進行靈活的處理以適應不同業(yè)務的需要。



5 配置模式（單機/雙機）

　　根據系統規(guī)模的大小以及實際應用時安全性的要求，可選擇采用單機配置或雙機配置。單機具有安裝維護相對簡單、設備數量少、處理容量較小、低安全性等特點，適用于規(guī)模較小，并且對安全性要求不是很高的系統中，如一般的增值業(yè)務系統、企業(yè)呼叫中心等。雙機冗余具有安裝維護相對復雜、設備數量多、處理容量較大、安全性高等特點，適用于規(guī)模大，并且對安全性要求高的系統中，如大型的增值業(yè)務系統、股票委托系統、INTERNET拔號接入設備等。

　　對這兩種配置，在實際應用中建議采用如下方法來確定PSG-7七號信令網關的配置。

單機配置建議
單機配置適用于電路數小于2048的系統，建議配置如下：
·2條或1條信令鏈路（當電路數較少時可只一條信令鏈路）
·工控機可采用1機型
·內存128MB
·CPU采用當前主流的CPU

雙機基本配置建議
　　雙機基本配置建議適用電路數少于2048，但對系統可靠性、安全性和可連續(xù)工作要求高的應用，建議配置如下：

·至少2條信令鏈路
·工控機可采用1u機型
·內存128MB
·CPU采用當前主流型號

雙機擴充配置建議
　　雙權衡的擴充配置是在基本配置的基礎上，根據應用系統的規(guī)模及實際應用的需要進行確定，對一般應用于"市話呼叫（平均呼叫時長為60秒）"可遵循以下原則：
·每增加4096條電路，相應增加2條信令鏈路
·內存512MB
·CPU采用當前主流型號

　　在雙機配置的實際安裝規(guī)劃中，建議將一個信令鏈路組的信令鏈路平均分接到兩臺網關以避免因一臺網關的故障而影響到整個信令鏈路組的連通性。

6 應用編程接口

　　PSG-7七號信令網關提供四種模式的編程接口，分別是：
·Joyit API消息協議；
·Joyit API編程接口函數；
·兼容Dialogic SS7編程接口；
·兼容NMS SS7 編程接口。

6.1 API消息協議
　　API消息協議是PSG-7七號信令網關與應用系統的"HOST"之間基于TCP的交互控制協議，API消息按其功能可分為幾大類：

·注冊/注銷過程
　　注冊消息用于登記每個HOST 所管理的電路范圍或HOST所管理的業(yè)務類型，缺省方式下一個HOST管理所有電路（集中式）和所有的業(yè)務類型。

　　注銷消息是在HOST正常退出時使用的，用于通知PSG-7七號信令網關HOST將要退出的消息，以便PSG-7七號信令網關做相應的處理工作。

·故障恢復消息
　　用于當系統的某一部分出現故障時，HOST與PSG-7七號信令網關配合完成故障的恢復，有三種故障：PSG-7七號信令網關故障、HOST故障和TCP連接故障恢復。

·可編程控制消息
　　用于動態(tài)控制七號信令網關的參數設置和API消息協議的表現以便符合用戶的需要。

·呼叫接續(xù)消息
　　用于完成呼叫接續(xù)過程，與呼叫相關的消息，可分為幾種：呼叫建立請求/指示消息、地址全請求/指示消息、應答請求/指示消息、呼叫事件請求/指示消息、電路事件請求／指示消息等。

·SCCP接續(xù)消息
　　SCCP用戶和SCCP模塊之間進行交互的接續(xù)控制消息。

·TCAP接續(xù)消息
　　TCAP用戶和TCAP模塊之間進行交互的接續(xù)控制消息。

·MAP接續(xù)消息
　　用于完成各種MAP服務過程的消息，例如：短消息服務、數據庫查詢服務等。

·INAP接續(xù)消息
　　用于完成各種INAP服務過程的消息，例如：800業(yè)務、300業(yè)務等。

·維護管理消息
　　維護終端與PSG-7七號信令網關之間共同完成系統的維護管理操作功能的消息，例如：局數據配置、信令操作、統計功能等。

6.2 API編程接口函數庫
　　API編程接口函數是在API消息協議的基礎上，在"HOST"對API消息進行再包裝，形成可供直接調用的函數庫。它屏蔽了API消息通信細節(jié)，向用戶提供方便調用的API函數，簡化了應用編程的工作量。相應地，損失了一部分靈活性。需要注意，采用函數庫時需用事件驅動方式（事件異步處理）進行編程，保證不因某一個操作而導系統的暫停。

主要函數有：
·Init初始化函數
·Register注冊函數；
·Degister注銷函數；
·Transmit發(fā)送API消息函數；
·Receive接收API消息函數。

6.3 呼叫消息流程舉例
　　下面分別以TUP和ISUP為例，圖示出一個成功來話在整個系統中的消息流程。



6.4 兼容Dialogic SS7接口
　　從代碼及上完全兼容Dialogic SS7編程接口，接口詳細情況請參考相關文檔。

6.5 兼容NMS SS7接口
　　從代碼及上完全兼容NMS SS7編程接口，接口詳細情況請參考相關文檔。

7 應用實例
　　PSG-7七號信令網關所遵循的高開放性、高可用性、易維護，使本產品可廣泛適用于各種系統，凡是需要接入到電信網的系統均需要用到PSG-7七號信令網關。下面列出比較常用的系統：

·特服系統（如110，119，120等）
·電信網增值系統（如160，168，114，170）
·語音信箱
·客戶服務中心系統
·短消息系統
·尋呼系統
·電話銀行系統
·電話股票委托系統
·電話路由（Tele-Router）
·163/169拔號接入系統
·呼叫代理機
·SSP智能網業(yè)務交換點
·SCP智能網業(yè)務控制點
·移動通信的歸置寄存器（HLR）
·VoIP電話系統/軟交換系統
·微型STP
·點碼轉換系統
·GT翻譯器

8 技術指標說明
　　下表列出七號信令網關的技術指標。

表 2 七號信令網關技術指標

PSG-7七號信令網關

單  機 雙  機

性能指標

PSB信令板數

8

16

支持HOST數

128

128

信令鏈路

32

64

信令鏈路組

32

32

目的信令點

512

512

信令棧

8

8

信令點碼格式

14位/24位

14位/24位

七號信令變體

CHINA/ITU/ANSI

CHINA/ITU/ANSI

TUP電路數

65536

65536

ISUP電路數

65536

65536

信令鏈路負荷

0.9Erl以上

0.9Erl以上

TUP呼叫處理能力

120 Calls/Sec

120 Calls/Sec

ISUP呼叫處理能力

120 Calls/Sec

120 Calls/Sec

SCCP子系統

256

256

GT表項

文本

數據庫

32768

由數據庫最大容量而定

32768

由數據庫最大容量而定

GT翻譯處理能力

1600 /Sec

1600 /Sec

TCAP事務

800 /Sec

800 /Sec

LAN接口

10/100MB以太網

10/100MB以太網

中繼接口

平衡（120Ω）

物理接口

碼率

碼型

非平衡（75Ω）

物理接口

碼率

碼型

RJ45（1和2為收、4和5發(fā)）

2.048 Mbits/s ± 100ppm

HDB3

BNC（同軸電纜）

2.048 Mbits/s ± 100ppm

HDB3

信令接口

信令比特率

時隙

64 Kbits/s

1~31時隙任意配置

操作系統

信令網關

Red Hat Linux 7.2

HOST

WINDOWS NT、WINDOWS 2000、SCO UNIX、LINUX、SCO UNIXWARE

尺寸

機架

19英寸

1u

寬´高´深

直流電源/功率

交流電源/功率

重量

2u

寬´高´深

直流電源/功率

交流電源/功率

重量

4u

寬´高´深

直流電源/功率

交流電源/功率

重量

482´44´500mm

-48V/180W

220V/200W

8kg

482´88´450mm

-48V/310W

220V/300W

13kg

482´ 177´478mm

-48V/310W

220V/400W

16kg

環(huán)境條件

運行溫度

濕    度

震    動

0℃ ~ 40℃

--

1Grms

-40℃ ~ 75℃

10% ~ 95%

2G

廣州炬元通訊公司供稿 CTI論壇編輯


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