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基于CompactPCI硬件平臺的七號信令網(wǎng)關(guān)應用

2005/11/02

概述

　　現有的通信網(wǎng)絡(luò )可分為傳統的電路交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)。不同的網(wǎng)將按各自的最佳方向獨立演進(jìn)，融合發(fā)展。最終形成一個(gè)統一的融合的主要是以IP為基礎的分組化網(wǎng)。然而，從傳統的電路交換網(wǎng)到分組化網(wǎng)將是一個(gè)長(cháng)期的漸進(jìn)過(guò)渡過(guò)程。

　　電信業(yè)務(wù)將會(huì )跨網(wǎng)絡(luò )發(fā)展。在語(yǔ)音業(yè)務(wù)和數據業(yè)務(wù)融合的過(guò)程中，以電路交換為基礎的網(wǎng)絡(luò )和以分組交換為基礎的網(wǎng)絡(luò )之間的通信勢必要求信令能夠互通，兩個(gè)全球最大的網(wǎng)絡(luò )將長(cháng)期共存，信令互通的潛力將是巨大的。更重要的是下一代的網(wǎng)絡(luò )是以IP為基礎的，無(wú)論是軟交換體系結構還是第三代移動(dòng)通信系統都采用基于IP的分組交換網(wǎng)絡(luò )，因此信令網(wǎng)關(guān)是必不可少的，信令網(wǎng)關(guān)就是兩個(gè)不同的網(wǎng)之間信令互通設備。

　　另外在分布廣闊的接入網(wǎng)中，利用普遍存在的IP網(wǎng)絡(luò )來(lái)傳輸接入信令，如DSS1和V5.2，也有很大的市場(chǎng)需求。

SS7信令網(wǎng)關(guān)

　　信令網(wǎng)關(guān)的作用就是完成兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò )之間用于控制的信息的相互轉換，以實(shí)現一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的控制信息能夠在另一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中延續傳輸。信令網(wǎng)關(guān)是在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )的邊界接收和發(fā)送信令的代理，是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )間的信令關(guān)口，對信令消息進(jìn)行翻譯、中繼或終結處理。信令網(wǎng)關(guān)可以獨立設置，也可以與其他網(wǎng)關(guān)綜合設置，來(lái)處理與接入線(xiàn)路或中繼線(xiàn)路有關(guān)的信令。

　　目前使用最廣泛的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )一個(gè)是電話(huà)交換網(wǎng)絡(luò )，其中包括固定電話(huà)網(wǎng)和移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)，另一個(gè)是IP網(wǎng)絡(luò )，包括Internet，Intranet和Extranet。

電話(huà)交換網(wǎng)絡(luò )中，常用的信令如下圖所示：

　　圖中MAP，CAP，RANAP，BSSAP為移動(dòng)通信系統使用的信令；ISUP，TUP，INAP為固定網(wǎng)使用的信令；DSS1和V5.2為接入網(wǎng)使用的信令。

　　在九十年代末，IETF成立了信令傳輸（SIGTRAN）工作組來(lái)解決分組形式的電話(huà)信令在IP網(wǎng)絡(luò )上傳輸，確定電話(huà)信令的功能和性能要求，實(shí)現在IP網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)之間傳輸如SS7 ISUP，TUP和DSS1之類(lèi)的信令。

　　SIGTRAN構架是在流控傳輸協(xié)議（SCTP）上加一個(gè)用戶(hù)適配層（UAL）。用戶(hù)適配層是由多個(gè)適配模塊所組成。它們分別為上層現有的電話(huà)用戶(hù)/應用提供原來(lái)的原語(yǔ)接口（如管理指示，數據操作等原語(yǔ)），并把上層特定信令協(xié)議打包在SCTP上傳輸。SCTP基于標準的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IPv4，IPv6）之上。SIGTRAN構架如下圖所示：

　　圖中粉紅色部分為SIGTRAN的協(xié)議棧，在它們之上的是對應的電話(huà)信令協(xié)議。SIGTRAN的協(xié)議棧分為2層：一層是SCTP，它提供多個(gè)流的，可靠的數據傳輸，用戶(hù)數據的捆綁和分段，阻塞和流量控制，防止"拒絕服務(wù)"和"偽裝"的攻擊等功能。另一層是用戶(hù)適配層，圖中由SUA、M3UA、M2UA、M2PA、IUA和V5UA五個(gè)適配模塊所組成，它們分別來(lái)滿(mǎn)足各種電話(huà)信令協(xié)議適配的要求。

　　電話(huà)網(wǎng)中的一個(gè)信令節點(diǎn)與IP網(wǎng)中的一個(gè)信令節點(diǎn)不能直接相連，它們之間的相互通信需要依靠一個(gè)叫做信令網(wǎng)關(guān)（Signaling Gateway，SG）的中間設備來(lái)進(jìn)行。從IP網(wǎng)絡(luò )的角度來(lái)看，這個(gè)信令網(wǎng)關(guān)有時(shí)也叫做應用服務(wù)器通信設備，因為在UAL中常把上述的IP信令節點(diǎn)叫做應用服務(wù)器（Application Server, AS）。通過(guò)信令網(wǎng)關(guān)實(shí)現兩網(wǎng)信令互通的通用結構如下圖所示：

　　由于前面所述的原因，一般來(lái)講信令網(wǎng)關(guān)總是位于電話(huà)網(wǎng)絡(luò )和IP網(wǎng)絡(luò )之間，完成以SS7為主的傳統電話(huà)信令與SIGTRAN的IP電話(huà)信令之間消息的相互轉換，支持高層信令協(xié)議（SigProt）的互通。從電話(huà)網(wǎng)的角度來(lái)看，由于信令網(wǎng)關(guān)主要完成SS7信令的處理，所以通常把它叫做七號信令網(wǎng)關(guān)。當信令網(wǎng)關(guān)與其他網(wǎng)絡(luò )設備集成時(shí)，其中有一側的接口將成為內部接口。例如在上圖中，如果信令網(wǎng)關(guān)與左邊的信令端點(diǎn)（SEP）設備集成時(shí)其左側的TTSP接口將成為內部接口，同樣與ISEP集成時(shí)其右側的IP電話(huà)信令接口成為內部接口。

應用舉例

　　在下面的例子是信令網(wǎng)關(guān)在WCDMA 3G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )中的應用。它是一種可能的實(shí)現方案之一，實(shí)際的網(wǎng)絡(luò )按不同的具體需有不同的配備。

　　下圖的例子表示了WCDMA電路交換域（CS）的結構。本例使用了基于IP的核心網(wǎng)絡(luò )，并在圖中加上了媒體服務(wù)器（Media Server）。媒體服務(wù)器在MSC-Server的控制下可以提供簡(jiǎn)單的通知服務(wù)，在應用服務(wù)器的控制下可以提供增殖服務(wù)，如語(yǔ)音短信、會(huì )議電話(huà)等。

　　在這個(gè)例子中媒體和信令網(wǎng)關(guān)（Media & Signalling Gateway）、移動(dòng)交換中心網(wǎng)關(guān)服務(wù)器（GMSC Server）、拜訪(fǎng)位置寄存器（VLR）、歸宿位置寄存器（HLR）都集成了信令網(wǎng)關(guān)的功能，它們分別起到無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的信令網(wǎng)關(guān)和漫游信令網(wǎng)關(guān)的作用。獨立設置的信令網(wǎng)關(guān)（Signalling Gateway）完成傳輸信令網(wǎng)關(guān)的作用。

產(chǎn)品選型

　　在信令網(wǎng)關(guān)設備中，需使用包括系統平臺、接口資源板、信令板、處理器板、以及協(xié)議軟件等。信令網(wǎng)關(guān)有很高的可靠性要求，通過(guò)冗余設計，避免單點(diǎn)故障。通常實(shí)現雙機主備配置時(shí)，可使用HA軟件。

1)平臺
　　根據信令網(wǎng)關(guān)系統的不同實(shí)現方式，采用不同的平臺。

PICMG 2.16 Blade System

例如:ADLINK cPSB-2100,cPSB-800,cPSB-880 系列

CompactPCI with H.110 System

Intel x86 base:ADLINK cPCIS-6400(4U),cPCIS-3330(9U)系列

Sun UltraSPARC base:ADLINK cSP-4502(4U),cSP-9802(9U)系列

2)信令接口板
　　根據要求實(shí)現的信令鏈路不同，以及信令處理能力的不同，可選用多種信令板，板上實(shí)現MTP1、MTP2，如：

Interphase 系列產(chǎn)品，如iSPAN 4539、iSPAN 6535、iSPAN 1635等，

NMS TX-TX3220C 系列

東進(jìn) (DonJin) D607C/1207C

3)CPU板

　　負責高層協(xié)議的處理（MTP3以上層協(xié)議），以及實(shí)現SS7網(wǎng)管。
　　可采用ADLINK多款高性能處理器板，如cPCI-6840 1.6GHz Pentium? M 處理器板、cPCI-6810 Intel LV Tualatin處理器板、cPCI-6860 雙Xeon 2.4GHz處理器等。

4)協(xié)議軟件
　　根據信令網(wǎng)關(guān)所處網(wǎng)絡(luò )中不同位置，需選擇實(shí)現以下多層協(xié)議：MTP3、SCCP、Q.921、LAPV5、M2UA、M2PA、M3UA、SUA、V5UA、IUA、SCTP、IP等。

　　可選擇如Trillium、Hughes等協(xié)議軟件商提供的協(xié)議軟件。

凌華科技公司供稿 CTI論壇編輯

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