中繼信令網(wǎng)關(guān)在軟交換中的應用與分析
韓靜 2007/05/09
本文關(guān)鍵字: NGN3, 運營(yíng)商3, ITU2, 軟交換13, 網(wǎng)絡(luò )25, IP55, PSTN7, 融合2, 下一代網(wǎng)絡(luò )4, 信令126,
智能網(wǎng)17, 移動(dòng)通信2, 網(wǎng)關(guān)54, 電路交換4, 交換機1, 網(wǎng)絡(luò )安全1, 電話(huà)網(wǎng)1, 服務(wù)器1, SIP1, H.3231, 電信2, 3GPP1,
3G1, 寬帶1, ETSI1, IP電話(huà)1, 分組交換2
1. 引言
NGN是目前通信業(yè)內普遍關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域，各個(gè)運營(yíng)商、設備制造廠(chǎng)商和ITU、IETF等國際通信組織以及眾多技術(shù)論壇都在關(guān)注NGN，從不同角度提出對NGN的構想。而下一代的交換網(wǎng)主要的發(fā)展方向就是軟交換。目前軟交換技術(shù)是業(yè)界公認的網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)方向，該體系通過(guò)IP分組技術(shù)使得原來(lái)分別組網(wǎng)的PSTN網(wǎng)、數據網(wǎng)及移動(dòng)網(wǎng)得以真正融合，通過(guò)各種終端接入的用戶(hù)可以享有統一的業(yè)務(wù)，符合網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)以及用戶(hù)需求發(fā)展的趨勢。在下一代網(wǎng)絡(luò )的建設過(guò)程中，我們必須面臨的一個(gè)問(wèn)題就是要與現有的各類(lèi)網(wǎng)絡(luò )，如PSTN網(wǎng)、No.7信令網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)，實(shí)現無(wú)縫的互聯(lián)互通。
傳統的No.7信令網(wǎng)主要提供三種基本類(lèi)型的業(yè)務(wù)，包括PSTN網(wǎng)絡(luò )中的呼叫控制、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)以及移動(dòng)網(wǎng)中公眾移動(dòng)通信能力，包括呼叫轉移，短消息服務(wù)以及位置管理等業(yè)務(wù)。
而下一代交換網(wǎng)中的信令網(wǎng)關(guān) SG是No.7信令網(wǎng)與IP網(wǎng)的邊緣接收和發(fā)送信令消息的信令代理，對信令消息進(jìn)行中繼、翻譯或終結處理。其實(shí)質(zhì)就是為了實(shí)現PSTN端局與軟交換設備之間的No.7信令互通，實(shí)現信令承載層電路交換與IP分組的轉換功能。信令網(wǎng)關(guān)在No.7信令網(wǎng)和IP網(wǎng)的邊緣對呼叫信令進(jìn)行實(shí)時(shí)轉接或協(xié)議轉換。因此，信令網(wǎng)關(guān)可以在呼叫控制、智能網(wǎng)以及移動(dòng)網(wǎng)中提供多種多樣的應用。
2．信令網(wǎng)關(guān)的工作方式
信令網(wǎng)關(guān)設備的組網(wǎng)應用主要分為信令點(diǎn)代理的組網(wǎng)應用（包括電路相關(guān)及電路無(wú)關(guān)的信令應用）和信令轉接點(diǎn)組網(wǎng)應用。
（1）信令點(diǎn)代理的組網(wǎng)應用
在此種工作方式中，信令網(wǎng)關(guān)采用M3UA協(xié)議，信令網(wǎng)關(guān)與所連的IP網(wǎng)中的節點(diǎn)使用相同的信令點(diǎn)碼，即IP網(wǎng)中的節點(diǎn)是信令網(wǎng)關(guān)的一個(gè)高層用戶(hù)。IP網(wǎng)節點(diǎn)不需要具備MTP3和其下層的窄帶協(xié)議，只需具有MTP3以上的協(xié)議。
信令網(wǎng)關(guān)設備與IP網(wǎng)上的節點(diǎn)共享一個(gè)信令點(diǎn)碼，共同提供完整的信令點(diǎn)的功能，如圖1所示。IP網(wǎng)上的節點(diǎn)可以是軟交換機，通常特指TUP/ISUP的呼叫控制部分；還可以是一個(gè)基于IP的數據庫節點(diǎn)，通常為IP域的一個(gè)業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（IP-SCP）。
信令點(diǎn)代理組網(wǎng)方式的SG從窄帶No.7信令網(wǎng)或IP網(wǎng)接收到信令消息后，傳遞到MTP3或M3UA，然后SG根據DPC、NIF或IP地址、NIF完成信令消息的傳遞。
在這種實(shí)現方式下，IP網(wǎng)中的節點(diǎn)，如TUP/ISUP的呼叫控制部分，或IP SCP，是與SG共享一個(gè)信令點(diǎn)碼。而SG應能通過(guò)數據配置對某個(gè)DPC/OPC/SLS/CIC取值組合來(lái)確定相應的TUP或ISUP消息，或對某個(gè)DPC/OPC/SLS/SSN取值組合來(lái)確定SCCP消息能正確送到指定的MGC功能實(shí)體。其中對這些路由信息參量的識別是由NIF功能完成的。
為了提高網(wǎng)絡(luò )的可管理性，這種方式的信令網(wǎng)關(guān)如果需要為多個(gè)IP網(wǎng)節點(diǎn)服務(wù)，就需要信令網(wǎng)關(guān)支持多信令點(diǎn)功能，針對不同的IP網(wǎng)節點(diǎn)分配不同的信令點(diǎn)碼。
采用這種方式的信令網(wǎng)關(guān)，由于信令網(wǎng)關(guān)和IP網(wǎng)節點(diǎn)采用同一信令點(diǎn)碼，因此不提供經(jīng)另一信令網(wǎng)關(guān)到IP網(wǎng)節點(diǎn)的功能。由于代理的特性，IP網(wǎng)的一個(gè)節點(diǎn)只能通過(guò)固定的信令網(wǎng)關(guān)和No.7信令網(wǎng)交互，不支持網(wǎng)絡(luò )級備份。由于信令網(wǎng)關(guān)和IP網(wǎng)節點(diǎn)使用同一個(gè)信令點(diǎn)，IP網(wǎng)的節點(diǎn)是信令網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)的一個(gè)高層用戶(hù)，因此從信令網(wǎng)關(guān)到IP目的地點(diǎn)通路的狀態(tài)無(wú)法通過(guò)合適的No.7信令消息反饋回No.7信令網(wǎng)。
（2）信令轉接點(diǎn)的組網(wǎng)應用
信令轉接點(diǎn)的組網(wǎng)應用如圖2所示。
在該方式中，信令網(wǎng)關(guān)設備具有自己獨立的信令點(diǎn)碼，提供完整的信令轉接點(diǎn)功能。在信令網(wǎng)關(guān)的No.7側能夠支持A/B/C/D/E鏈，能同時(shí)與多個(gè)信令點(diǎn)/信令轉接點(diǎn)互連，按照傳統No.7信令網(wǎng)的方式選擇路由；在IP側，信令網(wǎng)關(guān)至少能夠與一個(gè)IP域的節點(diǎn)互連，并有信令路由的冗余配置(至少兩個(gè)SCTP偶聯(lián))，通過(guò)相關(guān)路由關(guān)鍵字(DPC/OPC/SIO/SCCP_SSN/CIC范圍等)進(jìn)行路由選擇。
信令轉接點(diǎn)組網(wǎng)方式主要應用M3UA或M2PA協(xié)議層，其中SCCP協(xié)議層為任選部分。SG具備SCCP功能時(shí)，與MTP3或M3UA結合可增強SG的路由尋址功能。
SG從窄帶No.7信令網(wǎng)或IP網(wǎng)接收到信令消息后，如果是TUP/ISUP相關(guān)的呼叫控制信息則可由MTP3經(jīng)NIF直接傳給M3UA，或相反，而無(wú)須傳遞到SG的SCCP層，其信令傳送過(guò)程類(lèi)似于SG不具備SCCP功能時(shí)的實(shí)現方式。
信令網(wǎng)關(guān)采用STP方式工作時(shí)，要單獨占用一個(gè)信令點(diǎn)碼，從No.7信令網(wǎng)收到的信令消息可以被轉發(fā)到IP網(wǎng)內的多個(gè)信令點(diǎn)，使用協(xié)議可以是M3UA或M2PA。
使用M3UA協(xié)議的轉接方式時(shí)，信令網(wǎng)關(guān)有如下特點(diǎn)：
IP網(wǎng)信令點(diǎn)不需要具備MTP3和其下層的窄帶協(xié)議；
信令網(wǎng)關(guān)可以為多個(gè)具有不同信令點(diǎn)編碼的IP網(wǎng)節點(diǎn)服務(wù)；
由于M3UA本身是一種適配協(xié)議，因此轉接的消息只能是從信令網(wǎng)關(guān)到IP網(wǎng)節點(diǎn)的“一次轉接”，消息必須在IP網(wǎng)節點(diǎn)落地。
M3UA主要選路方式比MTP3（基于DPC選路）增加了CIC、SSN等方式。MTP3在鏈路故障和路由故障過(guò)程中，有一整套的倒換倒回機制，但M3UA協(xié)議基本上沒(méi)有，因此M3UA的連接故障可能造成消息丟失。
與M3UA協(xié)議不同，M2PA協(xié)議是一種對等適配協(xié)議，即M2PA和SCTP一起實(shí)現MTP2的功能。使用M2PA相當于更換了NO.7信令的鏈路層，因此使用M2PA的信令網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)方式，類(lèi)似于NO.7信令網(wǎng)中STP設備的方式。
使用M2PA協(xié)議的轉接方式時(shí)，信令網(wǎng)關(guān)有如下特點(diǎn)：
IP網(wǎng)節點(diǎn)需要具備MTP3協(xié)議；
這種方式的信令網(wǎng)關(guān)可以為多個(gè)具有不同信令點(diǎn)編碼的IP網(wǎng)節點(diǎn)服務(wù)；
由于M2PA是對等的適配協(xié)議，信令網(wǎng)關(guān)通過(guò)MTP3層進(jìn)行信令轉接，因此消息可以在IP網(wǎng)進(jìn)行多次轉接；
信令網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現類(lèi)似No.7信令網(wǎng)中STP設備的冗余備份方式，提供良好的網(wǎng)絡(luò )安全性；
網(wǎng)絡(luò )的可管理性強。由于使用M2PA，相當于更換了No.7信令的鏈路層，因此對信令路由的管理與No.7信令網(wǎng)中的管理一樣。
由于M2PA協(xié)議中規定有信令網(wǎng)管理功能，并且M2PA協(xié)議有比較完備的倒換倒回過(guò)程，因此M2PA協(xié)議相對于M3UA協(xié)議，在信令網(wǎng)關(guān)做IP網(wǎng)中的STP設備時(shí)具有相當的優(yōu)勢，既保證了承載層帶寬增加，具有IP特性，同時(shí)又可以繼承窄帶信令網(wǎng)安全可靠的特征。
FHX 5000系統硬件采用通用的平臺。信令網(wǎng)關(guān)根據組網(wǎng)方式的不同，需要加載的協(xié)議處理模塊也有所不同，為此，FHX 5000各協(xié)議模塊可裁減，即各協(xié)議模塊分別作為獨立任務(wù)加載。可以通過(guò)靈活的配置實(shí)現以上介紹的各種組網(wǎng)方式。
3. FHX 5000信令網(wǎng)關(guān)應用方式
軟交換體系中信令網(wǎng)關(guān)的出現，使利用IP承載技術(shù)來(lái)解決各節點(diǎn)之間信令傳送成為可能，是順應網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)需求的一種解決方案。
（1)與傳統PSTN網(wǎng)絡(luò )互通
使用 FHX 5000信令網(wǎng)關(guān)來(lái)提供信令連接，可以在軟交換網(wǎng)絡(luò )中構建一個(gè)分布式交換環(huán)境。信令網(wǎng)關(guān)位于電話(huà)網(wǎng)絡(luò )和IP網(wǎng)絡(luò )之間，完成傳統的No.7信令消息與基于IP的SIGTRAN信令之間消息的相互轉換，支持高層用戶(hù)信令協(xié)議的互通（見(jiàn)圖3）。
（2)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)控制點(diǎn)(SCP)
在下一代網(wǎng)絡(luò )中智能網(wǎng)功能可以通過(guò)多種方式實(shí)現：通過(guò)軟交換訪(fǎng)問(wèn)傳統智能網(wǎng)的SCP；傳統智能網(wǎng)的SSP訪(fǎng)問(wèn)應用服務(wù)器；或是利用第三方提供各種智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。下面僅就第一種方式說(shuō)明信令網(wǎng)關(guān)在下一代網(wǎng)絡(luò )中實(shí)現智能網(wǎng)功能時(shí)的應用。
對現有的智能網(wǎng)來(lái)說(shuō)，軟交換以及它所控制的節點(diǎn)構成一個(gè)虛擬的SSP，可在INAP/CAP/TCAP/SCCP接口上通過(guò)信令網(wǎng)關(guān)與現有智能網(wǎng)中的SCP互通，共同提供智能網(wǎng)業(yè)務(wù)，或者直接和IP
SCP進(jìn)行互通，實(shí)現和原有智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的互通（圖4）。
基于IP的實(shí)體可以通過(guò)FHX5000信令網(wǎng)關(guān)查詢(xún)七號信令數據庫，反之亦可。例如，在網(wǎng)絡(luò )向IP轉變時(shí)可以設置一個(gè)數據庫。該數據庫可以在任何一種網(wǎng)絡(luò )中，而由FHX5000信令網(wǎng)關(guān)提供無(wú)縫的互操作功能。
在這種方式下，智能業(yè)務(wù)仍舊由傳統智能網(wǎng)的SCP來(lái)提供。軟交換實(shí)現SSF功能，負責智能業(yè)務(wù)的觸發(fā)，然后通過(guò)信令網(wǎng)關(guān)與傳統智能網(wǎng)的SCP互通，接受SCP對智能呼叫的控制，完成呼叫接續以及與用戶(hù)的交互，為IAD用戶(hù)、SIP用戶(hù)、H.323用戶(hù)、PSTN等各種用戶(hù)提供智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。
（3)SS7 over IP
隨著(zhù)傳統電話(huà)的普及率的不斷提高，傳統電話(huà)話(huà)務(wù)量達到了一個(gè)相對飽和的程度。為了推動(dòng)其進(jìn)一步增長(cháng)，電信運營(yíng)商不斷推出各種各樣的補充業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)。減少投資、減少電路交換網(wǎng)絡(luò )的建設、提高IP網(wǎng)絡(luò )的利用率是運營(yíng)商共同的愿望，選用IP來(lái)傳輸SS7是極經(jīng)濟的一條途徑。在3GPP
的 R4及R5中規定3G網(wǎng)絡(luò )采用軟交換體系進(jìn)行組網(wǎng)，各網(wǎng)元之間的媒體及信令都基于IP網(wǎng)進(jìn)行承載。信令網(wǎng)關(guān)的出現使SS7 over IP成為可能，這樣做增加了信令帶寬，減小了對其它網(wǎng)絡(luò )資源的壓力。
通過(guò)兩個(gè)FHX 5000信令網(wǎng)關(guān)系統，將分布的多條信令鏈路集中到IP接口，就可以用低成本高帶寬的IP鏈路來(lái)進(jìn)行可靠的七號信令傳輸，如圖5所示。
信令網(wǎng)關(guān)的這種應用可以利用IP側寬帶傳輸能力，在信令網(wǎng)中業(yè)務(wù)量較大的節點(diǎn)之間提供高速連接，緩解智能網(wǎng)業(yè)務(wù)及未來(lái)移動(dòng)業(yè)務(wù)的發(fā)展對信令網(wǎng)造成的壓力。
4. FHX 5000信令網(wǎng)關(guān)設備的特點(diǎn)和優(yōu)勢
FHX 5000信令網(wǎng)關(guān)在下一代網(wǎng)絡(luò )和業(yè)務(wù)平臺中是非常關(guān)鍵的設備。除了支持標準的協(xié)議和體系結構，該網(wǎng)關(guān)還能提高系統的效率，可靠性和可維護性。它的特點(diǎn)和優(yōu)勢有：
同時(shí)支持多種七號信令—CHINA/ANSI/ITU/ETSI/JAPAN；
提供豐富的組網(wǎng)應用方式。網(wǎng)關(guān)支持多種適配層協(xié)議，具有多樣的電路交換網(wǎng)和分組網(wǎng)接口，能滿(mǎn)足各種方式的組網(wǎng)應用；
極高的可靠性。系統中的關(guān)鍵部件，包括主控處理機、電源、內部以太交換網(wǎng)都采取1+1備份，使系統成為電信級的高可靠的信令網(wǎng)關(guān)設備；
兩個(gè)FHX 5000信令網(wǎng)關(guān)可配置為共享同一個(gè)七號信令點(diǎn)碼，實(shí)現負荷分擔和高可靠性；
一個(gè)FHX 5000信令網(wǎng)關(guān)多個(gè)信令點(diǎn)碼配置，可實(shí)現與多個(gè)IP網(wǎng)節點(diǎn)相連。
FHX 5000信令網(wǎng)關(guān)可以用于各種應用環(huán)境中，例如：
軟交換設備與PSTN網(wǎng)的互通
軟交換與智能網(wǎng)的互通
移動(dòng)短消息業(yè)務(wù)與位置服務(wù)
IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)
No.7信令鏈路的集中傳輸
SS7 over IP
5. 結束語(yǔ)
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 )之間的互通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。
中國通信網(wǎng)(www.c114.net)
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