二MTP.docx
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二MTP
二、MTP-1/2/3、SCCP
本部分内容包括
⏹七号信令系统的底层传递系统：
MTP和SCCP
⏹中国七号信令网结构
（一）、MTP-1
物理层的作用是定义物理传输链路的电气和功能特性，保证物理传输媒体能透明地传送比特流。
对上层来说，它的作用就是透明传送比特流。
MTP－1通常是一个64kb/s的双向数字通路。
如2Mbits/s电路中的某个时隙。
当然，有的情况也用数字微波等。
一般的数据链路由于同步﹑干扰等原因，存在误码﹑帧丢失等情况。
所以，数据链路层对信令系统来说，是不够可靠的。
这个问题由MTP-2来解决。
（二）、MTP-2
MTP-2的功能是在两个直连的节点之间，提供一条可靠的信令链路。
它的主要功能包括：
信号单元定界；信号单元定位；差错监测；差错校正；初始定位；信令链路差错率监视；流量控制；处理机故障控制。
1、消息单元格式
七号信令的消息是不等长的。
在插0前，所有信号单元的长度均为8比特的整数倍。
通常就以8比特作为信号单元的长度单位，称为一个八位位组（octet）。
七号信令中，有三种信号单元：
消息信号单元MSU（MessagesignalUnit）﹑链路信号状态单元LSSU（LinkStatussignalUnit）和填充信号单元FISU（Fill-insignalUnit）。
其中，MSU是MTP-3以上各层的消息；LSSU是MTP-2的消息；FISU是没有信息需要传送的时候，向对端发送的空信号，其作用是使信令链路保持通信状态，同时可起证实的作用。
如图所示。
这三种信号单元通过LI字段区分。
MSU的LI>=3；LSSU的LI＝1或2；FISU的LI＝0。
SIO又分为两个字段，各占4个比特，如图1所示。
其中，SI为业务指示语，SSF为子业务字段，其编码方式和含义为：
SI：
DCBA
0000信号网管理消息
0001信号网测试和维护消息
SSF
SI
0011SCCP
0100TUP
0101ISUP首先发送的比特
0110DUP（与呼叫和电路有关的消息）图1SIO字段结构
0111DUP（性能登记和撤销消息）
其余备用
SSF：
DC
00国际网
01国际备用
10国内网（24位的点码）
11国内备用（14位的点码）
三种信号单元格式
F
I
B
B
I
B
MSU
F
CK
SIF
SIO
LI
FSN
BSN
F
8
16
8n（n>=2）
8
2
6
1
7
1
7
8
首先发送的比特
F
I
B
B
I
B
LSSU
F
CK
SF
LI
FSN
BSN
F
8
16
8或16
2
6
1
7
1
7
8
首先发送的比特
F
I
B
B
I
B
FISU
F
CK
LI
FSN
BSN
F
8
16
2
6
1
7
1
7
8
首先发送的比特
【1】SIF：
信令信息字段，是用户实际要发送的消息，来自MTP-3以上各级。
字段长度为2－272个八位位组。
【2】SIO：
业务指示八位位组。
详见上页。
【3】SF：
状态字段，来自MTP-2。
【4】LI：
信号单元长度指示码，其值等于LI字段之后至CK字段之前的八位位组数。
LI字段为6比特，其取值范围为0-63。
当SIF长度大于或等于62时，LI均置为63。
【5】信号单元序号和重发指示位，用以保证消息不丢失﹑不错序，并在检出差错之后，利用重发实现差错校正，分述如下：
⏹FSN：
前向序号，也就是本消息的顺序号。
字段长度为7位，即消息以128为模顺序编号。
⏹BSN：
后向序号。
向对方指示序号直至BSN的所有消息均已正确无误地收到。
⏹FIB：
前向重发指示位。
FIB位反转指示本端开始重发消息。
⏹BIB：
后向重发指示位。
BIB位反转指示对方从BSN＋1号消息开始重发。
【6】CK：
检错码，采用16位循环冗余码，用以检测信号单元传输过程中产生的误码。
【7】F:
标志码，01111110，用于信号单元定界。
2、信号单元定界
（1）标志码F
标志码为01111110，作为消息的开始和结束。
（2）插0和删0
为了保证在消息的其它部分不会出现标志码，在发送端要进行插0，在接收端要进行删0。
所谓插0就是在5个连1后插入1个’’0’’；所谓删0就是将5个连1以后的一个’’0’’删除。
3、信号单元定位
（1）检测7个连1。
在正常情况下，消息单元的标志码为6个连1，别的部分最多为5个连1。
所以，如果出现7个连1，就认为失去定位，要舍弃所收到的信号单元，并启动八位位组计数。
（2）删0。
（3）检查信号单元的长度。
信号单元的长度应该为8比特的整数倍N，而且5≤N≤272＋6。
其中，272是SIF的最大长度。
如果N>278，要舍弃所收到的信号单元，并判别是否处于八位位组计数方式，如果不是处于八位位组计数方式，就启动八位位组计数方式。
如果信号单元的比特数不是8的整数倍，要舍弃所收到的信号单元，并判别是否处于八位位组计数方式，如果不是处于八位位组计数方式，应向SUERM（信令链路差错率监视）和AERM（初始定位差错率监视）发送’’收到错误信号单元’’的消息。
（4）八位位组计数
八位位组计数在检测到7个连1或>278个八位位组时启动。
启动后每逢16个八位位组输出一次，即向SUERM和AERM发送’’收到错误信号单元’’的消息。
定界、定位、差错检测
（a）发送端（b）接收端
是
4、差错检测
（1）原理
差错检测可采用附加冗余码的方法。
为了要能对脉冲和瞬断干扰造成的突发性差错有较高的检错能力，并且易于实现，七号信令中采用附加循环码的检错方法。
循环冗余校验的基本原理是将要发送的信号比特序列除以一生成多项式，得到的余数就是要附加在序列信息上的校验位，在接收端仍用同一生成多项式去除所收到的信号比特（包括校验位），如果除尽则表示没有发生差错。
但在七号序列方式中，发送端除了执行以上的基本操作外，还执行了一些附加操作，以得到最后要发送的带有校验位的信号消息，使得在接收端用生成多项式去除时，所得余数应为0001110100001111。
生成多项式为x16+x12+x5+1。
（2）工作
在接收端用消息单元中的CK字段作校验。
如果发现错误，要舍弃所收到的信号单元，并判别是否处于八位位组计数方式。
如果不是处于八位位组计数方式，应向SUERM和AERM发送’’收到错误信号单元’’的消息。
如果没发现错误，要通知SUERM收到了正确的信号单元，并判别是否处于八位位组计数方式，如果是八位位组计数方式，应取消八位位组计数方式。
5、信令链路差错率监视
有两种差错率监视过程，一种是SUERM（信号单元差错率监视），在信令链路开通业务后使用，另一种是AERM（定位差错率监视），在初始定位时使用。
（1）SUERM
有计数器C，收到一个错误信号单元时加1；收到256个信号单元后减1。
C到达门限T后，报告’’链路故障’’，是链路退出服务。
显然，如果信号单元差错率高于1/256，一段时间后，SUERM会使链路退出服务。
（2）AERM
在初始定位的验证周期内，如果收到超过一定数量（门限）的错误信号单元，将导致验证失败。
在正常验证周期时，门限为4；在紧急验证周期时，门限为1。
界、定位、差错检测
（a）发送端（b）接收端
是
6、差错校正
差错校正有两种方式：
前向纠错与重发纠错。
前向纠错是由接收端自行纠正错误，这要求有足够的校验比特数；重发纠错是在接收端检出错误后要求发送端重发。
七号信令采用重发纠错，而且按需要提供两种差错校正方法：
基本差错校正法和预防循环重发校正法。
其中，预防循环重发校正法用于传输时延较大的环境，如卫星通信等。
这里只介绍基本差错校正法。
基本差错校正法是一种非互控、肯定/否定证实、重发纠错的方法，能在正常情况下保证信号单元按顺序和不重复地在信令链路上传递，而在检出差错时能控制重发而进行纠错。
（1）滑动窗口
指发送方可以连续地发送信号单元，而不必等待对上一信号单元的证实后才发送下一信号单元。
即滑动窗口协议。
信号单元都有两个序号：
前向序号（FSN）和后向序号（BSN）。
FSN完成信号单元的顺序控制，BSN完成肯定证实功能。
消息单元的FSN按发送顺序而递增。
FSN有7个比特，其值可从0至127（7F），初始值为7F。
当前要发送的消息信号单元的FSN由最后分配的值加1而获得，这一FSN唯一地对应这一消息信号单元而不能分配给其它消息信号单元，直至得到对端的肯定证实。
本端存储器中存储着所有未得到证实的MSU。
只为MSU分配FSN，不为LSSU和FISU分配FSN。
在0－127个FSN中，至少有一个保留着而未分配。
（2）肯定证实
肯定证实是由远端发来的BSN体现的。
远端要将最新正确接收的消息信号单元的FSN的值，赋给反向发出的下一信号单元的BSN。
也就是对方发来的BSN值，显示了对本方发送的消息信号单元证实到哪一个FSN。
例如，上次的BSN＝8，本次的BSN＝11，一下子证实了对方发来的FSN为9、10、11的三个消息信号单元。
（3）否定证实
每个信号单元还含有后向指示比特（BIB）和前向指示比特（FIB），BIB和FIB各为1个比特。
否定证实由BIB的反转来表示。
接收方对收到的消息信号单元要进行差错检测。
如果检出差错，就舍弃所收到的信号单元。
再收到对方发来的消息信号单元时，（接收控制）必然发现其FSN失去顺序性，就向对方发出否定证实：
将本方发出的信号单元中的BIB反转，即由0变1或由1变0。
新的BIB值将保持不变，一直到下一次否定证实时再一次反转。
（4）重发纠错
本方发出的FIB与收到的BIB的值，在平时保持一致。
如果收到的BIB与本方最后发出的FIB不一致时，就发现对方要求重发。
于是，FIB反转，表示重发开始，从FSN＝BSN＋1的消息开始重发。
重发纠错示意图
AB
MSU（FSN＝1，FIB＝0）MSU1正确接收
MSU（BSN＝1，BIB＝0）MSU1肯定证实
MSU（FSN＝2，FIB＝0）MSU2检出差错，被丢弃
MSU（FSN＝3，FIB＝0）MSU3正确接收，消息错序，被丢弃
MSU（BSN＝1，BIB＝1）BIB反转，请求重发
MSU（BSN＝2，FIB＝1）FIB反转开始重发，消息正确接收
MSU（FSN＝3，FIB＝1）MSU3正确接收
MSU（FSN＝4，FIB＝1）MSU4正确接收
MSU（BSN＝4，BIB＝1）MSU4肯定证实
7、MTP-2的消息和信令过程
（1）LSSU
信令链路层的消息LSSU由SF字段决定。
SF字段可有1或2个八位位组，现在只用1个八位位组。
其中，SIO、SIN、SIE、SIOS与初始定位过程有关，SIPO、SIB分别用于标志链路处理机故障和链路拥塞。
（2）初始定位过程
初始定位过程就是链路从空闲到进入服务需经过的信令过程。
【1】空闲状态
向对端发送或不发送SIOS。
【2】未定位状态
开始T2，发SIO启动初始定位过程，并等待对端的SIO。
收到对端的SIO后，停止T2，转入已定位状态。
【3】已定位状态
开始T3，根据本端的紧急标志发SIN或者SIE，等待对端的SIN或SIE。
收到对端的SIN或SIE后，停止T3，转入验证周期。
两端都发SIN才进入正常验证周期，其它情况均进入紧急验证周期。
【4】验证周期
在验证周期内，双方互发SIN或SIE，以监视从对端收到的信号单元的差错率。
如果合格，验证即完成。
如果不合格，还可以再验证四次，五此都不合格时，就向对端发送SIOS。
每个验证周期的值以八位位组来表示：
PN＝216八位位组
PE＝212八位位组
【5】定位完成
验证完成后，开始T1，向对端发FISU或MSU，等待对端的FISU或MSU。
收到后，停止T1。
链路进入服务。
（3）SIB和第二级的流量控制
接收端拥塞时，接收端将停止对消息信号单元的肯定和否定证实，并按T5周期（国标：
100ms）地发送SIB。
当拥塞消除时，停止发送SIB，恢复正常运行。
拥塞时间超过T6（国标：
5秒），链路退出服务。
（4）SIPO和处理机故障
任一端发现处理机故障时，就发送SIPO，链路退出服务。
8、小结
MTP-2的目的是在两个直连的节点之间，提供一条可靠的信令链路。
信号单元定界，和信号单元定位、差错监测、差错校正、信号单元差错率监视，是MTP-2的基础。
在这个基础上，MTP－2层的信令流程包括初始定位过程，流量控制；处理机故障控制。
CCITT规定，七号数据链路传送出错但未检测出的概率为10-8－10-10，长时间误码率应不大于10-6。
（1）MTP-2层的消息
CBA消息名状态指示状态（SF）字段格式
CBA
000SIO失去定位
状态指示
备用
001SIN正常定位
010SIE紧急定位
011SIOS业务中断53
100SIPO处理机故障首先发送的比特
101SIB链路忙
（2）信令链路的初始定位过程
AB
空闲状态SIOS
未定位状态startT2SIO
stopT2SIO
已定位状态startT3SINorSIE
stopT3SINorSIE
验证周期startT4SINorSIE
SINorSIE
SINorSIE
SINorSIE
。
。
。
。
。
。
T4超时
定位完成startT1FISU/MSU
stopT1FISU/MSU
（三）、MTP-3
MTP-3的功能是提供一个根据信令点编码转发消息的七号信令网。
它包括信令消息处理功能和信令网管理功能。
1、信令消息处理功能
（1）消息中相关的字段
⏹SIO
SIO分为两个字段，各占4个比特，如图3所示。
其中，SI为业务指示语，SSF为子业务字段，其编码方式和含义为：
SI：
DCBA
DCBA
DCBA
0000信号网管理消息
0001信号网测试和维护消息
SSF
SI
0011SCCP
0100TUP
0101ISUP首先发送的比特
0110DUP（与呼叫和电路有关的消息）图3SIO字段结构
0111DUP（性能登记和撤销消息）
其余备用
其中，前两种消息为MTP-3的消息。
SSF：
DC
00国际网
01国际备用
10国内网（24位的点码）
11国内备用（14位的点码）
⏹SIF
SIF字段由两部分组成：
路由标记（label）和信号信息。
如图4所示。
信号信息
Label
SPC
SLS
DPC
OPC
主信令区编码
分信令区编码
信令点编码
43232888
首先发送的比特
图4label图5我国PC字段结构
路由标记包含三个子字段：
OPC（消息源点信令点编码）、DPC（目的地点信令点编码）、SLS（信令链路选择码）。
SLS是用于负荷分担时选择信令链路的编码。
⏹SPC：
信令点编码
信令点编码是相对于信令网而言的。
国内网的节点都有一个24位的国内的编码，国际网的节点都有一个14位的国际网的编码，专用网的节点都有一个本网内的编码，网关局就有一个以上的编码。
例如，STP（信令转接点）有国内网的编码；MSC既有中国七号信令网的24位的编码，也有用于和BSC接口的14位编码；BSC只有14位的专用网编码。
MSU的消息格式
F
I
B
B
I
B
F
CK
SIF
SIO
LI
FSN
BSN
F
信号信息
路由标记
SSF
SI
SLS
DPC
OPC
SPC
主信令区编码
分信令区编码
信令点编码
8
8
8
SI：
DCBA
0000信号网管理消息
0001信号网测试和维护消息
0011SCCP
0100TUP
0101ISUP
0110DUP（与呼叫和电路有关的消息）
0111DUP（性能登记和撤销消息）
其余备用
SSF：
DC
00国际网
01国际备用
10国内网（24位的点码）
11国内备用（14位的点码）
（2）信令路由
⏹信令链路
将两个节点间的信令链路编码，这就是信令链路的SLC。
DPC、OPC、SLC（信令链路码）唯一地对应着每条信令链路。
出于冗余的考虑，一般两个节点间会有两条或两条以上的信令链路。
⏹链路组
链路组是两个信令点之间的一组直达信令链路。
同一链路组的信令链路是负荷分担的。
⏹路由
路由是对应于每个信令点的一组链路组。
包括直连和非直连的链路组。
其中的每个链路组有各自的优先级。
同一优先级的链路组之间是负荷分担的。
每一时刻，一般只选用最高优先级的链路组。
⏹路由表
各个信令点的路由组成了路由表。
在MTP-3所在的处理器中，有一个动态的路由表，实时登记了每个信令点对应的路由、信令链路组、信令链路的状态。
（3）信令消息处理
信令消息处理的作用是传递一条消息时，引导该消息到达适当的信令链路或用户部分。
信令消息处理由消息路由、消息鉴别和消息分配三部分组成。
如图6所示。
⏹消息鉴别
消息鉴别功能接收来自MTP-2的消息，根据DPC确定消息的目的地是否本信令点。
如果是，将消息给消息分配功能；如果不是，将消息给消息路由功能。
⏹消息路由
消息路由功能根据消息的路由标记（label）中的DPC和SLS，为信令消息选择一条信令链路，以使消息能传到目的信令点。
选路过程可一般地表示为：
DPC路由组链路组信令链路。
⏹消息分配
消息分配功能将消息鉴别发来的消息，根据消息中SIO的SI部分，分配给相应的用户部分。
例如：
如果SI＝0011，就将消息给SCCP部分。
链路、链路组、路由、路由表
B
A
SLS＝×××0
SLS＝×××1
（a）
B
D
F
A
C
E
（b）
信令消息处理功能
消息鉴别
消息分配
用户部分MTP-2
消息路由
2、信令网管理功能
信令网管理功能是在已知的信令网状态数据和信息的基础上，控制信息路由和信令网的结构，以便在信令网出现故障时，可以完成信令网的重新组合，从而恢复正常的消息传递能力。
这里简单说明常见的几个功能。
（1）倒换
倒换过程的功能是信令业务从不可用信令链路上尽快转移到其它链路上，而且要保证消息不丢失、不重复、不错序。
简述如下：
【1】某条信令链路变成不可用。
停止在该链路上MSU的接收和发送。
【2】确定替换的信令链路。
【3】向对端发倒换命令（COO）并等待对端回送的倒换证实消息（COA）。
COO中包含了从不可用链路上收到的最后一个消息信号单元（MSU）的前向序号（FSN）。
【4】因为MTP-2存储着未得到肯定证实的MSU。
对端发来的COA消息中指明了对端已收到了序号为FSN的MSU。
因此，将FSN＋1以后的MSU，从替换信令链路上发向对端。
【5】修改路由表。
【6】对端的工作和本端一样。
【6】注：
如果没有信令链路可发送倒换消息。
延时（CCITT建议1秒）后，将不可用链路的业务转到替换链路组。
（2）倒回
倒换的逆过程。
（3）管理阻断
管理阻断用于维护和测试目的。
当链路在短时间内太频繁地进行倒换和倒回，或链路的差错率过高时，由管理阻断程序向产生信令业务的用户部分指明该链路不可用。
对于已标志为’’阻断’’的链路，可发送维护和测试消息，进行周期性的测试。
（4）禁止传递和强制重选路由
STP发现至某个信令点不可达，通知邻近的信令点，不能再通过本STP转发。
收到禁止传递消息的信令点，实行强制重选路由，把相关业务转到替换链路组。
（5）允许传递和受控重选路由
禁止传递和强制重选路由的逆过程。
（6）受限传递
通过发送受限传递消息，希望邻近信令点尽可能停止通过本STP转发相关业务。
可由于拥塞等情况引起。
倒换
倒换
倒换命令/倒换证实
（a）
B
故障
A
D
倒换
倒换
倒换命令/倒换证实
C
（b）
禁止传递和强制重选路由
B
禁止传递消息
故障
强制重选路由
D
A
倒换
C
补充：
信令链路测试消息：
SI＝0001
正常工作的信令链路按一定的周期进行测试。
这是一种不活动性测试。
1．消息格式，如图14所示。
H1＝0001，信令链路测试消息（SLTM）
H1＝0010，信令链路测试证实消息（SLTA）
测试码型
长度表示语
H1
H0
SLC
OPC
DPC
N×8
4
4
4
4
4
4
24
24
首先发送的比特
图14信令链路测试消息格式
2．信令过程
本端发SLTM，对端回SLTA。
如果等待SLTA超时，信令链路将退出服务。
这个过程简单的验证了信令链路编码SLC的两端对应，和消息处理功能（消息鉴别/分配/路由）。
信令链路测试
AB
SLTM
SLTA
SLTM
SLTA
（四）、SCCP
SCCP的功能有三个：
⏹引入了子系统号SSN。
⏹具有增强的寻址能力，可根据DPC＋SSN或GT寻址。
⏹除了无连接服务功能以外，还提供面向连接的服务。
1、子系统号（SSN）
MTP-3用SI字段（业务指示语）来区分各个用户部分。
SI为4个比特，只能有16个用户部分，不能满足业务发展的需要。
SSN为一个八位位组，用以区分SCCP的各个用户部分。
2、寻址
SCCP地址元素包括：
SPC（信令点编码）、SSN（子系统号）、GT（全局名）。
SCCP消息中的主叫地址和被叫地址可以是上述三类地址中的一种或它们的任意组合。
最常见的两种地址是DPC＋SSN和GT。
⏹SCCP的主、被叫地址
第1八位位组
地址类型指示语
第2八位位组
地址
。
。
。
第n八位位组
⏹地址类型指示语
指明在地址字段中包含哪几类
升级会员 