信令控制

信令控制（精选9篇）

信令控制 篇1

1. 引言

视频监控系统是安全防范系统的组成部分, 它是一种防范能力较强的综合系统。近年来, 随着宽带IP网络的大量应用、计算机处理能力的大幅度提升以及视频信号压缩算法的突破性进展, 视频监控技术也有了长足的发展。目前, 视频监控系统在各个领域均引起了人们极大的兴趣。使视频监控己不仅仅局限于安全防范, 而是成为一种对各行各业都行之有效的监督和管理措施, 其应用领域的灵活也己经远远超出了传统的安防监控所定义的范畴, 比如交通流量控制、公共场所人数统计、物体追踪、人员识别、客户行为分析等等。

目前正在蓬勃发展的网络视频监控系统, 是以网络录像机和视频服务器为主要前端设备, 是真正的全数字化系统。网络视频监控系统从一开始就是针对在网络环境下使用而设计的, 因此它克服了前几代系统的一些缺点。同时伴随着前端设备的创新智能功能的开发, 各类前端设备的应用大大增加, 监控范围越来越大, 前端设备越来越多, 用户数量也不断增长。于是, 前端设备的媒体发布就成为了大规模视频监控系统的瓶颈之一。前端设备带宽有限, 一般只有1Mb—10Mb, 多路用户并发访问就会发生网络拥塞。流媒体分发技术就应运而生了。该技术能够支持1000路以上的并发视频音频播放, 并且可通过消除抖动以及图像后处理保证客户端的视频质量, 将其应用到视频监控系统中极大的提高了系统的媒体发布能力。通常是将网络摄像机作为流媒体的前端, 流媒体服务器作为视频传输的载体来扩展系统的容量, 容纳上千上万用户的并发访问。

2. 系统架构设计

视频监控系统发展到今天, 大型的视频监控系统已经形成了以下架构:以中心管理服务器和流媒体服务器组成系统平台, 通过IP网络提供前端设备的接入和用户的接入。按照中国电信和中国联通的规范, 视频监控系统中的控制信令使用SIP, 媒体流使用RTP/RTCP, 以方便不同厂商的设备与平台的互连互通。控制信令与媒体流分离的结构是指两者分别由独立的网元负责。其最大好处就是:可以分别部署、独立升级。这对于大型系统, 特别是运营商级的大规模应用来说尤为重要。在系统扩容时, 可以根据前端设备和用户在不同区域的分布以及业务运营情况, 增加相应设备的数量, 因而具有良好的可扩展性。控制信令部分涉及业务逻辑, 通常系统维护或开展新业务时, 这部分的升级相对比较多, 设备可以集中放置在区域中心, 减少运营维护成本, 提高效率。

2.1 流媒体服务器

流媒体服务器主要完成媒体分发工作:当有多个用户需要访问同一个摄像头时, 由流媒体服务器连接摄像头来获得一路视频流, 然后将视频流分发给多个客户端。

为了实现控制信令和媒体流的分离, 流媒体服务器需要分为两个部分, 信令部分抽取出来作为一个独立的SIP服务器, 在首次获取视频流时, 在SIP架构中作为B2BUA (Back-to-Back User Agent) , 在分发视频流时作为UAS (User Agent Server) ;剩下的媒体部分作为媒体分发服务器通过RTP/RTCP完成媒体流的转发。

SIP服务器的内部结构如图1所示。其底层为SIP协议栈, 目前使用开源的Osip。由于还没有在真正的现场环境中部署测试, 不了解该开源协议栈的性能和稳定性。为了能方便地替换其它协议栈, 因此在协议栈的上层需要抽象出一个协议栈的接口层, 该协议栈的接口层屏蔽底层的协议栈, 为上层应用提供相同的接口。

注册模块:实现客户端和前端设备的注册功能, 即处理SIP的Register请求, 需要实现HTTP Digest对客户端和前端设备进行鉴权。由于SIP服务器中没有客户端和前端设备的认证信息, 注册模块需要和中心管理服务器交互来完成客户端、前端的认证。同时注册模块保存注册到本地的客户端和前端设备的地址信息, 当收到呼叫请求时, 通过查询本地信息得到发送消息的目的地址, 并将这些信息同步到中心管理服务器。

呼叫控制模块:SIP协议的消息体将使用RFC2327定义的SDP来描述媒体流相关的信息, 根据SIP的Offer/Answer模式, 如果Offer在INVITE中时, 当呼叫控制模块收到客户端的INVITE消息后, 呼叫控制模块需要得到前端设备的地址信息和该次呼叫使用的媒体分发服务器地址并更改SDP, 发起一个新的呼叫到前端设备, 在收到前端设备的响应后, 把SDP中的地址更改为媒体分发服务器的地址, 发送响应给客户端, 然后等待用户的ACK, 收到ACK消息后, 发送ACK给前端设备。

如果Offer不在INVITE中, 呼叫控制模块需要得到前端设备的地址信息, 发起一个新的呼叫到前端设备, 在收到前端设备响应中带的Offer后, 需要从中心管理服务器得到该次呼叫使用的媒体分发服务器的地址并更改SDP, 发送该响应给客户端, 客户端发送ACK给呼叫控制模块, 其中带有自己的SDP信息, 呼叫控制模块需要通知中心管理服务器控制下层的媒体分发服务器开始转发该媒体流, 成功后修改SDP中的地址信息发送ACK给前端设备, 呼叫建立。用户可以通过BYE来中止该次呼叫。流程参见图2。

媒体分发服务器分为两部分:

上层接口:和中心管理服务器、SIP服务器的控制接口。实现以下接口:设备注册、开始码流转发、停止码流转发、统计告警信息上报、心跳、设备注销等。

媒体转发模块:在上层的控制下完成媒体流的转发, 在内部维护一个转发表, 其中包含以下内容:媒体流发送端地址、媒体分发服务器本地接收地址、媒体流接收端地址列表。媒体分发服务器从本地的某个地址接收到RTP流后, 发送到其中的媒体流接收端地址列表。媒体流转发可以有两种方式:一种是在媒体分发服务器只使用一对端口接收媒体流、根据发送端地址转发媒体流, 这种方式在媒体分发服务器级联时有问题;另一种是用不同的本地接收地址区分, 接收的每路RTP/RTCP流使用不同的接收地址, 根据接收地址进行转发, 这种方式使用多个端口号, 在客户端前端有防火墙的情况下有问题。因此需要在上层的控制区分对待。媒体分发服务器在实现时, 需要支持使用不同的接收地址, 对于同一个接收地址上从不同的源过来的媒体流, 按照源地址转发。同时需要定时发送RTCP的Send Report和ReceiveReport。

2.2 中心管理服务器

中心管理服务器是整个监控系统的管理模块, 只包含控制信令, 不涉及媒体流。在SIP架构中, 它兼具位置服务器和路由服务器的功能。在这里只讨论其SIP功能, 同时它还包括下面的业务功能:设备管理, 用户管理, 存储管理, 告警管理, 鉴权认证等等。

1.位置服务器:当用户、前端注册成功后, 中心管理服务器需要保存用户、前端的编号和地址信息的对应关系, 当SIP服务器查询时, 需要返回地址信息。SIP服务器将按照负荷分担的方式部署, 一个SIP服务器上并不知道所有的对应关系信息, 因此需要把这些信息集中起来做成一个位置服务器为全域提供服务。

2.路由服务器:所有的媒体分发服务器都将注册到中心管理服务器, 路由信息的提供以及所有的控制命令都将通过中心管理服务器进行。因而, 中心管理服务器需要知道每个媒体分发服务器的位置信息、负载情况、端口使用情况, 当呼叫到来时, 合理的为该呼叫分配媒体分发服务器。

3. 总结

视频监控系统中的控制信令使用SIP, 媒体流使用RTP/RTCP, 既是运营商为了实现标准化的系统要求, 也是为了方便不同厂商设备与平台的互连互通, 减少重复建设的实际需要。同时, 控制信令与媒体流相分离的设计方案也是借鉴了软交换中成熟的设计思路, 考虑了运营商的实际需求, 给系统的部署、升级以及维护带来了便利, 提供了良好的可扩展性, 降低了运营维护成本, 提高了运营效率。

摘要：系统可扩展性、维护便利性的提高日益重要。本文提出了控制信令与媒体流相分离的视频监控系统设计方案, 其中的控制信令使用SIP, 媒体流使用RTP/RTCP。为不同厂商的设备与平台的互连互通提供了方便。

关键词：视频监控,控制信令,媒体流

参考文献

[1]中国电信研究院.中国电信网络视频监控业务技术规范总体技术要求[S].2008.

[2]中国联通.中国联通综合视频监控系统技术规范[S].2009.

信令控制 篇2

"人生的旅行中处处充满了坎坷，处处长满了荆棘，鼓起勇气，大步向前，请相信我路是人走出来的，别说不行，自信让你成功,谁一生下来便会写字，便会走路呢？知识靠积累，勇气靠磨炼；天才靠勤奋。请以后别再红着脸，腼腆的说：“我不行。”

课堂上有问题和不懂的`地方，只管站起来发言，不必紧张，不必害怕，勇敢发表自己的见解，是每个同学都应该做到的，即使不正确，也没有人会讥笑你，即使说的结结巴巴，投向你的只会是敬佩的目光，同学们只会在心里暗暗的为你鼓掌，支持你，鼓励你。请记住别说：“不行！”只要有信心就一定会成功。

运动场上请迈开步伐去拼搏奋斗吧！别因身体衰弱而退缩，禁不起波浪的鱼儿永远不能跃出水面，只会一生呆在那枯燥乏味的世界里。以后的道路还很长，不必害怕跌倒，它只会使你的脚步更塌实矫健，不必担心失败，失败乃成功之母。漫漫的人生路，我只迈出了很小的几步，就让我充满信心—迈向未来吧！

信令控制 篇3

关键词：Android,信令控制,楼宇对讲,SIP,JNI

2008年9月Google发布了Android系统[1], 它是一种以Linux为基础的操作系统, 主要用于MP4、平板电脑、手机等便携应用, 其具备以下几大特色:系统开放性、通用性好;与PC及很多应用软件有很好的集成;良好的UI界面等。如果利用Android来实现全数字的楼宇对讲系统, 将很好地解决现在数字对讲系统中软件的单一性和人机交互方面的问题。同时由于Android系统的通用性好, 可以使用业主自己的平板电脑或手机等作为数字对讲分机, 大大降低可视对讲的使用成本。因此基于Android的全数字楼宇对讲系统在未来的应用前景将十分广阔。

目前市面上还没有Android的全数字楼宇对讲产品, 基于Android的全数字楼宇对讲系统开发有以下难点和问题:

1) 现在的数字对讲技术核心大都采用会话初始端协议 (Session Initiation Protocol, SIP) 技术, 而Android中Java程序的运行需要依靠Java虚拟机在Linux上运转, 如果大量的SIP服务和应用程序都利用Java实现, 会使得Android系统速度变慢。

2) Android的应用层编程语言采用Java, 生成的应用文件为apk格式, 可直接解压缩、被破解。这样对于核心技术的保护非常不利, 一旦推出Java形式的楼宇软件产品, 会有很多仿制者。

为了解决以上问题, 利用Android开发及Java本地调用 (Java Native Interface, JNI) 技术, 设计了Android楼宇对讲的信令控制的3层结构, 实现Android楼宇对讲的核心———信令控制。

1 技术原理

信令控制是数字楼宇对讲技术的核心技术, 而现在主流的数字楼宇对讲基本都是利用SIP协议开发的。SIP是一个应用层的信令控制协议, 它独立于传输层, 用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话[2,3,4]。

一般的SIP系统可以划分为4个实体:用户代理、代理服务器、注册服务器以及重定向服务器, 而实际上3个服务器一般都合成在1个服务器上应用。在数字楼宇中, 用户代理可以作为室内机终端、单元门口机终端等, SIP服务器可以独立运行在一个计算机上, 也可以在单元门口机终端上运行。SIP服务器负责所有用户代理的地址和通信端口等注册信息的管理及转发。

在数字楼宇对讲中, SIP主要负责信令控制。楼宇对讲中室内机用户代理的基本结构可分为2层:控制层和实现层, 单元门口机结构与其类似。SIP信令控制模块与其他SIP实体进行通信, 确立要进行的动作, 然后启动实现层进行具体实现。比如单元门口机要音视频呼叫1个室内机, 通过SIP服务器的记录以及SIP信令交互就可以使单元门口机和该室内机都得到对方的IP和端口, 然后二者根据SIP的协商开启各自的实现层 (视频、音频、RTP音视频传输这3个模块) 进行音视频的对讲。SIP信令控制可以说是数字楼宇对讲技术中的关键, 起到“大脑”的作用。

2 Android楼宇对讲的信令控制设计

在前文提到了Android开发楼宇对讲技术存在的问题和难点, 主要是速度和代码安全问题。Android系统基于Linux, 那么运行效率高且安全的C语言能否直接应用于Android?答案是肯定的。Android系统虽然不允许一个纯粹C程序出现, 但是它支持JNI技术[5,6], 即通过JNI允许Java代码和其他语言代码进行交互。

利用JNI技术将Android楼宇对讲的信令控制设计成3层的结构, 如图1所示。上层的Android应用层采用Java实现界面及应用参数的设置, 下层为SIP协议栈在Linux下的C程序, 中间JNI层连接上层和下层, 并实现SIP的核心应用及服务程序。将JNI核心代码和底层都编译成动态链接库以应用, 既可保证很好的运行效率, 也可保护代码。

3 Android楼宇对讲的信令控制实现

本节主要针对上文的设计思路进行具体实现。采用自下而上的思路实现, 从底层SIP协议层, 到JNI层实现, 最后为上层Android应用层。

3.1 SIP协议层

目前已实现的开源SIP协议栈很多, 如Osip/Exosip, OPAL和VOCAL等, 其中Osip/Exosip最为小巧快速[7]。这里采用Osip/Exosip协议栈来开发信令控制。该部分的主要工作就是得到Android下的Exosip动态链接库文件, 即需要编写Osip和Exosip的Android.mk文件以控制.so文件的编译过程。Osip/Exosip在Android下编译的基本步骤如下:

1) 编写Osip的Android.mk文件, 将Osip中的所有源代码和头文件按照要求加进去, 然后利用本地开发工具包 (Native Development Kit, NDK) 在Cygwin (Linux平台) 下直接编译Osip源代码和Android.mk, 生成libosip.so动态链接库文件。

2) 再编写Exosip的Android.mk文件, 基本过程和步骤1) 相似, 但Exosip是基于Osip的, 所以要将第一步生产的libosip.so加到Android.mk文件中, 最后编译生成libexosip.so文件。

下面以Osip的Android.mk简单介绍一下.mk的编写, 实际上这里的.mk文件与Linux下的makefile基本一致。基本内容如下:

得到libosip.so和libexosip.so协议栈后即可进行JNI的开发。

3.2 JNI层

JNI作为中间层连接Android应用层, 并直接操作SIP协议层, 是整个信令控制的核心, 主要包括以下3个方面的实现内容:

1) 利用JNI编程实现上层Android应用层的Java类接口, 以实现与上层的直接通信;

2) 在底层SIP协议栈的基础上利用C语言实现SIP控制信令代码;

3) 用Android.mk把JNI程序封装成.so动态链接库形式方便使用。

下文将介绍相关实现内容。

3.2.1 JNI与Android的Java接口

本节介绍了Android应用层Java类接口的实现, 由于接口实现内容较多, 这里只描述程序中2个接口的实现。

1) JNI主程序Java入口函数 (Java调用C)

打开Android界面后, 会在Java程序中自动调用激活JNI主程序的接口, 使JNI主程序线程处于工作状态, 把JNI主程序线程函数实现为Start Sip Service函数, 形式为void Java_com_Peric_Peric Sip Activity_Start Sip Service (JNI-Env*env, jobject thiz) 。

这个JNI函数的名字不是随便给的, 它要对应Java中的类名, 其中void为函数返回类型, com_sipjni对应工程目录, Peric Sip Activity即为上层Android的Activity Java类名, Start Sip Service为供上层Android调用的函数名。

参数JNIEnv*env, jobject thiz是一般默认的参数, 第一个是Java虚拟机, 第二个为当前类对象的指针, 相当于thiz。

这样, 上层在调用Start Sip Service函数时, 传入env, thiz2个参数, 并开启底层的JNI主程序线程函数。

2) JNI获取Java层输入的IP地址 (C调用Java)

在JNI程序中获取Java层输入的IP地址 (字符串类型) , 基本步骤如下:

3.2.2 SIP控制信令核心代码实现

SIP控制信令是在底层SIP协议栈的基础上开发的。SIP用户代理的主体功能应分为2个方面, 用户代理客户端 (UAC) 和用户代理服务器 (UAS) 。这是因为在SIP消息交互过程中, 作为用户代理的是SIP信令的发起者, 有时又需要作为被呼叫, 响应对方信令的角色。所以在SIP控制信令程序中要分为2个线程进行实际工作, 一个UAC主要应用于主动发送请求消息, 另一个为UAS负责被动应答消息。

SIP共定义了INVITE, ACK, OPTTIONS, BYE, REGIS-TER, CANCEL等6种请求方法, 同时SIP也有6种应答消息:1XX Informational, 2XX Successful, 3XX Redirection, 4XX Request Failure, 5XX Server Failure, 6XX Global Failures。这些消息和方法都用于SIP信令通信, UAC和UAS都是基于它们开发而来的。

SIP核心程序主要实现了UAC和UAS两部分内容, 图2给出了SIP核心程序框架图。

3.2.3 JNI程序封装

用Android.mk把JNI程序封装成.so动态链接库形式, 既方便上层调用, 又可以对关键代码进行保护。这里主要涉及Android.mk编译JNI程序的工作。Android.mk的书写规范与上文基本类似, 由于JNI程序是在底层SIP协议栈类库上开发的, 所以在.mk文件中要加入2个SIP协议栈类库, 如下文所示:

有了Android.mk之后, 利用NDK在Cygwin (Linux平台) 下直接编译JNI的C程序 (模块名称是SIPJNI) , 生成SIPJNI.so动态链接库文件。

3.3 Android应用层

Android应用层主要使用Java开发, 由于需要与下面的JNI进行交互, 所以在Android程序中需要对库和JNI的函数进行声明, 以帮助Android系统运行时找到相关的类库及函数。

JNI类库的声明为:

JNI中函数的声明方法为:

public native void Start Sip Service () ;//声明底层的Start Sip Service, 并可直接在上层调用

Android应用层的编程主要涉及界面开发[8,9], 主要包括Activity、Intent、界面main.xml等Android方法的应用, 而Android系统具有很好的UI界面供人机交互使用。图3给出了Android楼宇对讲简易界面, 反映了很好的UI特性。

最后, 通过一些开源的SIP服务器软件测试, 该结构能很好地完成SIP信令交互和控制的功能, 达到设计需求。

4 总结

信令控制技术是数字楼宇对讲系统的关键, 本文的目的是实现一种Android楼宇对讲的信令控制技术。利用Android开发及JNI技术, 设计了Android楼宇对讲的信令控制的3层结构, 并完成具体实现, 最后通过测试说明其能很好地完成SIP信令交互和控制。该Android信令控制技术具备以下3个特性:

1) 运行效率高, JNI核心实现层与SIP协议栈都采用C语言进行实现, 直接运行于Android的底层Linux平台上;

2) 代码安全性高, 通过NDK和Cygwin将JNI核心实现层代码进行.so动态链接库的封装, 上层使用方便且安全不易被破解;

3) 良好的UI性能, 利用Andriod系统及相关界面编程可体现很好的人机交互。

随着经济发展和技术进步, 未来Android楼宇对讲技术的需求会越来越多, 而其核心———信令控制技术的应用前景也将更加广阔。

参考文献

[1]田森, 李大和.用Android开发手机应用[J].程序员, 2008 (1) :56-61.

[2]杨丰瑞, 蒋培健, 张杰.基于SIP的无线视频监控系统信令的设计与实现[J].电视技术, 2011, 35 (19) :96-98.

[3]郭秋丽, 吴勇, 倪慧珍, 等.SIP技术探索与研究[J].舰船防化, 2012 (1) :7-10.

[4]李琴, 陈立定, 任志刚.基于Android智能手机远程视频监控系统的设计[J].电视技术, 2012, 36 (7) :134-136.

[5]任俊伟, 林东岱.JNI技术实现跨平台开发的研究[J].计算机应用研究, 2005, 22 (7) :180-184.

[6]高晶, 王建华.JNI技术在嵌入式软件开发中的应用[J].哈尔滨师范大学自然科学学报, 2007, 23 (6) :62-65.

[7]雷晓荣, 朱志祥.基于eXosip协议栈的软电话设计与实现[J].电声技术, 2007, 31 (5) :72-74.

[8]邵长彬, 张重阳, 郑世宝.基于Android的可视IP电话多媒体终端设计与实现[J].电视技术, 2011, 35 (6) :62-65.

信令控制 篇4

CS、VP主叫信令流程：(被叫信令和主叫基本一致，只是在RRC Connection Request 之前有一条Paging type 1)

1、RRC Connection Request(RRC 连接请求)UE→RNC 在RACH信道发起RRC连接请求

2、RL Setup Request（RL 建立请求）

RNC→Node B

3、RL Setup Response（RL 建立响应）

Node B→RNC

Node B 配置物理信道

4、DL Synchronisation（下行同步）

RNC→Node B

Node B与RNC为LUB数据传输承载建立同步

5、UL Synchronisation（上行同步）

Node B→RNC

6、CCCH RRC Connection setup（RRC 连接建立）RNC→UE 这条信令RNC在FACH信道发起

7、RRC Connection setup complete（RRC 连接建立完成）

UE→RNC

8、Initial Direct Transfer(CM Service Request)【初始直传消息（CM业务请求）】UE→RNC 这条信令UE在DCCH上给RNC发

9、Initial UE Message

RNC→CN

10、Direct Transfer(Authentication Request)【直传消息（鉴权请求）】CN→RNC CN 发给RNC，要求对UE进行鉴权

11、DL Direct Transfer（下行直传消息）

RNC→UE

12、UL Direct Transfer(Authentication Response)【上行直传消息（鉴权响应）】UE→RNC 鉴权响应

13、Direct Transfer

（直传消息）

RNC→UE

14、Security Mode Command（安全控制）

CN→RNC 建立安全模式控制

15、Security Mode Command RNC→UE

16、Security Mode Complete（安全控制完成）UE→RNC

17、Security Mode Complete

RNC→UE

18、RAB Assignment Request（RAB分派请求）CN→RNC

19、RL Reconfiguration Prepare（RL重配置准备）RNC→Node B 无线链路重配置准备 Node 准备建立DCH来承载RAB 20、RL Reconfiguration Ready（RL 重配置完毕）Node B→RNC

21、Radio Bearer Setup

（RB 建立）RNC→Node B 在DCCH上

22、Radio Bearer setup complete（RB 建立完成）Node B→RNC

23、RAB Assignment Respone

（RAB 分派响应）

RNC→CN

24、Alerting

振铃

25、Connect

连接

26、Connect ACK

27、Disconnect

UE→RNC

28、Release

(释放)

29、RRC Connection release（RRC 连接释放）30、RRC Connection Release Complete（RRC 连接释放完成）

CS12.2K主叫信令

CS12.2K被叫信令

从这里可以 看出CS12.2K

从这里可以 看出CS64K

信令控制 篇5

在国内,三大运营商都大量铺设了以软交换技术为主的下一代网络(NGN),它基本上解决了传统网络中存在的各种缺陷,并在相当长的一段时间内能够满足客户对各种高质量业务的需求。

媒体网关控制器(MGC)处于NGN分层网络结构的控制层,是信令消息的源点和终点,它通过多种协议控制整个网络,如H.323、MGCP、H.248/Megaco、SIP、SCTP、RADIUS、BICC等协议,而且每一种协议都是针对特定的应用环境而制定的规则。在众多协议中,H.248和SIP是NGN网络中的两种主要协议,并且在各自的应用领域中都具有不可替代的作用和优越性。H.248协议是一种主从式结构的协议,它由ITU-T和IETF共同提出(在IETF中称Megaco协议)并用于MGC和媒体网关(MG)之间的一种媒体网关控制协议。SIP协议是一种对等结构的协议,它由IETF提出并在IP网络上进行多媒体通信的应用层协议,利用SIP协议可以实现会话的发起、建立和释放。可见,在NGN网络架构中,SIP协议和H.248协议需要协作互通的地方非常之多,而处于控制层的MGC正是这两种协议进行协作互通的设备。因此,在MGC中研究这两种协议的互通,既很有必要也很有现实意义。

2 协议的概述

H.248和SIP协议都是一种处于持续不断更新和完善中的协议,与此同时,它们的成熟版本也都在现有的网络中得到了广泛的应用,而且在各自的领域中都有取代旧协议的趋势。

2.1 H.248协议

H.248协议是在呼叫控制与承载相分离的软交换技术核心思想驱动下提出的,专门用于MGC与MG之间的一种媒体网关控制协议。它吸收了如MGCP等传统的媒体网关控制协议的优点,并且把呼叫控制从媒体转换中分离出来,是一种非常适合于分层网络结构的协议。

在H.248协议中,包含了8个协议操作命令,用于对协议连接模型中的逻辑实体进行操作和管理。大多数命令都是由MGC发出,MG接收。但是,Notify和Service Change命令除外。Notify命令由MG发送给MGC,而Service Change既可以由MG发起,也可以由MGC发起。表1中列出了这8个命令的用途和含义。

所有H.248命令的接收者都要返回响应,它包含两种形式:“Reply”和“Pending”。“Reply”表示已经完成了命令执行,返回成功或失败信息;“Pending”指示命令正在处理,但仍然没有完成。

2.2 SIP协议

SIP协议是在诸如SMTP(简单邮件传送协议)和HTTP(超文本传送协议)基础之上建立起来的,用来建立、改变和终止基于IP网络的用户间的呼叫。

在RFC 3261中定义的SIP协议,它包含了六种基本操作方法:(1)INVITE:邀请被叫用户加入会话。(2)BYE:终止两个用户之间的会话。(3)OPTIONS:允许一个用户代理来查询另外一个用户代理或者代理服务器的能力。(4)ACK:确认客户机已经接收到对INVITE的最终响应。(5)REGISTER:注册用户的当前位置信息。(6)CANCEL:取消一个还未成功的呼叫会话,但并不能取消已经建立的连接。

SIP响应消息用于对请求消息进行响应,指示呼叫成功或失败的状态。不同类型的响应消息由状态码来区分,状态码包含3位整数,状态码的第一位用于定义响应的类型,另两位用于进一步说明响应类型的定义,如表2所示。

上述消息中,“临时响应”用于指示呼叫正在进行,“最终响应”用于结束请求消息。

3 媒体网关控制器的协议互通模型

媒体网关控制器(MGC)是一个能支持多种协议的并处于NGN网络控制层的设备,在NGN网络中的位置如图1所示。从图中可以看出,在MGC中H.248和SIP协议进行互通是在设备的内部实现。

注:*表示0~9中的任意数字。

3.1 MGC模型的逻辑模块

MGC的逻辑功能可以划分为多个独立的模块,它的模型如图2所示。

从图中可以看出,在MGC中只要包含了7个功能模块:(1)通信接口模块:用于完成数据消息的发送或接收。(2)呼叫控制核心模块:用于完成与特定协议无关的呼叫控制,是MGC的核心模块。(3)业务控制模块:负责业务的处理方式。(4)信令模块:包含H.248模块和SIP模块,主要负对特定协议的处理,并把处理结果传到呼叫控制核心模块进行与特定协议无关的信令消息之间的映射。(5)地址解析模块:负责电话号码、IP地址和别名地址之间的转换,实现地址翻译的功能。(6)网管代理模块:集中对各模块进行管理。(7)计费认证制授权:实现与AAA服务器互通,主要完成用户的认证授权以及计费功能。

通过以上的分析,我们可以知道要在MGC中实现H.248和SIP协议的互通,关键是实现地址解析模块中的地址翻译功能和呼叫控制核心模块中的信令影射功能。

3.2 地址翻译

在H.248协议的消息结构中,由消息头(Header)和一个或多个事务(Transaction)两大部分组成,如图3所示。事务(Transaction)描述消息所要做的事情,事务之间是相互独立的。消息头(Header)包含消息标识符(MID)和版本字段,MID中又标识消息的发送者,可以是域地址、域名或设备名,一般都采用域名。

在SIP协议的消息中,为了描述消息内容的负载情况和特点,它使用了Internet的会话描述协议(SDP)来描述终端设备的特点。SDP定义了媒体类型、编码格式、收发地址等信息,它作为SIP的消息体和SIP消息头部一起发送。

从H.248和SIP协议的消息格式中,可以知道两种协议在互通时进行地址翻译是完全可行的,只要将一种协议附带的地址直接影射另一协议的相应位置就可以了。在小型网络中,这种地址翻译可以使用内部映射表来实现,在大型网络中,电话码映射技术可以实现提供这种地址翻译服务。

3.3 信令影射

尽管H.248和SIP协议在消息格式、处理流程等多方面存在着很大的差异,但是,由于这两种标准协议都在分组网上承载传送,并且处理流程也大致分为注册、呼叫建立和呼叫释放等3个阶段以及对流程进行管理的呼叫支持功能,所以,它们的信令具有共通性,可以相互映射,完成两种协议之间的互通,如表3所示。

为了实现通信终端双方的正常连接,媒体协商是必须的,而在H.248和SIP协议中,都使用了包含在各自的消息结构中的SDP来进行媒体能力的协商。所以,在媒体参数一致性的传递对H.248和SIP的互通是不存在障碍的。

4 实现协议信令的互通

通过以上的分析,下面就以支持H.248协议的IAD终端和支持SIP协议的软终端之间进行通信,并由媒体网关控制器(MGC)作为控制设备为例来研究互通的实现,如图4所示。

由前面的分析可知,协议之间的地址翻译是完全可行的,所以这里只要以信令之间的映射来进行分析和研究。对于它们的互通,大致可以分为注册初始化流程、呼叫建立流程、呼叫释放流程和呼叫支持四个部分。

4.1 注册和初始化流程

综合接入设备(IAD)和SIP软电话要开通业务,必须首先注册到控制设备MGC,它们的注册流程如图5所示。从图中,我们可以看到,它们并不需要两个协议之间的互通协商工作,因为它们都由各自的协议信令模块来独立完成注册工作。

4.2 呼叫建立流程

呼叫建立流程存在H.248到SIP或SIP到H.248两种情况,分别如图6和图7所示。

4.2.1 H.248协议到SIP协议的呼叫建立

在图6中,MGC进行信令映射时,存在发起呼叫、放回铃音和被叫摘机三种情况。

(1)从ADD消息到INVITE消息的发起呼叫映射。当MGC接收到第(3)步的拨号通知(NTFY)消息时,检测到主叫用户和被叫用户都合法,并且被叫用户是SIP软终端,MGC将向IAD发送第(4)步的ADD消息并返回一个响应消息Reply。根据第(4)步的Reply消息,构造第(5)步的INVITE消息,它的会话描述协议(SDP)消息体与Reply消息的本地描述符(Local)中的SDP消息体相对应。

(2)从180振铃消息到MOD消息的回铃音映射。当SIP软终端接收到第(5)步的INVITE消息后,判断可以接受本次呼叫,向MGC发送第(6)步的180 RINGING振铃消息。MGC接收到180 RINGING消息后,构造第(7)步的MOD消息,修改IAD相应终结点的属性,给主叫用户发送回铃音。

(3)从200消息到MOD消息的被叫摘机映射。当被叫的SIP软终端摘机后,将向MGC发送第(8)步的200 OK消息,指示用户已经摘机。MGC接收到200 OK消息后,同时发送第(9)步的ACK确认消息和第(10)步的MOD消息,MOD消息的作用是修改IAD相应终结点的属性,其中它的远端(Remote)描述符的SDP与200 OK中的SDP描述体相对应,完成媒体参数的设置。

4.2.2 SIP协议到H.248协议的呼叫建立

通过比较图6和图7,我们可以知道,这两个流程基本上是相同的,都包含了发起呼叫、放回铃音、被叫摘机3个信令影射关系。只不过消息的影射刚好与之相反,这里就不多作讨论。

4.2.3 呼叫释放流程

呼叫释放流程存在H.248协议到SIP协议或SIP协议到H.248协议的两种情况,分别如图8和图9所示。通过比较两图,它们的信令映射只有SUB消息和BYE消息之间的影射。因为H.248和SIP协议都有规范的释放规则,所以,不管是从SUB消息到BYE消息还是BYE消息到SUB消息,都只是简单的根据MGC中保存的数据相互构造SUB或BYE消息并发到对应终端,即如果遇到SUB消息,则向另一终端发送BYE消息,反之亦然。

4.2.4 呼叫支持

呼叫支持更多的是指在功能上的对应关系,而在实际的互通应用中,并不一定是同步的信令映射关系。它只要有审计能力和呼叫等待处理两大部分。

审计能力是指一个实体查询另一实体所具有的能力或数据。在H.248协议中,使用的是AUD_VAL和AUD_CAP两种消息来完成,而SIP协议中,使用的是OPTIONS消息来完成。

呼叫等待处理是指当一个消息在某一实体中进行处理时间过长时,使用的一种保护措施。在H.248协议中使用的是Pending消息,在SIP协议中使用的是100 TRYING消息。

5 结束语

本文对实现MGC中的H.248和SIP协议信令互通进行了深入的探讨,并从MGC的内部结构出发,给出了具体的解决方案及流程实例。当然,在现实网络中,要完全实现它们的互通,肯定还会涉及到其他的一些情况,这里就不再作讨论。

摘要：H.248和SIP是NGN网络中的两种重要协议,而媒体网关控制器(MGC)则是实现它们互通的重要设备之一。文章在分析了它们互通的必要性的基础上,分别对H.248和SIP协议进行了简单的概述,然后提出MGC的内部结构模型及协议互通的解决方案,最后,通过具体实例来研究它们互通的实现方法。

关键词：H.248,SIP,NGN,媒体网关控制器,互通

参考文献

[1]黄鹰,朱木成,李晖.软交换IP信令互通研究与实现.光通信研究.2006,(5)

[2]雷正雄,朱晓民,廖建新.下一代网络中H.248与SIP的互通.现代电信科技.2004,(6)

[3]王朋磊,包叶男,下一代网络中H.248协议与SIP协议的互通.广东通信技术.2005,(1)

[4]马功安.媒体网关控制器介绍.光纤通信技术.2003,(3)

[5]周国森,荆涛,李红生.从电路交换向媒体网关控制器的演进.中国数据通信.2004,(4)

[6]RFC3261会话初始化协议(SIP)

信令控制 篇6

关键词：信令接入单元,链路负荷,信令点

1 SAU (Signalling Access Unit)

SAU (Signalling Access Unit) 也就是信令接入单元, 主要应用于无线智能网、有线智能网、短消息。基于各交换版本的基础上也有不同SAU, 其目的都是完成一个相同的功能, 为业务侧提供信令接口。在工程设计时, 就需要考虑配置组网来保证链路负荷均匀;在安装维护时, 常遇到链路负荷不均类问题。文中主要从与SAU链路负荷相关的几个因素阐述负荷不均原因。要分析SAU上信令链路负荷情况, 首先需要了解SAU消息来龙去脉。SAU接收消息来源于两方面:一方面为STP或SSP发到SAU的消息;另一方面为业务侧发到SAU的消息。按消息传递方向分为上行消息和下行消息, 上行消息是通过SAU到达SCP的消息, 下行消息是业务侧 (SCP/SMSC) 在一次对话过程中返回的消息或主动下发的消息。上行消息到达SAU后, SAU会在该模块对话号范围内分配一个奇数对话号, 在整个对话交互过程中, 使用同一个对话号, 业务侧 (SCP/SMSC) 在对话过程中返回的消息, 根据对话号送到相应的模块上。智能网中, 如果在业务流程中有主动下发的消息 (如EXECUTE、ATI等操作) , SCP会在SCP配置的对话号范围内由小到大分配一个偶数对话号;短消息业务中, MT消息可以根据参数配置均分到SAU模块上。上行消息在各链路上负荷 (即SAU接收负荷) 是否均匀, 由对端STP或SSP确定;下行消息在各链路上负荷 (即SAU发送负荷) 是否均匀, 与多个因素有关。

2 如何实现SAU链路负荷均匀

2.1 SAU组网配置合理是保证链路发送负荷均匀的前提

一个链路集中的链路数应该为2n (n=0、1、2、3、4) , 这样才能保证链路集中各链路负荷均分。在32模SAU中由于模块之间通信带宽限制, 缺省设计具有优选本模块的特性, 即从业务侧下行的消息分配到某模块, 只要本模块有可用路由, 消息就从本模块链路发送出去;128SAU优选本模块特性是由软件参数表中参数P88控制。启用优选本模块特性后, 一个链路集分配到某模块的链路数应该为2n。这样才能保证同一链路集中在同一个模块的链路负荷分配均匀。为了使链路集中各链路负荷均匀, 一个链路集中链路均分在2n个模块中。如图组网中, LSTP1或LSTP2与SAU可开链路模块数为1、2、4、8、16, 一个链路集中链路均分到这些模块中, 例如一个链路集中有16条链路, 开在2个模块上, 每个模块开8条链路;开在4个模块上, 每个模块开4条链路;开在8个模块上, 每个模块开2条链路。从链路负荷均分的角度来看这样配置较为合理

2.2 同一链路集中链路编码为奇数和偶数的链路要放在同一模块中

SAU启用优选本模块特性时, 各模块接收负荷均匀才能保证一个链路集各链路负荷均匀。由于对端原因可能存在SAU上链路编码 (SLC) 奇偶链路接收负荷不均, 因此建议不要将同一链路集中链路编码为奇数和偶数的链路分开放在不同模块中, 这样会导致模块间负荷不均, 从而导致链路集中各链路负荷不均。例如, 一个链路集中8条链路分配在两个模块中, 一个模块SLC为0、1、2、3;另一个模块SLC为4、5、6、7。对于短信中心下发的MT消息要求到SAU各模块均匀。

2.3 本局信令点按GT选路时负荷要均匀分担

业务侧下行消息寻址到目的信令点是按GT选路送到LSTP1 (LSTP2) , 再由STP做二次翻译落地, 在远端信令点表中又定义了这对LSTP1、LSTP2为负荷分担信令点, 这样, 消息在SCCP层就会均分到一对LSTP1、LSTP2信令点上, 正常情况下, 在MTP层也会均分到一对LSTP1、LSTP2上。从SAU数据可以看出, 在全局码翻译表中, 对应GT码, 翻译结果为DPC+OLDGT, DPC为LSTP1或LSTP2, 远端信令点表中一对LSTP1、LSTP2定义为负荷分担信令点。在MTP层有到LSTP1、LSTP2相应数据。MTP目的信令点表中对应LSTP1、LSTP2数据中, 链路集选择码为0000。通过路由路由状态查询, 到目的信令点通过LSTP1、LSTP2的路由都是可用的, 对应路由分配的SLS都为0、1、….、F。这里所说的一对负荷分担信令点针对同一个本局信令点而言的。

2.4 本局信令点按DPC+SSN选路时负荷要均匀分担

业务侧下行消息寻址到目的信令点是按DPC+SSN选路 (DPC为目的信令点编码) , 消息通过LSTP1 (LSTP2) 的MTP层转发到目的信令点, 消息分配到LSTP1、LSTP2是由该目的信令点路由确定, 如果通过LSTP1、LSTP2路由上分配的SLS均等, 那么, SAU的发送负荷到LSTP1、LSTP2会均匀。移动智能业务或短消息业务, 在全局码翻译表中对应GT码, 翻译结果为DPC+SSN, 不能通过对目的信令点对应GT码翻译到一对LSTP1、LSTP2上, 也就不能在SCCP层对消息进行负荷分担。只能在MTP层通过路由选择, 将消息负荷均分到一对LSTP1、LSTP2上。通过查询到该目的信令点路由状态为可用的, SLS均分在两个链路集上。

2.5 目的信令点表中链路集选择码正确配置

目的信令点表中链路集选择码正确配置, 才能保证到该目的信令点同优先级路由的负荷均分。如果到该目的信令点同优先级路由数为1、2, 对应的链路集选择掩码分别置“1”位数为0、1, 如0000、1000。注意不要与链路选择码重叠。

2.6 链路集表中的链路选择码正确设置

链路集表中的链路选择码正确设置, 才能保证该链路集中各链路负荷均分。如果链路集中链路数为2n (n=0、1、2、3、4) , 对应链路选择码分别置“1”位数为0、1、2、3、4, 如0000、0001、0011、0111、1111。注意不要与链路集选择码重叠。

2.7 信令点链路集选择掩码错开设置来保证负荷均匀

业务侧下行消息寻址到目的信令点是按DPC+SSN选路, 如果到该目的点有两条同等级路由, 各路由对应的链路集中链路数为16, 这样, SLS均分配到两个链路集中, 一个链路集有16条链路只有一半链路承担负荷, 只有通过各局点业务情况综合考虑, 到不同目的信令点链路集选择掩码错开设置, 来保证一个链路集中承担的SLS为0、1、。。。、F, 达到在链路集中各链路负荷基本均匀的目的。或通过调整到不同目的信令点路由顺序来保证一个链路集中承担的SLS为0、1、。。。、F, 达到在链路集中各链路负荷基本均匀的目的。

SAU具有多信令点功能, 多信点之间具有负荷分担特性, 是业务侧下行消息中主动下发的消息均分到SAU多个本局信令点上。如智能网中, 主动下发的消息 (如EXECUTE、ATI等操作) ;短消息中MT消息。

3 配置数据实现MTP负荷分担

3.1 增加MTP链路集进行负荷分担

增加MTP链路集使用链路选择方法:设置链路选择字段;ADD N7LKS:LS=1, LSN="ff", APX=1, LKS=2;LKS为“链路选择”。

信令点1是本局信令点。信令点2是相邻目的信令点。信令点1和信令点2之间直连有一个信令链路集, 由此可知, 该信令链路集中包括四条信令链路:信令链路1、信令链路2、信令链路3、信令链路4。假设这四条信令链路都是可以利用的, 怎样才能完全利用这四条可用的信令链路来实现信令业务的负荷分担呢?存在于[MTP链路集表]中的[链路选择]字段就是用来辅助我们实现信令业务的负荷分担。

按照ITU-T规范中的MTP协议, 经由MTP传输的用户业务使用标号来进行业务的负荷分担, 标号的最后一个字段是SLS (信令链路选择) , 长度为4个比特。MTP部分就是靠着这四个比特来区分不同的信令业务。这也就意味着MTP部分可以识别的业务种类共计16种, 编码为0~15。[MTP链路集表]中[链路选择]字段就是与这四个业务比特SLS一一对应。

“链路选择3位”对应了SLS四位中的最高位;“链路选择2位”对应了SLS四位中的次高位;“链路选择1位”对应了SLS四位中的次低位;“链路选择0位”对应了SLS四位中的最低位。正是因为这种一一对应关系, 在信令链路集内实现了信令业务的负荷分担。将“链路选择”字段的某一比特位置位就意味着SLS中对应的那个比特将被取出以参与负荷分担算法。

如果“链路选择”中并无一位被设置, 则会导致负载在信令链路集上的所有信令业务永远集中在第一条可用信令链路上 (假设所有信令链路集内的信令链路具有同一优先级别) 。当然, 如果信令链路集中仅有一条信令链路时, 正好符合这种情况。

如果“链路选择”中仅有一位被设置, 则因为21=2, 所以最多存在两种选择, 这种方式能够使两条信令链路的情况得到最好的负荷分担方式。

如果“链路选择”中有两位被设置, 则因为22=4, 所以最多存在四种选择, 这种方式能够使少于或等于四条信令链路且大于两条信令链路的情况得到最好的负荷分担方式。

如果“链路选择”中有三位被设置, 则因为23=8, 所以最多存在八种选择, 这种方式能够使少于或等于八条信令链路且大于四条信令链路的情况得到最好的负荷分担方式。

如果“链路选择”中四位都被设置, 则因为24=16, 所以最多存在十六种选择, 这种方式能够使少于或等于十六条信令链路且大于八条信令链路的情况得到最好的负荷分担方式。

根据ITU-T的No.7信令规范定义, 一个信令链路集中的信令链路最多存在16条。

3.2 增加目的信令点进行负荷分担

增加目的信令点使用链路集选择方法:设置[链路选择]字段;ADD N7LKS:LS=1, LSN="ff", APX=1, LKS=2;LKS为“链路选择”。

信令点D1是本局信令点。信令点D2是准直连的目的信令点, STP1和STP2是两个STP点。去往D2的信令路由总共有两条:D1-STP1-D2 (信令路由0) 和D1-STP2-D2 (信令路由1) 。也就是从D1发出的去往D2的信令消息可以选择这两个“大”方向出局去往D2。假设这两条信令路由都是可以利用的, 怎样才能完全利用这两条可用的信令路由来实现信令业务的负荷分担呢?存在于[MTP目的信令点表]中的[链路集选择]字段就是用来辅助我们实现信令业务的负荷分担。

按照ITU-T规范中的MTP协议, 经由MTP传输的用户业务使用标号来进行业务的负荷分担, 标号的最后一个字段是SLS (信令链路选择) , 长度为4个比特。MTP部分就是靠着这四个比特来区分不同的信令业务。这也就意味着MTP部分可以识别的业务种类共计16种, 编码为0~15。[MTP目的信令点表]中[链路集选择]字段就是与这四个业务比特SLS一一对应。

“链路集选择3位”对应了SLS四位中的最高位;“链路集选择2位”对应了SLS四位中的次高位;“链路集选择1位”对应了SLS四位中的次低位;“链路集选择0位”对应了SLS四位中的最低位。

正是因为这种一一对应关系, 系统在信令路由间实现了信令业务的负荷分担。将[链路集选择]字段的某一比特位置位就意味着SLS中对应的那个比特将被取出以参与负荷分担算法。

如果[链路集选择]中并无一位被设置, 则会导致去往该目的信令点的所有信令业务永远集中在第一条可用信令路由上 (假设所有信令路由具有同一优先级别) 。当然, 如果仅有一条信令去往该目的信令点时, 正好符合这种情况。

如果[链路集选择]中仅有一位被设置, 则因为21=2, 所以最多存在两种选择, 这种方式能够使两条信令路由的情况得到最好的负荷分担方式。

如果[链路集选择]中有两位被设置, 则因为22=4, 所以最多存在四种选择, 这种方式能够使少于或等于四条信令路由且大于两条信令路由的情况得到最好的负荷分担方式。

如果[链路集选择]中有三位被设置, 则因为23=8, 所以最多存在八种选择, 这种方式能够使少于或等于八条信令路由且大于四条信令路由的情况得到最好的负荷分担方式。

如果[链路集选择]中四位都被设置, 则因为24=16, 所以最多存在十六种选择, 这种方式能够使少于或等于十六条信令路由且大于八条信令路由的情况得到最好的负荷分担方式。

根据ITU-T的No.7信令规范定义, 去往一个目的信令点的信令路由最多有16条。

4 总结

通过对合理配置SAU组网、同一链路集中链路编码为奇数和偶数的链路要放在同一模块中、本局信令点按GT选路时负荷要均匀分担、本局信令点按DPC+SSN选路时负荷要均匀分担、目的信令点表中链路集选择码正确配置、链路集表中的链路选择码正确设置、信令点链路集选择掩码错开设置来保证负荷均匀、增加MTP链路集进行负荷分担、增加目的信令点进行负荷分担阐述及分析, 基本上对信令链路负荷分配有了整体的新认识, 希望能够帮助大家解决绝大部份信令链路负荷不均问题。

参考文献

[1]李小良.通信网络互联中信令故障的分析与处理[J].信息通信, 2010, 4.

信令中继系统的研究 篇7

信令系统是用户话机与交换机之间及交换机和交换机之间控制接续、协调工作, 完成呼叫接续所使用的一种通信语言。从最早步进制交换局采用的直流脉冲信令, 到纵横制交换局采用的多频互控信令, 到程控交换局采用的公共信道信令——NO.7信令。信令系统容量增大, 传送效率更快, 而且可以传送除电路接续信令外的各种业务的控制信令和数据, 从而推动了通信网向智能化、综合化和个人化的发展。

中继是交换局与交换局之间或中心局与模块局之间相连采用的连接方式, 它们之间连接的线路称为中继线路。中继线路中传送的数据包括话路信号及各种控制信令。

2中继数据

交换局之间要实现电话互通, 硬件上要满足:局间数字中继板使用中继电缆相连接;局内数字中继板与协议处理板的设置;中继数据的设置。这里以华为数字程控交换机C&C08为例, 介绍如何实现局间电话互通。

2.1 局间数字中继板的连接

C&C08数字中继板 (DTM) 可以提供2个E1接口, 能提供75Ω和120Ω两种中继电缆, 通过DTM板上的开关不同的拨法, 来进行阻抗匹配不同的中继电缆。交换局内中继电缆一端由中继板E1接口引出, 另一端引入机房数字配线架上, 通过传输设备与对端交换局中继板相连。

2.2 数字中继板与协议处理板设置

根据局间信令方式的区别, DTM板可以设置为不同的类型。比如, 采用七号信令方式, 将DTM板配置成TUP;采用ISDN方式, 将DTM配置为ISUP;采用一号信令方式, 将DTM配置成DT等。局间实现七号中继时, 协议处理板需配LAPN7板或NO7板, 其中LAPN7提供4路链路, NO7提供2路链路;实现一号中继时, 需配MFC板, 完成多频信号的接收和发送。

2.3 中继数据相关概念

中继数据包括七号信令中继数据、中国一号信令中继数据、PRA中继数据、V5中继数据及模拟中继数据等。中继数据涉及的概念包括:局向, 目的信令点, 路由和子路由, 路由选择源码和路由选择码。

局向是两个交换局之间若存在直达话路, 则两个交换局互称为一个局向。目的信令点是从本局信令点角度出发, 在本局信令点所在的所有信令网络中可见的信令点。其中, 有直达信令链路的称为相邻信令点;没有直达信令链路但有直达话路的称为非相邻信令点。若两个交换局间有直达的话路, 则认为它们之间存在一条子路由。路由选择源码是针对不同的呼叫源, 在不同的出局路由选择策略上的分类产生, 路由选择源码与呼叫源相对应。路由选择码是指不同的出局字冠, 在出局路由选择策略上的分类号, 路由选择码与呼叫字冠相对应。

3中继数据的设置

本节主要介绍七号中继数据的设置, 七号中继数据涉及到中继话路部分及七号链路数据部分。七号信令的中继数据设定原则为:先做链路部分, 再做话路部分, 并且应严格按照先后次序进行。

3.1 中继准备数据

在设置中继数据之前, 应设置相关的准备数据, 包括设置呼叫源和设置时间索引。

呼叫源是用户或中继群的集合, 同一呼叫源中的用户及入中继有着相同呼叫属性。使用命令:ADD CALLSRC, 增加呼叫源码。时间索引值在路由分析中参与路由的选择, 从而达到动态选择路由的目的。时间索引值为默认值, 一般不需修改。使用命令:ADD TMIDX, 进行设置。

3.2 七号中继链路数据

在做好中继准备数据后, 接着进行七号链路数据的配置, 设置顺序如下进行:设置本局信息 (SET OFI) →增加MTP (消息传递部分) 目的信令点 (ADD N7DSP) →增加MTP链路集 (ADD N7LKS) →增加MTP路由 (ADD N7RT) →增加MTP链路 (ADD N7LNK) 。

3.3 七号中继话路数据

中继话路数据的设置顺序为:增加局向 (ADD OFC) →增加子路由 (ADD SRT) →增加中继群 (ADD N7TG) →增加中继电路 (ADD N7TKC) →增加路由 (ADD RT) →增加路由分析 (ADD RTANA) →增加被叫字冠 (ADD CNACLD) 。

4中继系统故障处理

4.1 中继系统常见故障现象

根据故障的性质, 中继系统常见故障的现象可分为:中继电路异常, 具体表现为:电路状态显示为故障、闭塞、未知、未安装等异常状态;中继电路维护异常, 具体表现为:不能对中继电路执行闭塞、解除闭塞、复原等维护操作;信令链路异常, 具体表现为:断链、链路不稳定、链路阻塞、链路拥塞等;局间信令配合异常, 具体表现为:不能接续、主叫号码发送异常等。

4.2 中继系统故障产生的常见原因

引起中继、信令系统故障的常见原因主要有以下几种:1) 传输故障。传输中断、误码率高。由于中继线接触不良或阻抗不匹配所引起的通话噪音、七号链路不稳定;鸳鸯线。由于两对中继线相互岔接或局间CIC电路号对错引起局间通话占用这些中继时出现单通或不通话。2) 交换机硬件故障。包括中继硬件故障, 如数字中继板、协议处理板故障等;中继HW线配线异常;相关硬件系统故障, 如主节点板、主处理机板及交换网板故障引起中继系统故障。3) 局间信令配合或对端局问题。包括局间电路识别码CIC不匹配, 造成TUP/ISUP电路未知;信令链路编码SLC不匹配, 造成信令链路出现不稳定等。4) 交换机数据设置错误问题。包括中继电路数据未配置;主叫号码相关数据设置不当;电路增益设置不当;系统参数设置不当等。

4.3 中继故障处理思路

维护人员能通过告警信息、维护台控制面板、对端局申告、用户申告、话务统计信息等途径判断中继故障, 进而能判断故障原因, 定位故障, 根据原因检查相关硬件配线、倒换或更换单板、检查数据配置等方式处理故障。

5总结

一个完善的信令系统是保障电信网正常运行, 完成交换网络中任意用户之间通信的重要部分, 它是通信网的神经系统, 熟悉并掌握中继数据的设置与故障分析排除, 是实现交换局间互通的必要条件。

参考文献

[1]刘华东.现代通信技术实用全集[M].宁夏:宁夏人民出版社, 2007.

中国一号信令解析 篇8

数字线路信令

线路信令的作用是监测中继线闭塞、空闲及占用与否等状态。中国1号信令为局间信令,在PCM传输系统中一个子帧由32个时隙(TS)组成,其中TS16传输信令。16个子帧组成一个复帧,每个复帧有16个TS16。对于TS16,每帧只传送8位码组,每一路只占4位,目前信令中的码组只用了前3位。第0针F0的TS16前4位是复帧同步码,为0000,第6位是复帧失步告警码,同步为0,失步为1,其他位为暂留位,默认为1。第1帧F1至第15帧F15的TS16,前4位依次传送1-15路话路信令,后4位依次传送16-30路的话路信令。由于每帧传送2路话信令,所以一个复帧才能包含完整个30路话。第1帧F1至第15帧F15的TS16信令简要功能如表1所示。PCM复帧结构如图1所示。

多频互控方式和记发器信令

多频互控方式分为前向信号和后向信号,二者是连续的,且每个前向信号都必须要后向信号进行证实。

记发器信令有两种,一是前向信号,二是后向信号。该信号用来完成主叫、被叫号码的请求与发送,主叫用户类型、被叫用户状态、呼叫业务类型的传送。前向信号分为I、II组,后向信号分为A、B组。其含义见表2。

前向信号

KA信号的定义:发端的市话局向发端的长途局或发端的国际局传送的关于主叫用户类别的信号,它是前向信号。KA信号为本次接续提供计费种类及用户等级。发端长途局将KA信号中关于通信业务类型及用户等级的信息翻译成KC信号。其编码含义见表3。

KC信号是前向信号,长话局与长话局之间发送的用于接续的控制信号,它的功能主要是对卫星电路的段数进行控制及为优先用户的通信提供保证。其编码含义见表4。

KE信号是前向信号,即市话局与市话局之间和终端的长话局向终端的市话局发送的用于接续的控制信号。其编码含义见表5。

主被叫电话号码用数字“0到9”来表示。阿拉伯数字“15”表示主叫号码已发完。

KD为发端业务类别,其含义如表6所示。

后向信号

后向A组信号证实和控制前向Ⅰ组信号。其含义如表7所示。

后向B组信号KB用来证实KD信号和控制接续,表示被叫用户的状态。其含义见表8。

信令的编码与传输

模拟线路信令用2600Hz或2400Hz单音频脉冲表示,或者利用通过中继线的电流表示,其通过话音信道传输。数字型线路信令编码和传输见数字线路信令部分。

记发器信号编码采用双音多频方法,步进是等差的,即120Hz。前向信号用的频段是1380Hz到1980Hz,六个频点取二个。后向信号用的频段是780Hz到1140Hz,四个频点取二个。一般情况下使用互控方式(MFC)或非互控方式(MFP)传输记发器信号。若用MFC时,其流程为:(1)主叫方发送前向信号;(2)被叫方接收到主叫方发送的信号后,给主叫方回传后向信号;(3)主叫方接收到被叫方回传的后向信号后,停止向被叫方发送前向信号;(4)被叫方检测到主叫方停发,停发后向信号。记发器信号可通过模拟信道传输;也可经PCM编码后传输。

结语

该文将中国1号信令解析为记发器信令与线路信令。着重分析了记发器信令的编码、构成、传输方式和数字线路信令的编码、构成、传输方式,进而可得出中国1号信令为随路信令,即信息与信令共用同一信道。

消防通信调度系统信令研究 篇9

通信网中采取何种信令方式, 与交换局采用的控制技术密切相关。我国采用的控制技术正在由步进制、纵横制向程控制发展, 信令系统也从随路信令向公共信道信令发展。也就是, 我国目前的通信网是数模混合型, 目前的信令系统也处于随路信令和公共信道信令并存, 随路信令逐步向公共信道信令发展的阶段。

我国所采用的随路信令称为中国1号信令。这种信令采用的信令方式是:信令和语音在同一条话路中传送。目前主要用于我国的长途网和市话中的局间中继线上。

我国所采用的公共信道信令称为中国7号信令。这种信令采用的信令方式是:以时分方式在一条高速数据链路上传送一群话路。目前主要用于局间。这也是国际上通用的一种信令方式。所以我们有必要对该信令做出更进一步的研究。

7号信令的特点是:信令速度快, 具有提供大量信令的潜力, 可灵活地修改、增加信令, 便于开放新业务, 在通话时也可以随意处理信令。成本低, 是信令使用和发展的主流。

中国7号信令规范于1990年8月实施, 该规范是以CCITT于1988年颁布的蓝皮书为参考制订的, 只在电话网中使用, 即只采用了消息传递部分 (MTP) 和电话用户部分 (T U P) 。

1.7号信令中数据中继 (PCM) 特征

用于7号信令的PCM, 在32个时隙 (Time Slot) 中, 第0时隙被用作帧同步信息, 一般使用第16时隙作为7号信令的通道, 其余30个时隙被用作语音通道。在有些系统中, 有时也使用非16时隙来作为7号信令的通道。

2.7号信令系统的功能及结构

7号信令系统在设计上的特色主要是功能的模块化和通用性。在功能级结构上主要包括消息传递部分 (mtp) 、信令连接控制部分 (sccp) 、用户部分 (up) 。此外还开发了OSI数据分层模式和设计方法, 采用了分层结构实现数据分散应用处理。使系统具有更大的灵活性和开放性, 能够适应计算机通信和电信网智能化发展的需要。

2.1消息传递部分 (mtp)

MTP的主要功能是在信令网中提供可靠的信号信息的传送。它包括信令数据链路功能 (第一级) 、信令链路功能 (第二级) 和信令网的功能 (第三级) 。第一级 (信令数据链路功能) , 规定信号数据链路的物理电气和功能特性确定数据链路连接方法;第二级 (信令链路的功能) , 规定在一条信号链路上消息的传递和与其传递有关的功能和程序;第三级 (信令网功能) 规定在信号点之间传递消息的功能和程序, 包括信号消息处理和信令网管理两部分, 能保证在信号链路和信号转接点故障的情况下可靠地传递信号消息。

2.2信令连接控制部分 (SCCP)

信令连接控制部分扩展了MTP的业务功能, 增加了利用全址地址 (GT) 和子系统号码 (SSN) 的寻址功能, 即:信令连接控制部分为消息传递部分提供附加功能, 以便通过7号信令, 在电信网中的交换局和交换局, 交换局和特种服务中心 (管理和维护中心) 之间传递电路相关和非电路相关的信令消息和其他类型的信息建立无连接和面向连接的网络业务。它提供四类业务 (a) 0类:基本无连接类; (b) 1类:顺序无连接类; (c) 2类:基本定向连接类; (d) 3类:流量控制定向连接类。

2.3 I S D N用户部分 (I S U P)

规定电话或非话交换业务所需的信令功能和程序, 它不但可以提供用户基本业务和附加业务, 而且支持64kbit/s和n×64kbit/s等多种承载业务。

3.7号信令的消息格式

7号信令的消息格式采用不等长格式共采用采用三种信令单元:消息信令单元 (MSU) , 链路状态信令单元 (LSSU) 和填充信令单元 (F I S U) 。M S U传送N O.7信令消息 (如TUP, ISUP和TCAP消息) 时使用;在接通, 恢复和退出信令链路时使用LSSU;在正常工作的信令链路上无信号消息业务时发送FISU。

4.7号信令系统的组网原则

7号信令网由信令点 (SP) , 信令转接 (STP) 和信令链路组成, 它是为7号信令方式的多个用户传送信令信息提供的专用数据网。

5.NO.7公共信道信令网的可靠性要求

为了保证信令网具有足够的可靠性, 应尽量选用高可用性的信令点, 信令转接点和信令链路设备的基础上提供安全冗余措施。

(1) 附加信令路由, 每个信令至少连到两个信令转接点, 一主一备。

(2) 附加信令链路, 信令点和信令点 (或信令转接点) 之间至少设置两条信令链路, 正常情况下采用负荷分担方式工作, 一条信令链路故障倒换到另一信令链路。

(3) 附加信令设备, 每个信令点和信令转点都备有一定的备用信令设备, 一旦信令链路故障, 可以启用备用的信令设备替换故障的信令链路。

6.我国7号信令消息信号单元的路标和链路的负荷分担方式

信令消息处理采用消息选路功能。每一个信令点用于确定到消息目的地的信令链路组和信令链路。消息链路由要根据消息信号单元中的路由标记和业务表示语来识别。我国的路由标记格式采用24bit位长信令编码。

目的地信令点编码 (DPC) 指出消息要达到的目的地, 源信令点编码 (OPC) 指出消息起源点, 信令链路编码 (SLC) 是用于负荷分担的选择信令链路的编码。信令业务负荷分担有两种类型:一种是由同一链路组内的不同信令链路分担信令业务, 另一种是不属于同一链路组的链路分担信令业务。

7.我国7号信令网的组成结构

我国采用三级信令网结构, 第一级为高级信令转接点 (HSTP) , 第二级为低级的信令转接点 (LSTP) , 第三级为信令点 (S P) 。

7.1 7号信令网的结构特点

(1) 第一级H S T P采用两个平行的A、B平面网, A、B平面的两个H S T P呈网状连接, A平面与B平面之间成对的H S T P间相连接。

(2) 每个LSTP固定连接至A、B平面内成对的HSTP, LSTP至A、B平面两个HSTP的信令链路组之间采用负荷分担方式工作。

(3) SP至LSTP根据具体情况采用固定或自由连接方式, 每个SP至少连至两个STP (LSTP或HSTP) , 若连至HSTP时, 应分别固定连至A、B平面内成对的HSTP, SP至两个STP或 (LSTP) 的信令链路组间采用负荷分担方式工作。

(4) 每个信令链路组至少应包括两条信令链路, 并尽可能采用分开的物理通路。

(5) 两个信令点间若信令业务量足够大时可以设置直达信令链路。

(6) 第一级STP (HSTP) 设置在直辖市各省区内, 第二级STP (LSTP) 设在地区或一个地级市内、电话网和信令网的对应关系, C1和C2中心都由HSTP汇接, C3、C 4由L S T P汇接。

7.2 NO.7信令网STP的要求

STP是信令网中将NO.7消息信号单元从一个信令点转接到另一信令点的信令转接设备, 因而它必须具有NO.7信令方式的消息传递部分 (MTP) 以完成与电话网和ISDN的电路接续有关的信令消息传递。同时如果在电话网、ISDN中开放智能网 (IN) 业务, 移动通信业务和传递各种信令管理消息, 则STP还具有信令连接控制部分 (SCCP) 和智能网应用部分 (INAP) , 以传送各种与电路无关的数据信息, 若信令网管理中心要对STP转接点进行信令管理, 那么还应具有NO.7信号方式的运行管理应用部分 (OMAP) 。根据实际应用需要, STP分为独立型 (Stand Alone) 和综合型 (Integrated) , 综合型STP与交换局 (具有用户部分) 合设在一起, 除具有交换局独立型STP的全部功能外还必须具备交换和用户功能。

STP的引入, 为我们建立智能的消防调度系统奠定了通信上的物理基础, 为了开发更稳定、运行速度更快、功能也更完备的通信调度系统, 我们也应更加了解为我们提供支持的信令系统。

摘要：随着通信的飞速发展, 数字传输和数字交换网的不断发展健全, 建立功能完备、运行稳定的消防通信网络, 是国民经济发展的要求, 也是我们一直探索研究的课题, 7号信令网是现代通信的三大支撑网 (数字同步网, NO.7信令网, 电信管理网) 之一。本文正是从该方面做出有益的探索。