7號信令系統(tǒng)信號鏈路測試方法設(shè)計

摘 要：本文介紹了7號信令系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)，描述了信號鏈路測試消息和信號鏈路證實消息的信號單元，提出了信號鏈路測試的程序設(shè)計流程及模塊設(shè)計方法，給出了T1和T2定時器超時處理模塊以及消息接收處理模塊的設(shè)計思路。設(shè)計應(yīng)用表明，該設(shè)計可有效監(jiān)控鏈路工作狀態(tài)，判斷鏈路是否異常，避免假激活現(xiàn)象發(fā)生。

關(guān)鍵詞：7號信令系統(tǒng)；信號單元；信號鏈路測試

中圖分類號：TN911

1 問題的提出

7號信令系統(tǒng)是國際化和標準化的通用公共信道信令系統(tǒng)，具有信道利用率高，信令傳送速度快，信令容量大的特點。它不但可以傳送傳統(tǒng)的中繼線路接續(xù)信令，而且可以傳送各種與電路無關(guān)的管理、維護和信息查詢等消息，可支持綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）、移動通信以及智能網(wǎng)等業(yè)務(wù)。其信令網(wǎng)與通信網(wǎng)分離，便于運行維護和管理，可便捷地擴充新的信令規(guī)范，適應(yīng)未來業(yè)務(wù)發(fā)展需要。因此，7號信令系統(tǒng)是通信網(wǎng)向綜合化和智能化發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ)支撐。

7號信令系統(tǒng)中，參照開放系統(tǒng)互連（OSI）模型的設(shè)計思想，通信功能被劃分為以下4個獨立的層次結(jié)構(gòu)：（1）第1層：信令數(shù)據(jù)鏈路層（對應(yīng)于OSI的物理層）。該層為信令傳輸提供一條雙向數(shù)據(jù)通路，規(guī)定了信令數(shù)據(jù)鏈路的物理、電氣、功能特性以及接入方法；（2）第2層：信令鏈路控制層（對應(yīng)于OSI的數(shù)據(jù)鏈路層）。該層將第1層傳輸?shù)谋忍亓鲃澐譃椴煌L度的信令單元，并通過差錯檢測和重傳機制保證信令正確傳輸；（3）第3層：信令網(wǎng)功能層（對應(yīng)于OSI的網(wǎng)絡(luò)層）。該層確定在信號點之間傳遞消息的功能和程序，保證信息傳至適當?shù)男帕铈溌坊蛴脩簦唬?）第4層：用戶層（對應(yīng)于OSI的傳輸層到應(yīng)用層）。該層根據(jù)業(yè)務(wù)分類不同構(gòu)成不同的部分，包括電話用戶部分（TUP），ISDN用戶部分（ISUP），信令連接控制部分（SCCP）等，用于實現(xiàn)各種用戶的功能[1]。

為了使7號信令鏈路正常工作，必須保證該鏈路層穩(wěn)定連接和信令參數(shù)正確配置，當7號信令鏈路初始加電或恢復(fù)連接時，第2層的初始定位程序首先工作，它用于啟用和恢復(fù)信號鏈路。定位成功后，表明該信令鏈路物理上已經(jīng)連接成功[2]。之后，鏈路需要進行基于第3層的周期性測試，以確定信令參數(shù)配置是否正確，并監(jiān)控鏈路的穩(wěn)定性。只有通過了該測試，此鏈路才可正常使用，實現(xiàn)第4層的各種功能。由于線路和應(yīng)用環(huán)境的差異，目前對鏈路測試的具體實現(xiàn)方法尚無統(tǒng)一規(guī)范。此外，由于鏈路測試在第3層完成，與鏈路第4層的業(yè)務(wù)功能關(guān)系不大，目前現(xiàn)有的7號信令監(jiān)控終端并不監(jiān)控該消息，當鏈路出現(xiàn)線路異?；騾?shù)配置錯誤，影響鏈路正常工作時，維護人員無法通過監(jiān)控終端獲取故障類別，不利于故障的定位和排查。

針對上述不足，本文設(shè)計了一種7號信令鏈路測試方法，通過發(fā)送和接收鏈路測試消息，引入定時和兩次嘗試機制，實現(xiàn)了鏈路的周期性測試。同時本設(shè)計可以將測試中關(guān)鍵參數(shù)實時傳至監(jiān)控終端，便于維護人員監(jiān)控鏈路運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)鏈路異常時及時處理，避免了因參數(shù)配置錯誤造成的鏈路故障。

2 信號單元定義

在7號信令系統(tǒng)中，所有消息均以信令單元的形式發(fā)送。信令單元是一個數(shù)據(jù)塊，類似于分組交換中的分組。根據(jù)不同的功能，七號信令單元可分為如下3類：填充信號單元（FISU），鏈路狀態(tài)信號單元（LSSU），消息信號單元（MSU）。這3種信號單元的長度各異，可以通過長度區(qū)分這3種信令單元。

FISU不含任何信息，是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在無需傳送信息時向?qū)Ψ桨l(fā)送的空信號，其作用是使信令鏈路保持通信狀態(tài)，同時可證實收到對方發(fā)來消息。LSSU為傳送網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)的信號單元，其中的狀態(tài)字段（SF）長度為8B，表示當前鏈路的狀態(tài)信息，例如，鏈路失調(diào)、鏈路本身故障、業(yè)務(wù)中斷和鏈路忙等。FISU和LSSU均收發(fā)于第2層，其消息格式如圖1和圖2所示。

圖1 FISU消息格式

圖2 LSSU消息格式

從圖1和圖2中看出，除了SF，這2種信令單元其余字段與OSI定義的數(shù)據(jù)鏈路層一致，其中，F(xiàn)為信號單元界定標志；CK為檢錯碼；FSN和BSN為信號單元序號，F(xiàn)IB和BIB為重發(fā)指示位，四者都用于實現(xiàn)糾錯功能；LI為信號單元長度指示碼，用于指示LI和CK之間（不包括其自身）的8位組數(shù)目。在FISU中，LI為0；在LSSU中，LI為1。

3 程序模塊設(shè)計

鏈路測試程序的設(shè)計需要利用SLTM和SLTA2種消息實現(xiàn)，流程為：當7號信令鏈路啟動時，本地信令點會主動發(fā)送SLTM到對端信令點探尋。如果對端正常工作，那么會回送SLTA到本地信令點。僅當本地信令點接收到SLTA并且滿足如下3個條件時，才認為信號鏈路測試成功：（1）接收到SLTA的SLC與該條信令鏈路配置的SLC一致；（2）本地信令點配置的OPC與SLTA的DPC一致；（3）SLTM中發(fā)出的TP與SLTA的接收到TP一致。

為了控制接收SLTA的時限，需要使用信號鏈路測試證實消息的監(jiān)視定時器T1。觸發(fā)時間設(shè)定為5s，當發(fā)出SLTM后5s以內(nèi)沒有收到SLTA，則判斷為鏈路異常，程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的超時處理部分。

為了保證測試的周期性，需要使用發(fā)送信號鏈路測試消息的周期定時器T2。觸發(fā)時間設(shè)定為30s，即每30s測試過程執(zhí)行一次。

根據(jù)上述設(shè)計要求，程序主要分為3個相對獨立的功能模塊，分別為：消息接收處理模塊，T1定時器超時處理模塊，以及T2定時器超時處理模塊。

為了準確表示一個測試周期的不同階段和結(jié)果，測試過程中需要用到2個變量：信號鏈路狀態(tài)變量（LSAC）與信號鏈路測試控制變量（SLTC）。其中，LSAC表示鏈路的連接狀態(tài)，分為去激活狀態(tài)和激活狀態(tài)；SLTC表示信令鏈路當前的測試狀態(tài)，分為空閑狀態(tài)、第1次嘗試握手狀態(tài)以及第2次嘗試握手狀態(tài)。

3.1 T2定時器超時處理。T2定時器在系統(tǒng)初始化時啟動，并按照設(shè)定的觸發(fā)時間執(zhí)行。先檢查鏈路的當前狀態(tài)，若為斷鏈狀態(tài)，且SLTC為空閑狀態(tài)，則發(fā)送SLTM到對端信令點，同時系統(tǒng)啟動定時器T1，并置SLTC狀態(tài)為第1次嘗試狀態(tài)；SLTC若非空閑狀態(tài)，表明目前正處在測試周期中，此時不發(fā)送測試消息。T2定時器超時處理流程如圖3所示。

圖3 T2定時器超時處理流程圖 圖4 T1定時器超時處理流程圖

3.2 T1定時器超時處理。T1定時器在T2定時器處理流程中啟動，只有鏈路狀態(tài)異常時才被觸發(fā)。觸發(fā)時，程序先檢查SLTC的當前狀態(tài)。若為第1次嘗試狀態(tài)，則重新啟動定時器T1，發(fā)送SLTM到對端信令點后，設(shè)置SLTC為第2次嘗試狀態(tài)。若5s內(nèi)仍然沒有收到SLTA，則再次觸發(fā)T1超時處理程序，并進入第2次嘗試分支。此時LSAC設(shè)置為去激活狀態(tài)，同時置SLTC為空閑狀態(tài)。T1定時器超時處理流程如圖4所示。在本處理流程中，通過采用兩次嘗試機制，可有效避免誤判現(xiàn)象出現(xiàn)，并增強測試過程的準確性。

3.3 消息接收處理。消息接收處理流程如圖5所示。7號信令鏈路收到消息時，首先，需通過比對消息信號單元中的DPC判斷當前消息是否屬于該信令點；然后，根據(jù)SI判斷當前消息類型，并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的主處理程序。若為SNT，則通過H判斷消息類型。若為SLTM，則向該鏈路回送SLTA加以響應(yīng)。若為SLTA，則停止定時器T1，檢查該消息的SLC和TP是否與本地信令鏈路的配置一致：如果一致，說明信號鏈路測試成功，LSAC置為激活狀態(tài)并上報給監(jiān)控終端，并將SLTC置為空閑，為下一次測試做好準備；如果不一致，則采用類似T1定時器超時的流程進行第2次嘗試。第2次嘗試失敗后，設(shè)置LSAC為去激活狀態(tài)，失敗原因上報給監(jiān)控終端。當前情況下雖然鏈路的物理層正常，但是該鏈路由于配置問題仍然無法使用，稱鏈路此時處于假激活狀態(tài)，這是日常維護7號信令鏈路時需要避免的問題。

圖5 7號信令消息接收處理流程圖

4 設(shè)計應(yīng)用

采用安裝有數(shù)字中繼板的交換機系統(tǒng)進行測試。其中，1塊數(shù)字中繼板包含4條信令鏈路，可分別支持中國1號信令和7號信令等。首先，通過監(jiān)控終端將1塊數(shù)字中繼板的鏈路0和鏈路1配置為7號信令，并將其OPC和DPC作相應(yīng)配置，SLC配置為0；再將2條鏈路的輸出收發(fā)信號線自環(huán)，就可通過監(jiān)控終端的數(shù)字中繼監(jiān)控界面監(jiān)控鏈路0。

5 結(jié)束語

本文提出一種針對7號信令鏈路第3層的測試方法。利用SLTM和SLTA2種消息，采用定時器觸發(fā)方式和兩次嘗試機制控制測試流程，通過對測試消息信令單元關(guān)鍵內(nèi)容的比對，保證測試的周期性和準確性，通過測試7號信令鏈路可確保其正常使用，避免出現(xiàn)假激活現(xiàn)象。利用監(jiān)控終端監(jiān)控鏈路的消息收發(fā)，便于鏈路的維護及故障定位，為監(jiān)控鏈路的工作狀態(tài)和發(fā)現(xiàn)鏈路異常提供重要依據(jù)。

參考文獻：

[1]Freeman R L.Telecommunication System Engineering[M].4th ed.Hoboken：John WileySons Inc，2004：685-687.

[2]YD/T 5094.No.7信令網(wǎng)工程設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2005.

作者簡介：張翠峰（1972.03-），湖北人，工程師；孫英暉（1984.01-），河北人，工程師。

作者單位：94789部隊，南京 210018；中電集團第二十八所，南京 210007