窄帶網絡(N-ISDN)的信令系統是隨終端和網絡節點的發展而緩慢發展的,最后,同時受電信網和數據網的影響,N-ISDN使用了基于消息的信令系統。該系統包括兩個協議:應用于用戶網絡接口(UNI,User Network Interface)的一號數字用戶信令DSS1(DSS1,Digital Subscriber Signaling No.1)和應用于網絡節點接口(NNI,Network Node Interface)的七號信令系統(SS7,Signaling System No.7)。信令體系結構采用了OSI基本參考模型(OSI BRM,OSI Basic Reference Model)原則,形成了各層的協議。
在同一類網絡中存在兩個不同的協議是基于這樣的假設:網絡的智能性比用戶終端高得多。在一般的電話網中,這種假定是正確的。然而電話設備在向PC式的終端方向發展,這消除了終端和網絡之間的智能差別。同樣,隨著技術的發展,DSS1和SS7也越來越相似。
在規劃B-ISDN協議體系的設計時,必須同時考慮后向兼容性(使得在寬帶網絡中能包含窄帶服務,允許窄帶終端與寬帶終端進行通話)和與來自其他環境(如OSI體系)的新概念相結合的要求。現在UNI協議已經發展到二號數字用戶信令(DSS2,Digital Subscriber Signaling No.2)。
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1、B-ISDN的UNI協議
圖1給出了ISDN和B-ISDN各自的協議棧的概貌。Q.2931是寬帶ATM網絡中對點到點呼叫和連接進行控制的信令協議。它的消息與它在窄帶網中相應的協議Q.931的消息相似,但增加了一些新的信息單元,用于支持多媒體業務所需的增強能力。例如:在消息SETUP中增加了信息單元ATM user cell rate,以攜帶峰值信元率(Peak Cell Rate)以外的參數,如該連接的可忍受信元速率(Sustainable Cell Rate)和最大突發規模(Maximum Burst Size)。這些參數能應用于到網絡及來自網絡兩個方向,因此能夠建立具有不對稱帶寬的雙向連接。同時,為支持點到多點連接Q.2931的增強版本Q.2971中定義了一組新的消息。其中,ADDPARTY消息提供了將新的葉子節點加到一活躍連接的邏輯樹上的能力,該連接建立在根用戶與一初始葉子用戶之間。
信令ATM適配層(SAAL,Signaling ATM Adaptation Layer)包括兩個部分,提供了通過ATM信元傳送呼叫及連接控制信息所需的所有功能。其中,公共部分(Common Part)提供消息的不可靠傳送,實現將上層消息分割為ATM信元,及從ATM信元中提取并重新組裝上層消息的過程。相關的協議為AAL5(ATM Adaptation Layer 5)。AAL5是AAL中最簡單的適配協議,不要求在分段的頭部附加控制信息。業務特定部分(Service-Specific Part)又進一步分為業務特定的面向連接協議(SSCOP,Service-Specific Connection-Oriented Protocol)和業務特定協調功能(SSCF,Service-Specific Coordination Function)。其中,SSCF使得SSCOP服務能滿足SSCF用戶的要求。SSCOP通過對被破壞消息的糾錯及流量控制提供消息的可靠傳輸。
2、B-ISDN的NNI協議
圖2給出了N-ISDN與B-ISDN各自的相關協議棧概況。其中:
消息傳遞部分(MTP, Message Transfer Part)。有三層,提供無連接的消息傳送。MTP1對應于OSI的物理層,為信令提供雙向傳送路徑。MTP2對應與OSI的數據鏈路層,執行檢錯,糾錯,監視及流量控制。MTP3實現信令消息處理和信令網管理的功能。其中,信令消息處理負責判斷來自MTP2的消息的目的地址是其他信令點還是自己。若是發給其他信令點,則需進行選路轉發;若是發給自身,則需將消息提交至相應的MTP3用戶或函數。信令網管理在信令鏈路或信令點出錯時,負責信令網的重新配置。
信令連接控制部分(SCCP,Signaling Connection Control Part)。提供OSI模型中網絡層的功能。它擴展了MTP3的尋址能力,可以識別及向SCCP用戶傳遞消息,并可以實現消息的邏輯地址(如800號碼)尋址,將邏輯地址轉換為MTP3參數。
ISDN用戶部分(ISUP,ISDN User Part)為ISDN中的語音,電路交換數據及視頻提供呼叫控制功能(呼叫的建立、監視和釋放)。同時,它還支持很多補充業務,如主叫線路識別、閉合用戶群、呼叫前轉、用戶到用戶的信令等。B-ISUP是ISUP在B-ISDN中的相應部分,它使用ATM虛通道連接,增加了對高速數據應用、視頻業務(如電視會議)和住宅視頻分配(如點播電視)業務的支持。一般來說,B-ISUP的消息與ISUP相同,只是增加了支持類似Q.2931操作的信息單元。例如,在B-ISUP的Initial Address消息中,增加了信息單元ATM user traffic descriptor。
事務處理能力應用部分(TCAP,Transaction Capabilities Application Part)。通過詢問/應答交互操作實現存在于不同節點中的應用之間的對話。TCAP使用了SCCP提供的服務,這也是NNI協議棧中包含SCCP的原因。
3、ALS的概念
談到信令協議時,我們通常所指的是限于傳輸層以上的各層,即第三層以上部分。標準化組織決定在第3層以上的信令協議的開發中,盡可能與OSI第7層(應用層)的概念相接近。其中主要的注意力放在了稱為應用層體系結構(ALS,Application Layer Structure)的概念上。ALS采用面向對象的方式描述一個通信會話。在ALS中引入了兩個基本功能塊:應用實體(AE,Application Entity)和應用服務單元(ASE,Application Service Element)。ASE與單關聯控制功能(SACF,Single Associated Control Function)構成單關聯對象(SAO,Single Association Object)。一個AE由一個或多個SAO構成。每個SAO負責協調不同AE之間的關聯。總體上說,AE表示一個應用進程的特定通信動作。而一個應用進程就是執行信息處理活動所需的系統資源的集合。
ALS的概念被同時應用于接入協議(DSS2 )和網絡協議(B-ISUP)中。圖3就是Q.2721建議“B-ISDN網絡節點接口(NNI)信令能力集2概述,第1步”中給出的一個例子。
圖3:CS-2.1階段的B-ISDN NNI協議體系結構模型
應該注意的是,B-ISDN NNI節點功能(表示交換的應用處理功能,如路由,計費等)建立在兩個應用實體之上:逐段(Link By Link)B-ISUP AE與邊到邊(Edge to Edge)B-ISDN AE。其中,逐段B-ISUP AE包括“傳統”的逐段協議。(具體地說,是由CC ASE負責呼叫控制,BCC ASE負責承載連接控制)。邊到邊Edge B-ISDN AE包括預視(Look Ahead)ASE,該ASE能夠利用事務處理能力部分(TCAP)的傳輸功能,是唯一可以透明地通過傳輸節點的能力。
為更好地理解ALS概念的靈活性,我們不妨考慮一下窄帶ISDN中ISUP的情形。ISUP是集成的,呼叫和承載連接控制功能在同一個ASE中。這使得對一組功能的修改/增強必然會影響其他的功能。同時我們考慮這樣的情況:分離不但指在同一協議中呼叫控制消息與承載連接控制消息的分割,也指呼叫控制協議與承載控制協議的完全分離。此時,CC和BCC ASE將位于不同的SAO中。與圖3所示的情況相比,這種做法有一個明顯的好處,就是能在呼叫與承載連接之間建立多種關聯。這是圖3中不可能出現的。在那里,呼叫與其相關連接之間的關聯是不可改變的。
通過在SCCP/TCAP上增加寬帶智能網應用規程(B-INAP,Broadband Intelligent Network Application Protocol),可以實現IN概念與B-ISDN的綜合。
很明顯,信令協議的發展方向是分解為很小的功能塊,各功能塊盡量與其他功能塊不相關。已有信令協議采用了面向對象的方法,將每個功能塊用一個簡單的對象實現(稱為基本呼叫對象)。在這里,可以把業務看做正確初始化了的基本呼叫對象的組合。通過這種方式,可以通過修改一個基本呼叫對象實現對業務特征的修改,不會對其他部件產生影響。此外,通過從已有的基本對象類繼承出新的對象類,可以實現新業務或在已有業務中引入新的功能。與涉及大部分代碼、需花費大量金錢的功能統