吳勁沖
廣州哈里斯通信有限公司開發(fā)中心
隨著電信技術(shù)的發(fā)展，7號(hào)信令已成為通信網(wǎng)上信號(hào)系統(tǒng)的主流。7號(hào)信令的信號(hào)容量大，傳送速度快，還能傳送各種非話業(yè)務(wù)的控制信號(hào)和數(shù)據(jù)，最適合程控交換機(jī)組成的數(shù)字通信網(wǎng)，因此它是通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化、綜合化發(fā)展的必然要求。目前在公用網(wǎng)上，對(duì)于新裝局都要求具備7號(hào)信令。
Ｈ20-20交換機(jī)自80年代末引進(jìn)以來，在國(guó)內(nèi)專用網(wǎng)和公用網(wǎng)上得到廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，其針對(duì)中國(guó)國(guó)情的適應(yīng)性開發(fā)也不斷進(jìn)行，在國(guó)內(nèi)通信網(wǎng)發(fā)展的環(huán)境下，與其他機(jī)型一樣，同樣面臨7號(hào)信令的開發(fā)。
郵電部在1990年公布了《中國(guó)國(guó)內(nèi)電話網(wǎng)Ｎｏ．7信令方式技術(shù)規(guī)范》。Ｈ20-20程控交換機(jī)的7號(hào)信令系統(tǒng)是基于該技術(shù)規(guī)范開發(fā)的。本文介紹7號(hào)信令系統(tǒng)在Ｈ20-20程控交換機(jī)上的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
1 開發(fā)策略
按照ＣＣＩＴＴ7號(hào)信令方式的建議，7號(hào)信令系統(tǒng)劃分為4個(gè)功能級(jí)，各級(jí)之間采用ＯＳＩ分層模式。其參考模型如圖1所示。
其中第1、2、3層組成消息傳遞部分（ＭＴＰ），其功能可以保證局間信號(hào)無差錯(cuò)、不丟失、不錯(cuò)序、不重復(fù)的消息傳遞，提供一個(gè)可靠的傳遞系統(tǒng)。第4層可以由電話用戶部分（ＴＵＰ）、數(shù)據(jù)用戶部分（ＤＵＰ）、ＩＳＤＮ用戶部分（ＩＳＵＰ）等各種不同的用戶部分組成。圖中ＳＰ為信令點(diǎn)，ＳＴＰ為信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)。
對(duì)于用戶部分，7號(hào)信令發(fā)展較早的國(guó)家較多采用ＴＵＰ。由于ＴＵＰ的全部功能均可由ＩＳＵＰ提供，隨著ＣＣＩＴＴ逐步完善ＩＳＵＰ的規(guī)范，許多7號(hào)信令發(fā)展較晚的國(guó)家大都直接采用ＩＳＵＰ作為第4級(jí)。
中國(guó)國(guó)內(nèi)的7號(hào)信令應(yīng)用起步較晚，但是國(guó)內(nèi)沒有直接采用ＩＳＵＰ。郵電部1990年公布的《中國(guó)國(guó)內(nèi)電話網(wǎng)Ｎｏ．7信令方式技術(shù)規(guī)范》中，其中第4級(jí)僅要求用ＴＵＰ。盡管國(guó)內(nèi)ＩＳＵＰ的采用是發(fā)展的必然，但時(shí)間進(jìn)度誰也無法準(zhǔn)確預(yù)計(jì)，而且在ＴＵＰ的生存期內(nèi)，作為廠家也沒理由放棄業(yè)務(wù)的發(fā)展。Ｈ20-20當(dāng)然也不會(huì)例外。這是在開發(fā)策略上首先要考慮的一點(diǎn)。
其次，既然ＴＵＰ是過渡性的功能，所以沒有必要把它的全部?jī)?nèi)容都一點(diǎn)不漏地全面開發(fā)。因此開發(fā)采取分階段的方式，原則是，以Ｈ20-20交換機(jī)的主要應(yīng)用市場(chǎng)要求為基礎(chǔ)，作為初級(jí)階段的開發(fā)范圍，以后隨著應(yīng)用的推廣和用戶要求的增加，確定后續(xù)開發(fā)的內(nèi)容。實(shí)踐證明，這種開發(fā)策略有效地加快了開發(fā)進(jìn)度和節(jié)省資源。
最后，根據(jù)產(chǎn)品的市場(chǎng)定位，Ｈ20-20上首先開發(fā)ＳＰ功能。
2 總體設(shè)計(jì)
由于不同機(jī)型的呼叫處理設(shè)計(jì)方法不同，因此7號(hào)信令的具體實(shí)現(xiàn)方案也與具體機(jī)型密切關(guān)聯(lián)。Ｈ20-20交換機(jī)的呼叫處理軟件功能結(jié)構(gòu)。
呼叫處理軟件由ＴＩＳ、ＣＡＰ和ＲＡＰ3個(gè)任務(wù)組成。其中，ＴＩＳ是硬件控制與驅(qū)動(dòng)部分，負(fù)責(zé)把硬件的電氣狀態(tài)報(bào)告給ＲＡＰ和ＣＡＰ，以及用ＣＡＰ的控制命令去驅(qū)動(dòng)硬件接口；ＣＡＰ負(fù)責(zé)呼叫動(dòng)作分析和處理，實(shí)現(xiàn)各種功能；ＲＡＰ負(fù)責(zé)資源分配，管理各端口的忙閑等狀態(tài)。3個(gè)任務(wù)通過互相傳遞消息來協(xié)調(diào)工作（箭頭示意），共同完成呼叫處理功能。
在呼叫處理軟件中，ＴＩＳ與硬件的關(guān)聯(lián)性最大，每一種硬件接口類型（如用戶線、中繼線）在ＴＩＳ中都有相應(yīng)的控制和驅(qū)動(dòng)模塊，因此，對(duì)于使用7號(hào)信令的中繼接口（ＴＵＰ中繼電路），也要相應(yīng)地增加ＴＵＰ控制和驅(qū)動(dòng)模塊。而ＣＡＰ和ＲＡＰ離硬件較遠(yuǎn)，只需修改現(xiàn)有的部分，增加相應(yīng)的端口類型和判斷。
由于7號(hào)信令是公共信道信令，消息信號(hào)使用專門的信令鏈路來傳送，因此，上述ＴＵＰ控制和驅(qū)動(dòng)模塊并不是從ＴＵＰ中繼電路接收消息信號(hào)，而必須在ＴＩＳ中增加一個(gè)專門的部分，處理ＴＵＰ的消息信號(hào)和協(xié)議，這部分叫“ＴＵＰ協(xié)議機(jī)”，它上接ＴＵＰ控制和驅(qū)動(dòng)模塊，下接消息傳遞部分（ＭＴＰ），負(fù)責(zé)7號(hào)信令規(guī)范中規(guī)定的ＴＵＰ狀態(tài)處理和遷移、消息傳送以及各種狀態(tài)下的定時(shí)處理。
對(duì)于消息傳遞部分（ＭＴＰ）的2、3層，由于在體系上原有軟件差別較大，因此在系統(tǒng)中新增加一個(gè)子模塊——ＰＣＵ（外設(shè)控制單元），它包括了ＭＴＰ的物理層（信號(hào)數(shù)據(jù)鏈路），同時(shí)ＭＴＰ的2、3層也在ＰＣＵ上運(yùn)行。ＰＣＵ通過2Ｍｂ/ｓ中繼模塊的時(shí)隙與相鄰的ＳＰ或ＳＴＰ連接。因此整個(gè)ＭＴＰ是在ＰＣＵ上實(shí)現(xiàn)的。
3 模塊設(shè)計(jì)
在以上設(shè)計(jì)中，消息傳遞部分ＭＴＰ的規(guī)范要求，國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)與ＣＣＩＴＴ建議基本一致，其設(shè)計(jì)思路不在此敘述。這里重點(diǎn)討論第4級(jí)中ＴＵＰ協(xié)議機(jī)和ＴＵＰ控制/驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)。
（1） ＴＵＰ協(xié)議機(jī)
ＴＵＰ協(xié)議機(jī)的功能如下：
· 在ＴＵＰ各種狀態(tài)下，處理ＭＴＰ送上來的ＴＵＰ消息，并把ＴＵＰ消息翻譯成內(nèi)部呼叫控制消息，上送給ＴＵＰ控制/驅(qū)動(dòng)模塊；
· 在ＴＵＰ各種狀態(tài)下，處理ＴＵＰ控制/驅(qū)動(dòng)模塊傳下來的內(nèi)部呼叫控制消息，并組裝成ＴＵＰ消息，下送給ＭＴＰ；
· 按照ＴＵＰ規(guī)范要求的邏輯作狀態(tài)遷移；
· 各種定時(shí)處理。
ＴＵＰ協(xié)議機(jī)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是狀態(tài)遷移過程的設(shè)計(jì)。ＣＣＩＴＴ建議中規(guī)定的是國(guó)際局的規(guī)范，用于國(guó)際網(wǎng)和國(guó)內(nèi)網(wǎng)內(nèi)之間的匯接處理，不完全適合國(guó)內(nèi)網(wǎng)的分局或端局的應(yīng)用。分局或端局主要處理出局和入局的呼叫，因此，要對(duì)ＣＣＩＴＴ的狀態(tài)遷移圖作相應(yīng)的分解、補(bǔ)充、取舍和整合。此外，由于分局或端局不涉及國(guó)際局中對(duì)國(guó)際網(wǎng)14位信令點(diǎn)編碼與國(guó)內(nèi)網(wǎng)24位信令點(diǎn)編碼之間的轉(zhuǎn)換，所以相應(yīng)的部分也作了刪除。這樣設(shè)計(jì)出來的狀態(tài)遷移圖，經(jīng)測(cè)試和實(shí)際運(yùn)行證明，完全符合Ｈ20-20的應(yīng)用要求。這里僅給出狀態(tài)遷移圖中的信令過程控制（ＳＰＲＣ），如圖4所示。
由于ＴＵＰ協(xié)議機(jī)是直接處理ＴＵＰ消息信號(hào)和協(xié)議的前端，因此它使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與ＴＵＰ消息結(jié)構(gòu)有直接的關(guān)系，包含了各ＴＵＰ消息（如ＩＡＭ，ＡＣＭ等）的全部?jī)?nèi)容。
（2） ＴＵＰ控制/驅(qū)動(dòng)模塊
此模塊是ＴＩＳ對(duì)ＴＵＰ中繼電路的控制和驅(qū)動(dòng)程序（接續(xù)和拆線），同時(shí)又是向信號(hào)鏈路作信號(hào)收發(fā)的處理軟件。它在ＣＡＰ和ＲＡＰ的控制下，完成7號(hào)信令呼叫處理。
ＴＵＰ控制/驅(qū)動(dòng)模塊的工作機(jī)理是一個(gè)軟件狀態(tài)機(jī)。每一個(gè)ＴＵＰ中繼端口在ＴＩＳ中都有一個(gè)專門的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)記錄端口的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)。該結(jié)構(gòu)中最重要的字段為：
ｓｔａｔｅ 端口當(dāng)前的處理狀態(tài)
ｃｉｒｃｕｉｔ－ｓｔａｔｕｓ 電路狀態(tài)（可用、閉塞等）
ａｃｔｉｏｎ 具體狀態(tài)信息（如等待ＡＣＭ）
其中ｓｔａｔｅ字段用來記錄端口狀態(tài)，它實(shí)際上是一個(gè)指針，指向處理該狀態(tài)的特定過程的入口。該特定過程專門處理該狀態(tài)下所收到的消息（事件），執(zhí)行該狀態(tài)下所需的各種動(dòng)作和狀態(tài)遷移。
根據(jù)ＴＵＰ中繼端口的呼叫處理特性，ＴＵＰ中繼端口的基本狀態(tài)設(shè)計(jì)如下：
ＴＵＰ－ＩＤＬＥ 空閑狀態(tài)
ＴＵＰ－ＩＮＣＯＭＩＮＧ－ＢＵＳＹ 入局忙狀態(tài)
ＴＵＰ－ＯＵＴＧＯＩＮＧ－ＢＵＳＹ 出局忙狀態(tài)
ＴＵＰ－ＴＲＡＮＳＩＥＮＴ處于從空閑到忙的過渡狀態(tài)（即發(fā)出ＩＡＭ/ＩＡＩ后正等待ＡＮＣ/ＡＮＮ/ＡＮＵ，或已收到ＩＡＭ/ＩＡＩ但未回送ＡＮＣ/ＡＮＮ/ＡＮＵ）。
ＴＵＰ－ＢＬＯＣＫＥＤ 電路閉塞狀態(tài)
ＴＵＰ－ＲＥＬＥＡＳＥ 處于從忙到空閑的過渡狀態(tài)
每一狀態(tài)下所要處理的基本事件（即內(nèi)部呼叫控制消息）、響應(yīng)及其狀態(tài)遷移關(guān)系。
