吳勁沖
廣州哈里斯通信有限公司開發中心
隨著電信技術的發展，7號信令已成為通信網上信號系統的主流。7號信令的信號容量大，傳送速度快，還能傳送各種非話業務的控制信號和數據，最適合程控交換機組成的數字通信網，因此它是通信網實現智能化、綜合化發展的必然要求。目前在公用網上，對于新裝局都要求具備7號信令。
Ｈ20-20交換機自80年代末引進以來，在國內專用網和公用網上得到廣泛的應用。與此同時，其針對中國國情的適應性開發也不斷進行，在國內通信網發展的環境下，與其他機型一樣，同樣面臨7號信令的開發。
郵電部在1990年公布了《中國國內電話網Ｎｏ．7信令方式技術規范》。Ｈ20-20程控交換機的7號信令系統是基于該技術規范開發的。本文介紹7號信令系統在Ｈ20-20程控交換機上的設計和實現。
1 開發策略
按照ＣＣＩＴＴ7號信令方式的建議，7號信令系統劃分為4個功能級，各級之間采用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無差錯、不丟失、不錯序、不重復的消息傳遞，提供一個可靠的傳遞系統。第4層可以由電話用戶部分（ＴＵＰ）、數據用戶部分（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，ＳＴＰ為信令轉接點。
對于用戶部分，7號信令發展較早的國家較多采用ＴＵＰ。由于ＴＵＰ的全部功能均可由ＩＳＵＰ提供，隨著ＣＣＩＴＴ逐步完善ＩＳＵＰ的規范，許多7號信令發展較晚的國家大都直接采用ＩＳＵＰ作為第4級。
中國國內的7號信令應用起步較晚，但是國內沒有直接采用ＩＳＵＰ。郵電部1990年公布的《中國國內電話網Ｎｏ．7信令方式技術規范》中，其中第4級僅要求用ＴＵＰ。盡管國內ＩＳＵＰ的采用是發展的必然，但時間進度誰也無法準確預計，而且在ＴＵＰ的生存期內，作為廠家也沒理由放棄業務的發展。Ｈ20-20當然也不會例外。這是在開發策略上首先要考慮的一點。
其次，既然ＴＵＰ是過渡性的功能，所以沒有必要把它的全部內容都一點不漏地全面開發。因此開發采取分階段的方式，原則是，以Ｈ20-20交換機的主要應用市場要求為基礎，作為初級階段的開發范圍，以后隨著應用的推廣和用戶要求的增加，確定后續開發的內容。實踐證明，這種開發策略有效地加快了開發進度和節省資源。
最后，根據產品的市場定位，Ｈ20-20上首先開發ＳＰ功能。
2 總體設計
由于不同機型的呼叫處理設計方法不同，因此7號信令的具體實現方案也與具體機型密切關聯。Ｈ20-20交換機的呼叫處理軟件功能結構。
呼叫處理軟件由ＴＩＳ、ＣＡＰ和ＲＡＰ3個任務組成。其中，ＴＩＳ是硬件控制與驅動部分，負責把硬件的電氣狀態報告給ＲＡＰ和ＣＡＰ，以及用ＣＡＰ的控制命令去驅動硬件接口；ＣＡＰ負責呼叫動作分析和處理，實現各種功能；ＲＡＰ負責資源分配，管理各端口的忙閑等狀態。3個任務通過互相傳遞消息來協調工作（箭頭示意），共同完成呼叫處理功能。
在呼叫處理軟件中，ＴＩＳ與硬件的關聯性最大，每一種硬件接口類型（如用戶線、中繼線）在ＴＩＳ中都有相應的控制和驅動模塊，因此，對于使用7號信令的中繼接口（ＴＵＰ中繼電路），也要相應地增加ＴＵＰ控制和驅動模塊。而ＣＡＰ和ＲＡＰ離硬件較遠，只需修改現有的部分，增加相應的端口類型和判斷。
由于7號信令是公共信道信令，消息信號使用專門的信令鏈路來傳送，因此，上述ＴＵＰ控制和驅動模塊并不是從ＴＵＰ中繼電路接收消息信號，而必須在ＴＩＳ中增加一個專門的部分，處理ＴＵＰ的消息信號和協議，這部分叫“ＴＵＰ協議機”，它上接ＴＵＰ控制和驅動模塊，下接消息傳遞部分（ＭＴＰ），負責7號信令規范中規定的ＴＵＰ狀態處理和遷移、消息傳送以及各種狀態下的定時處理。
對于消息傳遞部分（ＭＴＰ）的2、3層，由于在體系上原有軟件差別較大，因此在系統中新增加一個子模塊——ＰＣＵ（外設控制單元），它包括了ＭＴＰ的物理層（信號數據鏈路），同時ＭＴＰ的2、3層也在ＰＣＵ上運行。ＰＣＵ通過2Ｍｂ/ｓ中繼模塊的時隙與相鄰的ＳＰ或ＳＴＰ連接。因此整個ＭＴＰ是在ＰＣＵ上實現的。
3 模塊設計
在以上設計中，消息傳遞部分ＭＴＰ的規范要求，國內的標準與ＣＣＩＴＴ建議基本一致，其設計思路不在此敘述。這里重點討論第4級中ＴＵＰ協議機和ＴＵＰ控制/驅動模塊的設計。
（1） ＴＵＰ協議機
ＴＵＰ協議機的功能如下：
· 在ＴＵＰ各種狀態下，處理ＭＴＰ送上來的ＴＵＰ消息，并把ＴＵＰ消息翻譯成內部呼叫控制消息，上送給ＴＵＰ控制/驅動模塊；
· 在ＴＵＰ各種狀態下，處理ＴＵＰ控制/驅動模塊傳下來的內部呼叫控制消息，并組裝成ＴＵＰ消息，下送給ＭＴＰ；
· 按照ＴＵＰ規范要求的邏輯作狀態遷移；
· 各種定時處理。
ＴＵＰ協議機實現的關鍵是狀態遷移過程的設計。ＣＣＩＴＴ建議中規定的是國際局的規范，用于國際網和國內網內之間的匯接處理，不完全適合國內網的分局或端局的應用。分局或端局主要處理出局和入局的呼叫，因此，要對ＣＣＩＴＴ的狀態遷移圖作相應的分解、補充、取舍和整合。此外，由于分局或端局不涉及國際局中對國際網14位信令點編碼與國內網24位信令點編碼之間的轉換，所以相應的部分也作了刪除。這樣設計出來的狀態遷移圖，經測試和實際運行證明，完全符合Ｈ20-20的應用要求。這里僅給出狀態遷移圖中的信令過程控制（ＳＰＲＣ），如圖4所示。
由于ＴＵＰ協議機是直接處理ＴＵＰ消息信號和協議的前端，因此它使用的數據結構與ＴＵＰ消息結構有直接的關系，包含了各ＴＵＰ消息（如ＩＡＭ，ＡＣＭ等）的全部內容。
（2） ＴＵＰ控制/驅動模塊
此模塊是ＴＩＳ對ＴＵＰ中繼電路的控制和驅動程序（接續和拆線），同時又是向信號鏈路作信號收發的處理軟件。它在ＣＡＰ和ＲＡＰ的控制下，完成7號信令呼叫處理。
ＴＵＰ控制/驅動模塊的工作機理是一個軟件狀態機。每一個ＴＵＰ中繼端口在ＴＩＳ中都有一個專門的數據結構，實時記錄端口的運行參數和狀態。該結構中最重要的字段為：
ｓｔａｔｅ 端口當前的處理狀態
ｃｉｒｃｕｉｔ－ｓｔａｔｕｓ 電路狀態（可用、閉塞等）
ａｃｔｉｏｎ 具體狀態信息（如等待ＡＣＭ）
其中ｓｔａｔｅ字段用來記錄端口狀態，它實際上是一個指針，指向處理該狀態的特定過程的入口。該特定過程專門處理該狀態下所收到的消息（事件），執行該狀態下所需的各種動作和狀態遷移。
根據ＴＵＰ中繼端口的呼叫處理特性，ＴＵＰ中繼端口的基本狀態設計如下：
ＴＵＰ－ＩＤＬＥ 空閑狀態
ＴＵＰ－ＩＮＣＯＭＩＮＧ－ＢＵＳＹ 入局忙狀態
ＴＵＰ－ＯＵＴＧＯＩＮＧ－ＢＵＳＹ 出局忙狀態
ＴＵＰ－ＴＲＡＮＳＩＥＮＴ處于從空閑到忙的過渡狀態（即發出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
ＴＵＰ－ＲＥＬＥＡＳＥ 處于從忙到空閑的過渡狀態
每一狀態下所要處理的基本事件（即內部呼叫控制消息）、響應及其狀態遷移關系。
