信令链路功能

3.4.2　信令链路功能

信令链路功能在No.7信令系统功能结构中处于第二级。信令链路与信令数据链路相配合，为信令点之间提供一条可靠的传送通路。信令链路的功能包括：信令单元定界，信令单元定位，差错检测，差错校正，初始定位，信令链路差错率监视，第二级流量控制，处理机故障控制。

1）信令单元定界

信令单元定界的主要功能是将在第一级上连续传送的比特流划分为信令单元。

由图3.16所示的信令单元格式可见，信令单元的开始和结束都是由标志码（F）来标识的，信令单元定界功能就是根据标志码来将第一级上连续传送的比特流划分为信令单元的。标志码采用特殊的编码01111110。为防止在消息内容中出现伪标志码，信令消息的发送端要对需传送的消息内容进行“插0”操作，即在消息中发现连续的5个“1”后就在其后插入一个“0”，从而保证在消息内容中不会出现伪标志码。在接收端则进行“删0”操作，即将消息内容中连续5个“l”后的“0”删掉，从而使消息内容恢复原样。

另外，CCITT建议规定，在信令链路过负荷时，两个连续的信令单元之间可以发送一定数量标志码，以减轻负荷。

2）信令单元定位

在定界过程中，收到了不允许出现的码型，如：大于6个连1、小于6个8位位组，大于m＋7个8位位组（m＝62或272），不是8位的整数倍，就认为失去定位，进入信令单元出错率监视过程。

3）差错检测

为确保信令消息在数据链路上的可靠传送，误差检测是必不可少的。对于No.7信令的信令消息，一般要求误码率小于1.2×10^－6。No.7信令系统第二级采用的差错检测方法是循环冗余校验（CRC），由每个信令单元的16比特的CK校验码完成。算法如下：

（1）在发送端发送消息前，将信令单元的标志码F与校验码CK之间所有的码字（称为信息多项式M（x））与生成多项式G（x）＝x¹⁶＋x¹²＋x⁵＋1做除法运算，即

其中，k为被检验的比特数；R（x）为余数，去R（x）二进制反码为CK；Q（x）为商。

（2）将产生的CK与M（x）一起发出，要发送的信息为C（x）＝x¹⁶M（x）＋R（x）。

（3）到接收端，对收到的C（x）做同样的运算，如果传输无差错，则余数应该是一个特定常数，即0001110100001111。否则，认为传输出错。

4）差错校正

No.7信令系统提供两种差错校正方法：基本校正方法和预防循环重发校正法。

（1）基本校正法

基本校正法是一种非互控、正/负证实的重发纠错方法。发送端按顺序依次发送信令单元，MSU₁、MSU2……在收到接收端送来的证实信令前，将它们存在发端的缓冲器里。当收到接收端送来的肯定证实后，将被证实已正确收到的信令单元从缓冲器中抹去。若收到的是否定证实信令，则说明MSU在发送或传输过程中有错，这时，停发新的MSU，而从由否定证实所指出的那个错误MSU开始，重发已发出的但未收到肯定证实的信令单元。

信令单元的顺序控制，证实重发功能是由前向序号FSN、前向指示比特FIB、后向序号BSN、后向指示比特BIB完成的。如图3.22所示，No.7信令在两个信令点（SP_A和SP_B）之间的一条链路是两条双向数据通道。在非互控方式工作时，消息以连续比特流的形式发送，任何时候，信令链路上可以有许多消息传送。不管链路上的消息是什么内容，所有的信令在两端的信令点都是顺序发送的。信令单元中的FSN、BSN、FIB、BIB，用在基本差错校正法中，完成信令单元的顺序发送，证实重发功能。一个方向的信令单元中的FSN、FIB与另一个方向的信令单元中的BSN、BIB配合，而前者的BSN、BIB与后者的FSN、FIB相配合，即差错校正过程中在两个方向独立进行。

图3.22　双向数据通道上的信令传送

FSN完成信令单元的顺序控制功能，是发送信令单元的序号。FSN只给消息信令单元MSU分配新的编号，并按MSU的发送顺序编号，在0～127循环。而对填充信令单元FISU不分配新的编号，只给它前面的MSU的FSN。

证实功能有两个：肯定证实和否定证实。BSN完成肯定证实功能。当接收端收到对方来的FSN是期望值，即FSN（对端）＝BSN（本端）＋1，且该FSN序号的MSU经误差检验正确时，就将BSN加1，发向对端；否则BSN保持不变。BIB、FIB完成否定证实功能，并利用值的反转来向对方要求重发。正常情况下，BIB应与另一方向的FIB一致，当接收端收到的MSU的FSN不是期望值时，就将BIB反转，送向对端，对端收到BSN，发现与本端的FIB不一致，就开始重发，并将FIB反转。重发应从收到的MSU提供的BSN＋1开始。示例如图3.23所示。

基本校正法用于单向传输时延小于15ms的链路。它不出错时效率高，出错时会造成循环重发。当传输时延较大时，如卫星链路，循环重发造成的危害较大。为了解决这一问题，No.7信令还采用了第二种误差校正方法。

图3.23　基本校正法示例

（2）预防循环重发校正法

预防循环重发校正法是一种非互控的只有肯定证实，无否定证实的前向纠错方法，前向指示比特和后向指示比特不再使用，适用于单向传输时延大于15ms的链路。

要发送的MSU存在发端的重发缓冲器中，按顺序发送，得到接收端的肯定证实的MSU可以从重发缓冲器中抹去。当无新的MSU要求发送时，自动循环重发未得到肯定证实，且还存在重发缓冲器中的MSU。有新的MSU时，就自动终端循环重发，优先发送新的MSU。在无新的MSU，且重发缓冲器中也无未得到肯定证实的MSU时，发送FISU。这种方法在无新的MSU要发送时，可以自动循环重发未证实的MSU，而不像基本校正法那样必须全部重发MSU，这样，在传输时延较长时，提高了校正效率。

使用这种方法，当信令链路负荷较大时，经常有新的MSU请求发送，使得循环重发机会减少，故必须补充强制重发程序，以避免重发缓冲器溢出。为此设置了两个门限值，以判定信令链路的负荷情况。

N₁：重发缓冲器内未被证实的消息信令单元数。

N₂：重发缓冲器内准备重发的MSU的8位位组数。

如果两个参数中的一个或全部达到门限值，就停止发送新的MSU，而开始强制重发过程，优先重发所有未被证实的MSU，直到N₁和N₂均低于门限值后停止，才恢复到正常的预防循环重发纠错过程。

5）初始定位

初始定位过程是首次启用或发生故障后信令链路恢复时所使用的链路控制过程。该过程通过信令链路两端信令终端的配合工作，最终验收链路的信令单元误码率是否在规定门限以内。如果验收合格，则初始定位过程结束。整个定位过程包括四个相继转移的状态：空闲、未定位、已定位、验收。其中根据验收周期的长短，又分为“正常”和“紧急”两种定位过程。正常定位的验收周期较长，对于64Kbit/s的信令链路为8.2s；紧急定位的验收周期较短，对于64Kbit/s的信令链路为0.5s，采用何种验收周期取决于链路状态控制模块和信令网功能级的指示。

6）信令链路差错率监视

信令链路差错率监视过程有两种：信令单元差错率监视过程和定位差错率监视过程。

（1）定位差错率监视

在初始定位的验收周期阶段，执行定位差错率监视，判断验收是否合格。即用一线性计数器从零开始计数，每验出一个信令单元错误就计数一次，当超过门限值Ti（正常定位Ti＝4，紧急定位Ti＝1）时，说明验收不合格。如果在验收周期内未验出错误，也未收到LSSU（SIO）及LSSU（SIOS），就认为验收合格。

（2）信令单元出错率监视

当链路上传送的信令单元出现差错时，可利用重发进行校正。但若差错率过高，会引起信令单元频繁重发，产生长的排队时延。所以对信令单元的差错率应该规定一个门限，超过该门限，就判为链路故障。

7）第二级流量控制

流量控制用来处理第二级的拥塞情况。当信令链路的接收端检测到拥塞时，启动流量控制过程。检出链路拥塞的接收端停止对输入的消息信令单元进行肯定证实和否定证实，周期地向对端发送状态指示为“忙”的链路状态信号（SIB）。

对端信令点收到SIB后将停止发送新的消息信令单元，并启动远端拥塞定时器（T₆）。如果定时器超时，则判定该信令链路故障，并向第三级报告。

当拥塞取消时，恢复对输入信令单元的证实。当对端收到对信令单元的证实时，取消远端拥塞定时器，恢复发送新的消息信令单元。

8）处理机故障控制

由于第二级以上功能级的原因使得信令链路不能使用时，就认为处理机发生了故障。处理机故障是指信号消息不能传送到第三级或第四级。故障原因很多，有可能是中央处理机故障，也可能是由于人工阻断一条信令链路。处理机故障分为本地处理机故障和远端处理机故障。

当第二级收到了第三级发来的指示或识别到第三级故障时，则判定为本地处理机故障并开始向对端发状态指示（SIPO）的链路状态信令单元，并将其后所收到的消息信令单元舍弃。如果对端的第二级处于正常工作状态，收到SIPO后将通知第三级停发消息信令单元，并连续发送插入信令单元（FISU）。当处理机故障恢复后将停发SIPO，改发FISU或MSU，信令链路进入正常工作状态。

远端处理机故障的处理过程与上述类似。