SIGTRAN协议即信令传输协议(Signaling Transport Protocol), SIGTRAN是信令(Signaling)英文的前三个字母和传输(Transport)英文的前四个字母的组合,意为传输信令。SIGTRAN是IETF的一个工作组,其任务是建立一套IP网络上传送PSTN信令的协议。该协议栈支持通过IP网络传输传统电路交换网(SCN,Switched Circuit Network)信令。因此,SIGTRAN协议是一个协议栈,该协议栈支持SCN信令协议分层模型定义中的层间标准原语接口,从而保证已有的SCN信令应用可以未经修改地使用,同时利用标准的IP传输协议作为传输底层,通过增加自身的功能来满足SCN信令的特殊传输要求。SIGTRAN协议栈只是实现SCN信令在IP网的适配与传输,不处理用户层消息。
一、SIGTRAN协议栈的构成
SIGTRAN协议栈包括SCTP、M2UA、M3UA等等,提供了和SS7 MTP同样的功能,协议栈如下图1所示。由图可知,SIGTRAN协议栈从功能上分为两大类:
图1:SIGTRAN协议栈
第一类是通用信令传输协议。通用信令传输协议实现PSTN信令在IP网上高效、可靠的传输,主要采用的是IETF制定的SCTP(Stream Control Transmission Protocol)。
第二类是PSTN信令适配协议。这类协议主要是针对SCN中现有的各种信令协议制定的信令适配协议,包括了MTP2用户适配层(M2UA)协议、MTP3用户适配层(M3UA)协议、ISDN用户适配层(IUA)协议和V5.2用户适配层(V5UA)协议等。
二、SIGTRAN协议栈的应用场景
SIGTRAN协议在软交换系统中,主要应用与软交换设备(SS)与信令网关(SG)之间。SIGTRAN协议在软交换系统中的应用示意详见下图2。
图2:SIGTRAN协议在软交换系统中应用示意图
SIGTRAN协议应用在SG与SS之间的接口上,实现窄带SCN信令在IP网络中进行传输。SCN信令由SG接入,而媒体流(如中继话路)由中继网关(TG)接入。SG将窄带信令的层间原语(或者是直接的窄带信令)打包传递到SS(此时SG与SS间运行SIGTRAN协议栈),SS处理信令,通过媒体网关控制协议(H.248)控制中继网关的承载接续,从而完成电路交换网与分组交换网的互通。
三、SIGTRAN协议栈的协议介绍
SIGTRAN协议栈状的协议主要包括上述的5个协议,下面对它们给以基本情况介绍,首先在下表3中给出它们的概要。
表3:SIGTRAN协议栈的协议概要
1、SCTP:在SCTP制定之前,在IP网上传输PSTN信令使用的是UDP、TCP协议。UDP是一种无连接的传输协议,无法满足PSTN信令对传输的质量要求。TCP协议是一种有连接的传输协议,可以使信令可靠的传输,但TCP协议具有行头阻塞、实时性差、支持多归属比较困难、易受拒绝服务攻击(DoS)等缺陷。因此IETF制定了面向连接的基于分组的可靠实时传输协议SCTP。SCTP是由IETF制定,即RFC 2960;我国通信行业标准YD/T 1194参照RFC 2960给出了SCTP的技术要求。
2、M2UA:即MTP2用户适配层协议(IETF的RFC 3331)。它使用SCTP或其它合适的传输协议,通过IP传输No.7 MTP2层的用户信令消息(即MTP 3),该协议可用于SG和媒体网关控制器(MGC)之间的信令传输,如下图3-2所示。图中,信令端点(SEP)窄带信令通过SG接入MGC,M2UA运行在SCTP的上层,是SCTP的用户。SG提供NIF(Nodal Interworking Function)模块,通过原语实现MTP2与M2UA的互通,在MGC端,M2UA的上层用户是MTP3。
图3-2:M2UA在软交换系统中的位置
3、M3UA:是No.7 MTP3用户适配协议(IETF的RFC 3332),它使用SCTP通过IP传输No.7 MTP3层的用户信令消息(即ISUP消息和SCCP消息),支持协议元素实现MTP3对等用户在No.7和IP域里的无缝操作。该协议可用于SG和MGC或IP数据库之间的信令传输,也可用于基于IP的应用之间的信令传输。如图3-3所示,在SIGTRAN协议栈,M3UA运行在SCTP的上层,是SCTP的用户。M3UA在MGC端的上层用户是MTP3层用户(ISUP、TUP、SCCP),在SG端的上层用户则是NIF。我国的通信行业标准YD/T 1192对M3UA协议也做了规范。
图3-3:M3UA在软交换系统中的位置
4、IUA:即ISDN用户适配层协议(IETF的RFC 3057),它使用SCTP或其它合适的传输协议,通过IP传送DSS1的Q.921层的用户信令消息(即Q.931)。支持IUA协议的ISDN接口是ISDN BRA接口或PRA接口,采用点到点或点到多点的通信方式,如下图3-4所示。
图3-4:IUA在软交换系统中的位置
5、V5UA:即V5.2用户适配层协议,它使用SCTP或其它合适的传输协议,在IP上传输V5.2消息流程,如下图3-5所示。我国通信行业标准YD/T 1243.3对V5UA协议做出了规范。
图3-5:V5UA在软交换系统中的位置
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