信令網關

信令網關是連接No.7信令網與IP網的互聯互通設備，如圖1所示，信令網關用於實現No.7信令網與IP網的互通，它主要完成PSTN/ISDN側的No.7信令與IP側信令的轉換功能，SG負責終結No.7信令協議的MTP3，並向基於IP的用户提供信令延伸。即信令網關位於No.7信令網和軟交換之間，用於解決軟交換與傳統No.7信令網之間的互通問題，它是No.7信令網與IP網的邊緣接收和發送信令消息的信令代理，它的作用是在IP網絡和傳統PSTN網絡之間提供信令映射和代碼轉換功能，將電路交換的信令流分組化並在IP網絡上傳輸，也可以反過來在IP網絡去往PSTN的方向上執行信令的轉換功能，信令網關對PSTN側採用數字中繼接口，分組網側採用LAN等接口，SG的作用隨着軟交換的深入發展而進行。

圖1　信令網關實現No.7信令網與IP網的互通

信令網關是軟交換系統的重要組成部分，如圖2所示，它提供No.7信令網絡與分組網絡（如IP網絡）之間的信令（如ISUP、TUP、TCAP等）傳送能力，實現了電路交換網與IP網絡的信令互通，提供信令點和軟交換之間雙向的信令接口。信令網關對No.7信令消息重新打包，形成No.7信令網和IP網都能識別的格式，從而使得在IP網絡邊緣發送和接受No.7信令成為可能。信令網關必須可以提供No.7信令網所要求的高可靠性以及IP網的動態性和靈活性。這樣，信令網關使得No.7信令應用部分（如ISUP）無需做任何修改就可以在IP網中進行傳送，而且IP網中的業務平台也可以通過信令網關無縫地訪問傳統的No.7信令網。可見，信令網關是網絡業務融合的關鍵設備。

為了實現No.7信令網絡與分組網絡之間的信令互通，信令網關內的協議應該包含兩個部分：電路信令側協議和IP網絡側協議。在電路信令側，信令網關的作用是發送、接收標準的電路信令消息，如標準的No.7信令協議分組，這可以根據相關的電路信令標準來實現。而IP網側的協議主要完成將No.7呼叫信令轉換成基於IP的、MGC可以理解的信令協議，可採用Sigtran協議體系來實現，如圖3所示。

圖2　信令網關在網絡中的位置

圖3　信令網關的協議轉換功能

Sigtran協議棧由IETF的Sigtran工作組制定，支持通過IP網絡傳輸傳統電路交換網（SwitchedCircuitNetwork）信令。該協議棧支持SCN信令協議分層模型定義中的層間標準原語接口，從而保證已有的SCN信令應用可以未經修改地使用，同時利用標準的IP傳輸協議作為傳輸底層，通過增加自身的功能來滿足SCN信令的特殊傳輸要求。

傳輸網關用於在2個網絡間建立傳輸連接。利用傳輸網關，不同網絡上的主機間可以建立起跨越多個網絡的、級聯的、點對點的傳輸連接。例如通常使用的路由器就是傳輸網關，“網關”的作用體現在連接兩個不同的網段，或者是兩個不同的路由協議之間的連接，如RIP,EIGRP,OSPF,BGP等。

在應用層上進行協議轉換。例如，一個主機執行的是ISO電子郵件標準，另一個主機執行的是Internet電子郵件標準，如果這兩個主機需要交換電子郵件，那麼必須經過一個電子郵件網關進行協議轉換，這個電子郵件網關是一個應用網關。再例如，在和NovellNetWare網絡交互操作的上下文中，網關在Windows網絡中使用的服務器信息塊(SMB)協議以及NetWare網絡使用的NetWare核心協議(NCP)之間起着橋樑的作用。NCP是工作在OSI第七層的協議，用以控制客户站和服務器間的交互作用，主要完成不同方式下文件的打開、關閉、讀取功能。

媒體網關在應用網絡的七層協議：

OSI是一個開放性的通行系統互連參考模型，他是一個定義的非常好的協議規範。OSI模型有7層結構，每層都可以有幾個子層。

下面我簡單的介紹一下這7層及其功能。

OSI的7層從上到下分別是

7 應用層

6 表示層

5 會話層

4 傳輸層

3 網絡層

2 數據鏈路層

1 物理層

其中高層，即7、6、5、4層定義了應用程序的功能，下面3層，即3、2、1層主要面向通過網絡的端到端的數據流。

目前的媒體網關在應用層和網絡層上面都有防火牆的身影，在第三層上面還能看到VPN作用。防毒牆這種安全網關作用在第二層。根據七層的級別限制，高等級協議能夠掌管低等級協議的原則，安全網關的發展正在走向高等級協議的路線。

媒體網關是訪問路由器的IP，其他的電腦必須和網關一個IP段才能訪問路由器，比如説路由器的IP是192.168.0.1（這個就是網關）也是進路由器必須的地址，其他的主機也必須是192.168.0.X（2—254之間任意一個數字）這樣才能訪問路由器也就是説這樣才能上網，電腦上的網關地址就要填寫192.168.0.1

產品支持ADSL、光纖等多種方式寬帶接入方案，實現了靈活擴展帶寬和廉價接入。通過路由、NAT、多鏈路複用及檢測等功能為企業解決靈活擴展帶寬和廉價接入的接入方案。

產品通過自身具有的防火牆、防病毒、入侵檢測、用户接入主動認證等功能，為企業提供全方位的局域網接入安全管理方案。通過自身具有的DHCP服務器、ARP防火牆、DDNS等功能為企業提供全方位的局域網管理方案。

產品中帶有的SSLVPN、IPSEC、PPTP、L2TP等VPN功能，能夠讓用户通過一鍵式操作，方便快捷的建立價格低廉的廣域網上專用網絡，為企業提供廣域網安全業務傳輸通道，便利的實現了企業總部與移動工作人員、分公司、合作伙伴、產品供應商、客户間的連接，提高與分公司、客户、供應商和合作夥伴開展業務的能力。

動態智能帶寬管理功能，只需一次性設置，自動壓抑佔用帶寬用户，輕鬆解決BT、P2P及視頻影片下載等佔用帶寬問題。

No.7信令方式是國際電信聯盟（ITU）頒佈的國際化標準，是通用公共信道信令系統，該系統採用功能模塊化的結構，包括消息傳遞部分（MTP）、信令連接控制部分（SCCP）和用户部分（UP），主要實現呼叫的建立和釋放功能，No.7信令網是電信網的重要組成部分。No.7信令的信令消息完全數字化，採用了分層結構以數據包方式發送數據，以OSI模型為基礎，根據CCITT標準No.7信令分層結構的協議棧包括如下部分。

（1）MTP1（消息傳遞部分第1層）：定義數字鏈路在物理、電氣及功能上的特性，對應於OSI的物理層。

（2）MTP2（消息傳遞部分第2層）：提供流控制、消息序號和差錯檢查等功能，對應於數據鏈路層。

（3）MTP3（消息傳遞部分第3層）：提供兩個信令點間消息的路由選擇功能和支持一些網管功能，對應於網絡層。

（4）SCCP（信令連接控制部分）：在信令點之間傳遞電路相關和非電路相關的消息，提供兩類無連接業務和兩類面向連接的業務，對應於傳輸層。

（5）TCAP（事務處理應用部分）：呼叫建立業務處理，是實現協議轉換的重要部分，對應於表示層。

（6）MAP（移動應用部分）、ISUP（ISDN用户部分）和TUP（電話用户部分）等屬於用户部分，對應於應用層，MAP為移動通信的應用部分，TUP的主要功能是在兩個信號點的TUP之間按照同等級規約，傳送與建立、釋放收發地址之間的話音物理電路相關的信號消息，TUP和ISUP的基本功能相同，但ISUP能提供更多的業務，它們分別在不同的國家得到了應用。

No.7信令網與IP網互通的方式有以下兩種。

第一種：將IP網中的節點作為No.7信令網當中的一個節點（即具備MTP3），因此，需要為每個節點分配獨立的No.7信令點編碼，而No.7信令鏈路層採用的是基於IP的鏈路層，這個是與窄帶No.7信令鏈路層不同之處。

第二種：不再採用No.7信令網的方式在IP網中傳送信令，而是在SG中完成MTP3與IP地址的映射關係，由IP和它的適配層完成對高層信令的傳送。

在第一種互通方式中，IP網中的節點被視為No.7信令網中的一個節點，採用該方式組網的優點是簡單，並且降低了對SG的功能要求。但是這是以增加IP網節點的複雜度為代價的。如果要求IP網的節點有業務處理能力的話，則要求對SS7有較強的接入能力，相應地增加了媒體網關控制器的複雜度，降低了SCN與IP網之間的獨立性，不利於運營管理，所以一般不採用這種方式。

在第二種互通方式中，IP網內的節點不再被視為No.7信令網的一個信令點，因此也無需具備MTP3和其下層窄帶協議，保持了作為IP網的獨立性，而將此複雜性轉移到SG上，這樣能夠和較多形式的軟交換對接。下面將以這種互通方式説明信令網關的組網。

信令網關最基本的功能就是提供窄帶No.7電信網與分組電信網之間的信令連接。信令網關的組網應用主要分為信令轉接點的組網應用和信令點代理的組網應用。

信令轉接點的組網應用如圖2所示。

圖2　基於IP的軟交換、媒體網關和信令網關的組網應用

在這種組網方式中，信令網關設備具有自己獨立的信令點碼，提供完整的信令轉接點功能。IP網上的節點可以是軟交換機，通常特指TUP/ISUP的呼叫控制部分；還可以是一個基於IP的數據庫節點，通常是IP域的一個業務控制點（IPSCP）。

作為信令轉接點方式，SG單獨佔用一個信令點碼，SG具備消息轉接的功能，可以為多個不同信令點的IP網節點服務；使用M3UA的節點可實現從信令網關到IP網節點的“一次轉接”，使用SCCP的節點則可實現“二次轉接”；這種方式的信令網關可以實現類似No.7信令網中STP設備的冗餘備份方式，提供良好的網路安全性；而且SCTP偶聯、IP網節點的狀態變化能夠反饋回No.7信令網。

信令點代理的組網應用又分為電路相關的信令應用和電路無關的信令應用，如圖3和圖4所示。

圖3　基於IP的軟交換、媒體網關和信令網關的組網應用

圖4　基於IP的SCP和信令網關的組網應用

在這種組網方式中，信令網關設備與IP網上的節點共享一個信令點碼，共同提供完整的信令點的功能。IP網上的節點可以是軟交換機，通常特指TUP/ISUP的呼叫控制部分，還可以是一個基於IP的數據庫節點，通常為IP域的一個業務控制點（IPSCP）。

在信令網關的No.7側能夠同時與多個信令點/信令轉接點互聯，按照傳統No.7信令網的方式選擇路由，在IP側，信令網關至少能夠與一個IP域的節點互聯，通過相關路由關鍵字選擇路由。

這種實現方式比較適合於電路相關的信令應用，即SG與控制TUP/ISUP呼叫的MGC之間的互通，而對於電路無關的信令應用，即與IPSCP的互通，因為在傳送的SCCP消息中還有可能包含TCAP消息，而在SG上又不具備SCCP功能，尤其是SCCP的全局碼翻譯（GTT）功能，所以SG的路由能力將受到一定的限制。

作為信令點代理方式，IP網內的節點與SG共享一個信令點碼，其實質相當於一個信令點的分佈方式，IP網中的節點是信令網關的一個高層用户，而具體業務處理或應用處理功能則分佈在各個MGC或IPSCP上；這種方式的信令網關通常只能為某個固定的信令點碼的IP網節點服務，如果需要為多個IP網節點服務，需要信令網關支持多信令點功能，而且由於信令網關和IP網節點採用同一信令點碼，因此不提供經另一信令網關轉接到IP網節點的功能，且不支持網絡級備份，從信令網關到IP目的地點通路的狀態無法通過合適的No.7信令消息反饋回No.7信令網。

IETF的Sigtran協議是在IP網絡中傳送SCN信令協議的堆棧，稱為Sigtran協議棧。它支持沒有任何修改的SCN信令應用的標準原語接口，從而保證已有的SCN信令應用可以未經修改地使用，同時它利用標準的IP傳送協議作為低層傳送信令，通過增加協議自身的功能來滿足SCN信令傳送的要求。

圖5　信令傳送功能模型

圖5所示是一個基於Sigtran協議的信令傳送功能模型。其中信令網關終結電路交換網的信令，然後通過Sigtran將信令內容傳送給媒體網關控制器處理，媒體網關控制器終結局間中繼，並根據來自媒體網關控制器的控制指令的指示來控制中繼。

No.7信令適配層支持特定的原語，例如管理指示原語等，這些原語是特定的SCN信令協議所必需的。在IP網絡中，Sigtran協議利用IP作為底層傳送協議，用來傳送SCN信令。它支持標準接口，從而不需要對現有的SCN信令進行任何修改，從而保證已有的SCN信令應用可以不必修改而直接使用。

依據Sigtran協議棧，一個用於No.7信令網關的協議模型基本上可以分為信令應用層（如TUP、ISUP等）、信令適配層（如M2UA、M3UA等）和信令傳輸層（如SCTP），如圖6所示。

圖6　No.7信令網關協議模型

（1）Q.931：ISDN用户在網絡接口第三層基本呼叫控制技術規範。

（2）QSIC：歐洲計算機制造者協會為ISDN制定的鏈路層協議。

（3）IUA：ISUP用户適配層，IUA是為在軟交換網絡中實現ISDN業務而開發的協議，是ISDNQ.921/Q.931用户適配層協議。

（4）MTP3：No.7信令消息傳遞部分第3層。

（5）M2UA：MTP3的用户部分適配層，M2UA是MTP第二級用户的適配層協議，該協議允許信令網關向對等的IPSP（移動互聯網服務、內容應用服務的直接提供者）傳送MTP3消息，對No.7信令網和IP網提供無縫的網管互通功能。

（6）TCAP：事物處理應用部分。

（7）SCCP：信令連接控制部分。

（8）ISUP：ISDN用户部分。

（9）TUP：電話用户。

（10）M3UA：MTP3的用户適配層，M3UA是MTP第三級用户的適配層協議，該協議允許信令網關向媒體網關控制器或IP數據庫傳送MTP3的用户信息（如ISUP/SCCP消息），對SS7信令網和IP網提供無縫的網管互通功能。

（11）SUA：SCCP用户適配層，SUA是SCCP用户的適配層協議，它的主要功能是適配傳送SCCP的用户信息給IP數據庫，提供SCCP的網管互通功能。

（12）SCTP：流控制傳輸協議，SCTP是面向連接的傳輸層協議，是新一代的通用IP傳輸協議，其基本功能是在SCTP用户之間提供可靠的基於消息的傳輸服務，該服務通過在SCTP兩個端點之間建立的SCTP連接（稱為SCTP偶聯）實現。相對TCP等其他傳輸協議，它傳輸時延小，可避免某些大數據引起的阻塞，因此更適合傳送對實時性和可靠性要求很高的電信網信令，該協議使得信令消息在一個基於IP的公共分組交換網上完成交換。

No.7協議棧與Sigtran協議棧的對應關係如下。

為了實現軟交換與現有的No.7信令網呼叫連接控制的連接互通，SG首先需要終結No.7信令鏈路，然後利用Sigtran協議將No.7信令的呼叫連接控制消息的內容傳遞給軟交換進行處理。由於軟交換與SG的通信主要靠的是No.7信令適配層協議，包括有M2UA、M2PA、M3UA等協議，No.7協議棧與Sigtran協議棧的對應關係如圖7所示。

圖7　No.7信令協議棧與Sigtran協議棧的對應關係

通常説的Sigtran協議主要指的是SCTP和No.7信令適配子層，信令網關根據其實現的功能，No.7信令適配層可以採用No.7信令消息傳遞部分第二級用户適配層（M2UA）、消息傳遞部分第二級對等適配層（M2PA）、消息傳遞部分第三級用户適配層（M3UA）或信令連接控制部分用户適配層（SUA）等。公共的信令傳送協議支持信令傳送所需的公共且可靠的傳送功能，它採用流控制傳輸協議（StreamControlTransmissionProtocol，SCTP）提供這些功能。

信令的基本傳送過程是：首先，應用層的ISUP消息經過本地的No.7協議棧，在SS7信令網中傳輸；到SG後，先經過其中的No.7協議棧，到NIF，再經過M3UA/SCTP/IP，到IP網上傳輸；到達軟交換設備時，先經過Sigtran協議棧，分解出ISUP消息。至此，相當於SP應用層中的ISUP信令透明地傳送到了軟交換的應用層，實現了No.7信令網和IP網的互通。

Sigtran協議棧是No.7信令網關軟件系統的核心部分，用於實現No.7信令與IP包之間的協議轉換。可依據以上提出的協議模型，在原有No.7信令系統的基礎上增加信令網關特有的信令適配層和傳輸層的處理。根據系統功能可以將信令協議處理系統分為三個子系統：No.7信令網接口子系統、協議處理子系統、IP網絡接口子系統。No.7信令網接口子系統主要完成信令網關與No.7信令網的接口，實現與No.7信令網的消息傳送，屬於協議模型中的信令應用層，如TUP、ISUP等。協議處理子系統實現No.7信令在IP網上可靠高效傳輸，這是實現信令網關功能的關鍵技術，開發中必須完成協議模型中的信令適配層協議，包括M3UA、M2UA等協議以及傳輸層SCTP協議。IP網絡接口模塊實現信令網關與IP網絡的接口，應能提供標準的TCP/IP協議的接口。

信令網關的協議棧結構如圖8所示。

下面分別從信令網關的PSTN側、IP側的信令進行討論。

1．PSTN側的信令部分

作為SoftSwitch系統接入PSTN信令的部件，信令網關必須支持SS7。從信令網關的協議棧結構可以看出，為了支持各種類型的No.7，信令網關在PSTN側需要提供對各種類型的MTP1、MTP2、MTP3的支持，也就是説信令網關只要支持各種信令系統中相應於MTP1、MTP2和MTP3的規範部分。

2．IP側的信令部分

在IP側，信令網關必須支持圖7所示的Sigtran協議棧，服從相應的IETFSigtran規範。SG對於No.7信令網與IP網的互通所採用的協議是信令傳送協議（Sigtran）。Sigtran是在IP網絡中傳統電路交換網SCN中信令協議的堆棧。在軟交換的體系中，通過SG系統進行SCN側No.7信令和IP側的Sigtran適配層協議的轉換，實現No.7信令在IP網的傳送，從而達到Sigtran支持的標準原語接口，不需要對現有的SCN信令應用進行任何修改，從而保證已有的SCN信令應用可以不必修改而直接使用。

Sigtran協議棧包括SCTP協議與No.7信令適配子層協議。

（1）公共的信令傳輸協議：它採用流控制傳輸協議（SCTP）提供這些功能。

SCTP即流控制傳輸協議，它是一個基於IP網的新的端到端傳輸控制協議，它最根本的目的是在IP網的基礎上傳輸源於傳統PSTN網上的信令數據，通過在無連接的IP網絡上傳送PSTN信令消息，從而可以在IP網上提供可靠的數據傳輸，它是一種新型的IP傳送協議，與TCP、UDP處於同一層。SCTP通過確認方式，可以無差錯、無重複地傳送用户數據；根據通路的MTU（消息傳輸單元）限制進行用户數據的分段，並在多個流上保證用户消息的順序遞交；把多個用户的消息複用到SCTP的數據塊中；利用SCTP偶聯的機制來提供網絡級的故障保證，同時SCTP還具有避免擁塞的特點，並能夠避免遭受泛播和匿名的攻擊。正是由於SCTP具有良好的安全性、可靠性和靈活性，以及它本身所具有的一些先進協議機制，如選擇性確認、快速重傳、無序遞交、多宿主機制等，使得SCTP能夠在一定程度上滿足複雜網絡環境下高性能傳輸的需求，這也給SCTP帶來了更為廣闊的應用空間。

SCTP協議使得信令消息在一個基於IP的公共分組交換網上完成交換，流量控制和差錯控制被端到端地執行，通過使用一組“應用服務器進程”和“多歸屬節點”，使得有效性得到提高。這樣，SCTP是可靠傳輸協議，SCTP的連接叫偶聯。SCTP提供了兩個端點間高可靠的冗餘傳輸端口。

（2）No.7信令適配層：該層支持特定的原語，這些原語是特定的SCN信令協議所必需的。SG根據其實現的功能，No.7信令適配子層可以採用No.7信令消息傳遞部分（MTP）第二級用户適配層（M2UA）、消息傳遞部分第二級對等適配層（M2PA）、消息傳遞部分第二級用户適配層（M3UA）、信令連接控制部分用户適配層（SUA）等，No.7信令適配子層的適配層協議有以下幾種。

①M2PA（MTPlevel2UserPeer-to-PeerAdaptation）。

②M2UA（MTPlevel2UserAdaptation）。

③M3UA（MTPlevel3UserAdaptation）。

④SUA（SCCPUserAdaptation）。

⑤IUA（ISDNUserAdaptation）。

根據No.7信令與IP互通的不同實現方式，這些適配協議分別有不同的應用場合，下面對這些協議做詳細的介紹。

協議模型的各層協議功能描述如下。

（1）M2PA協議的特點

M2PA協議可以用來在IP承載上傳送No.7信令的MTP3消息，該協議使用SCTP提供可靠傳送、證實及避免擁塞等功能。M2PA的應用可以保證任何使用IP作為承載的信令節點均可以直接使用MTP3的信令消息處理功能和信令網管理功能。另外，它還利用SCTP協議提供的功能實現很多與MTP2相同的功能，下面是M2PA協議的特點。

①SG在TDM側採用標準的No.7信令信令協議（MTP1、MTP2、MTP3協議），在IP側將MTP3及MTP3上層的信令封裝在M2PA/SCTP協議中。另外，SG可以具備SCCP層功能，以及GT翻譯功能。

②SG支持MTP3層協議，具備信令網管理功能，可以將SG與軟交換機之間的IP信令鏈路狀態信息傳送給TDM交換機，也可以將SG與TDM交換機之間的TDM信令鏈路狀態信息傳送給軟交換機。

③SG具備信令轉接功能，支持No.7信令消息在多個通過IP網絡相連的SG之間轉發。

④採用M2PA協議，從SG的協議棧來看，SG可完全被看作為介於TDM電話網和軟交換網之間的STP（信令轉接點），在完成物理連接的基礎上，SG將信令鏈路的承載（MTP1層定義的標準）轉換基於IP承載，將MTP2層定義幀結構轉換為M2PA的幀結構，同時將SLC信令鏈路適配至一個或多個SCTP連接，同時M2PA必須保存各條No.7信令鏈路至它的SCTP偶聯和相應目的IP地址的對應表。

因此，可以説採用M2PA協議能夠構建一個TDM信令鏈路與IP信令鏈路無縫連接的信令網，而SG是連接TDM信令鏈路與IP鏈路鏈路的STP，作為可選功能，SG可具備SCCP層功能，實現MAP消息在TDMSP與IPSP之間的傳送。採用M2PA協議，SG和軟交換機均需具備獨立的信令點編碼，SG只能採用信令轉接點方式工作。

（2）M2UA協議特點

除了M2PA協議外，IETF還定義了MTP2用户適配層的協議，該協議也用來在SCTP上傳送MTP2用户的信令消息。在這種情況下，M2UA協議的功能與M2PA協議相同。由於在應用M2UA協議時，在No.7信令用户適配協議中引入了AS和ASP概念，因此在M2UA協議中還應當包括對AS和ASP的狀態管理功能。M2UA協議的應用主要是在同一物理實體中既包含了信令網關（SG）功能，又包含了媒體網關（MG）功能。

M2UA協議的功能如下。

①支持MTP2和MTP3的邊界接口原語。

②支持完整的MTP3消息處理和網絡管理功能。

③支持SG與MGC之間的層管理模塊間通信。

④支持SG及MGC之間激活的連接的管理。

M2UA協議的特點如下。

①SG必須具備MTP1和MTP2層協議、M2UA/SCTP/IP協議，軟交換機必須具備MISUP/MTP3/M2UA/SCTP/IP協議，同時還必須支持MTP2與MTP3層之間的層間原語。

②由於SG不處理MTP3層協議，因此不具備信令網管理功能，不能將SG與軟交換機之間的IP鏈路狀態告訴TDM交換機，即TDM交換機與軟交換機之間通過兩個以上的SG相連，當一個SG與軟交換機之間的SCP/IP鏈路故障時，無法通知TDM交換機將所有信令消息均倒換至另一個SG。

③由於SG不具備MTP3層功能，因此SG不可能具備SCCP功能。

④由於SG不需要具備信令點編碼，在軟交換機不採用多信令點編碼的情況下，軟交換網網元對信令點編碼數量的需求較少。

⑤SG只能採用信令代理方式工作，並且一個SG僅能代理一個軟交換機，而一個軟交換機可由多個SG代理。

⑥當軟交換機通過SG與TDM交換機通過直聯信令鏈路相連時，軟交換機可採用不同的SG作為代理，連接不同的TDM交換機；當一個軟交換機通過多個SG與TDM交換機通過經STP組織的準直聯信令鏈路相連時，STP將與之相連的多個SG視為一個SG，且多個SG與一對STP之間最多僅能夠設置16條信令鏈路。

⑦從SG的協議棧上看，SG完全等同於一個軟交換機在TDM與IP網絡交界處設置的一個代理點，且僅代理MTP1和MTP2層的功能，SG將信令鏈路的承載（MTP1層定義的標準）轉換基於IP承載，對信令消息進行MTP2層解封裝後，將需要調用的MTP2與MTP3層之間的層間原語封裝在M2UA消息包後，通過SCTP連接送至其所代理的軟交換機，因此可以把SG和其所代理的軟交換機看作是同一個信令點，且信令點編碼在軟交換機，SG不需具備信令點編碼。

採用M2UA協議，完全可以看作IPSP（SS）將MTP1和MTP2層功能延伸至了位於TDM電話網和軟交換網之間的SG，與TDM電話網互通信令，由SG負責完成MTP1和MTP2層功能，由IPSP（SS）負責完成MTP3以及MTP3上層功能；MTP3以及MTP3上層的信令消息適配在M2UA/SCTP協議中，在SG與IPSP（SS）之間的IP網絡中傳送。

（3）M3UA協議特點

M3UA（MTP3UserAdaptationLayer）協議是該體系中的適配協議之一，M3UA協議允許信令網關向媒體網關控制器或IP數據庫傳送MTP3的用户信息，對No.7信令網和IP網提供無縫的互通功能，下面是M3UA協議的特點。

①SG必須具備MTP1、MTP2、MTP3層協議、M3UA/SCTP/IP協議，軟交換機必須具備MISUP/M3UA/SCTP/IP協議，同時還必須支持MTP3與ISUP層之間的層間原語。

②當SG採用信令轉接點方式工作時，M3UA所能夠實現的功能與M2PA基本相同，只是由於M3UA在SG終結了MTP3層協議，信令消息不能在採用IP網絡相連的SG之間轉發。

③從SG的協議棧上看，表面上SG完全等同於一個軟交換機在TDM與IP網絡交界處設置的一個具備MTP1、MTP2、MTP3層協議代理點，但由於SG具備MTP3層協議處理的功能，因此SG既可以作為某個軟交換機的代理，也可以作為STP為具備信令點編碼的軟交換機提供信令消息功能。

④當SG採用代理方式工作時，M3UA所能夠實現的功能與M2UA基本相同，M3UA具有MTP3層功能，能夠實現信令網管理功能。另外，由於SG具有MTP3層功能，因此SCCP功能也是SG的可選功能。

採用M3UA協議，SG既可以用作SS連接TDM信令網的代理，也可以用作連接TDM信令網的代理；幾乎具備了M2PA和M3UA的所有優點，但其唯一的不足在於與M2PA相比，信令消息不能在IP網內經多個SG轉發。

除了將MTP3用户部分的數據進行適配以在IP網絡中傳輸外，M3UA還提供了與MTP3層相對應的部分信令網管理功能，即將MTP3中的管理原語映射為M3UA中的消息，並將其在SG（信令網關）的MTP3和軟交換中的MTP3用户部分之間進行傳輸，從而實現從No.7到IP網絡中端到端的信令傳輸和管理。

M3UA在流控制傳輸協議和使用MTP3服務的應用之間提供一個接口，即對No.7信令中的MTP3用户消息進行適配後使用SCTP協議在IP網中傳輸，使SS7的節點與IP網的節點可以互相傳送MTP3用户消息。在IP網中，使用M3UA收發MTP3用户消息的節點稱為應用服務器（AS），相當於SS7中的信令點，M3UA支持所有MTP3的用户，它對上層用户提供的原語和MTP3提供的原語一致，而底層使用SCTP在IP網上傳輸，M3UA和SCTP使IP網上的MTP3用户和SS7上相應的用户之間可以進行無縫的對等通信，使用M3UA協議的信令網關在組網時可以採用信令點代理或信令轉接點方式，使用信令點代理方式組網時，信令網關與所聯的IP網中的信令點使用相同的信令點碼，如果需要為多個IP網節點服務，則信令網關要支持多信令點功能，使用信令轉接點方式時，信令網關單獨分配一個信令點碼，可以為IP網內多個不同信令點碼的節點服務。

M3UA協議可以用來支持在IP網絡上對No.7信令的MTP3用户消息的傳送，MTP3用户消息可以是基於呼叫連接的ISUP/TUP消息，也可以是基於無連接應用的SCCP消息。此協議可以在信令網關與MGC或IP數據庫節點之間使用，也可以在兩個IP信令點之間使用。通過M3UA協議對MTP3用户消息的適配，MTP3用户消息可以在傳統No.7信令節點與IP信令點間進行傳送。M3UA協議的應用也可以包括直聯或準直聯兩種方式。

M3UA協議功能如下。

①支持所有的SS7MTP3用户部分的消息傳送（如ISUP、SCCP、TUP等）。

②支持MTP3用户協議對等層的無縫操作。

③支持SCTP傳輸連接和會話管理。

④支持MGC的故障倒換和負荷分擔。

⑤支持對管理實體的異步狀態變化報告。

⑥M3UA帶路由標籤的用户消息的傳送功能。

⑦M3UA層管理功能。

⑧IP網絡中MTP3網間管理功能。

⑨支持SCTP連接管理功能。

⑩系統倒換切換時的協議保護。

協議層重要數據實時觀察功能。

（4）M2PA、M2UA、M3UA協議的應用分析比較

通過對M2PA、M2UA、M3UA協議的分析可得以下結論。

①M2PA協議產生較早，其目的在於將傳統的基於TDM的No.7信令網完全改造為基於IP網絡的No.7信令網，因此M2PA具備較為強大的IP信令網組網能力，適用於利用IP網組建與傳統No.7信令網功能基本相同的信令網情況，但對於網絡結構相對較為簡單的軟交換匯接網來説基本用不到，由於這種應用在實際組網中很少有機會應用，因此發展較為緩慢。

②M2PA協議是目前Sigtran協議棧中唯一一個能夠組建IP信令網的協議。M2UA協議較為簡單，M2UA協議降低了對SG處理能力的要求，但同時增加了對軟交換機處理能力的要求，代理軟交換機的SG與TDMSP/STP連接的所有信令鏈路，均需要在SS中配置，可以看作SS通過SG直接與SG所連接的所有TDMSP/STP直接相連；同時，信令網管理功能較差；因此M2PA協議適用於軟交換機通過SG直接與少量的TDM交換機設置直聯信令鏈路或與TDM交換網中少量STP設置信令鏈路的組網模式，而對於軟交換機通過SG經STP與TDM交換機通過準直聯信令鏈路相連的組網模式，則存在一定的缺陷。

③在採用M3UA協議的情況下，SG既可以工作在信令轉接點模式，又可以工作在信令代理模式，在網絡組織上具有較大的靈活性。工作在信令轉接點方式時，具備M2PA協議幾乎所有的優點，雖然不能夠實現信令消息在IP網內經多個SG轉接，但在不需要支持MAP、CAP協議的軟交換匯接網上不需要此功能。由於SG的TDM側的No.7信令鏈路編號（SLC）與IP側的IP信令鏈路（SCTP鏈路）沒有一一對應關係，因此SG工作在信令轉接點模式的情況下，軟交換機與SG（此時SG可以被看作IPSTP）之間不再有16條信令鏈路的限制，即軟交換機與SG之間的傳送帶寬不再成為“瓶頸”；在信令網管理方面，SG工作在信令轉接點模式的情況下也不存在任何問題；同時SG支持類似於TDM交換網中的STP成對配置的組網模式，配對的SG之間可以設置C鏈路，提高了信令網絡的安全可靠性；但對於SG工作在信令代理模式的情況下，雖然略優於M2UA，但相差不大。

（5）SUA協議的特點

SUA協議可以用來在IP網絡上支持對No.7信令SCCP用户消息的傳送，SCCP的用户消息可以是TCAP消息，也可以是RANAP消息。這個協議可以在信令轉接點與IP數據庫節點之間使用，也可以在兩個IP信令點之間使用，但其主要應用是針對非電路呼叫型業務的，協議的應用也可以包括信令中繼和非中繼方式兩種模式。

SUA協議功能如下。

l支持No.7用户部分的消息傳送（如TCAP等）。

l支持SCCP無連接的業務。

l支持SCCP用户部分對等層的無縫操作。

l支持分佈式的基於IP的信令節點。

IUA協議功能如下。

l支持Q.921、Q.931界面接口傳輸原語。

l支持SG與MGC之間的層管理模塊間通信。

l支持SG及MGC之間激活的連接的管理。

l支持點對點方式及點對多點方式的通信。

SCTP協議功能如下。

lSCTP連接的建立和拆除。

l數據流的順序發送。

l用户數據分段。

l確認和避免擁塞。

l塊複用的組合與拆離功能。

lSCTP路徑管理功能。

l消息的合法性確認功能。

l系統倒換切換時的協議保護。

l協議層重要數據實時觀察功能。

lIP層接口功能。