Mô hình kiến trúc chức năng của hệ thống báo hiệu số 7 đƣợc tham chiếu tới mô hình OSI gồm 4 lớp. Các dịch vụ từ lớp 1 đến lớp 3 của OSI đƣợc cung cấp bởi các phần chuyển tải bản tin MTP (Message Transport Part) và phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP (Signalling Connection Control Part). Từ lớp 4 đến lớp 7 tƣơng ứng với mức 4 - phần ngƣời dùng trong SS7 nhƣ hình vẽ 2.7. Mỗi giao thức sử dụng trong SS7 đều có những ứng dụng riêng biệt và đƣợc sử dụng tƣơng ứng với mạng mà nó cung cấp dịch vụ. Tuỳ thuộc vào SS7 sử dụng cho mạng tế bào hay mạng thông minh, tuỳ thuộc vào việc truyền tải qua IP hay điều khiển cho mạng băng
rộng ATM thay vì mạng ghép kênh theo thời gian TDM (Time Division Mode) mà sự phối hợp sử dụng các giao thức trong SS7 là khác nhau.
Hình 2.6: Kiến trúc SS7 và mô hình tham chiếu OSI
Kiến trúc hệ thống báo hiệu số 7 đƣợc chia thành hai phần chính: phần truyền bản tin MTP và phần ngƣời dùng UP (User Part). MTP là hệ thống vận chuyển chung để truyền các bản tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu SP (Signalling Point). MTP truyền các bản tin báo hiệu giữa các phần ngƣời dùng UP khác nhau và hoàn toàn độc lập với nội dung các bản tin đƣợc truyền. MTP chịu trách nhiệm chuyển chính xác bản tin từ một UP này tới một UP khác. Điều này có nghĩa là bản tin báo hiệu đƣợc chuyển sẽ đƣợc kiểm tra chính xác trƣớc khi chuyển cho UP. Phần ngƣời sử dụng thực chất là một số định nghĩa phần ngƣời sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu sử dụng của hệ thống báo hiệu. UP là phần tạo ra và phân tích bản tin báo hiệu. Chúng sử dụng MTP để chuyển thông tin báo hiệu đến một UP khác cùng loại. Hiện đang tồn tại một số UP trên mạng lƣới: TUP (Telephone User Part): phần ngƣời sử dụng cho mạng thoại; DUP (Data User Part): phần ngƣời sử dụng cho mạng số liệu; ISUP (ISDN User Part): phần ngƣời sử dụng cho mạng ISDN; MTUP (Mobile Telephone User Part): phần ngƣời sử dụng cho mạng điện thoại di động.
Về lý thuyết, hệ thống CCS7 có ba phƣơng thức hoạt động dựa trên sự liên kết giữa đƣờng truyền báo hiệu và kênh thoại (dữ liệu gồm: gắn kết, tựa gắn kết và tách biệt. Trong phƣơng thức báo hiệu liên kết, các kênh thoại và kênh báo hiệu liên
quan nằm trên cùng tuyến đƣờng truyền nối giữa hai điểm báo hiệu kề nhau. Phƣơng thức báo hiệu bán gắn kết (Quasi-associated) các thông tin báo hiệu liên quan đến cuộc gọi đƣợc truyền trên hai hoặc nhiều chùm kênh báo hiệu ở các tổng đài quá giang và đi qua một hoặc nhiều STP khác tới điểm báo hiệu đích của thông tin báo hiệu. Các điểm báo hiệu mà thông tin báo hiệu đi qua đƣợc gọi là điểm chuyển tiếp báo hiệu STP (Signalling transfer point). Phƣơng thức báo hiệu tách biệt hoàn toàn (Fully dissociated) này rất ít đƣợc sử dụng trong thực tế.