第4章 信令技术

1、第四章 信令系统v4.1 信令的基本概念和分类信令的基本概念和分类v4.2 No.7信令系统信令系统v4.3 No.7信令网信令网v4.4 消息传递部分消息传递部分v4.5 电话用户部分电话用户部分4.1信令的基本概念一、信令信令是各交换局在完成呼叫接续中使用的一种通信语言，它是控制交换机产生动作的命令。v信令方式：信令在传送过程中所要遵守的规约和规定，就是信令方式。它包括信令的结构形式，信令在多段路由上的传送方式及控制方式。v信令系统是指为完成特定的信令方式所使用的通信设备的全体。交换机A交换机B中继线摘机拨号音拨号占用信令回铃音被叫号码振铃应答信令摘机忙音挂机后向挂机信令挂机前向拆线信令拆

2、线证实信令通话挂机释放释放证实信令忙音挂机二、信令的分类1. 按信令所完成的功能，可分为监视信令、选择信令、管理信令。监视信令：用来监视通信线路的忙闲状态。如摘、挂机信令，回铃音，忙音。地址信令：用来选择接续方向。如主叫所拨的被叫号码。管理信令：用于通信网的维护和管理。如检测和传送网络拥塞信息。2. 按信令的工作范围，可分为用户线信令和局间信令。用户线信令是用户终端和交换节点之间的用户线上传送的信令。主要有监视信令、地址信令。局间信令是各交换节点之间传送的信令，在局间中继线上传送，用来控制呼叫接续和拆线 。3. 按信令的信道，可分为随路信令和公共信道信令。随路信令：信令和话音在同一条话路中传送

3、的信令方式。缺点：信令传送速度慢，信息容量有限（传递与呼叫无关的信令能力有限）。公共信道信令：是以时分方式在一条高速数据链路上传送一群话路的信令的信令方式。优点：信令传送速度快、容量大、具有改变或增加信令的灵活性，便于开放新业务。随路信令：信令和话音在同一通路上传送。线路信令用于监视局间中继线上的呼叫状态。记发器信令是完成电话交换接续的控制信令。交换网络交换网络控制系统信令设备信令设备控制系统随路信令系统示意图特点：共路性相关性信令传送速度慢，信息容量有限（传递与呼叫无关的信令能力有限）共路信令：信令通路与用户话音通路是分离的，信令在专用的信令通道上传送。交换网络交换网络控制系统控制系统信令设

4、备信令设备共路信令系统示意图(话音通路)数据链路信令链路特点：分离性独立性信令传送速度快、容量大、具有改变或增加信令的灵活性，便于开放新业务。带内信令与带外信令： 可以在通路频带（3003400Hz）范围内传送的信令，叫带内信令，在通路频带外传送的信令，就叫带外信令。模拟信令和数字信令：模拟信令是按模拟方式传送的信令，数字信令是将信令按数字方式编码进行传送的信令。4.其他分类：前向信令和后向信令：由发端局记发器或出中继电路发送，而由终端局记发器或入中继电路接收的信令，为前向信令，反之为后向信令。三、信令方式1. 结构形式指以什么样的信号形成来表示信令，有 非编码信令 模拟信令 直流信令 编码信

5、令 数字信令 交流信令非编码信令，按照脉冲的个数、脉冲的频率、脉冲的时间结构等表达不同的信息的含义。4S 4S 1S1S0.35S0.35S回铃音忙 音编码信令有2种，一种采用多频制进行编码，另一种采用二进制数字进行编码。模拟型多频制信令：DTMF，MFC数字型二进制信令：中国1号信令的数字型线路信令，No.7信令。 在No.7信令系统中，信令传送的最小单位是信令单元(SU)，由若干个二进制编码的八位位组组成。编码含义vaf：表示发话交换局状态或主叫用户状态的前向信号。af=0为摘机占用状态，af=1为挂机拆线状态。vbf：向来话交换局表示故障状态的前向信号。bf=0为正常状态，bf=1为故障

6、状态。vcf：表示话务员再振铃或强拆的前向信号。cf=0为再振铃，cf=1为未再振铃。vab：表示被叫用户摘挂机状态的后向信号。 ab=0为被叫摘机状态，ab=1为被叫挂机状态。 vbb：表示受话局状态的后向信号。 bb=0为空闲状态，bb=1为占用或拥塞状态。vcb：表示话务员回振铃的后向信号或表示是否到达被叫信号，或用于传送计次脉冲信号。2、传送方式：、传送方式： 随路信令在多段路由上的传送方式有随路信令在多段路由上的传送方式有3种：种： 端到端方式端到端方式 逐段转发方式逐段转发方式 混合方式混合方式 在优质电路上使用端到端方式，在劣质电路上使在优质电路上使用端到端方式，在劣质电路上使用

7、逐段转发方式，即为混合方式。用逐段转发方式，即为混合方式。发端局发收X1X2+被叫号码发收X1X2发收被叫号码转接局终端局端到端方式特点：速度快，拨号后等待时间短，信令在多段 路由上的类型必须相同。发端局发收X1X2+被叫号码发收发收被叫号码转接局终端局逐段转发方式特点：信令传送速度慢，接续时间长，对线路要 求低，信令在多段路由上的类型可多种。X1X2+被叫号码3. 控制方式指控制信令发送的方法，主要有三种形式：非互控方式、半互控方式和全互控方式。 v非互控方式发端发送信令不受接收端的控制，不管收端是否收到，可自由发送信令。特点：信令发送的控制设备简单，但信令传送的可靠性差。发t1停发t2发停

8、发发端收端v半互控方式发端发送的一个信令后，须等到收到收端回送证实信令后，才能发下一个信令。发端收端发 t1发停发停发证实v全互控方式发送端发送信令受接收端控制，接受端发送信令也受到发送端的控制。p特点：抗干扰能力强信令传送可靠性高但信令收发设备复杂信令传送速度慢。发端收端发停发发发证实停发证实4.2 No.7号信令系统号信令系统1、No.7信令的应用与发展：信令的应用与发展：通信网中采用的信令方式与它的交换技术和传输技术密切相关。随路信令的局限性 信令传送速度慢 信令容量有限 无法传送与呼叫无关的信令信息 公共信道信令（CCS）的出现 No.6信令系统：2.4kb/s，4kb/s或56kb/

9、s No.7信令系统：目前标准化和正在使用的公共信 道系统。 优点：信令传送速度快 具有提供大量信令的潜力 统一了信令系统 信令设备经济合理No.7信令系统在国际上得到广泛的应用2、No.7信令系统的特点：信令系统的特点：局间的NO.7信令链路是由两端的信令终端设备和它们之间的数据链路组成。数据链路是速率为64kbit/s的双向数据通道。交换网络处理机信令终端交换网络处理机信令终端信令链路数据链路话路群No.7信令是基于分组交换的，其分组是经数字编码的信令单元（SU）。信令终端具有对SU同步、定位和差错控制功能，以保证发送端发送的信令消息被接收端可靠地接收。SU中必须包含一个标记，以识别该信令

10、单元传送的信令属于哪一个话路。由于话路与信令通道分开，所以必须要对话路进行单独的导通检验。必须要设置备用设备，以保证可靠性。3、No.7信令系统的功能结构：信令系统的功能结构： No.7信令的基本功能结构由消息传递部分（MTP）和用户部分（UP）组成。 UP可以是电话用户部分（TUP）、数据用户部分（DUP）、ISDN用户部分（ISUP）等。 其基本应用为：公用电话交换网（PSTN） 窄带ISDN网（N-ISDN） 电路交换的数据网（CSPDN）MTPUPUPMTP（消息传递部分消息传递部分）： 主要是在信令网中提供可靠的信令消息传递，并在系统和信令网故障情况下，具有为保证可靠的信息传送而作出

11、响应并采取必要措施的能力。它由三个功能级组成：信令数据链路功能（MTP1） 信令链路功能（MTP2） 信令网功能（MTP3）信令数据链路功能：对应OSI物理层功能，为信令传 输提供一条64kbit/s的双向数据 通路。信令链路功能：对应OSI的数据链路层功能，它规定 了在一条信令链路上传送信令消息的 功能及相应程序，其主要功能包括信 号单元的定界和定位，差错检验和纠 错以及流量控制等。信令网功能：又可分为信令消息处理信令消息处理和信令管理功能信令管理功能， 将信息正确地传送到相应的信令链路或 用户部分；故障情况下，规定了在信令 点之间传送管理消息的功能和程序，以 保证可靠地传递信号消息。用户部

12、分（用户部分（UP）： 控制各种基本呼叫的建立和释放。用户级信令网功能信令链路控制级信令数据链路级信令点A用户级信令网功能信令链路控制级信令数据链路级信令点B第4级第3级第2级第1级四级功能结构 为了使通信网的信令可支持不断涌现的新技术新业务，使No.7信令与OSI参考模型相一致，在信令系统的结构中又增加了信令连接控制部分（SCCP）和事务处理能力部分（TC），与原来的MTP、TUP、DUP、ISUP一起构成了一个四级结构和七层协议并存的功能结构。 主要应用包括：智能网（IN） 网络的操作、管理和维护 公共陆地移动通信网（GSM） N-ISDN的部分补充业务MTP3TC用户用户TCSCCPIS

13、UPTUP12346MTP2MTP1TCAPISP7NSP（网络业务部分）（网络业务部分）ISP：中间业务部分中间业务部分INAP、OMAP、MAPSCCP（信令连接控制部分信令连接控制部分）： 加强消息传递功能。具有传送与电路无关的信息能力，可满足ISDN的多种补充业务的信号要求以及为传送信号网的维护运行和管理数据信息提供可能。它与MTP的三层一起提供对应于OSI网络层的功能。 TCAP的目标是提供节点之间的传递信息的手段以及对相互独立的各种应用提供通用的业务。 TC用户指各种应用，目前有智能网应用部分（INAP）、移动应用部分（MAP）、运行维护管理应用部分（OMAP）。 B-ISDN的接

14、续功能比窄带更复杂，对信令提出了更高的要求，出现了B-ISDN的用户部分（B-ISUP）。 B-ISUP有两种支持方式：一种是直接通过ATM链路，经过ATM信令适配层（SAAL）和增强的MTP3层的支持；另一种是通过现有的No.7信令网，即经过MTP1MTP3，并增加了B-SCCP部分。TC用户用户TCSCCP B-SCCPISUPTUPMTP2MTP1TCAPISPMTP3/增强的增强的MTP3SAALATM物理层物理层B-ISUP4、信令单元格式信令单元格式： No.7信令传送各种信令，是通过信令消息的最小单元信令单元（SU）来传送的。No.7信令采用可变长的信令单元，它由若干个8位位组组

15、成。NO.7信令有三种信令单元： 由用户产生的可变长的消息单元（MSU），用于传送来自第四级的用户级的信令消息或信令网管理消息。 来自第3级的链路状态单元（LSSU），用于链路启用或链路故障时，表示链路的状态。 来自第2级的插入信令单元（FISU），亦称填充单元，用于链路空或链路拥塞时来填补位置。 信令单元格式FBSNILICKF发送顺序BIBFSNFIB816n8，n0261717 8第2级第3级第2级标准头F：标志BSN：后向顺序号BIB：后向指示语比特FSN：前向顺序号FIB：前向指示语比特LI：长度指示I：信息CK：检验码FFCKSIFSIOLIFIBFSN BIB BSN发送方向8

16、16 8n，n2 8 2 6 1 7 1 7 8FFCKSFLIFIBFSN BIB BSN发送方向8 16 8n或16 2 6 1 7 1 7 8FFCKLIFIBFSN BIB BSN发送方向8 16 2 6 1 7 1 7 8MSULSSUFISUv三种信令单元共有的部分：F：标志码，为01111110，标识每个SU的开始或结尾。BSN：后向序号FSN：前向序号BIB：后向指示比特FIB：前向指示比特 BSN、FSN、BIB、FIB用于基本差错校正法中，完成信令单元的顺序控制、证实、重发功能。LI：长度指示码，指示LI和CK间的字节数，用于区分三种信令单元，MSU：LI2，LSSU：LI

17、=1、2，FISU：LI=0CK：校验码vLSSU格式SF：状态字段（CBA）000：失去定位（SIO）001：正常定位（SIN）010：紧急定位（SIE）011：业务中断（SIOS）100：处理机故障（PO）101：忙（SIB）FBSNSFLICKF发送顺序BIBFSNFIB8168/16 261717 8ILI1或2备用(5位)状态指示语状态指示语vMSU格式SIO：业务信息八位位组w 用于消息分配用于消息分配w指定不同的用户部指定不同的用户部SIF：信令信息字段w 信令网管理消息信令网管理消息w 第第4级用户信息级用户信息FBSNSIFLICKF发送顺序BIBFSNFIB816n8，n2

18、261717 8SIO8ILI363vSIO字段格式比特发送顺序D C B AD C B ASSFSISI：业务指示语业务指示语DCBA0000：信令网管理消息0001：信令网测试和维护消息0011：SCCP0100：TUP0101：ISUP0110： DUP（与呼叫和电路有关）0111： DUP（性能登记和撤销消息）1001：BISUPSSF：子业务字段子业务字段DC（网络指示语）00：国际网01： 国际网备用10：国内网11： 国内网备用SIF字段格式DPC: 目的地信令点编码目的地信令点编码OPC: 源信令点编码源信令点编码SLS:信令链路选择信令链路选择比特发送顺序SLS管理或用户信息

19、OPCDPC14/2414/244标准标记4v不同用户部分的信息结构(1)FBSNSIFLICKF发送顺序BIBFSNFIBSIOH1管理信息OPC24244MTP3H0DPC44SLCTypeISUP消息OPC24248ISUPDPC412CICSLSH1TUP消息OPC24244TUPH0DPC124CICSLS不同用户部分的信息结构不同用户部分的信息结构(1)v不同用户部分的信息结构(2)FBSNSIFLICKF发送顺序BIBFSNFIBSIO用户消息/参数TypeOPC24248SCCPDPC4SLSEOP8成分部分TCAP事务部分4.3 No.7号信令网号信令网 No.7信令方式利用

20、处理机之间的一条集中的信令链路传送几百甚至上千条话路的信令，控制呼叫的建立和释放，它最适合在数字电信网中使用。当电信网使用No.7信令后，除了原有的电信网外，还形成了一个独立的起支撑作用的No.7信令网。 No.7信令网是具有多种功能的业务支撑网，它不仅可用于电话网和电路交换的数据网，还可用于ISDN网和智能网，可以传送与电路无关的各种数据信息，实现网路的运行管理维护和开放各种补充业务。 No.7信令网本质上是载送其它消息的数据传送系统，是一个专用的分组交换数据网。1、信令网的组成：、信令网的组成： 信令网由信令点（SP）、信令转接点（STP）和信令链三部分组成。信令点（信令点（SP）： 是信

21、令消息的起源点和目的点，它可以是具有No.7信令功能的各种交换局（如电话交换局、数据交换局、ISDN交换局），也可以是各种特服中心（如网管中心、维护中心、业务交换点等）。 信令点是由No.7信令系统中的MTP和UP组成，若它具有业务交换点功能，则包括No.7信令系统中的MTP、SCCP和TC。信令转接点（信令转接点（STP）： 具有信令转接功能，STP可分为：独立的信令转接点和综合的信令转接点。独立的信令转接点： 高度可靠的分组交换机，容量大，易于维护。具有No.7信令系统中的MTP功能。综合的信令转接点： 具有No.7信令系统中的MTP和UP功能，容量较小，与独立的STP相比可靠性不高。信令

22、链信令链： 是信令网中连接信令点的最基本部件，它由No.7信令功能的一、二级组成。数字信令链速率为64kbit/s。2、工作方式工作方式 ： 在电信网中，使用No.7信令系统时，根据通话电路和信令链路的关系，可采用下述三种工作方式。直联工作方式： 两个交换局之间的信号消息通过一段直达的公共信道信号链来传送，而且该信号链是专为连接这两个交换局的电路群服务的。 直联工作方式直联工作方式q直联方式（直联方式（associated mode）q 两个信令点间的信令消息通过直接相连的信令链路传送q 又称对应工作方式SP1SP2信令关系信令链路集准直联工作方式： 两个交换局之间的信号消息通过两段或两段以上

23、串接的公共信号链来传送，并且只允许通过预定的路由和信号转接点。非直联工作方式： 两个交换局之间的信号消息通过两段或两段以上串接的公共信号链来传送，但是在信令的源点和目的点之间的多条信令路由中，信令消息在哪条路由上传送是随机的，与话路无关，是由整个信令网的运行情况动态选择的。 No.7信令采用：直联工作方式和准直联工作方式。 准直联工作方式准直联工作方式q准直联方式（准直联方式（non-associated mode）q 两个信令点间的信令消息通过预先指定的多条串接的信令链路 传送q 又称准对应工作方式SP1SP2SP/STP信令关系信令链路集3、信令网结构和分类：、信令网结构和分类： 信令网按

24、结构可分为：无级信令网、分级信令网无级信令网： 信令网中不引入信令转接点，信令点间采用直联工作方式。这种方式在容量和经济上都满足不了国际国内信令网的要求，故未广泛采用。分级信令网： 含有信令转接点的信令网，它可按等级分为二级、三级网。大多数国家采用二级网，当二级网不能满足要求时，应采用三级网。采用几级信令网，主要取决于以下二个因数： 信令网所能容纳的信令点数量、STP容量STP容量可用二个参数来表示：STP可以连接的信令链的最大数量信令处理能力（每秒钟可以处理的最大消息信令单元数量MSU/s）独立型STP：最大信令链路数不小于256条链路，信令处 理能力不小于20000MSU/s。综合型STP

25、：最大信令链路数不小于256条链路，信令处 理能力不小于10000MSU/s。4、中国、中国No.7号信令网的等级结构：号信令网的等级结构： 我国采用三级信令网结构（HSTP、LSTP、SP），长途信令网三级，大中城市本地网二级，SP包括电话交换局，ISDN交换局，业务交换点SSP，业务控制点SCP。第一级HSTP采用二个平行的A、B平面网，A、B平面内部的各个HSTP间分别为网状相连。A、B平面之间成对的HSTP间相连。每个LSTP通过信令链至少要分别连接至A、B平面内成对的HSTP，LSTP至A、B平面两个HSTP的信令链路组间采用负荷分担方式工作。每个SP至少连至两个STP（HSTP、L

26、STP），若连至HSTP时，应分别固定连至A、B平面内成对的HSTP，SP至两个HSTP的信令链路组间采用负荷分担方式工作SP至两个LSTP的信令链路组织间也采用负荷分担方式工作。每个信令链路组中至少应包括两条信令链。HSTPHSTPHSTPAHSTPHSTPHSTPBLSTPLSTPLSTPLSTPSPSPSP大城市本地信令网SP(C1)HSTPHSTPLSTPLSTPSP(C2)SP(C3)SP(C4)SP(C5)信令链路话路5、我国电话网和信令网的对应关系：、我国电话网和信令网的对应关系：HSTP设在C1、C2交换中心，汇接C1、C2及所属LSTP。LSTP设在C3交换中心，汇接C3、C

27、4、C5信令点。 6、信令网的路由选择、信令网的路由选择： 在No.7信令网中，信令路由是指两个信令点间传送信令消息的路径。按照信令路由的特征和使用方法将其分为正常路由和迂回路由两大类。正常路由是信令链路或信令路由未发生故障时，在正常情况下传送信令业务流的路由，有两种情形：1）正常路由是采用直联工作方式的直达信令路由。2）正常路由是采用准直联工作方式的信令路由迂回路由是在信令链路或或信令路由未发生故障造成正常路由不能传送信令业务流时所选择的路由。迂回路由均为经STP转接的准直联方式的信令路由。信令路由选择的一般原则信令路由选择的一般原则： 两个基本原则“最短路径”和“负荷分担”。最短路径是在确

28、定至各个目的SP的路由时，选择不经过STP的直达信令路由或经STP次数最少的信令路由。负荷分担是同一等级的信令路由之间的每一条信令路由的信令链路组织间均匀分担信令业务。7、信令网的编号计划、信令网的编号计划： 为便于信令网的管理，国际和国内信令网的编号是彼此独立的，即各自采用独立的编号计划。国际信令点编码：CCITT建议采用14bit编码。国内信令点编码：采用24bit全国统一编号计划。 信令点（POINT）国家或地区（AREA）大区或洲（ZONE）3bit8bit3bit主信令区编码8bit8bit8bit分信令区编码信令点编码(1) 信令数据链路信令数据链路 定义了信令数据链路的物理、电气

29、和功能特性，确定与数据链路的连接方法，它是信令传递的物理介质。 信令数据链路是用于传递信令的双向传输通路。目前是利用PCM系统的一个时隙，速率为64kbps。 4.4 消息传递部分消息传递部分 (Message Transfer Part, MTP) 信令数据链路是七号信令的信息载体，它的一个重要特性就是信令链路应是透明的，即在它上面传送的数据不能有任何的改变，因此，信令链路中不能接入回声消除器、数字衰减器、A/u率变换器等设备。 (2) 信令链路功能规定了信令消息在一条信令数据链路上传递的功能和程序，MTP2与MTP1相配合，为两点间的信令消息的传递提供一条可靠的信令链路。信令链路功能包括：

30、 v定界根据定界标志F识别消息的首尾。v定位判断信令链路是否出现位同步失步。如失步则计错，并捕捉下一个定界标志重新定位。v差错检测No.7信令系统第二级采用的差错检测方法是16位校验位的循环校验方法（CRC）。v差错校正No.7信令系统提供两种差错校正方法：基本差错校正方法和预防循环重发校正方法。基本差错校正方法基本差错校正方法是一种非互控、正负证实的重发纠错方法。 预防循环重发校正方法预防循环重发校正方法是一种非互控的前向纠错方法。 前者适用于传播时延小于15ms的信号链路，后者适用于大于15ms的情况。 基本重发校正过程示意图n初始定位 初始定位是信令链路从不工作状态（包括空闲状态和故障后

31、退出服务状态）进入工作状态时执行的信令过程。 初始定位过程涉及的链路状态为如下四种状态：SIOS：业务中断状态；SIO：失去定位状态；SIN：正常定位状态；SIE：紧急定位状态。 n信令链路差错率监视 为保证信令链路的性能，满足信令业务的要求，必须对信令链路的差错率进行监视。 n第二级流量控制 流量控制用来处理第二级的拥塞情况。 n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。(3) 信令网功能信令网功能是No.7信令系统的第三功能级，它定义了在信令点之间传递消息的功能和过程。v信令消息处理保证一个信令

32、点的某用户部分发出的消息能发送到适当的信令链路或用户部分。消息处理功能由消息路由，消息识别，消息分配三部分组成。 v信令网管理在故障情况下,完成信令网重新组合,以及在拥塞时控制话务量。它由信令业务管理，信令链路管理和信令路由管理组成。信令消息处理功能结构信令网管理功能结构4.4 电话用户部分电话用户部分 (Telephone User Part, TUP)标题码用来指明消息的类型。标题码由消息组编码标题码用来指明消息的类型。标题码由消息组编码H0和消息编和消息编码码Hl组成。组成。信令信息部分用来传送消息所需的参数。信令信息部分用来传送消息所需的参数。 电话标记电话标记 标记是一个信息术语，每

33、一个信令消息都含有标记部分。 电话用户消息的标记（简称电话标记）由目的地信令点编码（DPC）、源信令点编码（OPC）及电路编码（CIC）3部分组成，格式如下图所示。 CIC标识DPC与OPC之间许多话音电路中的一条话音电路。CIC的设定需由双方协商设定，一般常用的原则为： 对于2.048kbit/s数字通路，CIC最低的5比特是话路时隙编码，其余7比特表示DPC和OPC信令点之间的PCM系统的编码。 CCITT定义了TUP的9类消息，我国与之基本相同，个别消息略有增删。前向地址消息组（FAM）00010001IAM：初始地址消息。0010IAI：带附加信息的初始地址消息。0011SAM：后续地址消息0100SAO：只带一位号码的后续地址消息后向建立成功消息组（SBM）01000001ACM：地址全消息，表示被叫空闲，呼叫建立成功。不成功后向建立消息组（UBM）：0101 有12个消息，表示呼叫建立失败。电路监视消息组（CCM）：0111 可分为两类：一类为正常呼叫结束时电路释放监护消息（RLG0001）；另一类用于电路维护的消息。呼叫监视消息组（CSM）：0110 该信令传递被叫应答和通话后主被叫挂机消息，共有6个： 0001ANC被叫应答、计费消息 0010ANN应答、免费 0100CLF前向释放 0011CBK后向释