现代交换原理与技术 第2版 课件 第4章 信令系统

现代交换原理与技术第4章信令系统4.14.24.34.4信令的基本概念中国No.1信令系统No.7信令系统No.7信令网4.5电话通信网第4章信令系统在交换设备之间相互交换的“信息”，必须遵守一定的协议和规约，是控制交换机产生动作的命令,称为信令。信令是面向连接工作模式通信网络为实现源、目的端之间准确而有效地互通信息，协调网络设备建立传信通路所必需的协议命令序列。定义信令是呼叫接续过程中所采用的一种“通信语言”，用于协调动作、控制呼叫。这种通信语言是可相互理解、相互约定、以达到协调动作为目的。4.1信令的基本概念中继线用户线用户线交换机A(发端局)交换机B(收端局)启呼(摘机)拨号音占用信令拨号信令选择信令（路由信令）回铃音信令振铃信令应答(摘机)应答信令（通话）复原(挂机)后向挂机信令前向拆线信令拆线证实信令复原(挂机)局间信令用户线信令用户线信令用户A用户B4.1信令的基本概念-信令过程举例4.1信令的基本概念信令系统信令系统：是实现信令消息收集、转发和分配的一系列通信设备和相关协议实体，是通信网的重要组成部分。任何通信网都离不开信令系统，信令系统是通信网的重要组成部分。可以指导终端、交换系统及传输系统协同运行，在指定的终端之间建立临时的通信信道，维护网络本身的正常运行。线路信令具有监视功能，用来监视主被叫的摘、挂机状态及设备忙闲，表示用户线与中继线的当前状态。路由信令具有选择功能，指主叫所拨的被叫号码，用来选择路由。管理信令具有操作功能，用于电话网的管理和维护。如检测和传送网路拥塞信息、呼叫计费信息，提供远距离维护信令，局间中继的闭塞等信息。4.1信令的基本概念信令的分类(1)按信令的功能划分4.1信令的基本概念信令的分类(2)按信令的传输区域划分用户信令用户和交换机之间的信令，在用户线上传送。主要包括用户向交换机发送的监视信令和选路信令，交换机向用户发送的铃流和忙音等音信号。交换机和交换机之间的信令，在局间中继线上传送，用来控制呼叫接续和拆线，以及与通信网管理和维护相关的信息。局间信令4.1信令的基本概念信令的分类(3)按信令的传输方向划分前向信令信令沿着从主叫到被叫的方向传送，发端局到收端局。信令沿着从被叫到主叫的方向传送，收端局到发端局。后向信令4.1信令的基本概念信令的分类(4)按信令信道与话音信道的关系划分随路信令（CAS—ChannelAssociatedSignaling）信令和话音在同一条话路中传送的信令方式；（或信令通路与话路存在对应关系）也叫公共信道信令CCS—CommonChannelSignaling）:信令通路与话音通路分开，且一条信令通路可以为多条话音通路服务；（以时分方式在一条高速链路上传送多路话音的信令）共路信令4.1信令的基本概念信令的分类(4)按信令信道与话音信道的关系划分随路信令方式4.1信令的基本概念信令的分类(4)按信令信道与话音信道的关系划分随路信令方式——1号信令中国1号信令是随路信令，它是由线路信令和多频互控信令（MFC，也叫记发器信令）构成的线路信令是监视信令，用于传递中继电路空闲、占用、被叫应答、主被叫摘挂机等状态。它是在局间PCM中继系统的TS16中传送的，该信令虽然不在话路中传送，但是信令传送通道与话路之间存在着时间位置上的一一对应关系。多频互控信令是路由信令，用于传递被叫号码、主叫号码、主叫用户类别等信息，它是在此次通话所占用的话路中传送的。4.1信令的基本概念信令的分类(4)按信令信道与话音信道的关系划分随路信令方式——线路信令F1~F15帧TS16的8比特传送两个话路的信令，两个方向各有abcd4比特码传送线路信令。时分复用，32路PCM信号每传送一次叫做一帧(125us)，16帧为一个复帧，记做F0~F15，每帧32TS，TS0传送帧同步，TS16传送复帧同步和30个话路的线路信令。4.1信令的基本概念信令的分类(4)按信令信道与话音信道的关系划分随路信令方式——线路信令32个时隙中，TS0用于帧同步和帧失步告警，TS1～TS15、TS17～TS31为话路，F0的TS16用于复帧同步，F1~F15的TS16用来传送30个话路的线路信令。每路话路的线路信令占用4个bit，F1~F15的TS16的高4bit用来传送TS1～TS15话路的线路信令，而低4bit特用来传送TS17～TS31话路的线路信令。因此，中国1号信令的线路信令的传送与话路存在着一一对应关系，线路信令通道与话路之间具有相关性。4.1信令的基本概念信令的分类(4)按信令信道与话音信道的关系划分随路信令方式——特点与公共信道信令相比，随路信令的传送速度慢，信令容量小，传递与呼叫无关的信令能力有限，不便于信令功能的扩展，支持通信网中新业务的能力较差。两个基本特征(1)共路性

信令和用户信息在同一通信信道上传送。

(2)相关性信令通道与用户信息通道在时间位置上具有相关性。4.1信令的基本概念信令的分类(4)按信令信道与话音信道的关系划分公共信道信令方式——特点4.1信令的基本概念信令的分类(4)按信令信道与话音信道的关系划分公共信道信令方式——特点公共信道信令的优点是信令传送速度快、信号容量大、可靠性高；可传递大量与呼叫无关的信令，便于信令功能的扩展；在通话时可随时处理信令；具有改变或增加信令的灵活性，便于开放新业务；两个基本特征(1)分离性信令和用户信息在各自的通信信道上传送；

(2)独立性信令通道与用户信息通道之间不具有时间位置的关联性，彼此相互独立。4.1信令的基本概念信令方式信令是通信网中规范化的控制命令。所谓规范化就是在信令构成、信令交互时要遵守一定的规约和规定，这些规约和规定就是信令方式。信令方式：信令在传送过程中所要遵守的规约和规定。信令方式包括：信令的结构形式；信令的传送方式；信令的控制方式。4.1信令的基本概念信令方式——结构形式信令的结构形式是指信令所能传递信息的表现形式，可分为未编码和编码二种结构形式。信号音未编码信令pulseDTMF编码信令No.7信令

MFC4.1信令的基本概念信令方式——结构形式编码信令——编码方式采用多频制进行编码:模拟型多频制信令。“多频”是指多频编码信号，即由多个频率组成的编码信号。双音多频（DTMF）信令和多频互控（MFC）信令都是采用多频编码方式的信令。4.1信令的基本概念信令方式——结构形式编码信令——编码方式采用多频制进行编码:模拟型多频制信令。“多频”是指多频编码信号，即由多个频率组成的编码信号。双音多频（DTMF）信令和多频互控（MFC）信令都是采用多频编码方式的信令。4.1信令的基本概念信令方式——结构形式编码信令——编码方式采用二进制数字进行编码:数字型二进制信令采用二进制进行编码的数字型信令主要有：中国1号信令的数字型线路信令和No.7信令。中国1号的数字型线路信令是采用4位二进制编码来表示线路状态的信令，该信令基于30/32路PCM传输系统，通过TS16在局间传送。用a、b、c、d表示在这里下标f表示前向信令，即主叫局发往被叫局的信令，下标b表示后向信令，即被叫局发往主叫局的信令。af：表示发话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4.1信令的基本概念信令方式——结构形式编码信令——编码方式采用二进制数字进行编码:数字型二进制信令bf：表示向来话交换局指示故障状态的前向信号

bf=0为正常状态

bf=1为故障状态cf：表示话务员再振铃的前向信号

cf=0为话务员再振铃

cf=1为话务员未再振铃或未进行强拆操作ab：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4.1信令的基本概念信令方式——结构形式编码信令——编码方式采用二进制数字进行编码:数字型二进制信令bb：表示受话局状态的后向信号

bb=0为示闲状态

bb=1为占用或拥塞状态cb：表示话务员回振铃的后向信号或呼叫是否到达被叫

cb=0为话务员进行回振铃操作或呼叫到达被叫

cb=1为话务员未进行回振铃操作或呼叫未到达被叫4.1信令的基本概念信令方式——传送方式信令在多段路由上的传送方式有3种：端到端方式逐段转发方式混合方式4.1信令的基本概念信令方式——传送方式信令在多段路由上的传送方式有3种：端到端方式用户发端局ABCDXXXX收号器收号器收号器收号器发号器XXXXABCDABCD第一转发局第二转发局收端局用户4.1信令的基本概念信令方式——传送方式信令在多段路由上的传送方式有3种：逐段转发方式用户发端局ABCDXXXX收号器发号器发号器收号器发号器XXXXABCDXXXXABCDXXXX第一转发局第二转发局收端局用户收号器收号器4.1信令的基本概念信令方式——传送方式信令在多段路由上的传送方式有3种：混合方式混合方式就是在信令传送时既采用端到端方式，又采用逐段转发方式。混合方式的特点是可根据电路的情况灵活采用不同的控制方式，以达到信令传送既快速又可靠。比如中国No.1信令的MFC信令传送方式采用的原则一般是：信令在优质电路上传送采用端到端的方式，在劣质电路上传送采用逐段转发的方式。

No.7信令的传送一般采用逐段转发的方式，在某些情况下也可支持端到端的方式。4.1信令的基本概念信令方式——控制方式控制信令传送的方式有3种：非互控方式半互控方式全互控方式4.1信令的基本概念信令方式——控制方式控制信令传送的方式有3种：非互控方式在信令发送过程中，信令发送端发送信令不受接收端的控制，不管接收端是否收到，可自由的发送信令。特点：其信令发送的控制设备简单，信令传送速度快，但信令传送的可靠性差。4.1信令的基本概念信令方式——控制方式控制信令传送的方式有3种：半互控方式在信令发送过程中，信令发送端每发一个信令，都必须等到接收端返回的证实信令或响应信令后，才能接着发下一个信令，也就是前向信令受控于后向信令。特点：采用这种控制方式的信令系统，其信令发送的控制设备相对简单，信令传送速度较快，信令传送的可靠性有保证。4.1信令的基本概念信令方式——控制方式控制信令传送的方式有3种：全互控方式全互控方式是指信令在发送过程中，发送端发送信令受到接收端的控制，接收端发送信令也要受到发送端的控制。特点：全互控方式的特点是抗干扰能力强，信令传送可靠性高，但信令收发设备复杂，信令传送速度慢4.14.24.34.4信令的基本概念中国No.1信令系统No.7信令系统No.7信令网4.5电话通信网第4章信令系统4.2中国No.1信令系统ITU-T建议的信令系统CCITTNo.1：用于国际人工业务CCITTNo.2：用于国际半自动业务CCITTNo.3：用于单音频系统CCITTNo.4：双音频组合脉冲方式，用于卫星通信CCITTNo.5：用于国际通信CCITTNo.5bis：CCITTNo.5的变形，未得到应用CCITTNo.6：模拟型公共信道系统CCITTNo.7：数字型公共信道系统4.2中国No.1信令系统随路信令中国1号信令是随路信令线路信令，用来表示对于线路的占用请求和线路忙/闲状态的监视信令。记发器信令，属于路由信令，用来选择路由或用户，以及计费等信息，采用多频互控（MFC）方式。4.2中国No.1信令系统线路信令：在局间PCM中继系统的TS16中传送,信令传送通道与话路之间存在着时间位置上的一一对应关系。因此，中国1号信令的线路信令的传送与话路存在着一一对应关系，线路信令通道与话路之间具有相关性。4.2中国No.1信令系统记发器信令是路由信令，用于选择路由和用户，在此次通话所占用的话路中传送，采用多频互控（MFC)信号方式。1）信号编码：分为前向和后向两种信号编码前向信令采用1380~1980Hz高频群，6个等差120Hz频率，按6中取2方式组合编码成15种信号。后向信令采用780~1140Hz低频群，4个等差120Hz频率，按4中取2组合编码成6种信号。4.2中国No.1信令系统记发器信令4.14.24.34.4信令的基本概念中国No.1信令系统No.7信令系统No.7信令网4.5电话通信网第4章信令系统4.3No.7号信令系统No.7信令系统：目前标准化和正在使用的公共信道信令系统优点：信令传送速度快。信令容量大，具有提供大量信令的能力。能完成与呼叫无关的信令的传送，支持多种新业务。多路通信的信令在公共信令设备上传送，信令设备经济。No.7信令系统在国际上得到广泛的应用。4.3No.7号信令系统No.7信令的应用与发展SSS7NETWORKPSTNB-ISDNN-ISDNPSPDNMobile

NetworkSCPSSPIPSMSServiceProviderEnd-UserEnd-UserEnd-UserEnd-UserDBINTERNETEnd-UserInternet4.3No.7号信令系统No.7信令系统的特点1）No.7信令采用公共信道方式：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…4.3No.7号信令系统No.7信令系统的特点2）No.7信令是基于分组交换的数据报方式，其信息传送的最小单位是信令单元（SU），基于统计时分复用方式。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，以识别该信令单元传送的信令属于哪一个话路。3）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。4）必须要设置备用设备，以保证可靠性。4.3No.7号信令系统No.7信令的基本功能结构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。4.3No.7号信令系统No.7信令的基本功能结构模块化功能结构，面向OSI七层协议的分层模型，适应多种应用4.3No.7号信令系统No.7信令的基本功能结构No.7信令点和信令转接点之间的协议栈4.3No.7号信令系统信令单元基本格式信令单元是信令点之间传递信令消息的最小单位，以数字编码的形式构成。由第二功能级处理，采用可变长的信令单元，它由若干个8位位组组成。NO.7信令有三种信令单元：消息信令单元（MSU），用来运载来自第四级的用户级(用户部分或信令网管理功能)产生的信令消息；链路状态信令单元（LSSU），来自第三级用来传送链路状态信息；填充信令单元（FISU），来自第二级用于链路空或链路拥塞时来填补位置。4.3No.7号信令系统信令单元基本格式FBSNILICKF发送顺序BIBFSNFIB816n×8，n≥02617178bit第2级第3级第2级标准头F： 标志码01111110CK： 检验位I： 信息LI： 长度指示FIB：前向指示比特FSN：前向序号BIB：后向指示比特BSN：后向序号4.3No.7号信令系统信令单元基本格式4.3No.7号信令系统信令单元基本格式——MSU格式SIO：业务信息八位位组 指定不同的用户部分 用于消息分配SIF：信令信息字段 信令网管理消息 第4级用户信息FBSNSIFLICKF发送顺序BIBFSNFIB816n×8，n22617178SIO8ILI＝3～634.3No.7号信令系统信令单元基本格式——LSSU格式SF：状态字段（CBA状态指示语）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BIBFSNFIB8168/162617178ILI＝1或24.14.24.34.4信令的基本概念中国No.1信令系统No.7信令系统No.7信令网4.5电话通信网第4章信令系统4.4No.7号信令网信令网的概念逻辑上独立于通信网，专门用于传送信令的网。是现代通信网的支撑网。物理上可以独立于通信网，也可以与通信网融为一体。信令网的组成信令网由信令点（SP）、信令转接点（STP）和信令链路三部分组成。4.4No.7号信令网信令网的组成（1）信令点（SP）是信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。（2）信令链是信令网中连接信令点和信令转接点的最基本部件，它由No.7信令功能的一、二级组成。数字信令链路速率为64kbit/s。4.4No.7号信令网信令网的组成（3）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：只完成信令转接功能，即专用的STP。一般是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：既完成信令转接的功能，同时又是信令消息的起源点和目的点，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。4.4No.7号信令网信令工作方式：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：直联工作方式准直联工作方式非直联工作方式4.4No.7号信令网No.7信令网的结构信令网按结构可分为：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。4.4No.7号信令网No.7信令网的结构信令网按结构可分为：无级信令网、分级信令网。4.4No.7号信令网No.7信令网的结构采用几级信令网，主要取决于以下两个因素：信令网所能容纳的信令点数量STP容量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）。4.4No.7号信令网中国No.7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。第三级为高级信令转接点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。HSTP采用独立型信令转接点设备第二级为低级信令转接点LSTP,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，负责转接它所汇接的第三级SP的信令消息。第一级为信令点SP，每个SP至少连至两个STP（HSTP、LSTP）4.4No.7号信令网中国No.7号信令网的等级结构4.4No.7号信令网中国No.7号信令网的等级结构HSTP-AHSTP-B北京上海南京杭州合肥南昌广州长沙武汉郑州沈阳成都昆明HZ-LSTPHZ-SPBJ-LSTPBJ-SP4.4No.7号信令网信令网的编号计划在No.7信令网中，信令消息的传送是通过识别目的信令点编码（DPC），进而选择信令路由来实现的，因而我们必须对No.7信令网中的每一个信令点进行编码，来唯一地标识它。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。4.4No.7号信令网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我国大区编码为4，区域网编码为120，在国际网中分配有8个信令点，其编码为4-120-XXX。主信令区编码8bit8bit8bit分信令区编码信令点编码4.14