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第三章信令系统本章内容3.1信令概述3.2中国No.1信令3.3No.7信令3.1信令概述
3.1.1信令的基本概念信令系统用来在信网的各个节点之间传送控制信息。信令系统是通信网的重要组成部分。建立通信网的目的是为用户传递包括话音信息和非话音信息在内的各种信息,为了做到这一点,就必须使通信网中的各种设备协调动作,因此各设备之间必须相互交流“信息”,以说明各自的运行情况,提出对相关设备的接续要求,从而使各设备之间协调运行。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。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。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。1.信令传送的示例
为了使网络中的各设备协调动作,必须在各设备间传送相关信令。为了使不同的厂家生产的交换机能配合工作,在不同交换机之间传送的信令必须遵循一定的协议,遵循不同协议的信令就构成了不同的信令系统。
2.通信协议的基本内容
1)
语法:规定在收发双方之间相互交换信息的表现形式。2)语义:说明需要发出何种控制信息,完成何种动作及作出何种应答。3)
同步:事件完成顺序的详细说明。3.1.2信令的分类
信令的分类方法很多,常用的分类有以下几种。1.用户线信令和局间信令及交换机内部信令按照信令的工作区域划分,可将信令分为用户线信令、局间信令和交换机内部信令。1)用户线信令是用户终端设备和交换机之间传送的信号。2)局间信令是在交换机之间,或交换机与网管中心、数据库之间传送的信令。3)在交换机内部各功能单元电路之间传送和交换的信令(又称信息),这类信令不属于电话网中信令系统类型,完全取决于交换机内部的工作状态。2.前向信令和后向信令根据信号的传送方向,可分为前向信令和后向信令。1)前向信令,指信令沿着从主叫到被叫的方向传送。2)后向信令,指信令沿着从被叫到主叫的方向传送。
3.线路信令和记发器信令按照信令的功能来分,随路信令又可分为线路信令和记发器信令两大类。1)监视信令监视信令又称为线路信令,用来检测或改变中继线的呼叫状态和条件,以控制接续的进行。由于中继线的占用和释放等是随机发生的,因此在整个呼叫接续期间都要对随路信令进行处理。2)选择信令选择信令(记发器信令)又称为记发器信令,主要用来传送被叫(或主叫)的电话号码,供交换机选择路由、选择被叫用户。由于记发器信令仅在通话前传送,可利用话音通道来传送记发器信令。3)操作信令操作信令又称管理信令,它被用于电话网的管理和维护等,以保证有效地使用电话网络,接续也能顺利、可靠地进行。操作信令包括:网络拥塞信息;设备或电路已的不可用信息;呼叫计费信息。4.随路信令和公共信道信令按照信令传送通路与话路之间的关系来划分,信令可分为随路信令和公共信道信令两大类。1)随路信令随路信令是指用传送话路的通路来传送与该话路有关的各种信令,或传送信令的通路与话路之间有固定的关系。2)公共信道信令公共信道信令是指传送信令的通道和传送话音的通道在逻辑上或物理上是完全分开的,有单独用来传送信令的通道,在一条双向的信令通道上,可传送上千条电路的信令消息。图3.1两种信令系统的组成结构3.1.3信令的传送方式
信令在多段路由上的传送方式有端到端方式、逐段转发方式和混合方式三种。1.端到端方式图3.2端到端方式发端局仅向中间汇接局发送收端局号,由汇接局接通至下一局的信令链路。如果下一局仍是中间局而非收端局,发端局将仍只发送收端局号。如此重复,直至所接通的交换局为收端局时,才由发端局直接向收端局发送被叫话机的用户号。
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。2.逐段转发方式在逐段转发传输方式中,每台交换机仅从被叫号码确定出下一站的交换机及传输路由,然后通过该路由将被叫方的完整号码送到下一站交换机。
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。图3.3逐段转发方式
3.混合方式混合方式是前面两种方式的组合,当电路传输质量比较高时采用端到端方式,当电路传输质量比较低时采用逐段转发方式。3.1.4控制方式控制方式指控制信令发送过程的方法。它包括非互控方式、半互控方式和全互控方式三种方式。1.非互控方式(脉冲方式)非互控方式即发端不断的将需要发送的连续或脉冲信令发向收端,而不管收端是否收到。这种方式设备简单,但可靠性差。图3.4非互控方式2.半互控方式发端向收端每发一个信令后,必须等接收到收端回送的接收良好的证实信令,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:信令发送的控制设备相对简单,但信令传送的可靠性有保证。
图3.5半互控方式3.全互控方式发端发前向信令不能自动中断,要等收到收端的证实信令后,才停止发送;收端发证实信令也不能自动中断,须在发端信令停发后,才能停发证实信令。
特点:抗干扰能力强,可靠,但设备复杂,传送速度慢。3.2中国1号信令
我国国标规定的随路信令方式,称为中国1号信令方式,中国1号信令方式按信令功能,它包括实现监视功能的线路信令和实现选择功能的记发器信令;按信令传输方向,分为前向信令和后向信令;按照信号方式有直流线路信令、带内单频线路信令和数字线路信令;由于电信网的传输系统还存在数/模兼容,所以线路信令又分为模拟型和数字型两种。3.2.1线路信令
线路信令主要用于监视中继的占用、空闲、闭塞的状态。线路信令根据其结构形式可分为模拟型线路信令和数字型线路信令(DL),模拟型又分为直流线路信令(DC)和带内单频线路信令(SF)。线路信令在多段路由上的传送方式采用逐段转发方式,控制方式为非互控,即脉冲方式。1.模拟型线路信令(DC+SF)
模拟型又分为直流线路信令(DC)和带内单频线路信令(SF)。
(1)直流线路信令
直流线路信令采用两线以及两线上的四种直流电位变化的组合来表示各种接续状态。取其中19种(DC1~DC19)为直流线路信令,主要用于纵横制与步进制交换机间的配合,也有部分用于与程控交换机的配合。(2)带内单频线路信令(SF)当使用载波电路作为局间传输媒介时,就采用带内(话音的频率带宽3400Hz的范围内)单频线路信令,它采用的单频为2600Hz,基本脉冲为长脉冲600ms,短脉冲150ms,发送两信令之间的最小标称间隔为300ms。由基本脉冲的不同组合来表示各种接续状态。这些接续状态按照前向和后向包括10种信令信号。其中,前向信令有占用、拆线(主叫挂机)、重复拆线以及供话务员使用的前向的再振铃或强拆信令。①占用,请求被叫端接收后续信令,被叫端由空闲转向工作状态。②拆线(主叫挂机),释放该呼叫占用的资源。③重复拆线:主叫方向被叫方发出的拆线信令经历3~5秒没有收到证实信息时发送该信息。
后向信令信号有:应答、挂机(被叫挂机)、拆线证实(释放监护)、闭塞、供话务员使用回振铃信令。①应答:被叫端向主叫端逐段传送的被叫用户已摘机的信息。②挂机(被叫挂机):被叫用户挂机后被叫端向主叫端局逐段传送的挂机信息。③拆线证实(释放监护):被叫端通信终止,链路释放信息。④闭塞:通知主叫方端该线路处于占线状态,后续主叫不能使用该线路或设备。
2.数字型线路信令(DL)(1)时隙分配
图3.6PCM帧结构F0帧TS16时隙称为标志信号时隙,标识的为复帧定位码组。其中第1~4位是复帧定位码组本身,编码为“0000”;第6位为复帧对告码,用于复帧失步告警指示。失步为“1”,同步为“0”。其余3bit为备用比特,如不用则为“1”。F0偶数帧和奇数帧的TS0:偶数帧的2~8位为帧定位码组,规定内容为00110111;奇数帧的4~8位是备用码组,用于国内通信,当数字链路跨越国际边界或这些比特不被利用时,则将其固定为“1”;第3位是帧告警码,用于指示远端失步告警。非告警状态为“0”;告警状态为“1”。奇、偶数帧的第1位留作国际通信的备用比特。如果国际通信不用,则当数字链路跨越国际边界时固定为“1”。若数字链路不跨越国际边界,则此比特可用作国内业务。如可以用于循环冗余校验。奇数帧的第2位用来区别偶数帧或奇数帧。因偶数帧的第二位为“0”,则奇数帧第二位固定为“1”,以示区别。(2)
编码含义数字型线路信令分为前向信令和后向信令。前向信令采用af、bf二位码字来表示,后向信令采用ab、bb二位码字来表示,各信令的含义如下。af码表示发话交换局状态的前向信令:
af=0表示主叫摘机(占用)状态
af=1表示主叫挂机(拆线)状态
bf码表示故障状态的前向信令:
bf=0表示正常状态
bf=1表示故障状态ab码表示被叫用户挂机状态的后向信令:
ab=0表示被叫摘机状态
ab=1表示被叫挂机(后向拆线)状态
bb码表示受话局状态的后向信令:
bb=0表示示闲状态
bb=1表示占线或闭塞状态3.2.2记发器信令NO.1记发器信令又称多频互控方式信令,简称MFC,其传送方式为端到端方式,但在劣质电路上也可采用逐段转发方式,控制方式为全互控。这里,“多频”是指记发器信号由多种频率的组合而成;“互控”是指信号传送过程中必须和对端发回来的证实信号配合工作。多频互控信令分为前向信令和后向信令,前向信令又分为前向Ⅰ组和前向Ⅱ组,后向信令又分为后向A组和后向B组。前向Ⅰ组和后向A组为互控,前向Ⅱ组和后向B组为互控。每一个信号的发送和接收都有一个互控过程。每一个互控过程分为四个节拍。第一拍:主叫端记发器发送前向信令。第二拍:被叫端记发器接收和识别主叫端前向信令后,被叫端发后向信令。第三拍:主叫端记发器接收和识别后向信令后,停发前向信令。第四拍:被叫端记发器识别前向信令停发以后停发后向信令。
除互控方式外,其传输方式还有非互控方式(脉冲方式)、半互控方式(前向信令受后向信令控制)两种方式。1.信令编码前向信令采用1380Hz~1980Hz高频群,含有120Hz等差的6个频率,按六中取二编码,最多可组成15种信令。表3.1前向信令的频率组合后向信令采用780Hz~1140Hz低频群,按四中取二编码,最多可组成6种信令。
数码频率(Hz)123456F0(1140)000F1(1020)000F2(900)000F3(780)000表3.2后向信令的频率组合2.互控传送方式图3.7互控传送方式3.中国1号的MFC信令含义
记发器信令为带内信令,既可通过模拟信道直接传输,也可经PCM编码后由数字信道传输。No.1信令是一种随路信令。记发器信令主要完成主、被叫号码的发送和请求,主叫用户类别、被叫用户状态及呼叫业务类别的传送。表3.3记发器信令的基本含义前向信令组别名称基本含义容量ⅠKA信令主叫用户类别15KC信令长途接续类别5KE信令长市(市内)接续类别5数字信令数字0~910ⅡKD信令发端呼叫业务类别6后向信令组别名称基本含义容量AA信令收号状态和接续状态的回控证实6BB信令被叫用户状态6(1)
前向I组信令前向I组信令由接续控制信号和数字信号组成。1)KA信号
KA信号是发端市话局向发端长话局前向发送的主叫用户类别信令。KA信号提供本次接续的计费种类(立即、定期、免费)和用户等级信息(普通、优先)信息。2)KC信号
KC信号是长话局间前向发送的接续控制信号,它具有保证优先用户优先接通,控制卫星电路段数,完成指定叫和测试呼叫的功能。3)KE信号KE信令是终端长话局向终端市话局以及市话局间前向传送的接续控制信令。4)数字信令 前向I组信令的“0~9”数字信令用来表示电话号码。此外,发端市话局向发端长话局发送的“15”信令表示“主叫用户号码终了”。
(2)
后向A组信令后向A组信令是前向I组信令的互控信令,起控制和证实前向I组信令的作用。A1、A2、A6信令这三个信令、统称发码位次控制信令,控制前向数字信令的发码位次。
表3.4A组信令含义A组信号编码信号含义1A1:发下一为号码2A2:由第一为发起3A3:转至B组信号4A4:机键拥塞5A5:空号6A6:发KA和主叫用户号码(3)前向II组信令(KD)
KD信号是发端业务性质信号。表3.5KD信令含义KD信号编码信号含义1长途话务员半自动呼叫2长途自动呼叫(电话通信或用户传真,用户数据通信)3市内电话4市内用户传真或用户数据通信、优先用户5半自动核对主叫号码6测试呼叫(4)后向B组信号(KB)KB信号是表示被叫用户状态的信号,起证实KD信号和控制接续的作用。表3.6KB信令含义KB信号编码信号含义长途接续或测试接续时(当KD=1、2或6时)市话接续时(当KD=3或4时)1被叫用户空闲被叫用户空闲,互不控制复原2被叫用户“市忙”备用3被叫用户“长忙”备用4机键拥塞被叫用户忙或机键拥塞5被叫用户空号被叫用户空号6备用被叫用户空闲,主叫控制复原【例】MFC信令发送顺序(长途电话全自动接续)
设主叫号码为234567,被叫号码为025865432。
3.3中国7号信令1.No.7信令系统的产生背景(1)随路信令的限制在话路中传送随路信令方式存在以下限制:信号传送速度较慢,因此“拨号后等待时间”一般较长。对于电话通信来说,大多数还是可以容许的,但对于程控交换机来说就要影响某些新业务的应用;信息容量有限;各种信令系统都是为特定应用条件而设计的,这就可能使得在同一网络中形成各种不同系统,造成经济上和管理上的困难;大多数系统都是按照每话路配备信号设备,比较昂贵。。。(2)公共信道信令的优点1)对用户的好处①减小了呼叫建立时间,尤其对于远距离长途呼叫可使拨号后延时减小到1s以内;②有利于新业务的发展。有的新业务需要有快速的信令方式和较多的信号内容,只有采用公共信道信令才可能实现。③由于信号速度快,在线路拥塞时可以采用重复测试和迂回路由而不致于使呼叫建立时间过分增加。2)对网络管理的好处①统一了信令系统②有利于现代化通信网的管理③降低了由于网络拥塞或被叫忙而引起的无效话务量
2.CCS7号信令协议及信令网的设计目的(1)基本呼叫的建立、管理及拆除;
(2)无线业务(例如个人通讯服务PCS),无线漫游,移动用户身份鉴定;(3)本地可移植号码(localnumberportabilityLNP);(4)免费业务(800/888)及长途有线业务(900);(5)增强呼叫功能,例如呼叫转移、主叫号码显示及三方通话等;(6)使全球化通讯更为有效及安全;1.No.7信令系统的基本特点
(1)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。最适合采用64kbit/s的数字信道,也适合模拟信道和较低速率下的工作,适合由数字程控交换机和数字传输设备所组成的综合数字网。3.3.1CCS7信令系统概述图3.8CCS7信令链路结构图
(2)多功能的模块化系统。可灵活地使用其整个系统功能的一部分或几部分,组成需要的信令网络。(3)具有高可靠性。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。(4)具有完善的信令网管理功能。(5)采用不定长消息信令单元的形式,以分组传送和明确标记的寻址方式传送信令消息,能满足现在和将来传送呼叫控制、遥控、维护管理信令及处理机之间事务处理信息的要求。2.CCS7信令系统的基本功能
No.7信令系统能满足多种通信业务的要求,当前的主要应用有:(1)传送电话网的局间信令;(2)传送电路交换数据网的局间信令;(3)传送综合业务数字网的局间信令;(4)在各种运行、管理和维护中心传递有关的信息;(5)在业务交换点和业务控制点之间传送各种控制信息,支持各种类型的智能业
务;(6)传送移动通信网中与用户移动有关的各种控制信息。
3.CCS7信令系统的构成1)信令系统的组成
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。CCS7信令的消息传送部分(MTP)的主要功能是作为一个消息的传递系统,为用户部分提供信令信息的可靠传递,不负责消息内容的检查和解释。它分成信令数据链路(MTP-1)、信令链路功能(MTP-2)、信令网功能(MTP-3)三级。用户部分(UP)是使用消息传递能力的功能实体,是为各种不同电信业务应用设计的功能模块,负责信令消息的生成、语法检查、语义分析和信令过程控制。用户部分主要包括电话用户部分(TUP)、数据用户部分(DUP)、ISDN用户部分(ISUP)、信令连接控制部分(SCCP)和事务处理能力部分(TCAP)。2)CCS7信令的协议栈与OSI7层参考模型的对应关系图3.9CCS7信令的协议栈与OSI7层参考模型的对应关系3.3.2CCS7信令网
1.信令网的构成
我国七号信令网分为高级信令转接点HSTP(Highsignalling
Transfer
Point)、低级信令转接点LSTP(Low/LocalSignallingTransferPoint)、信令点SP(SignallingPoint)三级架构。
No.7信令网的基本组成部件有信令点SP、信令转接点STP和信令链路SL。图3.10我国信令网的三级体系结构(b)我国信令网等级组成结构(a)我国信令网的三级体系结构CCS7信令网三级结构按如下连接方式进行工作:
(1)HSTP设置在DC1所在地,与DC1级交换中心对应,完成大区或省会的信令转接,负责转接其第二级LSTP和第三级SP的信令消息。为保证信令网的可靠性,第一级信令网采用平行的A、B平面网,在每个平面内的各个HSTP网状相连,A平面和B平面中成对的HSTP对应相连。A、B平面采用负、荷分担方式工作。(2)第二级LSTP设置在DC2交换中心所在地,完成省内信令转接,为保证信令网的可靠性,LSTP与HSTP采用汇接方式连接,每个LSTP分别连接至A、B平面内成对的HSTP,LSTP至A、B平面内两个HSTP的信令链组之间采用负荷分担方式工作,汇接的第三级SP的消息。(3)每个SP至少连至两个STP(LSTP或HSTP);若连接HSTP时,应分别连至A、B平面内成对的HSTP。SP至两个STP的信令链路组间采用负荷分担工作方式工作。
2.信令点SPSP是处理控制消息的节点,产生消息的信令点为该消息的起源点,消息到达的信令点为该消息的目的地节点。通常信令点就是通信网中的交换或处理节点,例如交换机、操作维护中心、网络数据库等。常用符号“○”表示。任意两个信令点,如果它们的对应用户之间(例如电话用户)有直接通信,就称这两个信令点之间存在信令关系。每个信令点都以一个唯一的数字信令点编码来标识。每个信令消息中都使用了这个点编码以表示这个消息传送的源点及目的地点。信令点都使用一个路由表来为每个消息选择适合的路由。信令点编码有两种:14位和24位。源信令点编码OPC,目的信令点编码记为DPC。
NMLKJIJGFEDCBA大区识别区域网识别信令点识别信令区域编码(SANC)国际信令点编码(ISPC)图3.11国际信令网的信令点编码结构
2)我国国内网的信令点编码
我国国内信令网采用的是24位二进制数的全国统一的编码计划。依据我国的实际情况,将编码在结构上分为三级,即三个信令区。将我国省、直辖市为单位(个别大城市也列入其内)划分成若干主信令区(对应HSTP),每个主信令区再划分成若干分信令区(对应LSTP),每个分信令区含有若干个信令点。这样,每个信令点(信令转接点)的编码由三部分组成:第一个8bit用来识别主信令区;第二个8bit用来识别分信令区;最后一个8bit用来识别各分信令区的信令点。在必要时,一个分信令区编码和信令点的编码可相互调剂使用。主信令区编码分信令区编码信令点编码主信令区识别分信令区识别信令点识别图3.12国内信令网的信令点编码结构
全国信令网分为33个主信令区,HSTP国际局、C1局、C2局、连接至HSTP上的各种特服中心(HSCP)均单独分配一个分信区编码。每个HSCP、国际局、C1局和C2局、HSTP还分别分配一个信令点编码。
在一个分信令区内LSTP、C3局C4局、C5局汇接局与LSTP相连的特服中心(LSCP),国际边境局均单独分配一个信令点编码。
需要特别指出的是,国际接口局应分配两个信令点编码,其中一个是国际网分配的国际信令点编码,另一个则是国内信令点编码。3.信令转接点STP
具有信令转发功能,将信令消息从一条信令链路转发到另一条信令链路的节点称为信令转接点。常用符号“□”表示。STP用信令点编码来标识。信令转接点分为综合型和独立型两种。综合型STP是除了具有消息传递部分MTP和信令连接控制部分SCCP的功能外,还具有用户部分功能(例如TUP/ISUP、TCAP、INAP)的信令转接点设备;独立型STP是只具有MTP和SCCP功能的信令转接点设备。
4.信令链路在两个相邻信令点(或信令转接点)之间传送信令消息的链路称为信令链路。相同属性的信令链路组成一组链路集。到同一局向的所有链路可属一个链路集,也可属多个链路集;但两个相邻的信令点之间的信令链路只能属于一个链路集。
1)信令链路连接方式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:直连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。图3.13直联方式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串接的公共信号链来传送,并且只允许通过预定的路径和信号转接点。图3-14准直联方式
特点: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。又称准对应工作方式。非直联工作方式非直联工作方式的链路连接有多条路径,每一条路径的连接和准直联方式一样,路由则动态分配,因而增加了路由选择和管理复杂性。该方式目前在CCS7信令建议中未采用。2)信令链路类型A链路:SP与所属STP间的信令链路称为接入链路。B链路:同级STP间的信令链路(如两对LSTP)称为桥接链路。C链路:每一对STP(如一对LSTP)间的信令链路,称为跨接链路。它正常情况下不传送信令,只是在其它信令链路都故障时才传送信令。D链路:LSTP与HSTP间的上下级之间的链路称为对角线链路。E链路:连接不同地域的SP和STP的扩展链路。F链路:SP与SP之间的直连链路。图3.15链路类型3.3.3消息传递部分(MTP)
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)
信令链路控制功能(MTP2)
信令网络功能(MTP3)
图3.16消息传送部分图3.17No.7信令系统整体结构示意图1.信令数据链路1)基本组成和功能信令数据链路提供了传送信令消息的物理通道,由一对传送速率相同,工作方向相反的数据通路组成,完成二进制比特流的透明传输。它定义了信令数据的物理、电气和功能特性,并规定与数据链路连接的方法,相当与OSI的物理层。MTP-1的一个重要特性就是信令链路应是透明的,因此信令链路中不能接入回声消除器、数字衰减器、A/µ律变换器等设备。2)两种传输通道数字信令数据链路:64kbit/s、2Mbit/s的高速信令链路模拟信令数据链路:4.8kbit/s。3.18信令数据链路基本组成2.信令链路功能信令链路功能(MTP-2)作为第二级的信令链路控制,利用MTP-1共同实现两个直接相连的信令点之间,信令消息的可靠传输,包括流量控制、消息顺序确认及检错功能,当信令链路上发生错误时,若干消息会被重新传送,MTP-2相当于OSI的数据链路层(DataLinkLayer)。对于信令数据链路,它是一个传输终端,而在高层看来,它被看成是一条高可靠的传输信道。1)信令链路功能信令单元定界信令单元定位差错检测差错校正初始定位信令链路差错率监视第二级流量控制处理机故障控制
(1)信令单元定界和定位信令单元定界的主要功能是将在第一级上连续传送的比特流划分为信令单元。一个信令单元的标志码码型为01111110。发送方:插0→加F→发送接收方:识别F→删0→接收数据解决透明传输的问题——“零比特填充”
信令单元定位不是初始定位,而是在开通业务的信令链路上与定界密切相关的定位。在正常情况下,信号单元的长度有一定的限制且为8的整数倍,而且在删零前不应出现大于6个连1。如果不符合以上情况,就认为失去定位,要舍弃所收到的信号单元,并由信号单元差错率监视过程进行统计。(2)差错检测
No.7信令系统第二级采用的差错检测方法是循环冗余校验CRC。
M(x)=发送端发送的数据【例】待发送的数据:10111对应的M(X)=1*X4+0*X3+1*X2+1*X1+1*X0
K=M(X)的长度(比特数)G(X)=X16+X12+X5+1,是生成多项式R(X)是左式分子被G(X)除的余数CK为R(X)逐位求反的值接收端对接收到的数据和CK值按照同样的算法进行计算,如果计算结果为0001110100001111,说明没有传输错误;如果计算结果为其他值,则表示存在传输错误,接收端将接收到的信令单元丢弃。
(3)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。基本差错校正方法用于传输时延小于15ms的陆上信令链路。预防循环重发校正方法用于传输时延较大的卫星信令链路。
基本差错校正方法:预防循环重发校正方法:(4)
初始定位用于首次启动和链路发生故障后进行恢复时的定位。初始定位过程包括空闲、未定位、已定位、验证周期、验收完成投入使用五个阶段。初始定位过程涉及的链路状态有四种状态:业务中断状态(SIOS);失去定位状态(SIO);正常定位状态(SIN);紧急定位状态(SIE)。(5)信令链路的误差监视误差监视有两种,一种是信号单元出错率监视过程,另一种是定位出错率监视过程。前者在信号链路正常状态下使用,后者用于信号链初次启动投入使用或故障恢复进行定位中的差错统计。(6)流量控制当信令链路的接收端检测出拥塞条件,启动流量控制过程,通知远端这一事件。如果拥塞持续过长,远端发送端将指示链路故障。(7)处理机故障控制用来标志或取消处理机故障状态。当由于高于第二级的功能级的因素造成链路不能使用时,就认为发生了处理机故障情况。2)信令链路中的信号单元在No.7信令中,信令消息是以信号单元的方式传送,而且采用不等长信号单元。所有信号单元的长度均为8比特的整数倍。通常以8比特作为信号单元的长度单位,称为一个八位位组(octet)。它有三种信号单元:
消息信令单元(MSU):用来传送第三级以上的各层发送的信息。
链路状态信令单元(LSSU):用来传送信令链路状态.
填充信令单元(FISU):是在信令链路上没有消息要传送时,向对端发送的空信号,用来维持信令链路的通信状态,同时可证实对端发来的信令单元。
LSSU和FISU都由信令链路功能级生成及处理。
信令单元格式
图3.19三种信号单元格式标志符F:标志符F用于信令单元的定界,由码组01111110组成。前向序号FSN表示正在发送的信令单元的序号。
后向序号BSN表示已正确接收的对端发来的信令单元的序号,用于肯定或否定证实。
后向表示语比特BIB占一个比特,当其翻转时(0→1或1→0),表示要求对端重发。
前向表示语比特FIB也占一个比特,当其翻转时表示正在开始重发。以上四个部分用于差错校正。
长度表示语LI:用来表示LI与CK之间的字段的字节数。由于同类型的信令单元有不同的长度,LI又可以看成是信令单元类型的指示。当LI=0时表示FISU;LI=1—2时表示LSSU;当LI>2时表示MSU。(1)消息信令单元
CK(Check)校验位:采用16位循环冗余码,用以检验信号单元传输过程中产生的误码。
SF(StatuSfield)
状态标志字段:LSSU的主要组成部分,标志本端链路的状态,8或16bit。
业务信息八位位组SIO
:用于指示消息的业务类别及信令网类别,第三级据此将消息分配给不同的用户部分。
SIO分为业务表示语SI和子业务字段SSF。SI和SSF各占四个比特。
子业务字段SSF包括了网络指示(国内或国际)以及消息优先级(0~3,3级别最高)。消息优先级只在网络拥塞发生时使用,并不影响正常时消息传送时的顺序。在网络发生拥塞时,低优先级的消息会被丢弃。
业务指示SI(serviceindicator)表示MTP上层使用者类别。图3.20SIO字段说明
信令信息字段SIF:SIF包含了用户需要由MTP传送的信令消息。字段长度为2-272个八位位组。MSU中的SIF字段包含有路由标签(routinglabel)和信令数据(如SCCP、TCAP及ISUP信令的数据),而这两者LSSU和FISU都不具有。
图3.21SIF的组成(2)
链路状态信令单元LSSU
链路状态信令单元LSSU中包含的信息是链路状态字段SF,用来指示指令链路的定位状态和异常状态。该信息由第二功能级生成和处理。图3.22链路状态指示(3)
填充信令单元填充信令单元是在链路上没有消息传输时,向对端发送的空信令,它仅用来维持信令链路的通信状态,同时可以证实对端发来的信令单元。3.信令网功能信令网功能包括信令消息处理和信令网管理两部分。信令消息处理的功能是寻址选路,是将信令消息发送至用户指定的目的地信令点的指定用户部分。信令网管理的功能是在预先确定的有关信令网状态数据和信息的基础上,控制消息路由和信令网的结构,以便在信令网出现故障时,可以控制重新组织网络结构,恢复正常的消息传递能力。
1)信令消息处理
信令消息处理的功能是寻址选路,保证源信令点的用户部分发出的消息能准确地传送到用户指定的目的地信令点的同类用户部分。信令消息处理又可分为消息识别、消息分配和消息路由三个子功能。
图3.23信令消息处理的功能结构图(1)消息识别
消息识别功能将收到的MSU中的目的地信令点编码DPC与本节点的编码进行比较,如果该消息路由标记中的DPC与本节点的信令点编码相同,说明该消息是送到本节点的,就将该消息送给消息分配功能;如不相同,则将该消息送给消息路由功能。
图3.24消息识别功能SDL图(2)消息分配
发送到消息分配功能的消息都是由消息识别功能鉴别其目的地是本节点,消息分配功能检查该消息的业务信息八位位组SIO中的业务表示语SI,将消息分配给不同的用户部分。图3.24消息分配功能SDL图(3)消息路由
消息路由的功能是根据MSU中路由标记中的目的地信令点编码DPC和链路选择码SLS,以及业务信息八位位组SIO检索路由表,选择合适的信令链路传递信令消息。并将消息交给该信令链路发送出去。对于到达同一目的地信令点且链路选择码SLS相同的多条消息,消息路由功能总是将其安排在同一条信令链路上发送,以便保证这多条消息能够按源信令点发送的顺序到达目的地信令点。
图3.25信令消息路由及标记2.信令网管理
信令网管理的主要功能就是为了在信令链路或信令点发生故障时采取适当的行动以维持和恢复正常的信令业务。信令网管理功能监视每一条信令链路及每一个信令路由的状态,当信令链路或信令路由发生故障时确定替换的信令链路或信令路由,将出故障的信令链路或信令路由所承担的信令业务转换到替换的信令链路或信令路由上,从而恢复正常的信令消息传递,并通知受到影响的其他节点。信令网管理功能由信令业务管理、信令链路管理和信令路由管理三部分组成。
3.3.4电话用户部分电话用户部分TUP是No.7信令系统的第四功能级,曾经是应用得最广泛的用户部分。TUP定义了用于电话接续所需的各类局间信令。不仅可以支持基本的电话业务,还可以支持部分用户补充业务。
1.TUP概述及基本特点TUP部分规定了CCS7信令系统用于电话呼叫控制信令时必需的电路信令功能,即规定了电话交换局间传送的信令消息的内容。如呼叫的建立、监视、释放等。TUP消息分为前后向建立、呼叫监视、电路和电路群监视、网管等若干个消息组,每个消息组中包含若干个消息。每一个消息发送时被放在一个信令单元中。在CCS7信令方式中,全部电话信令都通过电话消息信号单元(MSU)来传送。不同用户部分的消息信号单元(MSU)的不同主要在于信令信息字段(SIF)。同时,SI的4位编码对TUP而言应是0100,而SSF则主要用来区别国内和国际的信令消息。电话用户消息的内容是在消息信令单元MSU中的信令信息字段SIF中传送的。由标记、标题码和信令信息三部分组成。
2.TUP消息格式和编码
图3.26电话消息信号单元格式1)标记
电话用户部分利用标记来识别该信令消息与哪条中继电路有关。每个电话消息的标记供MTP的消息识别功能来识别是本地的消息还是转接的消息,若是转接的消息,由消息路由功能选择相应的信令路由。TUP用它来识别电路号码。我国的电话信令的标记为64位。
电话用户消息的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三部分组成,DPC为目的信令点编码,表示消息要到达的信令点;OPC为源信令点编码,表示消息源的信令点;CIC标识DPC与OPC之间许多话音电路中的一条话音电路。
图3.27TUP消息的标记2)标题码
标题码用来指明消息的类型。标题码由消息组编码H0和消息编码H1组成。H0标识消息群,H1用于标识消息群中的一个消息。3)
常用电话用户消息的功能
①初始地址消息IAM或IAI
初始地址消息是为建立呼叫而发出的第一个消息,它含有下一个交换局为建立呼叫、确定路由所需的有关信息。初始地址消息蕴含了占用电路的功能。初始地址消息分为IAM和带有附加信息的初始地址消息IAI。IAI除了可携带IAM所包含的全部内容外,在现阶段还可包含主叫用户的电话号码和原被叫号码。②后续地址消息SAM和SAO
后续地址消息是在初始地址消息后发送的地址消息,用来传送剩余的被叫电话号码。
SAM一次可传送多位号码,而SAO一次只能传送一位电话号码。③地址全消息ACM④地址不全消息ADI⑤后向建立不成功消息组UBM:线路不工作信号(LOS)、空号(UNN)
和发送专用信息音信号(SST)。⑥国内后向建立不成功消息组NUB:用户市忙信号SLB和用户长忙信号STB
⑦应答消息ANC(计费)、ANN(免费)⑧后向拆线信号CBK⑨前向拆线信号CLF⑩主叫挂机信号CCL、释放监护信号RLG3.TUP主要消息举例图3.28呼叫至空闲用户的接续图3.29呼叫遇用户忙等的接续图3.30TUP至No.1呼叫成功的接续的信令配合LS:本地网中的C5端局;B1:被叫用户空闲图3.31
No.1至TUP呼叫成功的接续的信令配合3.3.5信令连接控制部分1.SCCP产生的背景1)MTP是用DPC来寻址的,而DPC用信令点编码来标识,信令点编码只在所定义的网络内唯一和有效,利用MTP不能完成国际漫游用户的位置登记和鉴权等。2)信令点编码容量有限,国际网的信令点编码为14位,所能标识的信令点就十分有限。3)SI的编码仅为四位,即只能分配给16个不同的用户部分,不能满足现代通信的需求。4)MTP只能实现无连接传输,随着电信网的发展,有时需要在网络节点间传送大量的非实时消息,需要预先建立连接,进行面向连接的传输。2.SCCP的特点和功能1)SCCP的特点(1)能传送各种与电路无关(Non-Circuit-Related)的信令消息;(2)具有增强的寻址选路功能,可在全球互连的不同七号信令网之间实现信令
的直接传输;(3)除了无连接服务功能以外,还能提供面向连接的服务功能。2)SCCP网络服务功能SCCP层根据用户对业务的不同需求,提供了4类协议以完成有不同质量要求的用户业务的传递,如下表所示。(1)无连接业务无连接服务类似于分组交换中的数据报传送,它不需要预先建立连接(即信令传送路径)。SCCP能使业务用户事先不建立信令连接通过信令网传递信令数据。在SCCP中提供路由功能,能将被叫地址变换成MTP业务的信令点编码。无连接业务分为0类和1类:在0类业务中,各个消息被独立地传送,相互间没有关系,故不能保证按发送的顺序把消息送到目的地信令点;在1类中,给来自同一信息流的数据信息附上了同一个信令
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