搜索
第3章No.7信令网第3章No.7信令网3.1信令基本概念3.2No.7信令概述3.3No.7信号单元格式和信令系统结构3.4No.7信令网3.5信令网与电话网的关系3.6No.7信令网的管理思考题第3章No.7信令网3.1信令基本概念3.1.1信令及作用信令系统是通信网的重要组成部分。那么什么是信令呢?简单地说，信令是终端和交换机之间以及交换机和交换机之间传递的一种信息，这种信息可以指导终端、交换系统、传输系统协同运行，在指定的终端间建立和拆除临时的通信通道，并维护网路本身正常运行。以最简单的局间电话通信为例，我们可以看一下接续的基本信令流程，见图3.1。第3章No.7信令网图3.1电话接续基本信令流程交换机A(发端局)用户线Telephone主叫启呼(摘机)拨号音拨号信令占用信令选择信令(路由信令)回铃音信令交换机B(终端局)用户线Telephone被叫振铃信令应答(摘机)应答信令(通话)复原(挂机)后向挂机信令忙音复原(挂机)前向拆线信令拆线证实信令中继线第3章No.7信令网3.1.2信令分类1．按信令的工作区域分(1)用户线信令：指在终端和交换机之间的用户线上传输的信令。其中在模拟用户线上传输的叫模拟用户线信令，主要包括用户终端向交换机发送的监视信令和地址信令，例如主、被叫用户的摘和挂机信令，主叫用户拨打的电话号码等；交换机向用户发送的信令主要有拨号音和忙音等。在数字用户线上传送的信令则叫数字用户线信令，目前主要有在N-ISDN中使用的DSS1信令和在B-ISDN中使用的DSS2信令，它们比模拟用户线信令传递的信息要多。由于每一条用户线都要配置一套用户线信令设备，因此用户线信令应尽量简单，以降低设备的复杂度和成本。第3章No.7信令网(2)局间信令：指在交换机和交换机之间、交换机与业务控制节点之间等传递的信令。它们主要用来控制连接的建立、监视、释放，网络的监控、测试等功能。局间信令功能要比用户线信令复杂得多。第3章No.7信令网2．按所完成的功能分按所完成的功能不同，信令可分为以下几类：(1)监视信令：监视用户线和中继线的状态变化。(2)地址信令：主叫话机发出的数字信号以及交换机间传送的路由选择信息。(3)维护管理信令：线路拥塞、计费以及故障告警等信息。第3章No.7信令网3．按信令的传送方向分在通信网中,按照信令的传送方向,信令分为前向信令和后向信令。(1)前向信令：主叫用户方向发往被叫用户方向的信令。(2)后向信令：被叫用户方向发往主叫用户方向的信令。第3章No.7信令网4．按信令信道与用户信息传送信道的关系分按信令信道与用户信息传送信道的关系分，信令可分为随路信令(CAS：ChannelAssociatedSignaling)和公共信道信令(CCS：CommonChannelSignaling)两种。图3.2两种信令系统的组成结构(a)随路信令系统示意图；(b)公共信道信令系统示意交换网络交换机A公共控制信令设备话路交换网络交换机B公共控制信令设备(a)交换网络交换机A处理机信令设备话路交换网络交换机B信令设备(b)处理机数据链路第3章No.7信令网图3.2(a)是CAS系统的示意图，其主要特点是信令与用户信息在同一条信道上传送，或信令信道与对应的用户信息传送信道一一对应。我们看到两端交换节点的信令设备之间没有直接相连的信令信道，信令是通过对应的用户信息信道来传送的。以传统电话网为例，当有一个呼叫到来时，交换机先为该呼叫选择一条到下一交换机的空闲话路，然后在这条空闲的话路上传递信令，当端到端的连接建立成功后，再在该话路上传递用户的话音信号。在过去的模拟电话通信网、X.25网络中该方式被广泛使用，我国在模拟电话网时代广泛使用的中国1号信令系统就是一个典型的带内多频互控随路信令系统。第3章No.7信令网图3.2(b)是CCS系统的示意图，其主要特点是信令在一条与用户信息信道分开的信道上传送，并且该信令信道并非某一个用户信息信道的专用信令信道，而是为一群用户信息信道所共享。我们看到两端交换节点的信令设备之间有直接相连的信令信道，信令的传送是与话路分开的、无关的。仍以电话呼叫为例，当一个呼叫到来时，交换节点先在专门的信令信道上传送信令，端到端的连接建立成功后，再在选好的话路上传递话音信号。第3章No.7信令网3.1.3信令方式在通信网上，不同厂商的设备要相互配合工作，就要求设备之间传递的信令遵守一定的规则和约定，这就是信令方式，它包含信令的编码方式、信令在多段链路上的传送方式及控制方式。信令方式的选择对通信质量、业务的实现影响很大。1．编码方式信令有未编码方式和已编码方式两种。未编码方式的信令可按脉冲幅度的不同、脉冲持续时间的不同、脉冲数量的不同来进行区分。它在过去的模拟电话网上的随路信令系统中使用，由于编码容量小、传输速度慢等缺点，目前已不再使用。第3章No.7信令网已编码方式有以下几种形式：(1)模拟编码方式：有起止式单频编码、双频二进制编码和多频编码方式，其中使用最多的是多频编码方式。以我国1号记发器信令为例，它的前向信令就设置了六种频率，每次取出两个同时发出，表示一种信令，共有15种编码。多频编码方式的特点是编码较多，有自检能力，可靠性较好等，曾被广泛地使用于随路信令系统中。(2)二进制编码方式：典型的代表是数字型线路信令，它使用4bit二进制编码来表示线路的状态信息。(3)信令单元方式：其实就是不定长分组形式，用经二进制编码的若干字节构成的信令单元来表示各种信令。该方式编码容量大、传输速度快、可靠性高、可扩充性强，是目前的各类公共信道信令系统广泛采用的方式，其典型代表是No.7信令系统。第3章No.7信令网2．传送方式信令在多段链路上的传送方式有三种。下面以电话通信为例说明每种的工作过程。(1)端到端方式：见图3.3，发端局的收号器收到用户发来的全部号码后，由发端局发号器发送第一转接局所需的长途区号(图中用ABC表示)，并完成到第一转接局的接续；第一转接局根据收到的长途区号，完成到第二转接局的接续,再由发端发号器向第二转接局发送ABC,第二转接局根据ABC找到收端局，完成到收端局的接续；此时发端局向收端局发送用户号码(图中用XXXX表示)，建立发端到收端的接续。端到端的特点是，发码速度快、拨号后等待时间短，但要求全程采用同样的信令系统，并且发端信令设备连接建立期间占用周期长。第3章No.7信令网图3.3端到端方式收号器用户发号器ABCXXXX发端局ABC收号器转接局ABC收号器XXXX转接局收号器收端局用户第3章No.7信令网(2)逐段转发方式：见图3.4，信令逐段进行接收和转发，全部被叫号码由每一个转接局全部接收，并依次逐段转发出去。逐段转发的特点是，对链路质量要求不高，在每一段链路上的信令形式可以不一样，但其信令的传输速度慢，连接建立的时间比端到端方式慢。第3章No.7信令网图3.4逐段转发方式收号器用户发号器ABCXXXX发端局转接局XXXX转接局收号器收端局用户收号器发号器ABCXXXX收号器发号器ABCXXXX第3章No.7信令网(3)混合方式：实际应用中，常将两种方式结合起来混合使用。如在中国1号信令中，可根据链路的质量，在劣质链路上采用逐段转发方式，在优质链路上采用端到端方式。目前的No.7信令系统中，主要采用逐段转发方式，但也支持端到端的信令方式。第3章No.7信令网3．控制方式控制方式指控制信令发送过程的方式，主要有以下三种：(1)非互控方式：发端连续向收端发送信令，而不必等待收端的证实信号。该方法控制机制简单，发码速度快，适用于误码率很低的数字信道。(2)半互控方式：发端向收端发送一个或一组信令后，必须等待收到收端回送的证实信号后，才能接着发送下一个信号。半互控方式中前向信令的发送受控于后向证实信令。第3章No.7信令网(3)全互控方式：该方式发端连续发送一个前向信令，且不能自动中断，直到收到收端发来的后向证实信令，才停止该前向信令的发送，收端后向证实信令的发送也是连续且不能自动中断的，直到发端停发前向信令，才能停发该证实信令。这种不间断的连续互控方式抗干扰能力强，可靠性好，但设备复杂，发码速度慢，主要用于过去传输质量差的模拟电路上。目前在公共信道方式中已不再使用。目前在No.7信令系统中，主要采用了非互控方式，但是为保证可靠性，并没有完全取消后向证实信令。第3章No.7信令网3.2No.7信令概述3.2.1No.7信令技术的发展1973年ITU-T开始了对No.7信令的研究，并于1980年第一次正式提出No.7信令技术规程(1980年黄皮书)。该规程包括了No.7信令系统的总体结构及消息传递部分(MTP：MessageTransferPart),电话用户部分(TUP：TelephoneUserPart)和数据用户部分(DUP：DataUserPart)的相关建议。1984年通过的红皮书建议，对黄皮书建议进行了完善和补充,并提出了信令连接控制部分(SCCP：SignalingConnectionControlPart)、ISDN用户部分(ISUP：ISDNUserPart)的相关建议。第3章No.7信令网1988年形成的蓝皮书及后来的白皮书，对红皮书建议进行了完善和补充,基本完成了电话用户部分的研究，并提出了事务处理能力应用部分(TCAP：TransactionCapabilityApplicationPart)和No.7信令系统测试规范。至1994年用于窄带(64kb/s)电话网、数据网、ISDN的建议和支持智能网(IN：IntelligentNetwork)，移动应用部分(MAP：MobileApplicationPart)的标准已经稳定，这些标准在国际和国内电信网上得到了广泛的应用，因此从整体上说，窄带网的No.7信令标准基本完善了。第3章No.7信令网窄带网的No.7采用64kb/s的信令链路。由于智能网、移动等新业务的引入，No.7信令网中的信令链路承载的业务负荷不断增加。一些发达国家在主干信令链路上使用2Mb/s高速信令链路，来均衡No.7信令网负荷，并能在现有传输条件的基础上，充分利用现有的网络资源,保证No.7信令网安全运行、易于维护。第3章No.7信令网20世纪80年代末，随着SDH和ATM等新的通信技术的发展，ITU-T按照原窄带ISDN的模式提出了未来电信网发展目标——宽带ISDN(B-ISDN)。1989年ITU-T开始研究B-ISDN的信令规范，到1995年在用户接入信令和网络节点间两个方面No.7信令方式都取得了很大进展，提出了B-ISDN能力集1(CS-1)业务的系列建议。接着又加速研究并提出了CS-2的信令建议。随着近两年来国际上Internet业务爆炸性的发展，ITU-T课题的研究也开始以市场驱动为出发点，在已经完成B-ISDN和多媒体信令建议的基础上，将B-ISDN和宽带多媒体网的信令研究的重点引入到如何支持Internet上来，其中网络节点间的No.7信令已开始研究。第3章No.7信令网3.2.2No.7信令方式的优点No.7信令是交换局间使用的信令。它是在存储程序控制的交换机和数字脉冲编码技术发展的基础上发展起来的一种新的信令方式。由于信令传输通道与话路完全分开，而且一条公共的信令数据链路可以集中传送若干条话路的信令,因此决定了这种信令方式有很多优点，具体介绍如下：(1)增加了信令系统的灵活性。在公共信道信令方式中，信令与话音分通道传送，分开交换，因而在通话期间可以随意处理信令，信令系统的发展可不受话音系统的约束，这对改变信令、增加信令带来了很大的灵活性。第3章No.7信令网(2)信令在信令链路上传送速度快，呼叫建立时间大为缩短，不仅提高了服务的质量，而且提高了传输设备和交换设备的使用效率，节省了信令设备的总投资。(3)具有提供大量信令的潜力，便于增加新的网络管理信令和维护信令，从而适应各种新业务的要求。(4)利于向综合业务数字网过渡。第3章No.7信令网3.3No.7信号单元格式和信令系统结构3.3.1信号单元的种类和格式No.7信