1
三、信令系统
2
1、信令的概念
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。
3
交换机 A 交换机 B
中继线
HKOF
拨号音
拨号 占用信令
回铃音
选择信令
振铃
应答信令 HKOF
忙音 HKON后向挂机信令
HKON 前向拆线信令
拆线证实信令
通话
1、信令的概念
4
按信令的功能分:
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。
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。
按信令的工作区域分:
用户信令:是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
流和各种音信号。
2、信令的分类
5
局间信令:是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。
用户线信令少而简单,中继线信令多而复杂 。
按信令的信道分:
随路信令:信令和话音在同一条话路中传送的信令
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)。
2、信令的分类
6
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。
其它分类:
带内信令与带外信令,
可以在通路频带( 300~3400Hz) 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。
2、信令的分类
7
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。
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。
2、信令的分类
8
信令方式包括信令的 结构形式, 传送方式 和 控制方式 。
1、结构形式:
可分为 未编码 和 编码 二种结构形式。
编码的信令,DTMF
MFC
数字线路信令
多频编码的优点,
编码丰富、传送速度快、可靠性高、有自检能力
3、信令方式
9
2、传送方式:
随路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
在优质电路上使用端到端方式,在劣质电路上使
用逐段转发方式,即为混合方式。
3、信令方式
10
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。
3、信令方式
11
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、信令方式
12
3、控制方式,
是指控制信令发送的方法,由三种:
非互控方式,发端不断地将要发送的脉冲信令连续发
向收端,而不管收端是否收到。
特点,设备简单,但可靠性差。
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。
3、信令方式
13
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、信令方式
14
用户信令是用户终端与交换机之间的信令。
它包括用户状态(摘、挂机)信号及用户拨号
(脉冲,DTMF) 所产生的数字信号,以及交换机
向用户终端发送的信号(铃流、信号音)。
4、用户信令
15
局间信令是交换局之间在中继设备上传递的信令。
CCITT建议的信令系统有 (见 P.291):
CCITT No.1,用于国际人工业务
CCITT No.2,用于国际半自动业务
CCITT No.3,用于单音频系统
CCITT No.4,双音频组合脉冲方式,想用于卫星通信。
CCITT No.5,用于国际通信
CCITT No.5bis,CCITT No.5的变形,几乎未得到应用。
CCITT No.6,模拟型公共信道系统
CCITT No.7,数字型公共信道系统
CCITT No.3,用于单音频系统
CCITT R1,CCITT R2………,
5、局间信令
16
6,No.7号信令系统
1,No.7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/s
17
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
6,No.7号信令系统
18
2,No.7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 …
6,No.7号信令系统
19
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。
6,No.7号信令系统
20
3,No.7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)
MTPUP UP
6,No.7号信令系统
21
MTP( 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。
6,No.7号信令系统
22
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 和 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。
6,No.7号信令系统
23
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
6,No.7号信令系统
24
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
6,No.7号信令系统
25
MTP3
TC用户
TC
SCCP
ISUP TUP
1
2
3
4~6
MTP2
MTP1
TCAP
ISP
7
NSP
(网络业务部分)
ISP,中间业务部分
6,No.7号信令系统
INAP、
OMAP,MAP
26
SCCP( 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)。
6,No.7号信令系统
27
B-ISDN的接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 MTP1~MTP3,
并增加了 B-SCCP部分。
6,No.7号信令系统
28
TC用户
TC
SCCP B-SCCP
ISUPTUP
MTP2
MTP1
TCAP
ISP
MTP3/增强的 MTP3
SAAL
ATM
物理层
B-ISUP
6, No.7号信令系统
29
4,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。
6, No.7号信令系统
30
F BSNI LICK F




BI
BFSN
FI
B
8 16 n× 8,n?0 2 6 1 7 1 7 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
信令单元格式
31
F FCK SIF SIO LI FIB FSN BIB BSN
发送方向
8 16 8n,n>2 8 2 6 1 7 1 7 8
F FCK SF LI FIB FSN BIB BSN 发送方向
8 16 8n或 16 2 6 1 7 1 7 8
F FCK LI FIB FSN BIB BSN 发送方向
8 16 2 6 1 7 1 7 8
MSU
LSSU
FISU
6,No.7号信令系统
32
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
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 。
L1,长度指示码, 指示 L1和 CK间的字节数, 用于区分三种信令单
元, MSU,L1>2,LSSU,L1=1,2,FISU,L1=0
CK,校验码
6,No.7号信令系统
33
MSU格式
SIO,业务信息八位位组
? 指定不同的用户部
? 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
F BSNSIF LICK F




BI
BFSN
FI
B
8 16 n× 8,n?2 2 6 1 7 1 7 8
SIO
8
I LI= 3~ 63
34
比特发送顺序
D C B AD C B A
SSF SI
SI,业务指示语
DCBA
0000,信令网管理消息
0001,信令网测试和维护消息
0011,SCCP
0100,TUP
0101,ISUP
0110,DUP( 与呼叫和电路有关)
0111,DUP( 性能登记和撤销消息)
1001,B- ISUP
SSF,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
SIO字段格式
35
DPC,目的点编码
OPC,源点编码
SLS,信令链路选择
比特
发送
顺序
SLS管理或用户信息 OPC DPC
14/24 14/244
标准标记
SIF字段格式
36
F BSNSIF LICK F




BI
BFSN
FI
BSIO
H1管理信息 OPC
24 244
MTP3 H0 DPC
44
SLS
TypeISUP消息 OPC
24 248
ISUP DPC
412
CIC SLS
H1TUP消息 OPC
24 244
TUP H0 DPC
124
CIC
SLS
不同用户部分的信息结构 (1)
37
F BSNSIF LICK F




BI
BFSN
FI
BSIO
用户消息 /参数 Type OPC
24 248
SCCP DPC
4
SLSEOP
8
成分部分TCAP 事务部分
不同用户部分的信息结构 (2)
38
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)
F BSNSF LICK F




BI
BFSN
FI
B
8 16 8/16 2 6 1 7 1 7 8
I
LI= 1或 2
LSSU格式
39
5,信令流程举例,
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 ( FAM)
IAM,初始地址消息 。
IAI,带附加信息的初始地址消息 。
SAM,后续地址消息
SAO,只带一位号码的后续地址消息
成功的后向建立消息 ( SBM)
ACM,地址全消息, 表示被叫空闲, 呼叫建立成功 。
6,No.7号信令系统
40
不成功后向建立消息 ( UBM),
有 12个消息, 表示呼叫建立失败 。
监视消息 ( CCM),
可分为两类:一类为正常呼叫结束时电路释放监护
消息 ( RLG) ; 另一类用于电路维护的消息 。
呼叫监视消息 ( CSM),
该信令传递被叫应答和通话后主被叫挂机消息, 共
有 6个:
ANC被叫应答, 计费消息
ANN应答, 免费
6,No.7号信令系统
41
CLF前向释放
CBK后向释放
CCL主叫挂机
RAN再应答
电路群监视消息 ( GSM),
对一群电路进行闭塞和解除闭塞, 主要用于对整个
PCM系统进行维护 。
电路网管理消息 ( CNM),
用于将交换机发生拥塞的信息通知邻接局,收到此
消息的局应减少至拥塞局的去话话务量。
6,No.7号信令系统
42
前向建立消息 ( FSM) 和后向建立消息 ( BSM),
BSM只有一个消息,GRQ一般请求消息
FSM中,GSM一般建立消息
为一对供后方局在呼叫建立过程中向前方局请求补
充信息 。
补充消息:
MPM,长话局向发端市话局发送计费脉冲消息
OPR,用于半自动长话的话务员消息 。
6,No.7号信令系统
43
LS LS
IAM
RLG
CLF
RLG
CLF
CBK
通话
回铃音
市话呼叫信令过程
ACM
ANC
被叫先挂机
主叫先挂机
6, No.7号信令系统
44
LS LS
IAI
RLG
CLF
通话
回铃音
长话呼叫信令过程
ACM
ANC
TSTS
ANC ANC
ACM ACM
IAM
IAM
SAM SAM
SAM SAM
CLF CLF
RLG RLG
6,No.7号信令系统
45
LS LS
IAM
RLG
CLF
CCL
CBK
通话
回铃音
119特服呼叫信令过程
ACM
ANN
主叫先挂机
6,No.7号信令系统
46
LS
IAM
RLG
CLF
通话
回铃音
恶意呼叫追踪信令过程
ACM
ANC
TSMS
ANC
ACM
IAM
GRQ GRQ
GSM GSM
CLF
RLG
6, No.7号信令系统
47
7,No.7号信令网
No.7信令方式利用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。
48
1、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( 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。
7,No.7号信令网
49
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。
7,No.7号信令网
50
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,
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。
7,No.7号信令网
51
直联工作方式
直联方式( associated mode)
? 两个信令点间的信令消息通过直接相连的信令链路传送
? 又称对应工作方式
SP1 SP2
信令关系
信令链路集
52
准直联工作方式,
两个交换局之间的信号消息通过两端或两端以上串
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 。
完全分离工作方式,
信号的传送和话路网完全无关 。 两个交换局之间的
信号消息可以利用建立公共信道信号网的任何一条可用
路径来传送, 信号转接点可以有自己的路由原则 。
我国一般采用:直联工作方式和准直联工作方式。
7,No.7号信令网
53
准直联工作方式
准直联方式( non-associated mode)
? 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
SP1 SP2
SP/STP
信令关系
信令链路集
54
信令和信息(话音)传送网
信息传送网
LE TC LE
LE LE
STP
STP STP
STP No.7信令网
SP
SPSP
SP
SPSP
SP
55
3,信令网结构和分类:
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 。
7,No.7号信令网
56
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,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。
7,No.7号信令网
57
4,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 。
7,No.7号信令网
58
每个 SP至少连至两个 STP( HSTP,LSTP), 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。
5、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,C4,C5信令点。
7,No.7号信令网
59
HSTP
HSTP HSTPA
HSTP
HSTP HSTPB
LSTP
LSTP
LSTP
LSTP
SP
SP
SP
大城市本
地信令网
7,No.7号信令网
60
SP(C1)
HSTP HSTP
LSTP LSTP
SP(C2)
SP(C3)
SP(C4)
SP(C5)
信令链路 话路
7,No.7号信令网
61
6,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)
3bit 8bit 3bit
主信令区编码
8bit 8bit 8bit
分信令区编码 信令点编码
7,No.7号信令网
62
小结 ——信令系统
随路信令和公共信道信令各有什么特点?
中国 No.1信令的结构是怎样的?
No.7信令的协议栈是怎样的?
中国 No.7信令网的结构是怎样的?