第四章：信令系统

第四章信令系统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，因此在各设备之间就会交互各种各样的“信息”，使网中的设备能够协调动作。

设备之间传递的这些信息称为信令。

通俗一点说，信令就是设备之间的“语言”，用来交流各自的状态和目的。

信令是通信网中的控制指令，是控制交换机动作的信号和语言。

信令系统指完成上述控制过程的控制信号的产生、发送、接受的硬件及操作程序的全体。

信令方式指信令在传送过程中必须遵守的规约和规定的集合, 内容包括信令的结构形式、传送方式和控制方式。

下面以市话中两个用户之间的电话接续为例说明信令在电话网中是如何起作用的。

如图4-1所示。

图4-1市话呼叫接续示意图甲为主叫用户，乙为被叫用户，当主叫用户摘机时，用户线的直流环路接通，向发端分局的发端交换机发出“主叫摘机”信令。

发端交换机在收到“主叫摘机”信令后，对主叫用户的用户数据进行分析，然后根据用户话机的类型将该用户线接到相应的收号设备上，接着向主叫用户发送拨号音。

主叫用户在听到拨号音后，可以开始拨被叫用户号码。

发端交换机在收到主叫用户拨的电话号码后，进行分析，当确定这是一个出局呼叫时，选择一条到收端分局中的终端交换机的空闲中继线，发出“占用”信令占用这条中继线。

终端交换机收到“占用”信令后，就将该中继线接到收号设备上，并向发端交换机发送“占用证实”信令。

发端交换机收到“占用证实”信令后，就向收端交换机发送被叫号码。

收端交换机收到被叫号码后，先向发端交换机发送一条“证实”信令，然后对被叫号码进行分析，发现被叫用户空闲时，就建立连接，向被叫用户振铃，并向主叫用户送回铃音。

当被叫用户摘机后，用户线直流环路接通，被叫用户向收端交换机发送“摘机”信令，然后收端交换机向发端交换机发送“被叫应答”信令，并启动计费。

至此话路接续完毕，甲和乙用户可以开始通话。

从这个例子可以看出，为了使各个设备之间可以协调动作，共同完成某项功能，必须在各设备间传送相关的信令。

信令主要具有：监视处理摘机、挂机信号；标识用户；向用户提供有关呼叫状态信息和网络管理（用于网络的维护、错误检修以及网络的整体操作）等功能。

信令系统是通信网的重要组成部分。

七号信令系统是现代通信网的关键技术之一，它运用在不同的网络中，不仅可以用来传送电话网和综合业务数字网中电路接续所需的信令，而且可以在移动通信网中的各通信实体间传送与用户移动性管理、呼叫处理等有关的各种信息，还可以在智能网的各业务实体间传送智能业务信息。

七号信令网是铁路通信网重点发展的支撑网之一。

一、信令的分类信令的分类方法很多，常用的有以下几种：（一）按照信令的传递区域分为用户信令和局间信令1. 用户信令：用户终端和交换机之间传送的信令，如摘挂机信令，拨号音，忙音信令等，这类信令的最大特点是少而且简单。

2. 局间信令：交换机与交换机间，或交换机与网管中心、数据库之间传送的信令。

相比用户信令来说，这类信令数量多且复杂。

（二）按照信令传递通道与话路之间的关系分为随路信令和共路信令1. 随路信令：用传递话音信息的通道同时来传送该话路有关的各种信令，或某一信令通路唯一地对应于一条话路。

中国No.1信令就是典型的随路信令。

2. 共路信令（公共信道信令）：将传送信令的通路与传送话音的通路分开，将信令集中在专门的信令链路上传递，NO.7信令属于公共信道信令。

（三）按功能分为线路信令、路由信令和管理信令1. 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的忙闲，因此又叫监视信令。

2. 路由信令：具有选择路由的功能，如主叫所拨的被叫号码，又称选择信令。

3. 管理信令：具有可操作性，用于电话网的管理与维护，又称维护信令。

（四）随路信令与共路信令特点1. 随路信令随路信令方式主要用于步进制、纵横制及早期的程控交换机构成的电话网络中。

信令的处理与其服务的话路严格对应、关联；信令在各自对应的话路中或固定分配的通道中传送，不构成集中传送多个话路所利用的通道，因此也不构成与话路相对独立的信令网络。

图4-2为随路信令的原理图。

随路信令的典型代表为中国No.1信令。

中国No.1信令是国际R2信令的一个子集,是一种双向信令系统，可通过2线或4线传输。

图4-2 随路信令原理图随路信令的特点如下：（1）随路信令方式信号在话音通道上传送，信号频率范围在780Hz-1140Hz及1380Hz-1980Hz之间。

（2）随路信令方式收发互控、传送速度慢、信息容量小。

中国No.1信令的前向信号只有15种不同的组合，后向信号只有6种不同的组合。

（3）随路信令方式无独立的信令通道，信令传送使用的是话音通道，这样也会限制一些新业务的提供。

2. 共路信令共路信令是指传送信令的通道与传送话音的通道是分开的，信令有专门的传送通道。

共路信令具有两个主要的特征：分离性，即信令和话音信息在各自的通道上传送；独立性，即信令通道和话音通道之间不具有时间位置的关联性。

图4-3为共路信令方式的原理图：图4-3 共路信令原理图No.7信令方式是典型的共路信令方式。

No.7信令方式有独立的信令通道。

信令通道为64kbps的数字通道。

下面以No.7信令方式为例具体介绍共路信令方式的特点：（1）共路信令方式信息容量大，传递速度快。

No.7信令的信息以二进制编码的形式表示，一个字节理论上可以表示256种不同的含义，可见其信息容量很大。

而在64kbps的数字通道上，每秒钟能发送8000个字节。

（2）共路信令方式应用范围广，No.7信令可以为ISDN网络、移动网络、智能网等提供信令支持。

共路信令方式在通信期间仍可传送信令。

由于传送信令不占用话路，因此可以在用户通信期间同时传送信令。

（3）共路信令方式要求传输系统误码率低。

No.7信令信息以二进制编码形式发送，如果传送时出现误码，信息传送就会出错，因此要求传输系统的误码率在10-7以下。

（4）共路信令方式要求话路有自检能力。

No.7信令在向对局发送占用信号之前，要确保将要占用的这条话路是畅通的。

因此中继设备应该能检测话路的状态，并报告给信令处理部分。

（5）共路信令方式的信令网与通信网分离，便于维护，可以传送各种与电路无关的管理、维护、信息查询消息等。

二、NO.7信令系统（一）NO.7信令系统的简介NO.7信令系统是一种国际性的标准化的通用公共信令系统,其具有最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，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和信令传送可靠的特点。

是通信网向综合化，智能化方向发展不可缺少的基础。

（二）NO.7信令的功能结构NO.7信令系统从功能上可以分为公用的消息传递部分（MTP）和适合不同用户的独立的用户部分（UP）。

采用功能分级和OSI分层模式的混合结构如图4-4所示。

图4-4 NO.7信令功能结构1. 消息传递部分消息传递部分（MTP）的功能是作为一个公共传递系统，在相对应的两个用户部分之间可靠地传递信令消息。

2. 用户部分用户部分（UP）则是使用消息传递部分传送能力的功能实体。

目前CCITT建议使用的用户部分主要有：电话用户部分（TUP）、数据用户部分（DUP）、综合业务数字网用户部分（ISUP）、信令连接控制部分（SCCP）、移动通信用户部分（MAP）、事务处理能力应用部分（TCAP）、操作维护应用部分（OMAP）及信令网维护管理部分。

每个用户部分都包含其特有的用户功能或与其有关的功能。

在采用多个用户部分的系统中，消息传递部分为各个用户部分所公用。

因此，在组织一个信令系统时，消息传递部分是必不可少的，而用户部分则可根据实际需要选择。

（三）NO.7信令的功能级NO.7信令系统在基本功能结构的基础上可进一步划分为四个功能级：第一级为信令数据链路级；第二级为信令链路控制级；第三级为信令网络功能级；第四级为用户部分功能级。

其中前三级属于消息传递部分，第四级属于用户部分，如图4-5所示。

A～D：功能分界线TUP：电话用户部分DUP：数据用户部分MTP：消息传递部分图4-5 NO.7号信令系统功能级划分图第一功能级（信令数据链路级）规定了信令数据链路的物理、电气和功能特性及其与数据链路连接的方法。

本功能级对信令链路提供传输手段，它包括一个传输通道和接入次传输信道的交换功能。

第二功能级（信令链路控制级）规定了在一条信令链路上，消息传递和与传递有关的功能和程序。

第二级和第一级的信令数据链路一起，为在两点间进行信令消息的可靠传递提供信令链路。

第三功能级（信令网络功能级）原则上定义了传送消息所使用的消息识别、分配、路由选择及在正常或异常情况下信令网管理调度的功能和程序。

第三级进一步分为信令消息处理和信令网管理两个部分。

消息处理部分的功能是在一条信令消息实际传递时，引导它到达指定的信令链路或用户部分。

信令网管理功能是以信令网中已信令路由组织数据和其状态信息为基础，控制消息的路由和信令网设备的重新组合，并在状态发生变化时，提供维持或恢复正常消息传递能力。

第四功能级（用户部分功能级）规定了各用户部分使用的消息格式、编码及控制功能和程序。

（四）NO.7信令的信令单元NO.7号信令系统采用不等长度的信令单元格式传送信令消息。

根据信令单元的来源不同，分为消息信令单元（MSU）、链路状态信令单元（LSSU）、和填充信令单元（FISU）三种格式。

消息信令单元：是由用户产生的，是真正用来传递用户部分信息的载体。

由于消息信令单元搭载着用户信令信息，故其单元长度可变动，并且出现差错时可重发。

链路状态信令单元：用来提供各种链路状态信息。

当信令链路启用和对信令消息进行流量控制以及链路出现故障时，要发送链路状态信令单元，通知对方。

链路状态信令单元长度固定，且不重发。

填充信令单元：当信令链路上没有消息信令单元及链路状态信令单元传送时，就发送填充信令单元进行填充，表示链路空闲。

填充信令单元长度固定，且不重发。

（五）NO.7信令的特点及应用7号信令（七号信令）系统是一种国际性的标准化的通用公共信令系统，其基本特点是：1. 最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。

2. 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. 信令传送相当可靠。

NO.7号信令能满足多种通信业务的要求，当前应用的主要有：（1）局与局之间的电话网通信。

（2）局与局之间的数据网通信。

（3）局与局之间综合业务数字网。

(例如：ISDN PRI)4. 可以传送移动通信网中的各种信息。

5. 支持各种类型的智能业务。

6. 局端到用户端之间的电话网以及数据网的通信.例如：800号服务：是一个虚拟的逻辑电话号,客户可能在任何地方拨这个号码要求与该公司某个职能部门通话,这就存在一个将800电话转变成实际电话号的过程。