《现代通信网及其关键技术》第二章4信令.ppt

出局接续信令举例,交换局,交换局,主叫摘机,被叫摘机,主叫挂机,被叫挂机,拨号音,应答信号,占用信号,局间数码信号,回铃音,振铃信号,拨号信号,（通话）,话终信号,拆线信号,拆线证实,（拆线）,被叫,主叫,用户线,用户线,局间中继线,2.9信令系统,2.9.1 信令的概念1 信令信令是在用户设备与网络节点间/或网络节点间传送的信息,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。信令是起监视、选择及网络管理功能的信息。,2.9.2 信令分类,A.按信号的传送区间分：1.用户线信号：是在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。,（1）用户状态信号（监视信号）用以启动或复原局内设备。直流信号。（2）数字信号（选择信号、地址信号）用户拨出的被叫用户号码数字信令。直流脉冲信号或DTMF信号.（3）铃流和音信号 铃流是25Hz的交流信号,90v，1 s续，4 s 断.音信号是450Hz的正弦信号。,2.局间信号：在交换机与交换机之间传递的各种信号。它们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。,B.按信令传送通道与用户信息传送通道的关系不同分：1.随路信号（CSC：Channel Associated Signalling）是在相关话音通路上传送的信号。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.公共信道信号（CCS：Common Channel signalling）是在一条专用的公共信道中传送信号，并与话路分开，同时为多条话路传送信号。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。,C按信令的功能划分,线路信令又称为监视信令，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。记发器信令又称为选择信令，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。,D.按信号的传送方向分类,前向信号（Forward Signal）由主叫端向被叫端传送的信号。后向信号（Backward Signal）由被叫端向主叫端传送的信号。,E.其它分类：带内信令与带外信令：可以在通路频带（3003400Hz）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。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。,2.9.3 信号的传送方式,1.逐段转发方式：逐段识别，校正后转发.2.端到端方式：信号在发端局与收端局之 间直接传送。3.混合方式,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,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。,2.9.4 控制方式,1.非互控方式2.半互控方式3.全互控方式,1.非互控方式,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。,发端,收端,长途线路,发信令 t0停信令 t2发信令 t4停信令 t6,t1t3t5t7,时间,时间,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。即前向信令受控于后向信令。,发端,收端,长途线路,发信令 t0停信令 t2 t5 t7,t1t3t4 发证实信令t6 停证实信令,时间,时间,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。,直流信号 线路信号 交流信号随路信号 数字信号(中国No1）记发器信号 选择信号 多频互控信号 网路管理信号（MFC）公共信道信号-No.7 信令系统,局间信号,2.9.5 中国No.1信令,2.9.5.1 线路信令（Line Signalling）是监视局间中继线上呼叫状态 的信号，在线路设备间传送。1No.1线路信令的种类及适用范围 No.1线路信令可分为直流型线路信令、带内单频线路信令和数字型线路信令。2数字型线路信令（1）时隙分配 30/32路PCM系统的帧结构如图,图 30/32路PCM的帧结构,（2）编码含义 af：表示发话交换局状态或主叫用户状态的前向信号。af0为摘机占用状态，af1为挂机拆线状态。bf：向来话交换局表示故障状态的前向信号.bf0为正常状态，bf1为故障状态；cf：表示话务员再振铃或强拆的前向信号。,线路信号,互控传送方式 MFC信令的互控过程如下：去话端发送前向信令；来话端识别前向信令，发送后向信令；去话端识别后向信令，停发前向信令；来话端识别前向信令停发，停发后向信令；去话端识别后向信令停发，根据收到的后向信令，发送下一位前向信令，开始第二个互控过程。,2.9.5.2 记发器信令（Register Signalling）是由记发器发送和接收的局间 信号,用来控制话路设备的接续.,1No.1信令的MFC信令含义（1）前向I组信令 KA信号。KC信号。KE信号。数字信号。（2）后向A组信令（3）前向II组信令（4）后向B组信令,2MFC信令发送顺序,图 长途接续示例,市话局之间MFC信号发送顺序,发端局,终端局,被叫号码PQABCD,市话局经汇接局转接MFC信号发送顺序,发端局,终端局,汇接局,被叫号码PQABCD,长途呼叫,发端市话局,终端市话局,终端长话局,发端长话局,长途转接局,3.用户交换机接入公共电话网,2.9.6 No.7 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,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,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,2.9.6.1 No.7信令系统的功能结构,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。,A.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：信令数据链路功能信令链路功能信令网功能,1.信令数据链路级(第一级),定义信令数据链路的物理、电气和功能特性，确定与数据链路连接的方法。第一级的物理组件是信令链路的信令消息载体。一条信令数据链路由采用同一数据传输速率在相反方向工作的两个数据通路组成，完全符合OSI物理层的定义要求。信令数据链路可以是数字的，也可以是模拟的。数字传输通路采用64kb/s的速率。可以从多路复用码流中提取，其帧结构与PCM的帧结构相同.模拟信令是数据链路由模拟音频传输通路和调制解调器组成，通常采用4.8kb/s的速率。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。,2.信令链路功能级,信令链路功能规定了为在两个直接连接的信令点之间传送信令消息提供可靠的信令链路所需要的功能。相当于OSI的数据链路层(第二层)。通过信令链路功能级，将把第三级来的信令消息及本级生成的信令链路状态信息送往信令数据链路传送出去；或接收第一级传送来的信令信息送往第三级或在本级处理。信令链路级是保证信令消息在信令网中透明传输的重要功能级。,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。,主要功能包括：,1、信令单元的收发控制(1)信令单元的分界；(2)信令单元的定位；(3)信令单元的差错检测；(4)信令单元的差错校正。2、信令链路状态监视(1)信令单元差错率监视；(2)处理机故障处理及信令链路故障处理；(3)拥塞时的流量控制；(4)第二级各种定时器的时限监视。3、信令链路的启用和恢复完成信令链路的起始定位过程和测试。,4初始定位 初始定位是信令链路从不工作状态（包括空闲状态和故障后退出服务状态）进入工作状态时执行的信令过程。5信令链路差错率监视 为保证信令链路的性能，满足信令业务的要求，必须对信令链路的差错率进行监视。6第二级流量控制 流量控制用来处理第二级的拥塞情况。7处理机故障控制 由于第二级以上功能级的原因使得信令链路不能使用时，就认为处理机发生了故障。处理机故障是指信号消息不能传送到第三级或第四级。,3.信令网功能级,信令网功能是为信令网的信令节点间消息传递提供所需的功能和程序。在信令链路和(或)信令转接点故障情况下保证可靠地传递信令消息。,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.,信令网功能包括信令消息处理和信令网管理两上部分。1、信令消息处理主要功能是保证将在一个信令点的用户部分发生的信令消息传递到由这个用户部分指明的目的地的相同用户部分。为完成上述传递，它进一步分为下述三种功能：(1)消息路由(或消息编路)；(2)消息识别；(3)消息分配,2.信号网管理功能 在信令网的运行中，当信令链路或信令转接点发生故障时，或去某信令点的信令业务发生拥塞时，必须采取一些网络调度、管理措施，以保证信令网的正常工作。这些网络的调度、管理措施，称为网络的重组结构能力。随着信令网的扩大及信令链路负荷的增加，信令网可能出现拥塞，因此信令网管理功能中也包括控制拥塞的功能。（1）信号业务量管理功能（2）信号链路管理功能（3）信号路由管理功能,No.7信令系统的四级结构,4.用户部分,(1)电话用户部分（TUP）它规定了电话通信呼叫接续处理中所需的各种信令信息格式、编码及功能程序。电话用户部分将根据发端交换局呼叫接续处理要求，产生所需的消息信令并经MTP部分传人接收端局；还将接收由MTP部分过来的到达本端局的各种消息，分析处理后通知话路部分作出相应的处理。,2.9.6.2 No.7信令与No.1信令的配合1No.1至No.7的信令配合（1）市话接续时No.1信令至No.7信令的配合,市话接续中的成功呼叫时No.1信令至No.7信令的配合,市话接续中的呼叫失败时No.1信令至No.7信令的配合,2.9.6.3 差错校正方法,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。（1）基本差错校正方法 基本差错校正方法是一种非互控、正负证实的重发纠错方法。（2）预防循环重发校正方法 预防循环重发校正方法是一种非互控的前向纠错方法。,基本方法：非互控、肯定和否定证实。预防性循环重发方法：非互控、肯定证实，循环重发、前向纠错。,2.9.6.4 信令单元格式,1.消息信令单元（MSU）用于传送各用户部分的消息、信令网管理消息及信令网测试和维护消息；2.链路状态信令单元（LSSU）用于提供链路状态信息，以便完成信令链路的接通、恢复等控制；3.填充信令单元（FISU）是当信令链路上没有消息信令或链路状态信令单元传递时发送的用以维持信令链路正常工作的、起填充作用的信令单元。,2.9.6.5 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。,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,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。,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。,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,LS,LS,IAI,RLG,CLF,通话,回铃音,长话呼叫信令过程,ACM,ANC,TS,TS,ANC,ANC,ACM,ACM,IAM,IAM,SAM,SAM,SAM,SAM,CLF,CLF,RLG,RLG,2.9.6.6 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。,信令和信息（话音）传送网,SP,1信令网的基本组成 No.7信令网的基本组成部件为（1）信令点（SP）（2）信令转接点（STP）（3）信令链路(SL),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。,信令点是SS7信令网中处理控制消息的节点,有以下三类信令点：业务交换点是信令消息的产生或终结点，实质上就是本地交换系统（或交换中心CO），它发起呼叫或接收呼入。以另一种方式说，当一个交换中心具有SS7信令接入能力时，它就是一个业务交换点。业务交换点把语音交换系统信号转换成SS7消息。业务交换点利用数据库调用远端功能（通过SS7网络发送数据库查询命令）。业务控制点（SCP）是典型的访问数据库服务器，一个SCP总是要连接到一个STP（信令转接点；以下讨论）。用于线路信息，800号码路由，归属定位寄存器（无线网络）等的数据库都是以子系统号作为参照的。每个SCP都有一个应用，用于根据子系统号码查找需要的数据库。信令转接点完成路由器的功能，它们一般不产生消息，它们查看每一个由SSP发来的消息，然后通过网络把每一个消息交换到它们要去的地方。STP把其它信令点和网络连接在一起组成更大的网络。,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。两个信令点（包括SSP，SCP和STP）之间由链路连接起来，两个信令点之间可以有一条或多条链路，一条或多条链路组成链路集，两个信令点之间可以有一个或多个链路集。,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。(1)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。,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,(2)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,(3)非对应方式(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。,3）非对应方式,3我国No.7信令网的结构,我国No.7信令网由:高级信令转接点（HSTP）、低级信令转接点（LSTP）和信令点（SP）三级组成。,SP(C1),HSTP,HSTP,LSTP,LSTP,SP(C2),SP(C3),SP(C4),SP(C5),信令链路,话路,No.7号信令网与电话网对应关系,HSTP,HSTP,HSTP,A,HSTP,HSTP,HSTP,B,LSTP,LSTP,LSTP,LSTP,SP,SP,SP,大城市本地信令网,No.7号信令网,4.NO.7较完整功能结构,OMAP,INAP,MAP,TCAP,ISUP,TUP,DUP,SCCP,MTP3,MTP2,MTP1,OSI第7层,NO.7信令系统结构,第3层,第2层,第1层,(1)消息传递部分（MTP）功能：在信令网中提供可靠的信令消息传递电话用户部分（TUP）主要规定了有关电话呼叫的建立和释放的信令程序(过程)及实现这些程序(过程)的消息和消息编码，并能支持部分 用户补充业务信令连接控制部分（SCCP）满足新的用户部分（如智能网应用和移动通信应用）对 消息传递的进一步要求，弥补MTP在网络层功能的不足 SCCP提供较强的路由和寻址功能，叠加在MTP上，与 MTP中的第三级共同完成OSI网络层的功能，SCCP通过 提供全局码翻译增强了MTP寻址选路功能，从而使NO.7 信令系统能在全球范围内传送与电路无关的端到端消息 同时SCCP还使NO.7信令系统增加了面向连接的消息传 送方式,信令连接控制部分（SCCP）,SCCP是为增强MTP的功能，提高NO.7信令方式的应用性能而设置的功能块，是用户部分之一.MTP和SCCP结合构成“网络业务部分（NSP）”。SCCP位于MTP之上，为MTP提供附加功能，以便通过SS7信令网在信令点之间传递电路相关和非电路相关的消息，提供两类无连接业务和两类面向连接的业务。,事务处理能力（TC）,事务处理能力（TC）是指网络中分散的一系列应用在相互通信时采用的一组规约和功能。是电信网提供智能网业务,支持移动通信网中的与移动台yi移动有关的业务和信令网的运行管理和维护等功能的基础。消息传递部分加上SCCP是TC的网络层业务提供者。,（4）事务处理能力应用部分（TCAP）TCAP是在无连接环境下提供的一种方法，以供智能网 应用（INAP）移动通信网应用（MAP）和运行维护管 理应用（OMAP）在一个节点调用另一个节点的程序，执行到该程序并将执行结果返回调用节点 TCAP 包括执行远端操作的规约和业务 TCAP 分为两个子层 成分子层：完成TC用户之间对 远端操作的请求及 响应数据传送 事务处理子层：处理成分子层 在内的消息交换为事务 处理子层用户之间提供 端到端连接,（5）综合业务数字网用户（ISUP）提供ISDN数字网中的信令功能，支持基本承载业务和附加承载业务。ISUP在交换局提供基于电路的连接，它直接和MTP3层通信。ISUP提供基础电信业务，包括连接建立，监示和释放。,ISUP 还必须对附加承载业务（主叫线号码识别、呼叫前转、闭合用户群直接拨入、用户用户信令）的这些功 能实现信令支持 ISUP 传送与电路相关信息时只需得到MTP支持 传送端到端信令信息时依靠SCCP支持 面向连接协议 无连接协议,（6）智能网应用部分（INAP）用来在智能网各功能实体间传送有关信息流，以便各功能实体协同完成智能业务。邮电部智能网应用规程主要规定了业务交换点(SSP)和业务控制点（SCP）之间，SCP和智能外设(IP)之间的接口规范。在INAP中，将各功能实体间交换的信息流抽象为操作或对操作的响应。INAP规程中，共定义了35种操作,（7）移动应用部分（MAP）主要功能在数字移动通信系统（GSM）中的移动交换中心（MSC）归属位置登记器（HLR）、拜访位置登记器（VLR）等功能实体之间交换与电路无关的数据和指令，从而支持移动用户漫游，频道切换和用户漫游、频道切换和用户鉴权等网络功能。,