第四章 信令网_2012

1、现代通信网华中科技大学 电子与信息工程互联网技术与工程研究中心2022年2月2日1第四章信令网2内容提要w信令简介wNo.7信令系统结构wNo.7信令网w信令网与电话网wNo.7信令网管理3信令应用示例：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4(1) 信令与分类什么是信令？在通信设备(终端与交换机、交换机与交换机)之间传递的控制信息，协同终端、交换系

2、统、传输系统在指定的终端间建立和撤消临时的通信通道，以及维护网络的正常运行信令的分类n按工作区域分：用户线信令、局间信令n按功能分：监视信令、地址信令、维护管理信令n按传送方向分：前向信令、后向信令n按传送信道分： 随路信令(CAS, Channel Associated Signaling) 公共信道信令(CCS, Common Channel Signaling)5随路信令与公共信道信令交换网络交换机 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 )处理机数据链路交换网络交换机 A公共控制信令设备话路

3、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 )处理机数据链路随路信令：信令与用户信息在同一条信道上传送，信令通过对应的用户信息信道来传送。共路信令：信令在一条与用户信息信道分开的信道上传送，信令的传送是与话路分开的、无关的。6共路信令的优点信号传输速度快，通道利用率高。信号容量大，具有提供大量信号的潜力。信令消息栈的扩展比较容易，具有改变和增加信号的灵活性，可方便地扩充适应未来信息技术和业务的发展需求。避免了话音对信号的干扰，可靠性高，适应性强。有利于运行、维护和管理。7(2) 信令方式 信令及其传递的规则规则和约定约定，它

4、包含信令的编码方式编码方式、信令在多段链路上的传送方传送方式及控制方式。式及控制方式。8(2) 信令方式1). 编码方式n 未编码方式未编码方式： 脉冲幅度、脉冲持续时间、脉冲数量等n 已编码方式：已编码方式：模拟已编码信令模拟已编码信令：起止式单频编码、双频二进制编码、多频制信令数字型线路信令数字型线路信令：是使用4位二进制编码表示线路状态的信令信令单元（信令单元（SUSU）：使用若干个八位组构成的信令单元来表示各种信令。这种方式传送速度快，容量大，可靠性高9例：DTMF（ Dual Tone Multi-Frequency ）双音多频就是用频率组合来表示话机的按键信号， 每个信号分别由一个

5、高频群中的频率和一个低频群中的频率组成，即双音 高频群有H1-H4四个频率，低频群有L1-L4四个频率，共有16种组合，如下：13-16作为备用。H1(1209)H1(1209) H2(1336) H2(1336) H3(1477) H3(1477) H4(1633) H4(1633) L1(697)L1(697)1 12 23 31313L2(770)L2(770)4 45 56 61414L3(852) L3(852) 7 78 89 91515L4(941)L4(941)11(11(* *) )0 012(#)12(#)1616频率单位：频率单位：HzHz10(2) 信令方式2) 传送方

6、式n端到端、逐段转发、混合11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端到端方式的特点 发码速度快、拨号后等待时间短，连接建立较快； 全程采用同样的信令系统； 发端信令设备连接建立期间占用周期长。12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逐段转发方式的特点： 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； 其信令的传输速度慢，连接建立的时间慢。13(2) 信令方式3）控制方式n非互控：无须等待收端证实信号n半互控：须等待

7、收端证实信号n全互控：连续发送前向信令，直至收到的后向证实信令14p 非互控方式(脉冲方式）原理：发端不断地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。特点：这种方式设备简单，但可靠性差。15p 半互控方式：原理：发端向收端每发一个或一组脉冲信令后，必须等待收到收端回送的接收的证实信号后，才能接着发下一个命令。特点：这种方式设备较复杂，速度慢，可靠性好。半互控方式是前向信令受后向信令控制。16p 全互控方式： 原理：发端连续发前向信令且不能自动中断，要等收到收端的证实信令后，才停止发送该前令；收端连续发证实信令也不能自动中断，须在发端信令停发后，才能停发该证实信令。后向信令均是连续

8、的，故也称连续互控。 特点：这种方式抗干扰能力强和可靠性好，设备较复杂，传送速度较慢。17p 全互控方式：18内容提要w信令简介wNo.7信令系统结构wNo.7信令网w信令网与电话网wNo.7信令网管理19(1) No.7信令简介 No.7信令是以支撑综合业务数字网为目标而设计的通用公共信道信令系统，是电话网、移动通信网、智能网等多种业务网的重要支撑系统。主要特点n灵活灵活：增加了信令系统的灵活性n高效高效：信令在信令链路上传送速度快，呼叫建立时间大为缩短，提高了服务的质量，提高设备的使用效率。n可扩展可扩展：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，适应各种新业务的要求。2

9、0No.7信令相关建议总体结构消息传递部分(MTP，Message Transfer Part)电话用户部分(TUP，Telephone User Part)数据用户部分(DUP，Data User Part)信令连接控制部分(SCCP，Signaling Connection Control Part)ISDN用户部分(ISUP，ISDN User Part)事务处理能力应用部分(TCAP，Transaction Capability Application Part) 移动应用部分(MAP，Mobile Application Part)测试规范21(2) No.7信令系统架构第四级(L4

10、)用户级信令点 A用户级信令点 B第三级(L3)信令网功能级信令网功能级第二级(L2)信令链路功能级信令链路功能级第一级(L1)信令数据链路级信令数据链路级用户部分用户部分(UP)消息传递消息传递部分部分(MTP)四级功能结构22消息传递部分(MTP)MTP (Message Transfer Part): 在两个用户部分之间可靠地传递信令消息 信令数据链路功能级：第一级(MTP-1) 信令链路功能级：第二级(MTP-2) 信令网功能级：第三级(MTP-3)23信令数据链路级：第一级(MTP-1)为信令传输提供双向数据通路，规定信令数据链路的物理、电气、功能特性和接入方法24信令链路功能级：第

11、二级(MTP-2)规定在信令链路上传送信令消息的功能以及相应程序，如信号单元定界、信号单元定位、信号单元检错和纠错、信号重发控制、信令链路监视等25信令网功能级：第三级(MTP-3)定义了各信令点之间消息传送的功能和过程。包括：n 信令消息处理：将信令传至合适的信令点或用户部分n信令网管理：对每一个信令路由和信令链路进行监视和控制，以保证信令消息仍能可靠传送26 信号消息处理功能信号消息处理功能: : 消息路由功能 消息识别功能 消息分配功能 信令网管理功能信令网管理功能: : 信令业务管理 信令路由管理 信令链路管理27用户部分(UP)基于消息传递部分(MTP)进行信令传送定义实现某一类用户

12、业务所需的相关信令功能和过程电话用户部分 TUPISDN用户部分 ISUP数据用户部分 DUP运转和维护用户部分 PMUP遥控用户部分 RCUP集中计费用户部分 CCUP话务员坐席用户部分 OPUP等智能用户应用 INAP网络管理应用 OMAP移动用户部分 MAP28No.7信令系统架构29电话用户部分(TUP)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传送给接收端局接收由MTP部分传送过来的到达本端局的各种消息，分析处理后通知话路部分做出相应的处理30ISDN用户部分(ISUP)在ISDN环境中，提供话音或非话音

13、(如数据)交换所需的功能和程序在N-ISDN或数字电话网上建立、释放、监视一个话音呼叫及数据呼叫所需的信令消息和协议，以支持基本的承载业务和补充业务，包括全部TUP所实现的功能。同时具有支持非话呼叫和先进的ISDN业务所要求的附加功能31信令连接控制部分(SCCP)目的：适配上层应用需求与MTP-3提供的服务的不匹配问题。MTP的不足n使用只在单个信令网内有效的目的信令点编码(DPC，Destination Point Code)进行寻址，不能进行网间直接寻址n最多支持16个用户部分，不能满足更多新业务的需求n以逐段转发方式传递信令，不支持端到端方式n不能传递与电路无关的信令，不支持面向连接的

14、信令业务32信令连接控制部分(SCCP) SCCP在上层应用与MTP-3的服务之间提供适配，提供附加的寻址和选路功能n在交换局和专用中心之间传递电路相关和非电路相关的信令信息或其他类型的信息n建立无连接和面向连接的信令业务(如用于管理和维护等) 33事务处理能力应用部分(TCAP) Transaction Capability Application Part事务处理能力(TC)n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，为访问网络中的数据库提供标准接口；n电信网提供信令网的运行管理和维护、支持移动通信、智能网业务等功能的基础n包括操作、维护和管理部分(OMAP)，移动应用部分(

15、MAP)和智能网应用部分(INAP)，每个部分定义了相应的信令及协议34TCAP具有管理事务处理的能力n运行管理中心和交换局之间收发运行管理数据，登记移动电话设备的位置，当数据业务量较小而实时性很强的信息可采用SCCP无连接服务n如对业务控制点的询问当数据业务量很大单无实时性要求时可采用SCCP面向连接服务。n如传递与业务量有关的统计数据和文件事务处理能力应用部分(TCAP) Transaction Capability Application Part35(3) No.7信号单元 信号单元n传送各种信令信息n长度可变nNo.7信令方式在MTP-2级定义了三种基本信号单元格式36(3) No.

16、7信号单元三种信号单元格式n消息信号单元消息信号单元(MSU，Message Signal Unit) )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n链路状态信号单元链路状态信号单元(LSSU：Link Status Signal Unit)提供链路状态信息，以控制信令链路的接通、恢复等n填充信号单元填充信号单元(FISU：Fill-in Signal Unit)起填充作用，维持信令链路正常工作37No.7信号单元格式38No.7信号单元格式39内容提要w信令简介wNo.7信令系统结构wNo.7信令网w信令网与电话网wNo.7信令网管理40(1) No.7信令网的构成n信令点信

17、令点(SP(SP，Signaling Point)Signaling Point)既发送又接收信令消息的节点，如交换局、操作管理和维护中心、服务控制点等n信令转接点信令转接点(STP(STP，Signaling Transfer Point)Signaling Transfer Point)将信令消息从一条信令链路转到另一条信令链路的信令点n信令链路信令链路(SL(SL，Signaling Link)Signaling Link)传送信令的通道41STPSTPSTPSTPSSPSSPTransport NetworkSignaling NetworkSSP = Service switchin

18、g point (signal to message)STP = Signal transfer point (message transfer)SCP = Service control point (processing)SCP42(2) 信令工作方式按照通话电路与信令链路的关系，信令工作方式可分为对应工作方式(也叫直联方式)和准对应工作方式(也叫准直联方式)。43（3）信令网结构无级信令网n无信令转接点，信令点间都采用对应工作(直联)方式，所有的信令点均处于同一等级。 n拓扑结构类型：直线型、环状、格状、蜂窝状、网状网等。分级信令网n有信令转接点。n可分成二级或者三级。二级信令网是采用一

19、级信令转接点的信令网；三级信令网是具有二级信令转接点的信令网。n信令消息一般需要经过一级或n级信令转接点的转接n特点：容纳信令点多，增加信令点容易，信令路由多，容量大。44分级信令网INTSSP(DC1)HSTPLSTPSP(DC2)SP端局SP(DC1)HSTPLSTPSP(DC2)SP端局信令链路；话路45我国信令网基本结构第一级：高级信令转接点(HSTP)n成对设置在各省、自治区及直辖市n转接所汇接的第二级LSTP和第三级 SP的信令消息n采用AB平面连接方式第二级：低级信令转接点(LSTP)n成对设置在地级市n负责转接所汇接的第三级SP的信令消息n采用分区固定连接方式第三级：信令点n是

20、信令网传送各种信令消息的源点或目的地点。包括交换局、运营维护中心、网管中心和单独设置的数据库。n均分配有信令点编码n至LSTP可采用分区固定连接或自由连接方式46AB平面连接方式STPA 平面STPSTPSTPB 平面STPSTP4747分区连接方式分区固定连接方式分区固定连接方式是指本信令区内的信令点必须连接至必须连接至本信令区的两个信令转接点，采用准直联工作方式。在工作中，本信令区内一个信令转接点故障时，它的信令业务负荷全部倒换至本信令区内的另一个信令转接点。如果出现两个信令转接点同时故障，则会全部中断该信令区的业务。自由连接方式自由连接方式是随机地按信令业务量大小自由连接的方式。本信令区

21、内的信令点可以根据它至各个信令点的业根据它至各个信令点的业务量的大小自由连至务量的大小自由连至两个信令转接点(本信令区的或另外信令区的)。按照这种连接方式，两个信令区间的信令点可以只经过一个信令转接点转接。另外，当信令区内的一个信令转接点故障时，它的信令业务负荷可能均匀地分配到多个信令转接点上，即使两个信令转接点同时故障，也不会全部中断该信令区的信令业务。48(4) 信令点编码 信令点编码n用于识别各信令点和信令转接点n编码方案与业务网独立，信令网的编码与电话网中的电话号簿号码没有直接联系n实行统一编码，同时要考虑信令点编码的惟一性、稳定性、灵活性，要有充分的容量。49国际No.7信令网信令点

22、编码 国际信令网信令点编码为14位50我国No.7信令网编码信令网信令点编码：3 x 8bits主信令区识别主信令区编码分信令区编码信令点编码分信令区识别信号点识别n第一个8 bits用来识别主信令区 (对应HSTP)，对应省、直辖市、个别大城市。n第二个8 bits用来识别各主信令区内的分信令区 (对应LSTP)。n第三个8 bits用来识别各分信令区的信令点。注1：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。注2：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。51(5) 信令消息的路由信令网的路由是指两个信令点间传送信令消息的路

23、径，由信令网功能级 (MTP-3)的信令消息处理部分实现。信令消息处理通过检查信令单元的路由标记及有关信息字段决定消息的传送方向。电话用户信息的传递是面向连接的，但承担控制功能的信令消息是采用无连接的数据报方式，在信令网中独立地转发。52消息信号单元(MSU)中的路由标记信息字段8n(n2)路由标记SSFSI8n6444SIFSIO80CIC(SLS)OPCDPC4122424DPC目的信令点码；OPC源信令点码；SLS信令链路选择码；CIC电路识别码53信令消息处理消息分配消息分配：根据消息识别功能送来的SIO编码确定和传递给消息所属的用户部分。消息路由消息路由：根据 SI(业务指示字段)、

24、 DPC和SLS(信令链路选择码)选择一条合适的信令链路传送信令。（1）根据SIO的内容来判定是哪类用户产生的消息，来选择相应的路由表(预先设置的)。（2）根据DPC和路由分担原则，确定信令链路组;（3）根据SLS，在信令链路组中选择一条信令链路.消息识别：消息识别：根据DPC判定本信令点是否为信令消息的目的地，从而确定是交给消息分配功能，还是交给消息路由功能转发。54信令路由选择可用信令传输路径可分成两类n正常路由：正常情况下信令业务流的路由n迂回路由：信令链路或路由故障时传送信令业务流的路由信令路由选择的一般原则n优先选择正常路由，其次选择迂回路由n迂回路由根据其优先级由高至低逐级选择n对于多个同一优先等级的迂回路由，采用负荷分担方式55信令路由示例第二迂回路由STPSTP第一迂回路由STP正常路由第二迂回路由STPSTP第一迂回路由STPSPSP(a)STPSTP正常路由迂回路由SPSPSTP(b)STPSTP正常路由SPSPSTP(c)正常路由STP56内容提要w信令简介wNo.7信令系统结构wNo.7信令网w信令网与电话网wNo.7信令网管理57信令网与电话网的对应关系国内电话网分为