程控数字交换技术第九章信令.docx
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程控数字交换技术第九章信令
第九章信令系统
第一节概述
一、信令：
是电话机与交换局、交换局与交换局之间完成呼叫接续的通信信息
二、类型：
1、按工作区域分：
用户线信令、局间信令
2、按传递途径分：
随路信令、公共信令
3、按传递方向分：
前向信令、反向信令
4、按工作频率分：
带内信令、带外信令
5、按信号类型分：
模拟信令、数字信令
·用户线信令：
用户话机和交换机之间传递的信令，在用户线上传递；如用户状态、拨号、铃流、信号音等
·局间信令：
交换局间传递的信令，在中继线上传递；如：
自动接续、拆线等
·随路CAS信令：
①线路信令（占用、应答、拆线等监视接续和反映呼叫进展的情况，在线路设备之间传送）、②记发器信令（局间传送被叫号码，建立接续的选择信令，在间接控制的交换机中记发器之间进行传送的）
•公共信道CCS信令：
在软件控制下采用高速数据信息来传送信令
•前向信令：
沿着建立接续的前进方向传递的信令，主叫→被叫
后向信令：
逆着建立接续前进方向传递的信令，是对前向信令的控制和证实。
被叫→主叫
•带内信令：
可以利用整个话音频带，并可以使用多个频率，组合成多频信号，使传送的信号容量大、速度快、自检能力强，但易受话音信号干扰，且在通话时不能用
带外信号：
与话路分开，不需增加防话音干扰的保护措施，可在通话期间传送信号，并可增加信号功能，但可利用的频带很窄，一般采用单频信号，不能作到快速和自检
三、信令的传输方式
1、逐段转发：
逐段识别，校正后转发。
一般线路信令采用此方式，记发器信令在劣质线路上采用此方式。
特点：
对线路要求低，信令在多段路由上的类型可以有多种，传送速度慢，持续时间长
2、端到端：
转接局将信令路由进行接通后透明传输，终端局收到的是由发端局直接发来的信令，记发器信令在优质线路上采用此方式。
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、混合方式：
根据线路质量，两种方式混合起来使用；如中国1号记发器信令
一、信令的控制方式：
1、非互控方式（脉冲方式）：
发端不断地将需要发送的连续或脉冲信令发向收端，不管对方是否收到
2、半互控方式：
发一个（一组）信令后，等收到收端的证实信令后，再发下一个信令，即前向信令受后向信令的控制
3、全互控方式：
发端发前向信令不能自动中断，要等到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，为连续互控方式
第二节随路信令
主要内容：
中国1号信令系统（包括线路信令、记发器信令）、国际上现用的几种随路信令
一、线路信令
1、概念：
在出、入中继设备间传送，监视局间中继线上的呼叫状态的信令
2、种类：
（见P278）
⑴占用信令：
前向信令，使来话局的中继设备闲→忙
⑵拆线信令：
前向信令
⑶重复拆线信令：
前向信令，3～5秒内未收到来话局的释放监护信号
⑷应答信令：
逐段传送的后向信令
⑸挂机信令：
被叫挂机后发的逐段传送的后向信令
⑹释放监护信令：
后向证实信令
⑺闭塞信令：
后向信令，当来话局设备不正常时发
⑻再振铃信令：
长途半自动接续的一种话务员信令（前向）
⑼强拆信令：
长途半自动接续的一种话务员信令
⑽回振铃信令：
后向话务员信令，通过记录中继线回叫主叫用户时使用
⑾强迫释放信令（前、后向）
⑿请发码信令（后向）
⒀首位号码证实信令（后向）
⒁被叫用户到达信令（后向）
3、线路信令的结构形式：
⑴直流型线路信令：
用于本地网中两局之间采用实线传输时使用；采用断开、闭和、单线接地、腾空、接电源负极、高阻等不同状态表示信令的含义
直流信令标志方式（+：
接地，—：
电源负极，0：
断开，高阻：
≥9000Ω）
接续状态
出局
入局
a
b
a
b
示闲
0
高阻+
—
—
占用
+
—
—
—
被叫应答
+
—
—
+
复
原
主叫控制
被叫先挂机
+
—
—
—
主叫后挂机
0
高阻+
—
—
主叫先挂机
0
—
—
+
被叫后挂机
0
高阻+
—
—
互不控制
被叫先挂机
+
—
—
—
主叫后挂机
0
高阻+
—
—
主叫先挂机
0
—
—
+
被叫后挂机
0
高阻+
—
—
被叫控制
被叫先挂机
+
—
—
—
主叫后挂机
0
高阻+
—
—
主叫先挂机
0
—
—
+
被叫后挂机
0
高阻+
—
—
⑵交流型线路信令：
用于局间传输为载波时的场所；采用脉冲式、连续稳定的音频来代表用户和中继线的状态
以上两种方式目前已很少采用
⑶数字型线路信令：
适用于PCM数字传输；用TS16时隙来传送30个话路的信令（见P281表10.4）
交流信令的表示方式
序
号
信号种类
传送方向
信号结构
（ms）
备注
前向
后向
1
占线信令
→
单脉冲150
2
拆线信令
→
单脉冲600
3
重复拆线信令
→
150/300/600
4
应答信令
←
单脉冲150
5
挂机信令
←
单脉冲600
6
释放监护信令
←
单脉冲600
7
闭塞信令
←
连续信号
8
话务员
信令
强拆
→
150/150/150
至少送三个脉冲
回振铃
←
同上
9
强拆释放信令
A→
单脉冲600
相当于拆线信号
←B
单脉冲600
相当于释放监护
10
请发码
←
单脉冲600
11
首位号码证实
←
单脉冲600
12
被叫用户到达
←
单脉冲600
F0帧的TS16传送复帧同步和帧失步告警
F1帧的TS16传送第1话路和第17话路的线路信令
……
F16帧的TS16传送第15话路和第31话路的线路信令
实际上每一话路的数字型线路信令只用3位码即可，前向为
，后向为
，其中
表示话务员再振铃和强拆信令，在市话和长途全自动接续中，一般只用2位码
表示发端交换局状态的前向信令；
=0，主叫摘机（占用），
=1，主叫挂机（拆线）
表示故障状态的前向信令；
=0，正常，
=1，故障
表示被叫用户挂机状态的后向信令；
=0，被叫摘机，
=1，被叫挂机
表示收端局状态的后向信令；
=0，示闲，
=1，占线或闭塞
4、局间中继线路信号转换接口（一般不用）
适用于模拟局，将话音信号→数字信息，模拟线路信令→数字线路信令
⑴a,b线接口配合方式（见P282图10-4）
在模拟交换局中继器与PCM系统中信令转换设备之间的信令传送；优点：
不改动交换局的出、入中继设备，交换机至PC
M系统之间的连线少；缺点：
接口品种多，话音衰耗和标志信令畸变大
⑵E、M线接口配合方式（见P282图10-5）
在模拟交换局中继器与PCM系统信令转换设备之间的信令传送；M为发送线，E为信令接收线
交换机与PCM系统间的信号逻辑清楚，信号转换接口电路简单；话音质量好，线路信令经E、M线传递，不会干扰通话线，能直接使用四线话音通话，不必进行二/四线转换；标志信号畸变小，速度快
5、线路信令的传送：
逐段传送、校正后转发的方式
⑴线路信令中（如占用、拆线、拆线监护、闭塞等都是逐段使用的）这些信令的功能要求逐段传送
⑵采用无自检能力的线路信令时，在多段传输中因传输介质变化范围大，采用端到端传送不可靠
二、记发器信令MFC（多频互控信令）
是为建立接续的选择控制信令，为多频编码信令，传送方式端到端，控制方式为全互控
1、信令编码
MFC前向信令采用六中取二（15种），后向信令采用四中取二（6种）见表（P284表10.5）
数码
前向信令（Hz）
后向信令（Hz）
1380
1500
1620
1740
1860
1980
1140
1020
900
780
f0
f1
f2
f4
f7
f11
f0
f1
f2
f3
1
+
+
+
+
2
+
+
+
+
3
+
+
+
+
4
+
+
+
+
5
+
+
+
+
6
+
+
+
+
7
+
+
8
+
+
9
+
+
10
+
+
11
+
+
12
+
+
13
+
+
14
+
+
15
+
+
2、信令种类及含义：
（P285-P288）
前向信令分前向I组和前向II组，后向信令分为后向A组和B组（见P285表10.6）
前向信令
后向信令
组别
名称
基本含义
容量
组别
名称
基本含义
容量
I
KA
主叫用户类别
15
A
A信令
收码状态和接续状态的回控证实
6
KC
长途接续类别
5
KE
汇接标志
5
数字信令
数字0～9
10
II
KD
发端呼叫业务类别
6
B
KB
被叫用户状态
6
（注释：
KC信号含义：
11“优先”呼叫，12指定号码呼叫，13测试接续呼叫，14备用，15控制卫星电路段数；KE信号含义：
11、12备用，13测试呼叫，14备用，15“-”；KD信号含义：
1长途话务员半自动呼叫，2长途自动呼叫，3市内电话，4市内用户传真或用户数据通信，5半自动核对主叫号码测试呼叫；后向A组信号含义：
A1发下一位，A2由第一位发起，A3转至B信号，A4机键拥塞，A5空号，A6发KA和主叫用户号码；后向B组信号含义：
1被叫空闲，2被叫用户“市忙”，3被叫用户“长忙”，4机键拥塞，5被叫用户空号，6备用）
前向I组和后向A组，前向II组和后向B组构成二组互控指令
①前向I组及其互控信令后向A组用在后向A组和A3信令之前，A3信令的含义是：
被叫用户到达，转向B组，A3之后即为前向II组和它的互控信令后向B组
②KA用在发端汇接局至发端长话局这个时间段内，KC用在发端长话局至收端长话局，而KE用在终端长话局至终端市话局，或发端市话分局至发端市话汇接局，为汇接标志，见图
3、发送顺序
用户
三、国际上现用的几种随路信令
CCITT5号信令：
国际标准信令，用于洲际长途线路；
R1信令：
一号地区信令，用于贝尔系统北美电话网，采用24路PCM的数字型线路信令
R2信令：
二号地区信令，用于欧洲电话网，中国1号信令即参考R2制定的
1、CCITT5号信令
线路信令：
f1=2400Hz,f2=2600Hz
记发器信令：
采用脉冲多频方式，没有后向信令，传送方式为逐段转发
KP+国家号码+特征数字+国内号码+ST
（KP1为终端业务，KP2为转接业务，ST为脉冲发送结束）
2、R1信令
线路信令：
四线电路上：
前、后向线路信令采用相同的信号频率2600Hz
二线电路上：
前向线路信令采用2600Hz，后向线路信令采用2400Hz
记发器信令：
脉冲多频信令，与CCITT5号信令基本相同，只有一种KP信号
3、R2信令
线路信令：
模拟型：
用于载波电路，采用连续单频3850Hz
数字型：
用于PCM传输系统
记发器信令：
多频互控方式，前向、后向均采用6中取2编码，多段接续时为端到端传送
中国1号
R2
No.5
线路信令
结构形式
直流标志信号
带内2600HZ
30/32路PCM数字型
带外单频3825HZ
30/32路PCM数字型
带内双频2400HZ、2600HZ
24路PCM数字型
传送方式
逐段转发
逐段转发
逐段转发
控制方式
非互控
非互控
全互控
记发器信令
结构形式
MFC
前向六中取二
后向四中取二
MFC
前向六中取二
后向四中取二
MFP
六中取二
传送方式
端到端
劣质电路逐段转发
端到端
逐段转发
控制方式
全互控
全互控
非互控
第三节公共信道信令
一、公共信道信令方式的概念
若干条话路的信令集中于一条与话路分开的高速数据链上传送
1、种类：
No.6号信令：
用于模拟电话网和4kb/s或56kb/s的数字形式
No.7号信令：
是一种国际性的、标准化的通用公共信道信令系统，适用于数字网
2、信令组成方式：
3、信令与话路通道的对应方式
①直联工作方式：
两交换局之间通过一条直达的公共信令链路来传送,且该链路是专为连接两个交换局的电路群服务的
②准直联工作方式：
两交换局之间的信令消息通过两段或几段串连的公共信道信令链路来传送，并且只允许通过预定的路径和信令转换点
③完全分离工作方式：
两交换局之间的信令消息可以利用建立公共信道信令网的任何一条可用路径来传送，信令转换点可以有自己的路由选择原则，路由寻址复杂，不建议在国际网中使用
4、公共信道信令方式特点
①传输速度高，接续时间减少；（长话9秒，市话6秒，公共信道接续2秒）
②信令容量大，能提供呼叫接续信令，还可为电话网管理、集中维护、集中计费等集中服务提供信令
③信令传送和话路分开，在通话时间内可根据需要来处理和传递信令
④可灵活地增加和修改信令
⑤使数量很大的分路设备大大简化，对大话路群更经济
⑥适应电信网的发展
二、7号信令的信号单元
·采用可变长信令单元SU的传送方法，设一个标志码01111110（电话业务的SU80比特，数据业务的SU129比特，移动业务的SU140比特）
·采用明确标记法：
信令单元的格式中包含一个标记，以识别该信令消息属于哪一条电路
·差错控制：
检测采用16位循环冗余码CK，校正采用重发信号单元
·话路导通检验：
对话路进行通道检验
·功能结构模块化：
分信号传递部分和用户部分UP
标志码01111110
1、消息信令单元MSU：
由用户产生的可变长的消息信令单元，用于传递来自用户级的信令消息
2、链路状态信令单元LSSU：
来自MTP第三级，用于链路初始启用或链路故障时表示链路的状态
3、填充信令单元FISU：
来自MTP第二级的FISU，用于链路空或链路拥塞时填补位置的
长度表示语
⑴SIO：
业务表示语SSF+SI
SI
SSF
SI：
0000信令网管理消息
0001信令网测试和维护消息
0010备用
0011信令接续控制部分SCCP
0100电话用户部分TUP
0101ISDN用户部分ISUP
0110数据用户部分DUP（与呼叫电路有关）
0111数据用户部分（性能登记和撤消有关）
1000～1111备用
SSF：
BA备用
DC网路表示语
00国际网路
01国际备用
10国内网路
11国内备用
⑵FSN前向序号：
被传递的消息信令单元的序号
⑶BSN后向序号：
被证实的信令单元序号
⑷FIB前向（重发）表示语：
当传递的信令单元正确时，BIB与FIB一致，不一致，说明信令单元在发送过程中有错，改变FIB状态与BIB一致，开始重发
⑸BIB后向（请求重发）表示语：
⑹CK校验位：
16比特，采用循环校验码，校验对象BSN、BIB、FSN、FIB、LI、SIO、SIF
⑺SIF信令信息字段：
要传送的消息
⑻标志码F：
固定码型01111110，用于每个信令的开头和结尾，以识别起点。
⑨SF状态字段，表示链路的状态
000失去定位（SIO）
001”正常”定位状态（SIN）
010”紧急”定位状态（SIE）
011业务中断（SIOS）
100处理机故障（SIPO）
101链路忙（SIB）
三、7号信令的功能结构
1、OSI参考模型
①物理层：
确定与互连两个设备的实际电路相关的功能和性质
②链路层：
确定经由实际电路可靠地传送消息的功能
③网络层：
确定使用信号链的功能
前三层为建立通信网的基础
④传输层：
可靠地端到端信息传送的功能，监视经由逻辑通路进行的信息传送
⑤会话层：
确定控制通信系统中两个用户之间对话的功能
⑥表示层：
确定采用接收端可以识别的方法，对用户信息进行编码和编排格式功能
⑦应用层：
控制和监视通信网各种业务的处理过程
这几层为实现端到端通信的能力
2、7号信令分级功能结构
3、7号信令基本功能框图
A、信令数据链路L1：
用于信号的双向传递通道，由采用同一个数据速率的相反方向工作的两个数据通道组成
⑴两条传输通路通过数字选择级半永久性连接，接至信令终端
⑵两条传输通路通过时隙接入设备接至信令终端
B、信令链路功能L2：
符合OSI第二层要求，规定了与在一条数据链路上传送信号消息有关的功能和程序；分信令信元的分界（F标志）、同步定位（检查有无收到F标志）、差错校验（CK码）以及信令链路差错率的监测（FSN、BSN、FIB、BIB）
C、信令网功能L3：
符合OSI第三层要求，保证在信令网中的节点之间完成传送消息的任务，并保证可靠地传递信令消息，甚至在信令链路或节点故障的情况，分两部分：
信令消息处理功能、信令网管理功能
信令网功能结构示意图
Ⅰ信令消息处理：
保证在一个信令点的用户部分所产生的信令消息，传递到由这个用户部分指明的“目的地”
·消息识别：
识别来自第二级的消息，根据所收到的MSU中的目的地码来确定本信号是否目的地点。
是，送往消息分配至用户，否送往消息路由以便发到其它信令点
·消息分配：
根据MSU中的业务信息表示语SIO中的SI信息，将信令信息送往相应的用户部分
·消息路由：
1、根据SIO中的SI选择该业务使用的路由表；2、根据DPC来确定应使用的信号链路组；3、根据SLS在信号链路组内选择一条信号链路
·SLS信号链路选择的编码，在电路标志CIC中
Ⅱ信令网管理：
在信令网路中出现故障时，要完成信令网结构的重新组合，例如改变信令业务的路由，避开有故障信令链路的路由或信令点，保证改变信令业务的路由。
·信令业务管理：
当信令网发生故障时，将信令业务量从一个信令路由转到另一条或多条不同的路由上，或在信令点发生拥塞的情况下，临时减少信令业务流量；具体执行倒换、倒回、强制重选路由和受控重选路由等程序
·信令链路管理：
用于信令网中恢复故障的信令链路，启动空闲的链路和退出同步的信令链路；具体执行自动或人工分配信令终端和信令链路
·信令路由管理：
分配有关信令网状态的信息，以便闭塞或解除闭塞信令链路，其目的是保证可靠地在信令网中各节点之间交换信息路由的信息；
D、用户部分：
7号信令系统的用户部分有电话用户TUP、数据用户DUP以及综合业务数字网用户ISUP
TUP：
提供电话呼叫的控制和监视信号，完成各种电话接续和控制，确定了交换局之间所传递的信令消息的内容，即信令信息字段SIF
四、实例：
①端局至端局直达接续，设呼叫时被叫用户空闲，其信号传送顺序为
IAM：
初始地址信息：
包含有全部或部分被叫用户地址号码和主叫用户类别以及路由控制
ACM：
地址全消息：
通知各有关交换局清除存储器内保存的有关此次呼叫的全部消息、接通路由。
ANC：
应答信息：
被叫摘机应答
CLF：
拆线
RLG：
释放监护
CBK：
挂机
ADI：
地址不全
②7号信令与随路信令的配合，设A局至汇接局之间为随路信令，汇接局至B局之间为7号信令
五、双向信号链路的同抢
同一条信号链路被两端的信号点同时占用
原因：
信令数据链路的传播时间因传输信道干扰造成的消息重传引起的消息迟延准直联工作时经过信令转换点转接信令消息造成的附加时延
解决方法
1、双向信令链路群两端的信令点采用不同顺序的选择方法
2、交换局将信号链路群分为两组，一组为主控信号链路群，另一组为非主控信号链路群
第四节信令网
一、信令网的基本概念
1、什么是信令网：
具有多种功能的业务支撑网，可用于电话网、电路交换的数据网、ISDN网、移动通信网，可以传送与电路无关的各种信令消息，实现网络的运行管理维护和开放各种补充业务
是载送信令消息的数据传送系统，一个专用的分组交换数据网
2、工作方式：
直联、准直联和全分离工作方式
3、组成：
信令点SP、信令转接点STP和信令链
①信令点：
是信令消息的起源点和目的点，可以是具有No.7信令功能的各种交换局，一般采用基本的四级结构
②信令转换点：
具有转接信令功能，可将一条信令链的信令消息转发至另一信令点；分独立、综合信令转接点
综合STP容量小，可靠性低，可直接采用直联和准直联相结合的工作方法，传输利用率高，设备价格低
独立STP容量大，易于维护，可靠性高，可组织为全部准直联的信令网络，组网复杂，传输系统利用率低，要求组网采用DDN或DXC（S数字交叉连接设备）
③信令链：
是信令网中连接信令点的最基本部件，由No.7信令功能的一、二级组成
4、信令网的类型
①无级信令网：
不引入信令转接点，信令点间采用直联方式工作，有网状网、格子状网等，但从容量和经济上满足不了国际、国内信令网的要求
②分级信令网：
含信令转接点的网络，按等级分为二级和三级网。
二级信令网具有一级STP和信令点SP，可以覆盖8192个信令点；三级信令网具有HSTP和LSTP两级信令转接点及信令点SP可以覆盖几十万个信令点
5、信令网的选择
①信令网所能容纳的信令点的数量：
网中各种交换局和特服中心
②STP容量：
一是STP可以连接的信令链的最大数量，二是信令处理能力MSU/S。
当信令链的数量一定时，每条信令链的信令负载越大，要求STP的信令处理能力越大；在一定的信令处理能力下，信令点的负载越大，实际可提供的信令链就越少
③冗余度（备份）：
保证信令点之间路由组的不可用性每年<10s，美国和日本采用双倍冗余度（每个SP连到二个STP，每个信令链路组中包括一条信令链路），我国和欧洲采用四倍冗余度
6、分级信令网容量
二级信令网的容量：
N2=N1*（L-N1+1）/4
三级信令网的容量：
N3=N1*（L-N1+1）*（L-3）/16
其中N1为信令转接点数量
L为STP可以连接的最大信令链数量
二、中国No.7网体制
1、等级结构：
信令网中信令点间的连接方式：
网状连接和A、B平面连接
⑴网状连接：
①STP间均设有直达信令链，当两个STP间直达链路故障时，最多只经过一级STP转接
②网络连接可靠性高
⑵A、B平面连接
①平面内的STP为网状连接，平面间的STP为格子状连接
②正常情况下，STP间有直达的信令链，不须转接，故障时，须经STP转接，但转接的迂回路由比网状网少，可靠性略低
⑶SP与STP之间为分区固定连接方式
①本信令区的信令点间的准直联连接必须连至本信令区内的两个信令转接点
②两个信令区间的信令点间的准直联连接至少要经过两个信令转接点转接
③信令区的一个信令转接点故障时，该信令点的全部负荷转到另一信令转接点，两个信令转接点同时故障，本信令区的业务全部中断
④信令网路由设计及管理方便
⑷SP
升级会员 