第四章 信令網(wǎng)_2012

1、現(xiàn)代通信網(wǎng)華中科技大學(xué) 電子與信息工程互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工程研究中心2022年2月2日1第四章信令網(wǎng)2內(nèi)容提要w信令簡介wNo.7信令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)wNo.7信令網(wǎng)w信令網(wǎng)與電話網(wǎng)wNo.7信令網(wǎng)管理3信令應(yīng)用示例：電話接續(xù)基本信令流程交換機 A(發(fā)端局)用戶線Telephone主叫啟呼(摘機)撥號音撥號信令占用信令選擇信令(路由信令)回鈴音信令交換機 B(終端局)用戶線Telephone被叫振鈴信令應(yīng)答(摘機)應(yīng)答信令(通話)復(fù)原(掛機)后向掛機信令忙音復(fù)原(掛機)前向拆線信令拆線證實信令中繼線4(1) 信令與分類什么是信令？在通信設(shè)備(終端與交換機、交換機與交換機)之間傳遞的控制信息，協(xié)同終端、交換系

2、統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)在指定的終端間建立和撤消臨時的通信通道，以及維護網(wǎng)絡(luò)的正常運行信令的分類n按工作區(qū)域分：用戶線信令、局間信令n按功能分：監(jiān)視信令、地址信令、維護管理信令n按傳送方向分：前向信令、后向信令n按傳送信道分： 隨路信令(CAS, Channel Associated Signaling) 公共信道信令(CCS, Common Channel Signaling)5隨路信令與公共信道信令交換網(wǎng)絡(luò)交換機 A公共控制信令設(shè)備話路交換網(wǎng)絡(luò)交換機 B公共控制信令設(shè)備( a )交換網(wǎng)絡(luò)交換機 A處理機信令設(shè)備話路交換網(wǎng)絡(luò)交換機 B信令設(shè)備( b )處理機數(shù)據(jù)鏈路交換網(wǎng)絡(luò)交換機 A公共控制信令設(shè)備話路

3、交換網(wǎng)絡(luò)交換機 B公共控制信令設(shè)備( a )交換網(wǎng)絡(luò)交換機 A處理機信令設(shè)備話路交換網(wǎng)絡(luò)交換機 B信令設(shè)備( b )處理機數(shù)據(jù)鏈路隨路信令：信令與用戶信息在同一條信道上傳送，信令通過對應(yīng)的用戶信息信道來傳送。共路信令：信令在一條與用戶信息信道分開的信道上傳送，信令的傳送是與話路分開的、無關(guān)的。6共路信令的優(yōu)點信號傳輸速度快，通道利用率高。信號容量大，具有提供大量信號的潛力。信令消息棧的擴展比較容易，具有改變和增加信號的靈活性，可方便地擴充適應(yīng)未來信息技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。避免了話音對信號的干擾，可靠性高，適應(yīng)性強。有利于運行、維護和管理。7(2) 信令方式 信令及其傳遞的規(guī)則規(guī)則和約定約定，它

4、包含信令的編碼方式編碼方式、信令在多段鏈路上的傳送方傳送方式及控制方式。式及控制方式。8(2) 信令方式1). 編碼方式n 未編碼方式未編碼方式： 脈沖幅度、脈沖持續(xù)時間、脈沖數(shù)量等n 已編碼方式：已編碼方式：模擬已編碼信令模擬已編碼信令：起止式單頻編碼、雙頻二進制編碼、多頻制信令數(shù)字型線路信令數(shù)字型線路信令：是使用4位二進制編碼表示線路狀態(tài)的信令信令單元（信令單元（SUSU）：使用若干個八位組構(gòu)成的信令單元來表示各種信令。這種方式傳送速度快，容量大，可靠性高9例：DTMF（ Dual Tone Multi-Frequency ）雙音多頻就是用頻率組合來表示話機的按鍵信號， 每個信號分別由一個

5、高頻群中的頻率和一個低頻群中的頻率組成，即雙音 高頻群有H1-H4四個頻率，低頻群有L1-L4四個頻率，共有16種組合，如下：13-16作為備用。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頻率單位：頻率單位：HzHz10(2) 信令方式2) 傳送方

6、式n端到端、逐段轉(zhuǎn)發(fā)、混合11端到端方式收號器用戶發(fā)號器ABCXXXX發(fā)端局ABC收號器轉(zhuǎn)接局ABC收號器XXXX轉(zhuǎn)接局收號器收端局用戶端到端方式的特點 發(fā)碼速度快、撥號后等待時間短，連接建立較快； 全程采用同樣的信令系統(tǒng)； 發(fā)端信令設(shè)備連接建立期間占用周期長。12逐段轉(zhuǎn)發(fā)方式收號器用戶發(fā)號器ABCXXXX發(fā)端局轉(zhuǎn)接局XXXX轉(zhuǎn)接局收號器收端局用戶收號器發(fā)號器ABCXXXX收號器發(fā)號器ABCXXXX逐段轉(zhuǎn)發(fā)方式的特點： 對鏈路質(zhì)量要求不高； 在每一段鏈路上的信令形式可以不一樣； 其信令的傳輸速度慢，連接建立的時間慢。13(2) 信令方式3）控制方式n非互控：無須等待收端證實信號n半互控：須等待

7、收端證實信號n全互控：連續(xù)發(fā)送前向信令，直至收到的后向證實信令14p 非互控方式(脈沖方式）原理：發(fā)端不斷地將需要發(fā)送的連續(xù)或脈沖信令發(fā)向收端，而不管收端是否收到。特點：這種方式設(shè)備簡單，但可靠性差。15p 半互控方式：原理：發(fā)端向收端每發(fā)一個或一組脈沖信令后，必須等待收到收端回送的接收的證實信號后，才能接著發(fā)下一個命令。特點：這種方式設(shè)備較復(fù)雜，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：發(fā)端連續(xù)發(fā)前向信令且不能自動中斷，要等收到收端的證實信令后，才停止發(fā)送該前令；收端連續(xù)發(fā)證實信令也不能自動中斷，須在發(fā)端信令停發(fā)后，才能停發(fā)該證實信令。后向信令均是連續(xù)

8、的，故也稱連續(xù)互控。 特點：這種方式抗干擾能力強和可靠性好，設(shè)備較復(fù)雜，傳送速度較慢。17p 全互控方式：18內(nèi)容提要w信令簡介wNo.7信令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)wNo.7信令網(wǎng)w信令網(wǎng)與電話網(wǎng)wNo.7信令網(wǎng)管理19(1) No.7信令簡介 No.7信令是以支撐綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)為目標(biāo)而設(shè)計的通用公共信道信令系統(tǒng)，是電話網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、智能網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)網(wǎng)的重要支撐系統(tǒng)。主要特點n靈活靈活：增加了信令系統(tǒng)的靈活性n高效高效：信令在信令鏈路上傳送速度快，呼叫建立時間大為縮短，提高了服務(wù)的質(zhì)量，提高設(shè)備的使用效率。n可擴展可擴展：具有提供大量信令的潛力，便于增加新的網(wǎng)絡(luò)管理信令和維護信令，適應(yīng)各種新業(yè)務(wù)的要求。2

9、0No.7信令相關(guān)建議總體結(jié)構(gòu)消息傳遞部分(MTP，Message Transfer Part)電話用戶部分(TUP，Telephone User Part)數(shù)據(jù)用戶部分(DUP，Data User Part)信令連接控制部分(SCCP，Signaling Connection Control Part)ISDN用戶部分(ISUP，ISDN User Part)事務(wù)處理能力應(yīng)用部分(TCAP，Transaction Capability Application Part) 移動應(yīng)用部分(MAP，Mobile Application Part)測試規(guī)范21(2) No.7信令系統(tǒng)架構(gòu)第四級(L4

10、)用戶級信令點 A用戶級信令點 B第三級(L3)信令網(wǎng)功能級信令網(wǎng)功能級第二級(L2)信令鏈路功能級信令鏈路功能級第一級(L1)信令數(shù)據(jù)鏈路級信令數(shù)據(jù)鏈路級用戶部分用戶部分(UP)消息傳遞消息傳遞部分部分(MTP)四級功能結(jié)構(gòu)22消息傳遞部分(MTP)MTP (Message Transfer Part): 在兩個用戶部分之間可靠地傳遞信令消息 信令數(shù)據(jù)鏈路功能級：第一級(MTP-1) 信令鏈路功能級：第二級(MTP-2) 信令網(wǎng)功能級：第三級(MTP-3)23信令數(shù)據(jù)鏈路級：第一級(MTP-1)為信令傳輸提供雙向數(shù)據(jù)通路，規(guī)定信令數(shù)據(jù)鏈路的物理、電氣、功能特性和接入方法24信令鏈路功能級：第

11、二級(MTP-2)規(guī)定在信令鏈路上傳送信令消息的功能以及相應(yīng)程序，如信號單元定界、信號單元定位、信號單元檢錯和糾錯、信號重發(fā)控制、信令鏈路監(jiān)視等25信令網(wǎng)功能級：第三級(MTP-3)定義了各信令點之間消息傳送的功能和過程。包括：n 信令消息處理：將信令傳至合適的信令點或用戶部分n信令網(wǎng)管理：對每一個信令路由和信令鏈路進行監(jiān)視和控制，以保證信令消息仍能可靠傳送26 信號消息處理功能信號消息處理功能: : 消息路由功能 消息識別功能 消息分配功能 信令網(wǎng)管理功能信令網(wǎng)管理功能: : 信令業(yè)務(wù)管理 信令路由管理 信令鏈路管理27用戶部分(UP)基于消息傳遞部分(MTP)進行信令傳送定義實現(xiàn)某一類用戶

12、業(yè)務(wù)所需的相關(guān)信令功能和過程電話用戶部分 TUPISDN用戶部分 ISUP數(shù)據(jù)用戶部分 DUP運轉(zhuǎn)和維護用戶部分 PMUP遙控用戶部分 RCUP集中計費用戶部分 CCUP話務(wù)員坐席用戶部分 OPUP等智能用戶應(yīng)用 INAP網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用 OMAP移動用戶部分 MAP28No.7信令系統(tǒng)架構(gòu)29電話用戶部分(TUP)電話通信呼叫接續(xù)處理中所需的各種信令信息格式、編碼及功能程序根據(jù)發(fā)端交換局呼叫接續(xù)處理要求，產(chǎn)生所需的消息信令并經(jīng) MTP傳送給接收端局接收由MTP部分傳送過來的到達本端局的各種消息，分析處理后通知話路部分做出相應(yīng)的處理30ISDN用戶部分(ISUP)在ISDN環(huán)境中，提供話音或非話音

13、(如數(shù)據(jù))交換所需的功能和程序在N-ISDN或數(shù)字電話網(wǎng)上建立、釋放、監(jiān)視一個話音呼叫及數(shù)據(jù)呼叫所需的信令消息和協(xié)議，以支持基本的承載業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)，包括全部TUP所實現(xiàn)的功能。同時具有支持非話呼叫和先進的ISDN業(yè)務(wù)所要求的附加功能31信令連接控制部分(SCCP)目的：適配上層應(yīng)用需求與MTP-3提供的服務(wù)的不匹配問題。MTP的不足n使用只在單個信令網(wǎng)內(nèi)有效的目的信令點編碼(DPC，Destination Point Code)進行尋址，不能進行網(wǎng)間直接尋址n最多支持16個用戶部分，不能滿足更多新業(yè)務(wù)的需求n以逐段轉(zhuǎn)發(fā)方式傳遞信令，不支持端到端方式n不能傳遞與電路無關(guān)的信令，不支持面向連接的

14、信令業(yè)務(wù)32信令連接控制部分(SCCP) SCCP在上層應(yīng)用與MTP-3的服務(wù)之間提供適配，提供附加的尋址和選路功能n在交換局和專用中心之間傳遞電路相關(guān)和非電路相關(guān)的信令信息或其他類型的信息n建立無連接和面向連接的信令業(yè)務(wù)(如用于管理和維護等) 33事務(wù)處理能力應(yīng)用部分(TCAP) Transaction Capability Application Part事務(wù)處理能力(TC)n網(wǎng)絡(luò)中分散的一系列應(yīng)用在相互通信時采用的一組規(guī)約和功能，為訪問網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)庫提供標(biāo)準(zhǔn)接口；n電信網(wǎng)提供信令網(wǎng)的運行管理和維護、支持移動通信、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)等功能的基礎(chǔ)n包括操作、維護和管理部分(OMAP)，移動應(yīng)用部分(

15、MAP)和智能網(wǎng)應(yīng)用部分(INAP)，每個部分定義了相應(yīng)的信令及協(xié)議34TCAP具有管理事務(wù)處理的能力n運行管理中心和交換局之間收發(fā)運行管理數(shù)據(jù)，登記移動電話設(shè)備的位置，當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量較小而實時性很強的信息可采用SCCP無連接服務(wù)n如對業(yè)務(wù)控制點的詢問當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量很大單無實時性要求時可采用SCCP面向連接服務(wù)。n如傳遞與業(yè)務(wù)量有關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和文件事務(wù)處理能力應(yīng)用部分(TCAP) Transaction Capability Application Part35(3) No.7信號單元 信號單元n傳送各種信令信息n長度可變nNo.7信令方式在MTP-2級定義了三種基本信號單元格式36(3) No.

16、7信號單元三種信號單元格式n消息信號單元消息信號單元(MSU，Message Signal Unit) )傳送各用戶部分的消息、信令網(wǎng)管理消息及信令網(wǎng)測試和維護消息n鏈路狀態(tài)信號單元鏈路狀態(tài)信號單元(LSSU：Link Status Signal Unit)提供鏈路狀態(tài)信息，以控制信令鏈路的接通、恢復(fù)等n填充信號單元填充信號單元(FISU：Fill-in Signal Unit)起填充作用，維持信令鏈路正常工作37No.7信號單元格式38No.7信號單元格式39內(nèi)容提要w信令簡介wNo.7信令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)wNo.7信令網(wǎng)w信令網(wǎng)與電話網(wǎng)wNo.7信令網(wǎng)管理40(1) No.7信令網(wǎng)的構(gòu)成n信令點信

17、令點(SP(SP，Signaling Point)Signaling Point)既發(fā)送又接收信令消息的節(jié)點，如交換局、操作管理和維護中心、服務(wù)控制點等n信令轉(zhuǎn)接點信令轉(zhuǎn)接點(STP(STP，Signaling Transfer Point)Signaling Transfer Point)將信令消息從一條信令鏈路轉(zhuǎn)到另一條信令鏈路的信令點n信令鏈路信令鏈路(SL(SL，Signaling Link)Signaling Link)傳送信令的通道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話電路與信令鏈路的關(guān)系，信令工作方式可分為對應(yīng)工作方式(也叫直聯(lián)方式)和準(zhǔn)對應(yīng)工作方式(也叫準(zhǔn)直聯(lián)方式)。43（3）信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)無級信令網(wǎng)n無信令轉(zhuǎn)接點，信令點間都采用對應(yīng)工作(直聯(lián))方式，所有的信令點均處于同一等級。 n拓撲結(jié)構(gòu)類型：直線型、環(huán)狀、格狀、蜂窩狀、網(wǎng)狀網(wǎng)等。分級信令網(wǎng)n有信令轉(zhuǎn)接點。n可分成二級或者三級。二級信令網(wǎng)是采用一

19、級信令轉(zhuǎn)接點的信令網(wǎng)；三級信令網(wǎng)是具有二級信令轉(zhuǎn)接點的信令網(wǎng)。n信令消息一般需要經(jīng)過一級或n級信令轉(zhuǎn)接點的轉(zhuǎn)接n特點：容納信令點多，增加信令點容易，信令路由多，容量大。44分級信令網(wǎng)INTSSP(DC1)HSTPLSTPSP(DC2)SP端局SP(DC1)HSTPLSTPSP(DC2)SP端局信令鏈路；話路45我國信令網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)第一級：高級信令轉(zhuǎn)接點(HSTP)n成對設(shè)置在各省、自治區(qū)及直轄市n轉(zhuǎn)接所匯接的第二級LSTP和第三級 SP的信令消息n采用AB平面連接方式第二級：低級信令轉(zhuǎn)接點(LSTP)n成對設(shè)置在地級市n負責(zé)轉(zhuǎn)接所匯接的第三級SP的信令消息n采用分區(qū)固定連接方式第三級：信令點n是

20、信令網(wǎng)傳送各種信令消息的源點或目的地點。包括交換局、運營維護中心、網(wǎng)管中心和單獨設(shè)置的數(shù)據(jù)庫。n均分配有信令點編碼n至LSTP可采用分區(qū)固定連接或自由連接方式46AB平面連接方式STPA 平面STPSTPSTPB 平面STPSTP4747分區(qū)連接方式分區(qū)固定連接方式分區(qū)固定連接方式是指本信令區(qū)內(nèi)的信令點必須連接至必須連接至本信令區(qū)的兩個信令轉(zhuǎn)接點，采用準(zhǔn)直聯(lián)工作方式。在工作中，本信令區(qū)內(nèi)一個信令轉(zhuǎn)接點故障時，它的信令業(yè)務(wù)負荷全部倒換至本信令區(qū)內(nèi)的另一個信令轉(zhuǎn)接點。如果出現(xiàn)兩個信令轉(zhuǎn)接點同時故障，則會全部中斷該信令區(qū)的業(yè)務(wù)。自由連接方式自由連接方式是隨機地按信令業(yè)務(wù)量大小自由連接的方式。本信令區(qū)

21、內(nèi)的信令點可以根據(jù)它至各個信令點的業(yè)根據(jù)它至各個信令點的業(yè)務(wù)量的大小自由連至務(wù)量的大小自由連至兩個信令轉(zhuǎn)接點(本信令區(qū)的或另外信令區(qū)的)。按照這種連接方式，兩個信令區(qū)間的信令點可以只經(jīng)過一個信令轉(zhuǎn)接點轉(zhuǎn)接。另外，當(dāng)信令區(qū)內(nèi)的一個信令轉(zhuǎn)接點故障時，它的信令業(yè)務(wù)負荷可能均勻地分配到多個信令轉(zhuǎn)接點上，即使兩個信令轉(zhuǎn)接點同時故障，也不會全部中斷該信令區(qū)的信令業(yè)務(wù)。48(4) 信令點編碼 信令點編碼n用于識別各信令點和信令轉(zhuǎn)接點n編碼方案與業(yè)務(wù)網(wǎng)獨立，信令網(wǎng)的編碼與電話網(wǎng)中的電話號簿號碼沒有直接聯(lián)系n實行統(tǒng)一編碼，同時要考慮信令點編碼的惟一性、穩(wěn)定性、靈活性，要有充分的容量。49國際No.7信令網(wǎng)信令點

22、編碼 國際信令網(wǎng)信令點編碼為14位50我國No.7信令網(wǎng)編碼信令網(wǎng)信令點編碼：3 x 8bits主信令區(qū)識別主信令區(qū)編碼分信令區(qū)編碼信令點編碼分信令區(qū)識別信號點識別n第一個8 bits用來識別主信令區(qū) (對應(yīng)HSTP)，對應(yīng)省、直轄市、個別大城市。n第二個8 bits用來識別各主信令區(qū)內(nèi)的分信令區(qū) (對應(yīng)LSTP)。n第三個8 bits用來識別各分信令區(qū)的信令點。注1：在必要時，一個分信令區(qū)編碼和信令點的編碼可相互調(diào)劑使用。注2：國際接口局應(yīng)分配兩個信令點編碼，其中一個是國際網(wǎng)分配的國際信令點編碼，另一個則是國內(nèi)信令點編碼。51(5) 信令消息的路由信令網(wǎng)的路由是指兩個信令點間傳送信令消息的路

23、徑，由信令網(wǎng)功能級 (MTP-3)的信令消息處理部分實現(xiàn)。信令消息處理通過檢查信令單元的路由標(biāo)記及有關(guān)信息字段決定消息的傳送方向。電話用戶信息的傳遞是面向連接的，但承擔(dān)控制功能的信令消息是采用無連接的數(shù)據(jù)報方式，在信令網(wǎng)中獨立地轉(zhuǎn)發(fā)。52消息信號單元(MSU)中的路由標(biāo)記信息字段8n(n2)路由標(biāo)記SSFSI8n6444SIFSIO80CIC(SLS)OPCDPC4122424DPC目的信令點碼；OPC源信令點碼；SLS信令鏈路選擇碼；CIC電路識別碼53信令消息處理消息分配消息分配：根據(jù)消息識別功能送來的SIO編碼確定和傳遞給消息所屬的用戶部分。消息路由消息路由：根據(jù) SI(業(yè)務(wù)指示字段)、

24、 DPC和SLS(信令鏈路選擇碼)選擇一條合適的信令鏈路傳送信令。（1）根據(jù)SIO的內(nèi)容來判定是哪類用戶產(chǎn)生的消息，來選擇相應(yīng)的路由表(預(yù)先設(shè)置的)。（2）根據(jù)DPC和路由分擔(dān)原則，確定信令鏈路組;（3）根據(jù)SLS，在信令鏈路組中選擇一條信令鏈路.消息識別：消息識別：根據(jù)DPC判定本信令點是否為信令消息的目的地，從而確定是交給消息分配功能，還是交給消息路由功能轉(zhuǎn)發(fā)。54信令路由選擇可用信令傳輸路徑可分成兩類n正常路由：正常情況下信令業(yè)務(wù)流的路由n迂回路由：信令鏈路或路由故障時傳送信令業(yè)務(wù)流的路由信令路由選擇的一般原則n優(yōu)先選擇正常路由，其次選擇迂回路由n迂回路由根據(jù)其優(yōu)先級由高至低逐級選擇n對于多個同一優(yōu)先等級的迂回路由，采用負荷分擔(dān)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內(nèi)容提要w信令簡介wNo.7信令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)wNo.7信令網(wǎng)w信令網(wǎng)與電話網(wǎng)wNo.7信令網(wǎng)管理57信令網(wǎng)與電話網(wǎng)的對應(yīng)關(guān)系國內(nèi)電話網(wǎng)分為