信令系统

更新时间:2022-08-25 10:43

信令系统(signalling systems)是指电信网中交换节点(交换局、网路控制点等)为用户建立接续和进行网路管理采用的一种信息交换系统。任何一种信令系统都包含全部信号的产生、传送和接收规范以及信令程序。

概述

通信网中任意两个通信终端之间的通信都离不开信令,终端与交换节点之间、各交换节点之间以及不同网络之间的互通,都必须在信令的控制下进行。信令系统是通信网络的重要组成部分,是保证通信网正常运行必不可少的,信令技术是通信网的基本技术。

电话通信过程分为三个阶段:呼叫建立、通话、呼叫拆除。在呼叫建立和呼叫拆除过程中,用户与交换机之间、交换机与交换机之间都要交互一些控制信息,以协调相互的动作,这些控制信息称为信令。

功能

信令系统的功能主要包括监视、选择和运行三个基本功能。监视功能用于监测和反映电信网和用户的状态,如用户的摘机占用、应答、挂机和拆线信号。选择功能是与呼叫建立有关的功能,主要根据被叫用户地址信息完成接续。运行功能是为保证电信网正常运行和提高运行效率设置的功能,如尽可能提供有关网路拥塞、交换设备和电路不可用等信息。

在随路信令系统中,监视功能一般由线路信令实现,选择功能由十进制脉冲信令或多频记发器信令完成。运行功能则根据信令方式的不同,使用线路信令或记发器信令。在公共信道信令系统中,监视、选择和运行功能都通过专用的信令链路传送,以数字编码格式表示的信令信息来完成。

分类

信令的分类方法有很多,通常可以按照信令所完成的功能来划分信令种类,也可以按照信令所工作的区域和信令传送通路的关系来划分。

用户信令和局间信令

按照信令所工作的区域可将信令分为用户信令和局间信令,见右图。

用户至交换局间传送的信令。例如环路直流用户信令反映用户话机的摘机和挂机状态。综合业务数字网(ISDN)1号数字用户线信令方式采用D通路(16kbit/s)利用数字编码格式传送的信令信息。

局间信令是通信网中个交换节点之间传送的信令,即网络接口(NNI)信令。它在局间中继线上传送,主要有与呼叫相关的监视命令、路由信令和与呼叫无关的管理信令,以控制通信网中各

种通信接续的建立和释放,并传递与通信网管理和维护相关的信息。

目前通信网的局间信令都是数字信令,主要采用No.7信令系统。

局间信令比用户信令多而相应复杂。

随路信令和公共信道信令

按照信令传送通路和用户信息传送通路的关系,可将信令分为随路信令(CAS:channel associated signaling)和公共信道信令(CCS:common channel signaling),公共信道信令也叫做共路信令。

随路信令是信令和用户信息在同一通路上传送的信令。随路信令的传送通路与用户信息的传送通路具有相关性,这种相关性不仅体现在上述的共用通路传送信令和用户信息,还表现在信道通道与用户信息通道之间存在着某种一一对应的关系。

在随路信令系统中,为了区分局间中继信令和相邻交换机控制单元(记发器)间的信令,一般把信令分为线路信令和地址信令。早期的步进制交换机使用直流信令(直流信令标志和十进制的直流脉冲)。公共控制的纵横制交换机,则采用直流或带内、带外音频线路信令和多频记发器信令。国际电话网使用的典型随路信令系统是CCITT4号、5号、R1和R2信令方式。

随路信令系统信令速度慢,长途呼叫用户拨号后等待时间长(约5~10s)、信号种类少,只能满足电话基本业务的需要,只适合在机电制交换机组成的电信网中使用。

公共信道信令的信令通路与用户信息通路是分离的,信令是在专用的信令通道上传送的。公共信道信令的信令通道与用户信息通道之间不具有时间位置的关联性,彼此相互独立。

交换局间所有话路的呼叫信令信息采用数字编码格式集中由专用的信令信道传送的信令的系统。国际上有CCITT6号和7号两种公共信道信令方式。

CCITT 6号公共信道信令方式是20世纪70年代初第一个标准化的公共信道信令方式。它是根据模拟电话网的特点设计的,存在着信令链路速率低(2.4kbit/s)、信息长度短以及只能用于呼叫的建立和释放控制等明显的缺点,因而不适合在数字电信网特别是综合业务数字网(ISDN)和智能网(IN)中应用。

CCITT 7号公共信道信令方式是为了满足数字电信网的信令要求,在吸取CCITT 6号方式经验基础上提出的新型公共信道信令方式。它采用了功能模块化结构,特别是采用了OSI数据分层规约的设计方法,不但可以在数字或模拟电话网以及电路交换的数据网中使用,而且可以应用在ISDN和信令网的维护、运行和管理。它在国际和国内网中得到了越来越广泛地应用。

信令交互流程

主叫用户摘机,发出“摘机”信令,表示要发起一个呼叫。该信令送到发端交换机,发端交换机收到主叫用户的摘机信令后,经分析允许它发起这个呼叫,则向主叫用户送拨号音,该“拨号音”信令告知主叫用户可以开始拨号。主叫用户听到拨号音后,开始拨号,发出“拨号”信令,将被叫号码发送到发端交换机,即告知发端交换机此次接续的目的终端。

发端交换机根据被叫号码进行号码分析,确定被叫所在的交换局,然后在发端交换机与终端交换机之间选择一条空闲的中继电路,向终端交换机发“占用”信令,发起局间呼叫并告知终端交换机所占中继电路。向终端交换机发送“被叫号码”信令,以供终端交换机选择被叫。

终端交换机根据被叫号码找寻被叫,向被叫送“振铃”信令,催促被叫摘机应答,向主叫送“回铃音“信令,以告知主叫用户已找到被叫,正在叫出。

被叫用户听到振铃后摘机,被叫用户送出一个”摘机“信令,终端交换机收到被叫“摘机”信令,停振铃,向发端交换机发送“被叫应答”信令后,停止向主叫送回铃音,接通话路,主被叫双方进入通话阶段。

若在通话阶段,被叫用户先挂机,发出“挂机”信令,要求结束通话。终端交换机接收该信令,向发端交换机发送“被叫挂机”信令,通知发端交换机被叫已经挂机。发端交换机收到该信令则向主叫用户送“忙音“信令,催促主叫挂机,并向终端交换机发送”释放“信令,告知通话结束,要求释放资源。主叫用户听到忙音,则挂机,结束通话。终端交换机收到释放信令后,拆除话路,释放资源,恢复”释放证实“信令,表示收到释放信令,释放资源,通话结束。若是主叫用户先挂机,则发端交换机向终端交换机发送”释放“信令,告知通话结束,要求释放资源。终端交换机收到释放信令后,向被叫发送”忙音“信令,拆除话路,释放资源,回复”释放证实“信令,被叫用户听到忙音,则挂机,通话结束。

以上描述过程表明,信令是呼叫接续过程中所采用的一种“通信语言”,用于协调动作、控制呼叫。这种“通信语言”应该是可相互理解、相互约定、以达到协调动作为目的,因此说信令是通信网中规范化的控制命令,它的作用是控制通信网中各种通信连接的建立和拆除,维护通信网的正常运行。

信令方式

信令是通信网中规范化的控制命令。所谓规范化就是在信令构成、信令交互时要遵守的一定的规约和规定,这些规约和规定就是信令方式。它包括信令的结构形式、信令在多段路由上的传送方式以及信令传送过程中的控制方式。

结构形式

信令的结构形式是指信令所能传递信息的表现形式,一般分为未编码和编码两种结构形式。

未编码信令是按照脉冲的个数、脉冲的频率、脉冲的时间结构等表达不同的信息含义。

信令的编码方式主要有两种,一种是采用多频制进行编码;另一种是采用二进制数字进行编码,因此编码的信令主要有两类:模拟型多频制信令和数字型二进制信令。

传送方式

信令在多段路由上的传送方式有3种:端到端方式、逐段转发方式和混合方式。

端到端方式的特点是对线路传输质量要求较高,信令传送速度快,接续时间短,但要求在多段路由上所传送的信令是同一类型。

逐段转发方式的特点是对线路传输质量要求不高,信令传送速度慢,话路接续时间长,在多段路由上传送信令的类型可以不同。

混合方式就是在信令传送时既采用端到端方式又采用逐段转发方式。

控制方式

控制信令传送的方式有三种:非互控方式、半互控方式和全互控方式。

发展趋势

国际上电信网信令系统主要是发展和推广使用ISDN CCITT 1号数字用户线信令方式和局间CCITT 7号信令方式,以满足实现窄带(64kbit/s)ISDN和开放部分智能网业务的要求,CCITT把研究开发宽带ISDN的信令方式作为重点,并研究改进和扩展1号数字用户线信令方式和局间7号信令方式,用以支持、控制多媒体和多点呼叫,以及开放更多的智能网业务。

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