现代通信网 教学课件 ppt 作者 王练 第7章支撑网.ppt

第7章 支撑网,完整的电信网除了传递各种消息信号的业务网之外，还需要能使电信业务网正常运行的起支撑作用的网络，这种网络称为支撑网 现代电信网包括3个支撑网 信令网 数字同步网 电信管理网,7.1 信令网 7.1.1信令的概念与分类,1、信令的概念 通信网是由交换设备、传输设备、终端设备以及相应的软件系统构成 通信网用于传递用户的各种信息，这些信息包括语音、数据、图像和视频等在信息的传递过程中，还必须要求通信网中的各种设备之间能协调工作，相互交流信息，提出要求等这种设备之间相互交流的信息称为信令 信令在通信网中的传送还必须遵循一定的规约和规定，如信令的结构形式，在多段路由上的传送方式及控制方式等，这些规约和规定称为信令方式 下面通过以两个用户通过两个交换局通话为例来理解信令及其流程接续过程如图7.1所示当主叫用户摘机时，摘机信令送到交换机A，摘机信令表示用户要求通信； 交换机A向主叫用户送拨号音，主叫用户听到拨号音后，开始拨号，将被叫号码送给交换机A； 交换机A根据被叫号码选择局向（路由）及中继线如有路由可利用，交换机A向交换机B发送占用信令，然后把被叫用户号码发送给交换机B； 交换机B根据被叫号码，将呼叫连到被叫用户，向被叫用户发送振铃信号，并向主叫用户送回铃音； 被叫用户摘机应答，交换机B将应答信令转发给交换机A； 双方开始通话； 通话完毕，若被叫用户先挂机，则挂机信令由交换机B发送交换机A；交换机A给主叫用户送忙音，通知主叫用户挂机；如果主叫用户先挂机，则交换机A立即拆线，并把拆线信令送给送终端交换局，通知其拆线； 终端交换局拆线后，回送拆线证实信令，设备复原。

以上是接续中最基本的信令流程，实际通信过程和使用的信令要复杂得多信令除了在通信过程中用于建立、维持、解除通信关系以外，还用于网络管理，传递交换局之间的网络管理、业务管理等方面的消息2、信令的分类 对于网中的信令，有以下三种分类方式 （1）按照信令的传送方向分类 可分为前向信令和后向信令两类 ① 前向信令是指主叫方向被叫方发送的信令； ② 后向信令是指由被叫方向主叫方发送的信令 在通信中，主叫、被叫是由发起呼叫来决定的2）按照信令的工作范围来分类 可分为用户线信令和局间信令两类 ① 用户线信令 用户线信令是在用户和交换局之间使用的信令，在用户线上传送，图7.1中主叫用户到交换机A、交换机B到被叫用户之间传送的信令就是用户线信令 用户线信令主要包括用户向交换机发送的监视信令和选择信令，交换机向用户发送的铃流和忙音等音频信号 其中用户向交换机发送的监视信令指的是主、被叫的摘、挂机信令； 选择信令指主叫所拨的被叫号码，对于脉冲话机，选择信令是用直流脉冲表示的十进制数字；,（2）按照信令的工作范围来分类 可分为用户线信令和局间信令两类 ② 局间信令 局间信令是交换机和交换机之间传送使用的信令，在局间中继线上传送，用来控制呼叫接续和拆线。

局间信令按功能又可分为两类：监视信令（线路信令）和选择信令（路由信令） 监视信令主要是用来监视和改变线路上呼叫状态和条件，以控制接续的进行 监视信令的主要功能包括：主叫占线、被叫应答、被叫挂机（后向拆线）和主叫挂机（前向拆线）等四种情况的识别检测、并相应地把线路状态从空闲变为占用或反之 选择信令是传送号码和控制接续的信令，它是和呼叫建立过程有关的，是由主叫用户发送出的被叫用户的地址信息启动和工作，该地址信息的全部或一部分需在交换机之间传送3、按照信令的传送信道来分类 可分为随路信令和公共信道信令两类 ① 随路信令（CAS，Channel Associated Signalling） 所谓CAS就是在所接续的话路中传递各种所需的功能信令，具体说随路信令就是在所接续的话路中传递两交换局间所需要的占线、应答、拆线等监视信令以及控制接续的选择信令和证实信令等随路信令又分为线路信令和记发器信令 线路信令是在去话中继器和来话中继器之间通过线路信令设备在话路中传送的 选择信令采用多频互控信令方式，也是通过去话中继器和来话中继器在话路上传送的 因为选择信令是在两个交换局的记发器之间传送的，故也叫记发器信令。

信令传送完毕后就在这条话路上传送双方通话的语音信号，通话完毕又在这条话路上传送拆线控制信令，直到设备复原 随路信令传送速度慢、信息容量有限，不适合数字程控交换机的发展② 公共信道信令（CCS，Common Channel Signalling） CCS是指信令信号和话音信号分开传送，把各话路的信令信号集中起来，通过一条与话路分开的称为信令链路的公共信道来传送，如图7.3所示 CCS用于局间信令的传送 特点是信令传送速度快，信令容量大，具有改变或增加信令的灵活性，便于开发新业务，可靠性高，适应性强 为了统一局间信令，CCITT（现为ITU-T）陆续提出了CCITT No.1～No.7以及R1、R2信令系统的建议 其中No.1～No.5与R1、R2都属于随路信令方式 No.6和No.7为公共信道信令方式7.1.2 No.7信令,公共信道信令有No.6和No.7两种方式 No.6信令是CCITT于1968年制定，用于模拟网中国际长途半自动和全自动交换 No.6信令不能满足通信网数字化的发展需要 CCITT于1973年开始研究一种新型的数字式信令方式－No.7信令，于1980年正式提出了No.7信令的建议（1980年黄皮书）。

1、No.7信令系统的特点 No.7信令系统是一种国际性的标准化的通用公共信道信令系统，其基本特点有： （1）使用公共信道传送信令，利用分组交换技术，确保信号可靠传输 （2）采用可变长信号单元，信号传输速度快，呼叫建立时间短 （3）信号容量大，有利于传送各种控制信号，如网管信令、集中维护信令、集中计费信令等 （4）采用功能模块化，使用方便，易扩展 （5）应用广泛，适用于各种网络的互连2、No.7信令系统的应用 （1）传送公用交换网（PSTN）的局间信令； （2）传送电路交换数据网的局间信令； （3）传送综合业务数字网（ISDN）的局间信令； （4）传送各种运行、管理和维护中心的有关信息； （5）支持各种类型的智能业务，在业务交换点和业务控制点之间传送各种控制信息； （6）传送移动通信网中与用户移动有关的各种控制信息； （7）是IP网和下一代网络（NGN）信令协议的基础7.1.3 No.7信令系统的基本功能结构,No.7信令系统区别于其他任何信令系统的一个重要特点是采用了模块化的分层功能结构和消息通信的机制 1、No.7信令的分层结构 No.7信令的分层结构如图7.4所示，其中右半部分是1980年提出的早期的4级结构（注：当时将层称为级），其主要功能是控制电路连接的建立和释放，只支持电路相关的消息的传送。

左半部分释1988年提出的7层结构，用来传送与电路无关的数据和控制信息，以适应通信网结构的变革和通信技术、计算机技术的相互渗透和融合1）4级结构 第1级MTP-1称为信令数据链路功能，相当于OSI 7层模型中的物理层 MTP-1为信令传输提供一条双向数据通道，定义了数据链路即传输媒体的物理、电气和功能特性以及链路接入方法 第2级MTP-2称为信令链路功能，相当于OSI 7层模型中的数据链路层，定义了在信令数据链路上传送信令消息的功能和程序，保证信令消息在相邻两个信令点之间点到点的可靠传输第3级MTP-3称为信令网功能，相当于OSI 7层模型中的网络层，包括两部分功能： 信令消息处理功能：负责发送消息的选路和接收消息的分配或转发； 信令网管理功能：在信令网发生异常的情况下，根据预定数据和网络状态信息调整消息路由和信令网设备配置，保证消息的正常传送第1级～第3级统称为消息传递部分（MTP：Message Transfer Part），它们的作用是确保消息无差错地由源端发送到目的地，它们只关心消息的传递，并不处理消息本身的内容 第4级称为用户部分（UP），相当于OSI 7层模型中的应用层，具体定义各种业务的信令消息和信令过程。

已定义的用户部分包括用户部分（TUP），数据用户部分（DUP）和ISDN用户部分（ISUP） 它们都是基于电路交换的业务，定义的都是电路相关消息2）7层结构 7层结构在4级结构的基础上增加了以下几层协议： 信令连接控制部分（SCCP，Signalling Connection Control Part）：SCCP是为了增强MTP的功能，提高No.7信令方式的应用性能而设置的功能块 其主要功能是通过No.7信令网，在电信网中的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和其它类型的信息，建立面向连接的和无连接的网络业务（例如，用于管理和维护目的） 中间业务部分（ISP，intermediate service part）：相当于OSI 7层模型中第4～6层，目前ISP并未定义，只是形式上的保留，以后需要时再扩充事务处理能力应用部分（TCAP，transaction capability application）：其主要功能是对网络节点之间的对话和操作请求进行管理，为各种应用业务信令过程提供基础服务 TCAP属于应用层协议，和具体的应用无关，它也是电信网提供智能网业务和信令网的运行管理和维护等功能的基础。

和具体业务相关的各种应用部分（AP）：已定义或部分定义的应用部分有7号信令网的操作维护应用部分（OMAP）、智能网应用部分（INAP）和移动应用部分（MAP）2、No.7信令的消息格式 No.7信令方式是通过信令消息的最小单元－信令单元（SU，Signalling Unit）的形式在信令链路上传送的 采用可变长的信令单元方式进行传输 No.7信令消息由若干字段组成，各功能层负责组装和处理相关字段应用层生成消息本体，经下面各层依次加上封装字段后发送，接收端各层依次检验和去除封装，最后将无差错的信息本体交给对等的应用层1）三种基本信令信号单元 组装后的信令单元的长度均为8比特的整数倍 No.7信令规定了三种基本的信令单元格式： 消息信令单元（MSU） 链路状态信令单元（LSSU） 填充信令单元（FISU） 它们的格式如图7.5所示BIB：后向指示语比特 LI：长度指示语 BSN：后向序号 SF：状态字段 FIB：前向指示语比特 SIF：信令信息字段 FSN：前向序号 CK：校验位 F：标志符 SIO：业务信息八位位组,7.5 No.7信令消息格式,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。

消息本体包含在SIF字段中 LSSU用于提供链路状态信息，以便完成信令链路的接通、恢复等控制链路状态信息由SF字段指示 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同时还起到证实对方发来的消息的作用2）信号单元中各个字段的含义 信号单元的定界标志F：标志信号单元的边界，在信令单元的传输中，每一个标志符标志着上一个信令单元的结束、下一个信令单元的开始其码型为01111110系统允许连续发送多个F字段 检验位CK：采用16位循环冗余码，用于信令单元的差错检测 长度指示语LI：指示位于LI字段之后和CK之前的八位位组数目由LI值可以区分信号单元的类型FISU的LI＝0，LSSU的LI=1或2，MSU的LI2 业务指示八位位组SIO：是MSU特有的字段，用于指示消息的业务类别和信令网类别，MTP-3据此分配消息SIO由业务指示语（SI）和子业务字段（SSF）两部分组成，各占4比特，格式与编码如图7.6所示信令信息字段SIF：是应用层或网络管理功能实际要发送的消息本体，长度为2～272个八位位组由于LI字段只有6个比特，因此规定SIF+SIO的长度。