信令系统及七号信令介绍

信令的基本概念和分类 No.7信令系统概述 消息传递部分 （MTP） 电话用户部分（TUP） 信令连接控制部分（SCCP） 事务处理能力（TCAP）

1.1 信令的基本概念和分类 通信协议的基本内容有： ① 规定在收发双方之间相互交换信息的表现形式； 1.1 信令的基本概念和分类 通信协议的基本内容有： ① 规定在收发双方之间相互交换信息的表现形式； ② 为正确无误地将信息传送到对方所规定的控制规程。

图1-1所示的是市话网中两分局用户电话接续时信令传送的示例。 图1-1 市话网中两分局用户接续示例

1.2 信令的分类 1．按信令的传送区域划分 按信令的传送区域划分，可将信令分为用户线信令和局间信令。 ① 用户线信令是用户话机和交换机之间传送的信令。 ② 局间信令是交换机之间，或交换机与网管中心、数据库之间传送的信令。

2．按信令信道与话音信道的关系划分 ① 随路信令指用传送话路的通路传送与该话路有关的各种信令，或指传送信令的通路与话路之间有固定的关系。 ② 公共信道信令指传送信令的通道和传送话音的通道在逻辑上或物理上是完全分开的,有单独传送信令的通道，在一条双向信令通道上,可传送上千条电路信令消息。

3．按信令的功能划分 ① 线路信令又称为监视信令，用来检测或改变中继线的呼叫状态和条件，以控制接续的进行。 ② 记发器信令又称为选择信令，主要用来传送被叫（或主叫）的电话号码，供交换机选择路由、选择被叫用户。

4．按信令的传送方向划分 ① 前向信令指信令沿着从主叫到被叫的方向传送。 ② 后向信令指信令沿着从被叫到主叫的方向传送。

1.2 用户线信令 1.2.1 用户话机发出的信令 1．监视信令 监视信令主要反映用户话机的摘、挂机状态。 2．选择信令 1.2 用户线信令 1.2.1 用户话机发出的信令 1．监视信令 监视信令主要反映用户话机的摘、挂机状态。 2．选择信令 选择信令是用户话机向交换机送出的被叫号码。

1.2.2 交换机发出的信令 1．铃流 铃流信号是交换机发送给被叫用户的信号，可提醒用户有呼叫到达。 2．信号音 信号音是交换机发送给用户的信号，用来说明有关的接续状态，如忙音、拨号音、回铃音等。

2．No.7信令系统的基本功能 No.7信令系统能满足多种通信业务的要求，当前主要应用有：  传送电话网的局间信令；  传送电路交换数据网的局间信令；  传送综合业务数字网的局间信令；  在各种运行、管理和维护中心传递有关信息；  在业务交换点和业务控制点之间传送各种数据信息，支持各种类型的智能业务；  传送移动通信网中与用户移动有关的各种控制信息。

1.4.2 No.7信令系统的结构 分层通信体系结构的基本概念是： ① 将通信功能划分为若干层次，每一个层次完成一部分功能，每一个层次可单独进行开发和测试。 ② 每一层只和直接相邻的两层打交道，它利用下一层所提供的功能（并不需要知道它的下一层是如何实现的，仅需该层通过层间接口所提供的功能），向高一层提供本层所能完成的服务。 ③ 每一层是独立的，各层都可以采用最适合的技术来实现，当某层由于技术的进步发生变化时，只要接口关系保持不变，则其他各层不受影响。

1．No.7信令系统的四级结构 在No.7信令系统的四级结构中，将No.7信令系统分为消息传递部分（Message Transfer Part，MTP）和用户部分（User Part，UP）。

图1-7 No.7信令系统的四级结构

第一级为信令数据链路功能级，它对应于OSI模型的物理层 。

2．与OSI模型对应的No.7信令系统结构 （1）消息传递部分 消息传递部分（MTP）的功能是在信令网中提供可靠的信令消息传递，将用户发送的消息传送到用户指定的目的地信令点的指定用户部分。 （2）电话用户部分 电话用户部分（TUP）是No.7信令方式的第四功能级中最先得到应用的用户部分。 （3）信令连接控制部分

（4）事务处理能力应用部分 事务处理能力（TC）是指通信网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。 （5）综合业务数字网用户 ISDN用户部分（ISUP）是在TUP基础上扩展而成的。 （6）智能网应用部分 智能网应用部分用来在智能网各功能实体间传送有关信息流，以便各功能实体协同完成智能业务。 （7）移动应用部分

信令单元的结构与格式 填充信令单元（FISU） 链路状态信令单元（LSSU） 消息信号单元（MSU）

The first transmitted bit 消息信令单元MSU: 由用户产生的可变长的消息信号单元（MSU），用于传递来自第四级的信令消息或信令网管理消息。MSU的最大长度是272。 The first transmitted bit F CK SIF SIO LI FIB FSN BIB BSN LI>2 MSU

链路状态信令单元LSSU: 来自第二级的链路状态信令单元（LSSU），用于链路启用或者链路故障时，表示链路的状态。两端相互发送LSSU，在LSSU的SF域指明彼此的调整信息。 LSSU LI＝1~2 Note: SF---- Status Field The first transmitted bit F CK SF LI FIB FSN BIB BSN

The first transmitted bit 填充信令单元FISU: 来自第二级的插入信令单元（FISU），也称填充信令单元，用于链路空闲或链路拥塞时来填补位置，以保证信令网的同步。 The first transmitted bit F LI FIB FSN BIB BSN CK

标记符 (F): 开始标记符指明信号单元的起点 标记符码型为： 01111110. 说明：在链路负荷较重时，允许只发送标志码来维持链路同步，而不用发送FISU。

序号 (FSN, BSN): 前向顺序号 (FSN) 是本信号单元的序号 后项顺序号 (BSN) 被证实的信号单元的序号 指示比特 (FIB, BIB): 连同 FSN 和 BSN一起, 用前向指示比特 (FIB) 和后向指示比特 (BIB) 做 基本误差控制, 其长度为 1比特, 以完成信号单元的顺序号控制和证实能力

长度指示码 (LI): 用来指示该码之后和校验码之前的字节数目 LI＝0 byte: 填充信号单元 (FISU) LI＝1 byte or 2: 链路状态信号单元 (LSSU) LI>2 byte: 消息信号单元 (MSU)

业务信息字节SIO包括业务指示码和子业务字段。 DCBA Sub-service field Service indication code The first transmitted bit F CK SIF SIO LI FIB FSN BIB BSN 8 16 8n(n≥2) 8 2 6 1 7 1 7 8 SSF SI Subscriber loop connects the customer premises equipment with central office. Today most of the telephone local loop are wire-pair cable. When subscriber is idle, status of the telephone is on-hook. In this status the subscriber line is not constituted to a loop, so that no DC current flows in line. When status of the phone set is off-hook, the subscriber line has been loop. In this way, normally the DC feed current to the subscriber phone required by the switch is 18－50mA.

1.4.4 我国No.7信令网的结构 1．信令网的基本组成部件 No.7信令网的基本组成部件为信令点（SP）、信令转接点（STP）和信令链路。 （1）信令点（SP） （2）信令转接点（STP） （3）信令链路

2．工作方式 （1）直联工作方式 （2）准直联工作方式 3．我国No.7信令网的结构 我国No.7信令网由高级信令转接点（HSTP）、低级信令转接点（LSTP）和信令点（SP）三级组成。

图2-13 我国No.7信令网结构

4．我国三级信令网的双备份可靠性措施 为了保证信令网的可靠性，提高信令网的可用性，我国的三级信令网采用了双备份可靠性措施。 5．信令点的编号计划 （1）国际信令网的编号计划 国际信令网的信令点编码的位长为14位二进制数，采用三级的编码结构。

图2-14 国际信令点编码格式

我国国内信令网采用24位二进制数的全国统一的编码计划。 （2）我国国内网的信令点编码 我国国内信令网采用24位二进制数的全国统一的编码计划。 图1-15 我国国内信令点编码格式

1.5 消息传递部分 1.5.1 信令数据链路 信令数据链路提供了传送信令消息的物理通道，它由一对传送速率相同、工作方向相反的数据通路组成，完成二进制比特流的透明传输。 采用数字信令链路时接入方式有两种类型： ① 数字传输链路通过数字选择级的半永久连接接到信令终端，如图1-16所示。 ② 数字传输通路通过时隙接入设备接入信令终端，如图1-17所示。

图1-16 数字传输通路通过数字选择级的半永久连接接至信令终端 图1-16 数字传输通路通过数字选择级的半永久连接接至信令终端

图1-17 数字传输通路通过时隙接入设备接入信令终端 图1-17 数字传输通路通过时隙接入设备接入信令终端

1.5.2 信令链路功能 1．信令单元定界和定位 信令单元定界的主要功能是将在第一级上连续传送的比特流划分为信令单元。 2．差错检测 No.7信令系统第二级采用的差错检测方法是循环冗余校验（CRC）。

3．差错校正 No.7信令系统提供两种差错校正方法：基本差错校正方法和预防循环重发校正方法。基本差错校正方法用于传输时延小于15ms的陆上信令链路。预防循环重发校正方法用于传输时延较大的卫星信令链路。 （1）基本差错校正方法 基本差错校正方法是一种非互控、正／负证实的重发纠错方法。 （2）预防循环重发校正方法 预防循环重发校正方法是一种非互控的前向纠错方法。

图1-18 基本重发校正过程示意图

4．初始定位 初始定位是信令链路从不工作状态（包括空闲状态和故障后退出服务状态）进入工作状态时执行的信令过程。 5．信令链路差错率监视 为保证信令链路的性能，满足信令业务的要求，必须对信令链路的差错率进行监视。 6．第二级流量控制 流量控制用来处理第二级的拥塞情况。 7．处理机故障控制 由于第二级以上功能级的原因使得信令链路不能使用时，就认为处理机发生了故障。处理机故障是指信号消息不能传送到第三级或第四级。

2.5.3 信令网功能 信令网功能是No.7信令系统的第三功能级，它定义了在信令点之间传递消息的功能和过程。 1．信令消息处理 （1）消息识别功能 （2）消息分配功能 （3）消息路由功能 选择一条合适的信令链路需要进行以下3步工作： ① 信令路由的确定 ② 信令链路组的确定 ③ 信令链路的确定 2．信令网管理

信令消息处理结构如图1-19所示。 图1-19 信令消息处理功能结构

2.6 电话用户部分 1．电话用户消息的一般格式 电话用户消息的格式如图2-20所示。 图2-20 电话用户消息格式

标记是一个信息术语，每一个信令消息都含有标记部分。 （1）电话标记 标记是一个信息术语，每一个信令消息都含有标记部分。 电话用户消息的标记（简称电话标记）由目的地信令点编码（DPC）、源信令点编码（OPC）及电路编码（CIC）3部分组成，格式如图2-21所示。 图2-21 电话标记格式

（2）标题码 标题码用来指明消息的类型。标题码由消息组编码H0和消息编码Hl组成。 （3）信令信息 信令信息部分用来传送消息所需的参数。 2．电话信令消息格式示例 初始地址消息（IAM）是为建立呼叫而由去话局发出的第一条信令消息，它包含下一交换局为建立呼叫、确定路由所需的信息。

2.6.2 常用电话用户消息的功能 1．国际网、国内网通用的消息 （1）初始地址消息 （2）后续地址消息SAM和SAO （3）成组发送方式和重叠发送方式 （4）一般后向请求消息（GRQ）和一般前向建立消息（GSM） （5）地址全消息

（6）后向建立不成功消息组 （7）应答消息 （8）后向拆线信号 （9）前向拆线信号 （10）主叫挂机信号 （11）释放监护信号

2．国内网专用消息 （1）计次脉冲消息 （2）用户市忙信号和用户长忙信号 2.6.3 信令程序 1．分局至分局／汇接局的直达接续 （1）呼叫遇被叫用户空闲 （2）呼叫至被叫用户忙等情况 （3）追查恶意呼叫 （4）呼叫至119、110、120

常用ISUP消息 消息类别 消息名 缩写 TUP对应消息 初始地址消息 IAM IAM，IAI 后续地址消息 SAM SAM、SAO 导通消息 COT COT，CCF 地址全消息 ACM 信息请求消息 INR GRQ 信息消息 INF GSM 应答消息 ANM ANC、ANN 释放消息 REL CLF、CBK，UBM消息组所有13个消息 释放完成消息 RLC RLG 电路闭塞消息 BLO 闭塞证实消息 BLA 导通检验请求消息 CCR

成功的呼叫处理过程

不成功的呼叫处理过程

图2-26 呼叫至119、110、120

3．双向电路的同抢处理 （1）双向同抢的概念 采用随路信令时，交换局间的中继电路一般都是单向电路。 （2）减少双向同抢的防卫措施 方法1：每个终端交换局对双向电路群采用反顺序的选择方法。 方法2：双向电路群的每个交换局可优先接入由它主控的电路群，并选择这一群电路中释放时间最长的电路（先进先出）；另外，可无优先权地选择不是其主控的电路群，在这群电路中选择释放时间最短的电路（后进先出）。

1.7 信令连接控制部分 1.7.1 信令连接控制部分（SCCP）的来源及目标 1．信令连接控制部分（SCCP）的来源  在智能网中的业务交换点（SSP）和业务控制点（SCP）之间传送各种控制信息；  在数字移动通信网中的移动交换中心（MSC）及来访位置登记器（VLR）、归属位置登记器（HLR）之间传送与移动台漫游有关的各种控制信息；  在综合数字业务网（ISDN）中传送端到端信令；  网络管理中心间的信息传输。

MTP的寻址选路功能已不能满足要求，主要存在以下局限性： ① 信令点编码不是国际统一编码 ② 业务表示语（SI）编码仅为4位，最多只能定义16个不同的用户 ③ 随着电信网的发展，需要在网络节点之间传送大量的非实时消息

2．SCCP的目标 SCCP的总目标是为下述情况提供传递数据信息的手段：  在No.7信令网中建立逻辑信令连接； 在建立或不建立逻辑信令连接的情况下，均能传递信令数据单元。

1.7.2 SCCP的基本功能及所提供的业务 1．基本功能 （1）附加的寻址功能 SCCP提供了附加的寻址信息——子系统号码（Sub System Number，SSN），以便在一个信令点内标识更多的用户（SCCP的用户）。 （2）地址翻译功能 SCCP的地址是全局码（Global Title，GT）、信令点编码（SPC）和子系统号码（SSN）的组合。

2．提供的业务 SCCP能提供4类业务：两类无连接业务和两类面向连接业务。 （1）无连接业务 ① 基本的无连接类（协议类别0）：用户不需要消息按顺序传递，SCCP采用负荷分担方式产生链路选择码（SLS）。 ② 有序的无连接类（协议类别1）：当用户要求消息按顺序传递时，可通过发送到SCCP的原语中的分配顺序控制参数来要求这种业务。

（2）面向连接业务 ① 基本的面向连接类（协议类别2） ② 流量控制面向连接类（协议类别3）

2.7.3 SCCP消息的格式 图2-41 SCCP消息格式

（1）路由标记 路由标记由目的地信令点编码（DPC）、源信令点编码（OPC）、链路选择码（SLS）三部分组成，路由标记供消息传递部分（MTP）的第3级在选择信令路由和信令链路时使用。 （2）消息类型码 消息类型码由一个八位位组组成，用来表示不同的消息。

（3）长度固定的必备参数 长度固定的必备参数部分（F）包含了消息所必须具有的参数。 （4）长度可变的必备参数部分 长度可变的必备参数部分（V）也包含消息必须具有的参数，但是这些参数的长度可以变化。 （5）任选参数 任选参数部分（O）包含了一些可选的参数。

1.7.4 SCCP的结构及路由控制功能 1．SCCP的结构 SCCP程序主要由SCCP路由控制、面向连接控制、无连接控制和SCCP管理4个功能块组成，其结构如图2-42所示。

2．SCCP路由控制功能 SCCP地址可以是信令点编码（SPC）、子系统号码（SSN）和全局码（GT）的组合。 ① 信令点编码（SPC）是消息传递部分（MTP）使用的地址，MTP根据目的地信令点编码（DPC）识别消息的目的地并根据业务指示语（SI）识别MTP的不同用户。 ② 子系统号码（SSN）是SCCP使用的本地寻址信息。 ③ 全局码（GT）是某种编号计划的号码。

SCCP消息中的主叫用户地址和被叫用户地址由地址表示语和地址信息两部分组成，地址信息部分的格式取决于地址表示语的编码。SCCP主叫、被叫地址的格式如图2-43所示。

地址表示语指出地址区所包含的地址类型，地址表示语的格式如图2-44所示。 图2-44 地址表示语

当GT表示语为0100时，GT的格式如图2-45所示。

无连接服务采用单位数据消息（UDT）或增强的单位数据消息（XUDT）传送用户数据。 2.7.5 无连接程序 1．无连接服务程序采用的消息 无连接服务采用单位数据消息（UDT）或增强的单位数据消息（XUDT）传送用户数据。 （1）单位数据消息 图2-46 UDT消息格式

（3）增强的单位数据消息（XUDT）的格式 （4）增强的单位数据业务消息 （2）单位数据业务消息 （3）增强的单位数据消息（XUDT）的格式 （4）增强的单位数据业务消息 图2-47 XUDT消息格式

2．无连接服务的数据传递 图2-48 无连接业务的数据传送 （1）UDT1的消息格式 （2）UDT2的消息格式

1.8 事务处理能力 事务处理能力（Transaction Capabilities，TC，也称TCAP）指在各种应用（TC-用户）和网络层业务之间提供的一系列通信能力。 1．事务处理能力的基本结构 事务处理能力（TC）由成分子层和事务处理子层组成，如图2-49所示。

b.事务处理子层（Transaction Sublayer，TSL）处理TC-用户之间包含成分及任选的对话信息部分的消息交换。 a. 成分子层（Component Sublayer，CSL）的基本功能是处理成分（传送远端操作及响应的协议数据单元（APDU））和作为任选的对话部分信息单元。 b.事务处理子层（Transaction Sublayer，TSL）处理TC-用户之间包含成分及任选的对话信息部分的消息交换。 图2-49 TC的结构

2．成分子层 （1）成分类型 虽然成分内容与具体应用有关，但无论是什么应用系统，从操作过程来看，都可以归为下面的5种类型： 操作调用成分（Invoke，INV） 回送结果-非最后结果成分（Return Result Not Last，RR-NL） 回送结果-最后结果成分（Return Result Last，RR-L） 回送差错成分（Return Error，RE） 拒绝成分（Reject，RJ）

（2）操作类别 （3）对话 ① 非结构化对话 ② 结构化对话 （4）TC-原语 ① 成分处理原语 操作类型 对话ID 调用ID 链接ID 差错 操作码 参数 最终成分 时限 问题码 ② 对话处理原语 业务质量 地址参数 应用上下文名称 对话ID 用户信息 成分存在 中止原因 P-ABORT 报告原因

（5）成分子层与事务处理子层的对应 3．事务处理子层 （1）TR-原语及参数 TR-原语的参数定义如下： 业务质量 目的地地址和起源地址 事务处理ID 终结 用户数据 P-Abort 报告原因 TC对话处理原语与TR原语的对应如表2-16所示。

表2-16 TC对话处理业务原语与TR原语的对应 TC-UNI TC-Begin TR-Begin TC-Continue TR-Continue TC-End TR-End TC-U-Abort TR-U-Abort TC-P-Abort

（2）消息类型 ① 非结构化对话 ② 结构化对话  起始消息（Begin）：该消息指示与远端节点的一个事务（对话）开始，该消息必定带有一个本地分配的源端事务标识号，用于标识这一事务。 继续消息（Continue）：这类消息用来双向传送对话消息，指示对话处于保持（信息交换）状态。 结束消息（End）：该类消息指示对话正常结束。 中止消息（Abort）：该消息指示对话非正常结束。

事务处理能力（TC）消息是封装在SCCP消息中的用户数据部分。 1.8.3 事务处理能力消息格式及编码 事务处理能力（TC）消息是封装在SCCP消息中的用户数据部分。 图2-50 TC消息与MSU、SCCP消息的关系 TC消息包括事务处理部分、对话部分及成分部分。

在TC消息内容中的每一个信息单元（Information Element）都具有相同的结构。 1．信息单元结构 在TC消息内容中的每一个信息单元（Information Element）都具有相同的结构。 图2-51 信息单元的结构

每个单元的内容可以是一个值（基本式），也可以嵌套一个或多个信息单元（构成式），如图2-52所示。 图2-52 内容的类型

（1）标签 ① 标签类别（Tag Class） ② 单元格式（Element Form） ③ 标签码（Tag Code） 图2-53 标签的格式

（2）内容长度 图2-54 长度字段的格式

2．TC消息的结构 图2-55 TC消息的结构