5．1．1 信令的基本概念
在了解通信网中所采用的信令系统之前，首先要知道什么是信令，信令的功能是什么，什么是信令方式，什么是信令系统等一系列基本概念。
1．信令
所谓信令，就是完成信息交换的控制信息。即在通信网中为完成一项通信服务建立信息传送通道时，通信网中相关节点之间相互交换和传送信息所必需的控制信息。信令系统的功能就是指终端、交换系统、传输系统协同运行，在指定的终端之间建立和拆除临时的通信连接，维护通信网络的正常运行。
2．信令的功能
信令的主要功能包括监视功能、选择功能和管理功能。
（1）监视功能
主要监视网络设备的忙闲状态和通信业务的呼叫进展情况。
（2）选择功能
在通信开始时，通过在节点间传递包含目的地址的连接请求消息，相关交换节点根据该信令信息进行路由选择，完成入线到出线的交换接续，并占用相关的局间中继线路。通信结束时，信令信息传递连接释放消息，通知相关交换节点释放本次通信业务占用的中继线路，并拆除交换节点的内部连接等。
（3）管理功能
主要完成网络设施的管理和维护，如检测和传送网络上的拥塞信息、提供呼叫计费信息和远端维护信令等。
这里以最简单的局间电话通信业务为例，说明信令在一次通信过程中的控制作用，见图3．1所示。从图中可以明显地看到，在一次电话通信过程中，信令在连接建立、通信和释放三个阶段起到了关键作用。如交换机收到主叫用户的摘机信令以后，经分析若允许它发起这个呼叫，就向其送拨号音信令，告知主叫用户可以开始拨号。主叫用户听到拨号音信令后，开始拨号，发出“拨号”信令，将被叫号码信令送到发端交换机，告知其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收端交换机之间选择一条空闲的中继链路，向收端交换机发出“占用”信令，并告知收端交换机所占用的中继链路。接着向终端交换机发送“被叫号码”信令，终端交换机根据被叫号码寻找到被叫，向被叫送“振铃”信令，并向主叫送“回铃音”信令，以告知主叫用户，被叫已找到且正在叫出。被叫用户听到振铃后摘机并送出一个“摘机”信令，收端交换机收到被叫“摘机”信令后，停振铃，并向发端交换机发送“被叫应答”信令。发端交换机收到“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。
若在通话阶段主叫用户先挂机，发端交换机向收端交换机发送“释放”信令，告知通话结束。收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。被叫用户听到忙音后，挂机通话结束。若被叫用户挂机，发出“挂机”信令，收端交换机收到该信令则向发端交换机发送“被叫挂机”信令。发端交换机收到该信令后，向主叫用户送“忙音”信令，催促主叫挂机，并向收端交换机发送“释放”信令，告知通话结束，要求释放资源。主叫用户听到忙音后挂机，结束通话。收端交换机收到释放信令后，拆除链路，释放资源，结束通信。
可见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”可以相互理解、相互约定、以协调动作为目的，因此说信令是通信网中规范化的控制命令，如果没有这些信令，将会出现混乱状态。没有摘机信令，交换机就不知道该为哪个用户提供服务；没有拨号音，用户就不知道交换机是被占用还是空闲，就可能发生盲目拨号的情况，因此交换机可能收不到。交换机之间的连接过程也是如此，可以通过信令告诉被叫设备自己的状态、接续进程和服务要求等。即使在通信阶段，信令系统也始终对用户通信状态进行着监视。可见，信令系统在实现通信业务的过程中起到了重要作用，因此，人们将信令系统称为通信网的神经系统。
3．信令的分类
（1）按信令的工作区域划分
信令按其工作区域的不同，可分为用户线信令和局间信令。
①用户线信令
用户线信令是终端和交换机之间的用户线上传输的信令。用户线有模拟用户线和数字用户线，在模拟用户线上传输的信令叫模拟用户线信令，在数字用户线上传输的信令叫数字用户线信令。模拟用户线信令主要包括：用户终端向交换机发送的监视信令和地址信令，例如主、被叫用户的摘/挂机信令、主叫用户拨打的电话号码等；交换机向用户发送的信令，主要有铃流和忙音等音信号。数字用户线信令主要包括：在N－ISDN中使用的No．1信令和B－ISDN使用的No．7信令，数字用户线信令比模拟用户线信令传递的信息要多。由于每一条用户线都要配置一套用户线的信令设备，所以用户线信令应尽量简单，以降低设备的复杂度和成本。
②局间信令
局间信令指在交换机和交换机之间的中继线上传送的信令或者在交换机与业务控制节点之间传送的信令。它们主要用来完成连接的建立、监视、释放，网络的监控、测试等功能。
目前通信网中的局间信令都是数字信令，主要采用中国No．1信令系统和No．7信令系统。局间信令比用户信令多而且复杂。
（2）按信令的功能划分
按信令所完成的任务可分为监视信令、地址信令和维护管理信令。
①监视信令(https://www.xing528.com)
监视信令用来监视通信线路的忙闲状态。如用户线上主、被叫用户的摘、挂机以及中继线上的占用信令都是监视信令，它们分别表示了当前用户线和中继线的占用情况。
②地址信令
主叫用户发出的被叫号码（目的地址），用于路由选择，接续被叫。用户线的地址信令有两种方式：一种是直流脉冲（DP）方式；另一种是双音多频（DTMF）方式。
③维护管理信令
用于通信网的操作、管理和维护，以保证通信网的正常运行，网络拥塞、资源调配、故障告警及计费信息等都是管理信令。
（3）按信令的传送方向划分
在通信网中，按照信令的传送方向可分为前向信令和后向信令。主叫到被叫方向传送的信令称为前向信令，被叫到主叫方向传送的信令称为后向信令。
（4）按信令信道与用户信息的关系划分
按信令传送信道与用户信息传送信道之间的关系，可分为随路信令和共路信令（公共信道信令），其组成结构示意图如图5．1所示。
图5．1 随路信令系统和公共信道信令系统示意图
①随路信令
图5．1（a）所示为随路信令系统方框图，随路信令系统的信令和用户信息在同一通路上传送，即信令是通过对应的用户信息信道传送的。那么随路信令和用户信息不是混在一起了吗？这是不会的。原因有二：一是在通信接续建立时，用户信息通路是空闲的，没有信息要传送，因此可用于传送和接续相关的信令；二是如果有用户信息传送，它只在每一帧的TS1～TS15、TS17～TS31信道传送，而信令是在TS16信道传送。可见，信令和用户信息虽然在同一通路上传送，但它们所占用的时间是不同的，即信令信息和对应的用户信息占用的时间是分开的，且存在着一一对应的关系。我国在模拟电话网时代广泛使用的中国No．1信令系统就是一个典型的随路信令系统。
随路信令的基本特征有两个：
·共路性。信令和用户信息在同一通信信道上传送。
·相关性。信令通道与用户信息通道在时间位置上具有相关性。
随路信令的传送速度与公共信道信令相比比较慢，信令容量小，不便于信令功能的扩展，支持通信网中新业务的能力较差。
②公共信道信令
公共信道信令的信令通路和用户信息通路是分离的，信令是在专用的信令信道上传送的，并且该信令信道不是为某一个用户专用，而是为一群用户共享的公共信令信道。
图5．1（b）是公共信道信令系统示意图。图中，交换系统A和交换系统B之间，有专用信令通道，用来传送两点之间的信令；而用户信息，如话音是在交换系统A和B之间的话路上传送的，信令通道与话路相互分离，物理链路上和逻辑上都相互无关。在通信连接建立和拆除时，A、B交换系统通过信令通道传送连接建立和拆除的控制信令，在信息传送阶段，交换系统则在预先选好的空闲话路上传送用户信息。仍以电话呼叫为例，当一个呼叫到来时，交换节点先在专用的信令信道上传递信令，端到端的连接建立成功后，再在选好的话路上传递话音信号。
公共信道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。如一条PCM线上的30路话路的控制信令通道可能根本就不在这条PCM线上。
公共信道信令具两个基本特征：
·分离性。信令和用户信息在各自的通信信道上传送。在通信的任意阶段均可传输和处理信令，可以方便地支持各类信息交互、智能新业务等。
·独立性。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。改变和增加信令不影响现有业务。
与随路信令相比，公共信道信令便于实现信令系统的集中维护管理，降低信令系统的成本和维护开销。由于公共信道信令的传送速度快、信令容量大，便于信令功能的扩展和开放新业务，因此目前数字电话通信网、智能网、移动通信网、帧中继网、ATM网上均采用公共信道信令方式。目前用在面向连接网络上的标准化公共信道信令系统称为No．7信令系统。
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