七號信令

信令指通信網中的控制指令，是控制交換機動作的信號和語言。信令系統指完成上述控制過程的控制信號的產生、發送、接受的硬件及操作程序的全體。信令方式指信令在傳送過程中必須遵守的規約和規定的集合，內容包括信令的結構形式、傳送方式和控制方式。

信令的分類方法有很多，常用的主要有以下幾種：

⒈ 按信令的傳送區域來分類

⑴ 用户線信令：用户線信令是指用户和交換節點之間的用户線上傳送的信令，它主要分為三類：

①監視信令：反映用户話機的摘、掛機狀態。

②地址信令：用户話機向交換機發送的被叫號碼。地址信令又可以分為直流脈衝信令和雙音多頻（DTMF）信令。

③鈴音和信號音：交換機向用户發出的信號，來通知用户接續的結果。

⑵ 局間信令：交換節點之間或交換節點和網管中心、數據庫之間傳送的信令。這種信令要比用户線信令複雜很多。

⒉ 按信令的功能分類

⑴ 監視信令：反應用户線或中繼線的狀態變化，用於用户線的監視信令稱為用户線狀態信令，用於中繼線的監視信令稱為線路信令。

⑵ 選擇信令：由主叫用户發出的被叫用户號碼，即被叫的地址信息，又稱為地址信令。

⑶ 音信令：是交換機通過用户線發給用户的各種可聞信令，包括撥號音、忙音、振鈴信號、回鈴音、催掛音等。

⑷ 維護管理信令：僅在局間中繼線上傳送，在通信網的運行中起着維護和管理作用，以保證通信網能有效地被使用。

⒊ 按信令的傳輸方式分類

⑴ 隨路信令：使用傳送話音的信道來傳送各種信令，即信令與話音在同一條通路中傳送。如圖1a。

⑵ 共路信令：將信令通路與話音通路分開，把各種信令集中在一條專用的雙向數據鏈路上傳送，是一種公共信道信令方式。六號信令和七號信令都是公共信道信令系統。如圖1b。

人類自1878年第一次使用電話交換機向公眾提供電話業務以來就使用了信令。隨着電話交換機從人工交換，機電交換到電子交換的發展，所使用的信令也由一號信令發展到了當今正在推廣的七號信令。一號信令靠人工電話交換機的話務員用振鈴發送信令；二號信令採用撥號脈衝，發送信令，但未付諸使用。三號信令為單音頻的帶內信令；四號信令為雙音頻的帶內信令；五號信令利用六個語音頻率中的二個頻率的組合傳送各種信令即帶內雙音多頻信令（DTMF:Dual Tone Multi-Frepuency）。1968，CCITT提出第一個公共信道信令系統，也就是六號信令系統，它主要用於模擬電話網。1980年黃皮建議書，提出了信令系統的總體結構和消息傳遞部分（MTP）、電話用户部分（TUP）和數據用户部分（DUP）相關建議，從而建立了七號信令系統技術規程。接着，1984年紅皮建議書，提出了信令連接控制部分（SCCP）和綜合業務數字網用户部分（ISUP）的相關建議。1988年藍皮建議書，提出了事務處理能力應用部分（TCAP）和系統測試規範。

七號信令系統是一個專用的計算機通信系統，用來在通信網中的各種控制設備之間傳送各種與電路有關或無關的控制信息，它具有如下特點：

⑴信令傳送速度快、信令容量大；

⑵具有提供大量信令的潛力及具有改變和增加信令的靈活性；

⑶可靠性高、適應性強；

⑷適合將來多種新業務發展的需要。

七號信令系統採用了功能模塊化的結構，由一個公共的消息傳遞部分和各種應用部分組成，因此它可以滿足多種通信業務的要求，目前主要的用途有：

⑴傳送電話網的局間信令；

⑵傳送電路交換的數據網的局間信令；

⑶ 傳送ISDN網的局間信令；

⑷傳送智能網信令；

⑸傳送移動通信網信令；

⑹傳送管理網信令。

概念上，七號信令是一種在獨立於電信網的網絡上運行的信令，這個網絡叫做共路信令網或叫七號信令網，它由多個信令點組成，信令點間一般由64Kbps的數字鏈路連接。典型的信令網包括SSP、SCP和STP三種信令點。SSP（Service Switching Points）是一種能執行多種七號信令應用服務（用户呼叫處理）、800號服務、他方付費電話等的程控數字交換機的電話局。其中又將只提供使用七號信令進行用户呼叫處理的電話局叫做CCSSO（Common Channel Signalling Switching Offices）。一般情況下，只要將現有的程控數字交換機的軟件升級並增加一些硬件，就能執行CCSSO或SSP的功能。然而這種軟件是非常昂貴的，一個SSP的軟件價格達數百萬美元。SCP（Service Control Points）是一種能提供數據庫服務的特殊信令點，800號電話、信用卡電話等許多特殊服務功能都必須藉助SCP才能實現。SCP通常是由一個大型多機系統構成的數據庫服務器，每天能處理數百萬個數據庫查詢請求。

STP（Signallint Transfer Points）是共路信令網的專用設備，它的主要功能是信令中轉、信令路由和全稱地址（Globale Title）的翻譯。一個STP可支持數百條鏈路，為了提高信令網的可靠性，STP通常總是成對配置的。

共路信令網往往是一個地區性大網，或全國性大網，或國際大網，它結點多，可靠性要求高，管理維護複雜。為此，網絡中必須配置多個網絡操作支撐系統OSS，它與STP及SCP聯接，對它們實行管理控制。

共路信令網一般是層次結構的，下面以美國為例進行説明。從電信經營管理勢力範圍上美國劃分為七個區域（Regions），每個區域劃分為多個小區，每個小區屬一個地方電信公司經營管理，第個區域由貝爾營運公司控制所屬地的地方電信公司。與此對應，美國的共路信令網是兩級結構的。

為了網絡的可靠性和負載均衡，每個區域內設立兩對RSTP（Regional STP）、兩個SCP。每個SCP設立兩個數據庫,數據庫CMSDB（Call Management Services Data Base）用於800號服務，數據庫LIDB（Line Information Data Base）用於信用卡電話服務、對方付費電話服務和第三方付費電話服務。兩個SCP上的兩個數據庫拷貝完全相同，當一個SCP出現故障時，另外一個SCP可繼續提供服務。

一個區域的RSTP和其它區域的RSTP直接連接，或通過其它長途信令網互聯。每個區域內設立一個信令RSTP連接。每個LSTP和小區內所有SSP和CCSSO連接。電話局和信令網連接的典型的做法是，匯接局（AT）的程控交換機升級為AT/SSP，端局（CEO）的程控交換機升級EO/CCSSO。並非所有端局都必須具備CCSSO功能，美國仍有近30%的端局還不具備七號信令功能。

目前，七號信令按功能可劃分成六部分：MTP、SCCP、TCAP、OMAP、ISUP和MAP。隨着七號信令應用的發展，TCAP上還將增加其它應用部分。

MTP（Message Transfer Part）又分成三級：SDL（Signalling Data Link）,SLF（Signaling Link Functions）和SNF（Signalling Network Funtions）。第一級SDL的功能對應於OSI模型的物理鏈路層。第二級SLF的功能對應於OSI模型的數據鏈路層，其協議類似於HDLC，它負責點到點的通訊處理，第三級SNF的主要功能是消息的識別和分配，消息的路由，信令網的業務量管理、路由管理以及鏈路管理。SCCP（Signalling Conection）應於OSI模型的網絡層。SCCP的協議功能分為四等：Class0、Class1、Class2、Class3。Class0和Class1執行無聯接的網絡服務，Class2和Class3執行有聯接的網絡服務。除聯接控制外，SCCP還執行全稱地址的翻譯和端一端路由。

TCAP（Transaction Capabilities Application Part）為七號信令的應用提供事務處理所需要的支持，它對應於OSI模型的應用層，其協議類似於OSI的ROS。OMAP（Operation Maintenance and Administration Part）的主要功能是網絡管理和維護，它類似於OSI的CMIP協議。

ISUP（ISDN User Part）是七號信令中最複雜的一部分，它的主要功能是在兩個程控交換機（ISDN交換機）之間為主叫用户和被叫用户建立話音通路（呼叫建立）、話音通路的釋放（呼叫釋放）、線路監視、補充業務處理等。除ISUP之外、國際電報電話諮詢委員會CCITT還定義了TUP（Telephone User Part）和DUP（Data User Part）。TUP執行話路交換信令，DUP執行非話交換信令。

MAP（Mobile Applecation Part）的主要功能是支持蜂窩移動通訊，其協議還未完善。不同信令點包括七號信令的不同部分。STP只包括MTP和SCCP兩部分；SCP包括MTP、SCCP、TCAP和基於數據庫查詢的應用（如800號服務，他方付費電話服務等）；CCSSO一般只包括MTP和ISUP；而SSP包括七號信令的各個部分。

七號信令的一個最基本應用是替代老的一號到六號信令，用作現代數字程控交換機的局間信令，控制局間呼叫的接續。和老的局間信令相比，七號信令作局間信號有許多優點：⑴ 信令傳送速度高，呼叫接續時間短；⑵信號容量大，一條64kbps的鏈路在理論上可處理幾萬話路；⑶靈活，易於擴充；⑷對話路干擾小，話路質量高；⑸可傳遞端——端信令或用户信令；⑹可使話路服務智能化，即使傳統的電話業務具備CLASS特性。

據統計，1993年美國每天處理8000萬到1億個800號電話，年營業額數百億美元，年增長率為15～20%。800號服務是一個巨大的市場，吸引着各個電信公司，是它們最主要的收入之一。所謂800號電話是公司企業向客户提供一種特殊的電話號碼，該號碼的地區碼為800（虛擬地區碼），客户使用這個電話和公司企業通話時的費用由公司支付，打電話的客户免費。800 號電話號是一個虛擬的邏輯電話號，一個公司可能擁有許多的實際電話號碼,但800號電話只有一個，客户可能在任何地方撥這個號碼要求與該公司某個職能部門通話，這就存在一個將800電話轉變成實際電話號的過程。這個過程的實現依賴於信令網的SCP。

他方付費電話（ABS:Alternate Billing Service）有三種形式：第一種形式是信用卡電話，它不同於中國目前流行的磁卡電話（英文中，磁卡電話叫做debet card call）；第二種形式是被叫付費電話（collect billing call或collect call）；第三種形式是第三方付費電話（third number billing call）。在共路信令網建立之前，他方付費電話依賴電話局操作員才能實現，有了共路信令網，他方付費電話基本自動化，方便而高效。

高級智能網 在共路信令網中引入了兩種新的結點：Adjunct和IP。Adjunct的功能類似於SCP，它直接和具有SSP功能的程控交換機聯接，向它們提供直接快速的數據庫服務和呼叫處理的平台功能。電話局的管理員（甚至用户）可以利用平台功能為自己的交換機設計電話服務特性，當然，程控交換機的軟件也必須升級為AIN軟件。在AIN交換機中，一個用户電話處理過程分為許多階段，每個階段後定義一個觸發檢查點AIN交換機軟件在每個檢查點檢測交換機產生的事件。電話的呼叫處理由AIN交換機和Adjunct共同完成（傳統的呼叫處理完全在交換機中完成）。AIN進行一般性處理，在檢查點檢測一個事件時，將處理遞交Adjunct完成。Adjunct所做的工作可以由管理員利用平台功能進行設計，以便獲得不同電話服務特性。IP（Intelligent Peripherals）為一種網絡智能設備，它直接和AIN交換機聯接，其主要功能是語音識別。如果網絡管理員在某個斷點處定義了"語音識別"特性，那麼用户可以用語音輸入被叫電話號碼，此時，AIN交換機必須將語音號碼送往IP翻譯成數字號碼後再進行後續呼叫處理。

蜂窩移動通訊系統需要在共路信令網中增加至少三種結點：MSC、HLR和VLR。蜂窩移動通訊系統將一個通訊區域分成許多CELL，每個CELL內設立一個MSC（Mobile Switching Center），負責CELL內無線用户的通訊。MSC是一個使用七號信令的無線交換機，它包括七號信令中的MTP,SCCP,TCAP和MAP。在蜂窩移動通訊系統中，每個無線用户必須在數據庫HLR（Home Location Register）和VLR（Visitor Lolcation Register）中登記。蜂窩移動通訊系統包括許多七號信令過程，其中最重要的二個信令過程是：Registration和Intersystem Handoff/Intersystem Handback Register 是移動用户自動在VLR註冊的過程。當一個移動用户跨越兩個CELL的邊界時，通訊的處理由一個MSC交付到另個一個MSC，這就是Intersystem Handoff信令過程，反之為Intersystem Handback信令過程。MAP協議還在完善之中，目前大部分廠商採用的協議標準是EIA/TIA制定的過渡標準IS- 41-B。

七號信令有着廣闊的應用前景。除了上述五種應用之外，它可以用作ATM網絡和B-ISDN 網絡的內部信令。此外，由於數據通訊網絡規模的擴大，技術複雜度的增強，網絡的操作維護、管理、測試和故障診斷的矛盾日益突出，解決這個問題的最好方法是利用七號信令的OMAP協議在共路信令網中建立網絡管理維護中心。由於信令網是一個速度快，可靠性好的分組交換網，網絡管理中心的操作員可以對通訊網進行遠程的實時的測試、診斷、監視、控制和管理，並且不干擾正常的數據通訊。

近幾年中國電信事業得到了飛速發展，大中城市的電話網的數字程控化已接近了歐美和日本等通訊發達國家的水平，部分局間信令已由DTMF替換成七號信令系統。七號信令系統首次在中國的使用是1987年引進S1240程控數字交換機的時候，此後隨着國外各種先進通訊設備，特別是程控數字交換機的引進，七號信令系統的應用範圍在逐漸擴大，某些大城市還擬將建設七號令系統的協議標準也做了大量的工作，1987年發佈了《中國國內市話局NO.7信令方式技術規範》（暫行規定），1990年8月又重新頒佈了《中國國內電話網NO.7信號方式技術規範》（暫行規定）。郵電部的（暫行規定）採用CCITT的Q系列標準，但只包括MTP,TUP以及信令網的監測部分。

然而，無論是在七號信令協議制定方面，還是在七號信令網建設和應用方面，中國還處於非常落後的狀況，有許多問題還要解決。這些問題包括：

⑴作為七號信令的最主要應用之一的800號服務和ABS能否在中國推廣?是否符合中國的國情?

⑵郵電部制定的（暫行規定）未包括七號信令的800號服務和ABS的操作規範，如果中國推廣類似於美國的800號服務和ABS，採用什麼標準?

⑶中國是否要建立一個全國性的共路信令網絡，如果要建立，採用什麼結構?可否採用美國式的二級結構?

⑷近幾年來中國數據通訊網絡發展很快，但維護管理手段落後，通訊設施可用性較低，是否應該在共路信令網基礎上建立先進的綜合性網絡管理控制中心?如果需要，怎樣實施?

上述這些問題，有待進一步研究。