信令系統

通信網中任意兩個通信終端之間的通信都離不開信令，終端與交換節點之間、各交換節點之間以及不同網絡之間的互通，都必須在信令的控制下進行。信令系統是通信網絡的重要組成部分，是保證通信網正常運行必不可少的，信令技術是通信網的基本技術。

電話通信過程分為三個階段：呼叫建立、通話、呼叫拆除。在呼叫建立和呼叫拆除過程中，用户與交換機之間、交換機與交換機之間都要交互一些控制信息，以協調相互的動作，這些控制信息稱為信令。

信令系統 ^[2]  的功能主要包括監視、選擇和運行三個基本功能。監視功能用於監測和反映電信網和用户的狀態，如用户的摘機佔用、應答、掛機和拆線信號。選擇功能是與呼叫建立有關的功能，主要根據被叫用户地址信息完成接續。運行功能是為保證電信網正常運行和提高運行效率設置的功能，如儘可能提供有關網路擁塞、交換設備和電路不可用等信息。

在隨路信令系統中，監視功能一般由線路信令實現，選擇功能由十進制脈衝信令或多頻記發器信令完成。運行功能則根據信令方式的不同，使用線路信令或記發器信令。在公共信道信令系統中，監視、選擇和運行功能都通過專用的信令鏈路傳送，以數字編碼格式表示的信令信息來完成。

信令的分類方法有很多，通常可以按照信令所完成的功能來劃分信令種類，也可以按照信令所工作的區域和信令傳送通路的關係來劃分。

按照信令所工作的區域可將信令分為用户信令和局間信令，見右圖。

用户至交換局間傳送的信令。例如環路直流用户信令反映用户話機的摘機和掛機狀態。綜合業務數字網（ISDN）1號數字用户線信令方式採用D通路（16kbit/s）利用數字編碼格式傳送的信令信息。

局間信令是通信網中個交換節點之間傳送的信令，即網絡接口（NNI）信令。它在局間中繼線上傳送，主要有與呼叫相關的監視命令、路由信令和與呼叫無關的管理信令，以控制通信網中各

種通信接續的建立和釋放，並傳遞與通信網管理和維護相關的信息。

目前通信網的局間信令都是數字信令，主要採用No.7信令系統 ^[3]  。

局間信令比用户信令多而相應複雜。

按照信令傳送通路和用户信息傳送通路的關係，可將信令分為隨路信令（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。

隨路信令是信令和用户信息在同一通路上傳送的信令。隨路信令的傳送通路與用户信息的傳送通路具有相關性，這種相關性不僅體現在上述的共用通路傳送信令和用户信息，還表現在信道通道與用户信息通道之間存在着某種一一對應的關係。

在隨路信令系統中，為了區分局間中繼信令和相鄰交換機控制單元（記發器）間的信令，一般把信令分為線路信令和地址信令。早期的步進制交換機使用直流信令（直流信令標誌和十進制的直流脈衝）。公共控制的縱橫制交換機，則採用直流或帶內、帶外音頻線路信令和多頻記發器信令。國際電話網使用的典型隨路信令系統是CCITT4號、5號、R1和R2信令方式。

隨路信令系統信令速度慢，長途呼叫用户撥號後等待時間長（約5～10s）、信號種類少，只能滿足電話基本業務的需要，只適合在機電制交換機組成的電信網中使用。

公共信道信令的信令通路與用户信息通路是分離的，信令是在專用的信令通道上傳送的。公共信道信令的信令通道與用户信息通道之間不具有時間位置的關聯性，彼此相互獨立。

交換局間所有話路的呼叫信令信息採用數字編碼格式集中由專用的信令信道傳送的信令的系統。國際上有CCITT6號和7號兩種公共信道信令方式。

CCITT 6號公共信道信令方式是20世紀70年代初第一個標準化的公共信道信令方式。它是根據模擬電話網的特點設計的，存在着信令鏈路速率低（2.4kbit/s）、信息長度短以及只能用於呼叫的建立和釋放控制等明顯的缺點，因而不適合在數字電信網特別是綜合業務數字網（ISDN）和智能網（IN）中應用。

CCITT 7號公共信道信令方式 ^[4]  是為了滿足數字電信網的信令要求，在吸取CCITT 6號方式經驗基礎上提出的新型公共信道信令方式。它採用了功能模塊化結構，特別是採用了OSI數據分層規約的設計方法，不但可以在數字或模擬電話網以及電路交換的數據網中使用，而且可以應用在ISDN和信令網的維護、運行和管理。它在國際和國內網中得到了越來越廣泛地應用。

主叫用户摘機，發出“摘機”信令，表示要發起一個呼叫。該信令送到發端交換機，發端交換機收到主叫用户的摘機信令後，經分析允許它發起這個呼叫，則向主叫用户送撥號音，該“撥號音”信令告知主叫用户可以開始撥號。主叫用户聽到撥號音後，開始撥號，發出“撥號”信令，將被叫號碼發送到發端交換機，即告知發端交換機此次接續的目的終端。

發端交換機根據被叫號碼進行號碼分析，確定被叫所在的交換局，然後在發端交換機與終端交換機之間選擇一條空閒的中繼電路，向終端交換機發“佔用”信令，發起局間呼叫並告知終端交換機所佔中繼電路。向終端交換機發送“被叫號碼”信令，以供終端交換機選擇被叫。

終端交換機根據被叫號碼找尋被叫，向被叫送“振鈴”信令，催促被叫摘機應答，向主叫送“回鈴音“信令，以告知主叫用户已找到被叫，正在叫出。

被叫用户聽到振鈴後摘機，被叫用户送出一個”摘機“信令，終端交換機收到被叫“摘機”信令，停振鈴，向發端交換機發送“被叫應答”信令後，停止向主叫送回鈴音，接通話路，主被叫雙方進入通話階段。

若在通話階段，被叫用户先掛機，發出“掛機”信令，要求結束通話。終端交換機接收該信令，向發端交換機發送“被叫掛機”信令，通知發端交換機被叫已經掛機。發端交換機收到該信令則向主叫用户送“忙音“信令，催促主叫掛機，並向終端交換機發送”釋放“信令，告知通話結束，要求釋放資源。主叫用户聽到忙音，則掛機，結束通話。終端交換機收到釋放信令後，拆除話路，釋放資源，恢復”釋放證實“信令，表示收到釋放信令，釋放資源，通話結束。若是主叫用户先掛機，則發端交換機向終端交換機發送”釋放“信令，告知通話結束，要求釋放資源。終端交換機收到釋放信令後，向被叫發送”忙音“信令，拆除話路，釋放資源，回覆”釋放證實“信令，被叫用户聽到忙音，則掛機，通話結束。

以上描述過程表明，信令是呼叫接續過程中所採用的一種“通信語言”，用於協調動作、控制呼叫。這種“通信語言”應該是可相互理解、相互約定、以達到協調動作為目的，因此説信令是通信網中規範化的控制命令，它的作用是控制通信網中各種通信連接的建立和拆除，維護通信網的正常運行。

信令是通信網中規範化的控制命令。所謂規範化就是在信令構成、信令交互時要遵守的一定的規約和規定，這些規約和規定就是信令方式。它包括信令的結構形式、信令在多段路由上的傳送方式以及信令傳送過程中的控制方式。

信令的結構形式是指信令所能傳遞信息的表現形式，一般分為未編碼和編碼兩種結構形式。

未編碼信令是按照脈衝的個數、脈衝的頻率、脈衝的時間結構等表達不同的信息含義。

信令的編碼方式主要有兩種，一種是採用多頻制進行編碼；另一種是採用二進制數字進行編碼，因此編碼的信令主要有兩類：模擬型多頻制信令和數字型二進制信令。

信令在多段路由上的傳送方式有3種：端到端方式、逐段轉發方式和混合方式。

端到端方式的特點是對線路傳輸質量要求較高，信令傳送速度快，接續時間短，但要求在多段路由上所傳送的信令是同一類型。

逐段轉發方式的特點是對線路傳輸質量要求不高，信令傳送速度慢，話路接續時間長，在多段路由上傳送信令的類型可以不同。

混合方式就是在信令傳送時既採用端到端方式又採用逐段轉發方式。

控制信令傳送的方式有三種：非互控方式、半互控方式和全互控方式。

國際上電信網信令系統主要是發展和推廣使用ISDN CCITT 1號數字用户線信令方式和局間CCITT 7號信令方式，以滿足實現窄帶（64kbit/s）ISDN和開放部分智能網業務的要求，CCITT把研究開發寬帶ISDN的信令方式作為重點，並研究改進和擴展1號數字用户線信令方式和局間7號信令方式，用以支持、控制多媒體和多點呼叫，以及開放更多的智能網業務。