7号信令 语音通话的建立

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　　NO.7,又称7号信令,分类为公共信道信令。即以时分方式在一条高速数据链路上传送一群话路信令的信令方式，通常用于局间。在我国使用的7号信令系统称为中国7号信令系统。SS7网是一个带外数据通信网，它叠加在运营者的交换网之上，是支撑网的重要组成部分。本文段将对其结构、应用等深入阐述。在固定电话网或ISDN网局间，完成本地、长途和国际的自动、半自动电话接续；在移动网内的交换局间提供本地、长途和国际电话呼叫业务，以及相关的移动业务，如短信等业务；为固定网和移动网提供智能网业务和其他增值业务；提供对运行管理和维护信息的传递和采集。

概述

为了实现电信业务的互联互通，不同通信运营商之间，特别是不同国家的运营商之间都会采用7号信令系统控制运营商之间业务交换的过程。许多的通信运营商也在自己的通信网络里面使用7号信令系统实现计费、漫游或者其他电信业务。

因为各个国家在实现7号信令系统的不同，7号信令系统有很多不同的版本。美国、日本、加拿大等国家采用的版本是美国国家标准协会实现的版本，欧洲国家普遍采用的版本是欧洲电信标准协会实现的版本，还有一些国家和地区采用的版本是国际电信联盟实现的版本。为了让使用不同版本的系统之间能够传递信令，不同版本的七号信令系统之间会采用网关将其他版本的信令转换成国际电信联盟实现的版本进行传输。

在我国使用的7号信令系统称为中国7号信令系统。SS7网是一个带外数据通信网，它叠加在运营者的交换网之上，是支撑网的重要组成部分。在固定电话网或ISDN网局间，完成本地、长途和国际的自动、半自动电话接续；在移动网内的交换局间提供本地、长途和国际电话呼叫业务，以及相关的移动业务，如短信等业务；为固定网和移动网提供智能网业务和其他增值业务；提供对运行管理和维护信息的传递和采集。

特点



　　7号信令是一种局间信令系统。和其他局间信令系统一样，7号信令一般不负责用户终端和端局之间用户线上面信令的传输和处理，只负责局交换机之间、局交换机和其他电信设备之间的信令传输和处理。需要注意的是，和其他信令系统一样，七号信令系统不负责进行具体语音信号的传输，但是它负责协调各种电信设备，使各种电信设备能够准确地建立语音链路，为用户提供服务。

　　从信令的传输方式比较，7号信令和6号信令一样采用的是共路信令方式，而5号信令系统和以前的其他信令系统采用的是随路信令方式。共路信令方式是指信令的传输不像随路信令方式一样占据话路进行传输，而是把所有的信令信号都集中到一条专用信道进行传输。

　　和同样属于共路信令的6号信令系统比较，7号信令系统采用多功能模块化设计，是一种更加适合数字通信网络的信令系统。

软件层次

　　从软件层次区分，7号信令系统可以分成包含三个功能级消息传递部份（MTP）和作为第四个功能级的业务分系统。

　　消息传递部份负责信令的正常传输，确保传输的信令不出现错误，为业务分系统提供服务。消息传递部份可以细分为三个功能级：数据链路功能级（消息传递部份第一个功能级，MTP 1）、链路控制功能级（消息传递部份第二个功能级，MTP 2）和网络功能级（消息传递部份第三个功能级，MTP 3），这三个功能级分别对应了开放系统互联参考模型的物理层、链路层和网络层。

　　作为第四个功能级的业务分系统建立在网络功能级消息传递部份的基础上面，实现了各种和业务有关的协议和功能，包括电话用户部份（TUP）、ISDN用户部份（ISUP）、信令连接控制部份（SCCP）、事务处理应用部份（TCAP）、移动应用部份（MAP）和操作维护应用部份（OMAP）等，这些协议和功能对应了开放系统互联参考模型的传输层、会话层、表示层和应用层，还有网络层的一部份（比如信令连接控制部份就属于网络层）。

设备组成

　　7号信令系统的设备主要可以分为三种：负责将交换机的查询信号转换成七号信令的业务交换点（SSP）、负责转发信令的信令传输点（STP）、负责业务逻辑的业务控制点（SCP）。有时候，包含用户信息的专用数据库系统会被认为是第四种7号信令系统的设备：业务数据点（SDP）。

　　7号信令网大致由以下几部分组成，信令点是SS7信令网中处理控制消息的节点，产生消息的信令点为该消息的源信令点，接收消息的信令点为该消息的目的信令点。有以下三类信令点：

　　1. Service Switching Point(SSP) 业务交换点是信令消息的产生或终结点，实质上就是本地交换系统（或交换中心CO），它发起呼叫或接收呼入。

　　2. Signal Transfer Point(STP)完成路由器的功能，查看由SSP发来的消息，然后通过网络把每一个消息交换到合适的地方。STP把其它信令点和网络连接在一起组成更大的网络。

　　3. Service Control Point(SCP) 是典型的访问数据库服务器，SCP是智能网业务的控制中心，负责业务逻辑的执行，提供呼叫处理功能，接收SSP送来的查询信息和查询数据库，验证后向SSP发出呼叫处理指令，接收SSP产生的话单并进行相应的处理。

　　在7号信令网中，ISUP信令（ISDN USER PART）消息是用来建立管理释放中心局话音交换机之间的话音中继电路的，提供话音和非话业务所需的信息交换，用以支持基本的承载业务和补充业务，例如：ISUP信令消息可以承载主叫ID, 主叫方的电话号码，用户名等。TCAP信令(Transaction Capabilities Application Part)消息 用以支持电话业务，如免费电话，本地号码可携带，卡业务，移动漫游以及认证业务。TCAP主要包括移动应用部分(MAP)和运营、维护和管理部分(OMAP)。MAP规定移动业务中漫游和频道越局转接等程序，OMAP仅提供MTP路由正式测试和SCCP路由正式测试程序。

基本特点

　　1，最适合由数字程控交换机和数字传输设备所组成的综合数字网。

　　2，能满足现在和将来传送呼叫控制、遥控、维护管理信令及处理机之间事务处理信息的要求。

　　3，信令传送相当可靠。

信令结构



结构

七号信令结构可与OSi七层结构[1]对应分析。

MTP1

MTP1是SS7协议栈中的最底层，对应于OSI模型中的物理层，这一层定义了数字链路在物理上，电气上及功能上的特性。物理接口的定义包括：E－1，T－1，DS－1，V.35,DS－0，DS －0A（56K）。

MTP2

MTP2确保消息在链路上实现精确的端到端传送。MTP2提供流控制，消息序号，差错检查等功能。当传送出错时，出错的消息会被重发。MTP2对应OSI模型中的数据链路层。

MTP3

MTP3在SS7信令网中提供两个信令点间消息的路由选择功能，消息在依次通过MTP1，MTP2，MTP3层之后，可能会

被发送回MTP2再传向别的信令点，也可能会传递给某个应用层，如：SCCP或ISUP层。MTP3还提供一些网管功能的支持，包括：流量控制，路由选择

和链路管理。MTP3对应OSI模型中的网络层。

SCCP（信令连接控制部分）

SCCP位于MTP之上，为MTP提供附加功能，以便通过SS7信令网在信令点之间传递电路相关和非电

路相关的消息，提供两类无连接业务和两类面向连接的业务。

无连接业务是指在两个应用实体间，不需要建立逻辑连接就可以传递信令数据。面向连接的业务在数据传递之前应用实体之间必须先建立连接，可以是一般性的连

接，也可以是逻辑连接。 SCCP以全局码（GT）的形式扩展SS7协议的寻址能力和路由能力，这些扩展基于被叫号码的寻址信息。

TCAP

TCAP允许应用调用远端信令点的一个或多个操作，并返回操作的结果。比如：数据库访问或远端调用处理命令等。使用SCCP无连接业务（基本的或有序的），TCAP 在两个用户应用之间提供事务处理对话。

ISUP

ISUP在交换局提供基于电路的连接，它直接和MTP3层通信。 ISUP提供基础电信业务，包括连接建立，监示和释放。

TUP

在ITU－TS标准里，TUP和ISUP功能相似，提供相似的业务（如：呼叫建立和拆除）。TUP提供的业务比ISUP少，不支持ISUP中某些业务类别，比如：非话音业务和补充业务，还有，TUP不传递与电路无关的消息包。

应用类别

　　7号信令能满足多种通信业务的要求，当前应用的主要有：

　　1.局与局之间的电话网通信。 2，局与局之间的数据网通信。

　　3，局与局之间综合业务数字网(例如：ISDN PRI) 。

　　4，可以传送移动通信网中的各种信息。

　　5，支持各种类型的智能业务。

　　6，局端到用户端之间的电话网以及数据网的通信。

应用内容

　　话路信令[3]



　　7号信令的一个最基本应用是替代老的1号到6号信令,用作现代数字程控交换机的局间信令,控制局间呼叫的接续。和老的局间信令相比,七号信令作局间信号有许多优点:(1) 信令传送速度高,呼叫接续时间短；(2)信号容量大,一条64kbps的链路在理论上可处理几万话路；(3)灵活,易于扩充；(4)对话路干扰小,话路质量高(5)可传递端——端信令或用户信令；(6)可使话路服务智能化,即使传统的电话业务具备CLASS特性。

　　CLASS(Customer Local Area Signalling Services)代表一组特殊电话服务特性,这包括自动回叫、自动重叫、用户追踪、主叫名传递、呼叫选择接受等13种功能。这些功能或服务特性是用户电话机无法单独提供的。

　　800号服务

　　据统计,1993年美国每天处理8000万到1亿个800号电话,年营业额数百亿美元,年增长率为15～20%。800号服务是一个巨大的市场,吸引着各个电信公司,是它们最主要的收入之一。所谓800号电话是公司企业向客户提供一种特殊的电话号码,该号码的地区码为800(虚拟地区码),客户使用这个电话和公司企业通话时的费用由公司支付,打电话的客户免费。800号电话号是一个虚拟的逻辑电话号,一个公司可能拥有许多的实际电话号码,但800号电话只有一个,客户可能在任何地方拨这个号码要求与该公司某个职能部门通话,这就存在一个将800电话转变成实际电话号的过程。这个过程的实现依赖于信令网的SCP。

　　他方付费电话

　　他方付费电话(ABS:Alternate Billing Service)有三种形式:第一种形式是信用卡电话,它不同于我国目前流行的磁卡电话(英文中,磁卡电话叫做debet card call)；第二种形式是被叫付费电话(collect billing call或collect call)；第三种形式是第三方付费电话(third number billing call)。在共路信令网建立之前,他方付费电话依赖电话局操作员才能实现,有了共路信令网,他方付费电话基本自动化,方便而高效。

　　高级智能网(AIN)

　　高级智能网在共路信令网中引入了两种新的结点:Adjunct和IP。Adjunct的功能类似于SCP,它直接和具有SSP功能的程控交换机联接,向它们提供直接快速的数据库服务和呼叫处理的平台功能。电话局的管理员(甚至用户)可以利用平台功能为自己的交换机设计电话服务特性,当然,程控交换机的软件也必须升级为AIN软件。

　　在AIN交换机中,一个用户电话处理过程分为许多阶段,每个阶段后定义一个触发检查点,AIN交换机软件在每个检查点检测交换机产生的事件。电话的呼叫处理由AIN交换机和Adjunct共同完成(传统的呼叫处理完全在交换机中完成)。AIN进行一般性处理,在检查点检测一个事件时,将处理递交Adjunct完成。Adjunct所做的工作可以由管理员利用平台功能进行设计,以便获得不同电话服务特性。

　　IP(Intelligent Peripherals)为一种网络智能设备,它直接和AIN交换机联接,其主要功能是语音识别。如果网络管理员在某个断点处定义了“语音识别”特性,那么用户可以用语音输入被叫电话号码,此时,AIN交换机必须将语音号码送往IP翻译成数字号码后再进行后续呼叫处理。

　　蜂窝移动通讯系统

　　蜂窝移动通讯系统需要在共路信令网中增加至少三种结点:MSC、HLR和VLR。蜂窝移动通讯系统将一个通讯区域分成许多CELL,每个CELL内设立一个MSC(Mobile Switching Center),负责CELL内无线用户的通讯。MSC是一个使用七号信令的无线交换机,它包括七号信令中的MTP,SCCP,TCAP和MAP。在蜂窝移动通讯系统中,每个无线用户必须在数据库HLR(HomeLocation Register)和VLR(Visitor Lolcation Register)中登记。

　　蜂窝移动通讯系统包括许多七号信令过程,其中最重要的二个信令过程是:Registration和Intersystem Handoff/Intersystem Handback Register 是移动用户自动在VLR注册的过程。当一个移动用户跨越两个CELL的边界时,通讯的处理由一个MSC交付到另个一个MSC, 这就是Intersystem Handoff信令过程,反之为Intersystem Handback信令过程。

　　MAP协议还在完善之中,目前大部分厂商采用的协议标准是EIA/TIA制定的过渡标准IS-41-B。

　　其它应用

　　七号信令有着广阔的应用前景。除了上述五种应用之外,它可以用作ATM网络和B-ISDN网络的内部信令。此外,由于数据通讯网络规模的扩大,技术复杂度的增强,网络的操作维护、管理、测试和故障诊断的矛盾日益突出,解决这个问题的最好方法是利用七号信令的OMAP协议在共路信令网中建立网络管理维护中心。由于信令网是一个速度快,可靠性好的分组交换网,网络管理中心的操作员可以对通讯网进行远程的实时的测试、诊断、监视、控制和管理,并且不干扰正常的数据通讯。

1与7号信令区别

　　基于层次化结构， 电话的 呼叫控制 信令可分为局间信令和用户信 令。 局间信令 局间传输通常在数字中继链路上进行， 有时也把局间信令称数 字中继信令。目前最通用的信令为 R2 和SS7；国内通常称为１号 信令和７号信令。 R2 信令 R2 信令为一种随路信令（CAS: Channel Associated Signaling）。R2 信令是一种基于 E1 数字 网络的国际标准信令， Timeslot 16 被预留用来传递其话音通道的信令。但是 R2 信令并 不统一，ITU-T 的标准 Q.400-Q.490 定义了 R2 信令标准，但不同 的国家和地区都有自己的实现方式。 SS7 信令 SS7 信令为一种共路信令（CCS: Common Channel Signaling）。 SS7 信令是将呼叫控制信息和其他业务信息通过一张独立的 信令网 络传输。它比 R2 信令更高效，更可靠。SS7 信令的标准化程度要 比 R2 信令好，但依然存在标准兼容问题。如国内的 SS7 称为中国 7 号信令。

　　用户端信令 电话用户通常采用两芯双绞线连接到用户交换机。 所以用户端 信令为面向用户的模拟接口信令，通常也称为模拟接口信令。电话 机不同于计算系统，它几乎没有什么智能，只能通过简单的模拟信 号来沟通。下面介绍模拟话音的信令。 模拟话音的信令有三种，FXS、FXO 和 E&M。 FXS（Foreign Exchange Station） 可以理解为计算机通信中的 DCE（数据通信设备）接口。通常 为电话交换机的用户端口，用来连接具有 FXO 端口的端设备，如电 话机或集团电话。 FXO（Foreign Exchange Office） 可以理解为计算机通信中的 DTE（数据终端设备）接口。通常 为端设备， 连接具有 FXS 端口的电话交换机设备， PBX 或市话局。 如 FXS 和 FXO 通过两芯电缆构成环路的断开和闭合与电流信号来 完成电话的呼叫控制。 E&M（RecEive and TransMit）

E&M 是一种模拟中继信令，主要用于 PBX 到 PBX 和 PBX 到市话 局的互连。与 FXS/FXO 不同，E&M 端口之间直接互连，将两台 PBX 连在一起，通常我们也称为捆绑中继接口（Tie Trunk）。 E&M 信令采用４对电缆（８芯）通信。E&M 信令有５种类型： TYPE1、TYPE2、 TYPE3、TYPE4 和 TYPE5，每一种类型有自己的通 信方式。

1. 传统一号信令系统的呼叫流程及其缺陷 国内传统的话音中继均采用一号信令来控制接续, 一号信 令属随路信令, 信号（主／被叫号码）通过话音通道中的多频模 拟信号（MFC）来传送。以下是一号信令网的呼叫流程：

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　　在一个传统电话系统中，电话用户摘机并拔被叫号码，号 码用双音频信号发送到交换局（CO），交换局分析被叫号码。

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　　交换局分析被叫号码并判断要到达目的局所要占用的出中 继，占用该出中继，把被叫和主叫号码送到汇接交换局，

　　汇接交换局又要分析被叫号码，判断要到达目的局所要占 用的出中继， 然后再把被叫和主叫号码送到下一个汇接局， 如此下去，直到到达目的交换局。

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　　目的交换局向被叫振铃， 并通过各交换局向主叫送回铃音。

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　　被叫电话摘机，目的交换局向上一交换局发出应答信号， 上一交换局把通道接通, 并把应答上传，直到呼叫发起局， 把整个话音通道接通，主被叫双方进入通话。

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　　通话中的被叫挂机，被叫端交换局把挂机信号发送到上一 交换局，直到主叫交换局，主叫交换局收到挂机信号后生 成计费话单。

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　　主叫挂机，主叫端局向下一汇接局发出拆线信号，并逐级 向下传递，各交换局收到拆线信号后把各自的中继释放， 所有设备示闲。

传统一号信令网络的缺陷

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　　由于采用双音频（MFC）来传递主被叫号码，每个号码大 约要 0.25 秒时间，呼叫建立慢，中继占用时间长，需要更 多的中继才能达到一定的话务量。

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　　由于在一定的话务量下，需要更多的中继来实现，中继的 扩容又直接导至相应设备（如 MFC 寄发器）需求的增加， 所以总的成本会更高。

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　　呼叫建立慢，用户等待的时间长，用户满意度降低。 由于采用双音频来传递信息，表达的信息量有限，可开展 的业务种类有限。

　　2. SS7信令系统的呼叫流程及其优势 SS7 信令属于公共信道信令，其信令系统独立于话音系统， 信令消息完全数字化，采用数据包方式发送数据。信令链路具有 握手，检验，差错控制，拥塞控制，冗余备份等能力。下图是 SS7 信令系统示意图。

信令系统的呼叫流程： 下面图示 SS7 信令系统的呼叫流程：

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　　交换局收到电话用户拔的被叫号码，它就形成一个 IAM 消 息，IAM 消息是一个呼叫发起消息，消息里包含有主被叫 号码，传输能力，电路标识等信息， 并把这一消息发向被 叫交换局。

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　被叫交换局收到主叫交换局发来的 IAM 消息，查询被叫电 话状态，若这时被叫用户正忙，则向主叫交换局发回 REL 消息，REL 消息包含了拆线原因：被叫用户忙。主叫交换 局向主叫送忙音，呼叫不能建立。这种情况下不需要占用 任何中继设备。

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　　若这时被叫用户闲，则被叫交换局向主叫交换局发回地址 全（ACM）消息，ACM 消息表示：所有必需的地址信息 （主被叫号码）己经全部收到，己向被叫振铃，向主叫送 回铃音。

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　　被叫用户摘机，则被叫交换局向主叫交换局发回应答 （ANM）消息，ANM 消息指示：被叫用户己摘机，双方 将要　进入通话状态，计费马上要开始。

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　　主叫交换局收到被叫交换局发来的 ANM 消息，确认呼叫 进入通话状态，双方进入通话状态，开始计费。通话过程 中没有 SS7 消息传递。

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通话结束被叫挂机，被叫交换局向主叫交换局发挂机信号 REL 消息。

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　　主叫交换局收到被叫交换局发来的 REL 消息后，向被叫交 换局发出释放监护消息（RLG），各汇接交换局及被叫交 换局拆线，释放所有有关资源。主叫交换局向主叫用户送 忙音，呼叫结束。

SS7 信令的优势

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　　由于呼叫建立，释放的速度快，大大提高了中继的利用率。 由于呼叫建立快，电话用户使用时不用等候，提高了用户 的满意度。