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前端写一个页面多少钱,网站开发百灵鸟优化,wordpress 摘要 支持html,自主网站制作第一章 绪论#xff1a;中国一号信令的历史沿革与技术定义 1.1 通信网络演进中的信令系统 电信网络的神经系统即为信令系统#xff0c;它承载着网络中呼叫建立、监控与释放的核心控制功能。在程控交换技术全面普及之前的漫长模拟通信时代#xff0c;以及向数字通信过渡的混…第一章 绪论中国一号信令的历史沿革与技术定义1.1 通信网络演进中的信令系统电信网络的神经系统即为信令系统它承载着网络中呼叫建立、监控与释放的核心控制功能。在程控交换技术全面普及之前的漫长模拟通信时代以及向数字通信过渡的混合时代中国一号信令China No.1 Signaling作为中国公用电话交换网PSTN的骨干信令标准发挥了无可替代的历史作用。中国一号信令属于随路信令Channel Associated Signaling, CAS体系。在那个年代通信资源极其昂贵带宽受限交换机的计算能力也远不如今日。随路信令的设计哲学在于“简单”与“鲁棒”。它并不像后来的七号信令SS7那样建立独立的、复杂的的高速数据网络来传输控制信息而是将控制信号“寄生”在话路通道本身或其紧密关联的信道中。这种设计虽然在接续速度上存在先天劣势但其对传输误码的高容忍度以及对不同制式交换机步进制、纵横制、程控制的强大兼容性使其成为中国电信网络现代化初期的必然选择。1.2 标准化背景GF002-9002规范20世纪80年代末至90年代初中国电信基础设施建设进入爆发期。为了解决国内通信网络中“七国八制”即来自多个国家的多种制式交换机并存的互联互通难题原中国邮电部参照国际电报电话咨询委员会CCITT现ITU-T的R2信令建议书制定了符合中国国情的《邮电部电话交换网局间信令方式技术规范》编号为GF002-9002。该规范确立了中国一号信令的法定地位。虽然它在技术内核上与国际R2信令高度相似但在记发器信令Register Signaling的编码含义、分组定义以及特定的互控流程上进行了本地化修订。例如中国一号信令特别定义了关于“主叫类别”的详细分类如优先用户、普通市话、公用电话等以适应当时国内复杂的计费与调度需求。这一标准的出台使得无论是国产的华为CC08、巨龙04还是进口的贝尔S1240、西门子EWSD只要在中国入网就必须遵循此信令标准从而实现了全国电话网的统一逻辑。1.3 信令系统的功能分类从功能架构上看中国一号信令并非单一协议而是一套协议簇主要包含两个界限分明的子系统线路信令Line Signaling负责监视中继线的物理状态。它只关心线路是“忙”还是“闲”主叫是“摘机”还是“挂机”。它贯穿于通话的全过程不仅负责呼叫的建立与释放还负责通话中的计费脉冲传送。记发器信令Register Signaling负责传输具体的路由地址信息。它只在呼叫建立的初期短暂工作负责将主叫拨打的被叫号码、主叫自身的号码以及用户类别等信息通过多频互控MFC的方式传送到对端局。这种分离设计是随路信令的典型特征线路信令解决“能不能打”的问题记发器信令解决“打给谁”的问题。—第二章 物理传输层E1载波与时隙架构中国一号信令虽然可以承载于模拟载波电路但在程控交换时代其最主要的载体是PCM脉冲编码调制数字中继即E1接口。深入理解E1的帧结构是掌握中国一号信令数字版本Digital Line Signaling的前提。2.1 G.703/G.704 E1 标准体系E1 接口标准速率为 2.048 Mbps采用 PCM 编码遵循 ITU-T G.703 和 G.704 建议书。一个标准的 E1 帧长为 125 微秒对应 8000 帧/秒的采样率包含 32 个 8 位bit的时隙Time Slot, TS总位数为32 × 8 256 32 \times 8 25632×8256bits。在 E1 的 32 个时隙中功能分配有着严格的定义TS 0帧同步时隙。用于传输帧定位信号FAS确保接收端能正确找到帧的起始位置。同时传输同步告警如对端失步和链路维护信息。TS 1 - TS 15话路时隙承载第 1 至第 15 路语音数据。TS 16信令时隙。这是中国一号信令的核心物理通道。在随路信令模式下TS 16 不传输语音而是传输各个话路的线路信令状态。TS 17 - TS 31话路时隙承载第 16 至第 30 路语音数据。2.2 TS16 复帧Multiframe结构解析在共路信令如ISDN PRI中TS16 被作为一个单一的 64kbps 数据通道使用。但在中国一号信令随路信令中TS16 需要为其他 30 个话路提供状态指示。为了实现这一点E1 引入了“复帧”的概念。一个复帧由 16 个连续的 E1 帧Frame 0 至 Frame 15组成周期为125 μ s × 16 2 m s 125 \mu s \times 16 2ms125μs×162ms。在 TS16 中这 16 个子帧的用途如下表所示表 2-1E1 TS16 复帧结构与信道分配表子帧序号 (Frame No.)TS16 高4位 (Bits 1-4)TS16 低4位 (Bits 5-8)功能描述F00 0 0 0x y x x复帧定位图案。高4位固定为0000用于复帧同步。低4位用于复帧告警y1表示复帧失步。F1话路 1 信令 (ABCD)话路 16 信令 (ABCD)承载第1路和第16路语音通道的线路信令。F2话路 2 信令 (ABCD)话路 17 信令 (ABCD)承载第2路和第17路语音通道的线路信令。F3话路 3 信令 (ABCD)话路 18 信令 (ABCD)承载第3路和第18路语音通道的线路信令。…………F15话路 15 信令 (ABCD)话路 30 信令 (ABCD)承载第15路和第30路语音通道的线路信令。每个话路仅分配到 4 个比特A, B, C, D来描述其状态。由于复帧频率为 500Hz1秒/2ms每个话路的信令刷新速率为 500次/秒即 2kbps4 bits * 500 Hz实际上有效利用的通常仅有 A 和 B 两个比特C 和 D 比特通常固定为 0 或 1。2.3 传输层的稳定性机制在实际传输中E1 链路可能会受到电磁干扰导致比特翻转。如果 TS16 中的信令位发生瞬时跳变例如从“空闲”跳变为“占用”可能会导致误接续。为此中国一号信令标准要求交换机具备**数字滤波与去抖动Persistency Check**功能。通常的机制是只有当接收到的信令状态在连续的 2 到 3 个复帧约 4ms - 6ms甚至更长时间内保持一致时交换机才认为该状态有效。这种机制虽然引入了微小的处理时延但极大地提高了信令系统的抗干扰能力确保了在长途传输环境下的可靠性。—第三章 线路信令系统状态机与编码规范线路信令是维持通话连接的物理基础。它通过 TS16 中的 A、B、C、D 比特的变化来指示中继线的生命周期状态。3.1 线路信令的编码定义根据《邮电部规范》GF002-9002 以及参照 ITU-T Q.421 标准中国一号信令的数字线路信令主要利用 A 和 B 两个比特。C、D 比特在大多数实施中不承载动态信息通常固定为C 0 , D 1 C0, D1C0,D1。线路信令分为前向Forward和后向Backward两个方向前向信号由主叫局发端向被叫局收端发送主要指示占用和释放。后向信号由被叫局向主叫局发送主要指示占用认可、应答和被叫挂机。表 3-1中国一号信令数字线路信令编码表信号名称方向A 比特B 比特信号含义与触发场景空闲 (Idle)前向10线路处于空闲状态无呼叫等待占用。空闲 (Idle)后向10接收端设备正常准备好接受呼叫。占用 (Seizure)前向00主叫局选中该中继发起呼叫请求。占用认可 (Seizure Ack)后向11被叫局确认收到占用信号并已分配好接收资源记发器。应答 (Answer)后向01被叫用户摘机主叫局收到此信号后启动计费。前向释放 (Clear Forward)前向10主叫用户挂机请求拆除连接。实质上是恢复到空闲码。后向释放 (Clear Back)后向11被叫用户挂机。通常恢复到占用认可状态等待主叫释放。闭塞 (Blocking)后向11当线路本应处于空闲前向10时后向发送11表示对端设备故障或人工闭塞不可占用。注不同设备厂家如华为、阿尔卡特、朗讯在默认的 A/B 位定义上可能存在细微差异特别是空闲状态是 1/1 还是 1/0但其状态跳转逻辑是一致的。上表基于最通用的标准定义。3.2 呼叫建立与释放的状态机逻辑线路信令的交互是一个严格的有限状态机FSM。3.2.1 占用过程Seizure Sequence初始状态前向 10后向 10。主叫发起主叫局检测到用户呼叫请求检索路由表找到一条空闲中继。将该中继的前向信令由 10 置为 00占用。被叫响应被叫局的数字中继单元DTU检测到 TS16 的状态变化经过去抖动确认。被叫局处理器申请一个 MFC 记发器资源并将该中继的后向信令由 10 置为 11占用认可。握手完成主叫局检测到后向变为 11确认对端已准备好。此时语音话路如 TS1在物理上已通过交换网络连接到双方的 MFC 发送/接收设备准备进入记发器信令阶段。异常处理 - 双向占用Glare如果两端交换机几乎同时毫秒级误差内向同一条中继发送占用信号 00就会发生“双向占用”。中国一号信令规定发生这种情况时两端都应检测到对方发出的占用信号。通常的处理逻辑是“主叫优先”或“局号大者优先”失败的一方自动退回并选择下一条中继或者双方都拆线复原稍后重试。3.2.2 释放过程Release Sequence被叫先挂机Clear-back被叫局将后向信令由 01应答变回 11与占用认可相同。主叫局收到后并不立即拆线而是停止计费给主叫用户送忙音。这被称为“主叫控制”方式。主叫挂机Clear-forward主叫局将前向信令由 00 变回 10前向释放。拆线确认Release Guard被叫局收到 10 后必须无条件释放话路和内部资源并将后向信令由 11 或 01 变回 10空闲。复原主叫局收到后向 10确认线路已彻底释放该中继标记为“空闲”可供下一次呼叫使用。—第四章 记发器信令系统多频互控MFC协议详解当线路信令完成了物理通道的“握手”后交换机需要交互复杂的路由信息谁打的打给谁什么类型的用户。这一任务由记发器信令Register Signaling承担。中国一号信令采用多频互控MFC, Multi-Frequency Compelled技术这是其最显著的技术特征。4.1 多频MF信号的物理定义多频信号是指利用音频带内300Hz - 3400Hz的特定频率组合来代表逻辑符号。中国一号信令参照 R2采用了“六中取二”2-out-of-6的编码方式。即从 6 个标准频率中选取 2 个频率同时发送以此构成一个信号。C 6 2 6 × 5 2 15 C_6^2 \frac{6 \times 5}{2} 15C62​26×5​15这意味着该系统可以定义 15 种不同的信号值。为了实现全双工通信并避免回声干扰前向信号和后向信号使用了完全不同的频段。表 4-1中国一号信令 MFC 频率分配表 (Hz)频率索引前向频率 (Forward Group, Hz)后向频率 (Backward Group, Hz)f013801140f115001020f21620900f31740780f41860660f51980540设计洞察后向频率普遍低于前向频率且二者间隔设计巧妙互不为谐波这使得即使在长距离模拟传输中也能通过简单的带通滤波器有效分离收发信号防止自激和误判。4.2 互控Compelled传输机制“互控”是中国一号信令可靠性的基石。与 DTMF双音多频如电话机拨号的“发完即止”不同MFC 采用四步握手逻辑来传输每一个信号。假设主叫局要发送数字“1”主叫发主叫局记发器持续发送前向信号1380Hz 1500Hz。被叫收并回被叫局检测到该信号识别为“1”并根据当前逻辑决定下一步例如请求下一位。被叫局持续发送后向信号如 A-11140Hz 1020Hz。主叫停主叫局检测到后向信号停止发送前向信号。被叫停被叫局检测到前向信号消失停止发送后向信号。只有当这四个步骤全部完成后一位号码才算传输成功系统才准备传输下一位。这种机制虽然效率低下传输一位号码约需 200ms - 500ms但它天然具备了“确认重传”的特性——如果对方没听到我就一直发直到对方回答为止。这在早年线路质量恶劣的环境下是至关重要的。4.3 信号含义分组前向 I/II 组与后向 A/B 组由于 15 种组合远不足以表达所有控制信息中国一号信令引入了“分组”概念。同一频率组合在不同阶段组别代表不同含义。4.3.1 前向信号Forward Signals第 I 组Group I主要用于传输被叫号码DNIS及控制符。第 II 组Group II主要用于传输主叫用户类别Calling Category。表 4-2前向信号详细定义表信号代码频率组合第 I 组含义 (DNIS/Control)第 II 组含义 (主叫类别)1f0 f1数字 1普通主叫 (Ordinary Subscriber)2f0 f2数字 2优先用户 (Priority)3f0 f3数字 3调度用户4f0 f4数字 4交通/特种用户5f0 f5数字 5公用电话 (Payphone)6f1 f2数字 6包含数据业务的用户7f1 f3数字 7国际直拨用户8f1 f4数字 8备用9f1 f5数字 9备用10f2 f3数字 0备用11f2 f4请求隔断回声抑制器备用12f2 f5请求不隔断回声抑制器备用13f3 f4测试呼叫 (Test Call)备用14f3 f5备用备用15f4 f5呼叫结束标志 (End of Pulsing)备用4.3.2 后向信号Backward SignalsA 组Group A控制信号。指示主叫局发送下一位号码、重发或切换状态。B 组Group B状态信号。指示被叫用户的最终状态忙、闲、空号等发送 B 组信号意味着 MFC 交互结束。表 4-3后向信号详细定义表信号代码频率组合A 组含义 (Control)B 组含义 (Condition)A-1 / B-1f0 f1发送下一位号码 (Send Next)被叫闲收费(Free, Charge)A-2 / B-2f0 f2重发倒数第一位 (Send Last)被叫忙(Busy)A-3 / B-3f0 f3转为 B 组收号 / 请求类别号码改号 / 拥塞A-4 / B-4f0 f4拥塞 (Congestion)空号(Unallocated)A-5 / B-5f0 f5请求主叫号码 (Request ANI)空号 / 录音通知A-6 / B-6f1 f2建立连接 (Connect)被叫闲不收费(Free, No Charge)A-7 / B-7f1 f3重发倒数第二位 (Send Last-1)备用A-8 / B-8f1 f4重发倒数第三位 (Send Last-2)备用…………关键流程注记组别切换通信开始时默认为 I 组/A 组交互。当被叫局收到足够的号码位需要获取主叫类别时会发送A-3信号。主叫局收到 A-3 后必须将下一个前向信号从 I 组切换为 II 组发送类别。ANI 请求若被叫局在收到类别II 组信号后仍需要主叫号码例如为了长途计费会发送A-5信号。主叫局收到 A-5 后切回 I 组开始发送主叫号码的第一位。—第五章 典型呼叫流程全景解析将线路信令和记发器信令结合我们可以还原一次完整的中国一号信令呼叫过程。以下以一次跨局长途呼叫为例。5.1 呼叫建立阶段占用 (Seizure):主叫局:用户拨号完毕分析路由选中中继前向线路信令 10t o \\toto。被叫局:检出占用分配 MFC 资源后向线路信令 10t o \\toto11 (占用认可)。MFC 记发器交互 (Register Phase):主叫局:收到占用认可发起前向I-1(第一位被叫号码)。被叫局:收号成功回送后向A-1(发下一位)。主叫局:收到 A-1停发 I-1。被叫局:停发 A-1。(循环上述过程直到发完所有被叫号码)。被叫局:号码收齐需要判别用户权限回送后向A-3(切换到 B 组/请求类别)。主叫局:收到 A-3查找主叫属性发送前向II-1(普通主叫)。被叫局:收到类别需要主叫号码进行计费回送后向A-5(请求 ANI)。主叫局:收到 A-5发送主叫号码第一位 (I 组)。(循环发送主叫号码直到发完)。被叫局:信息全收齐检测被叫用户状态发现用户空闲。回送后向B-1(被叫闲收费)。主叫局:收到 B-type 信号知晓呼叫成功释放 MFC 资源接通语音通路给用户听回铃音。5.2 通话与计费阶段振铃:被叫局向被叫用户振铃。应答 (Answer):被叫摘机。被叫局:后向线路信令 11→ \to→01。主叫局:检出应答信号启动计费定时器双方通话建立。5.3 释放阶段被叫挂机:被叫局:后向线路信令 01→ \to→11 (Clear-back)。主叫局:收到后停止计费。主叫挂机:主叫局:前向线路信令 00t o \\toto10 (Clear-forward)。被叫局:强制拆线释放资源后向线路信令 11→ \to→10 (Idle)。主叫局:收到 10中继复原。—第六章 硬件实现与局端配置案例华为 CC08华为 CC08 程控交换机是中国电信网络中应用最广泛的机型之一其对中国一号信令的支持堪称教科书级别。6.1 CC08 信令处理架构CC08 采用模块化设计主要由 AM管理模块、CM通信模块和 SM交换模块组成。DTU (数字中继单元):位于 SM 模块中物理连接 E1 线缆。DTU 板上的专用芯片负责实时提取 TS16 中的 ABCD 比特并进行硬件去抖动。当检测到有效状态变化如空闲变占用时通过中断上报给 MP模块处理器。MFC 资源池:CC08 不像早期纵横制交换机那样每个中继对应一个记发器而是采用“资源池”模式。MFC 信号处理由SIG (信令板)或DRV (驱动板)上的 DSP 芯片完成。当呼叫建立时软件会在内部时隙交换网T-Network中建立一条临时连接将该话路的时隙与一个空闲的 MFC DSP 通道连通。6.2 关键数据配置在 CC08 的维护终端BAM上配置中国一号信令涉及以下核心命令 ADD OFC (增加局向):设置信令类型为 China No.1。ADD TG (增加中继群):绑定具体的 E1 端口。在此处可以设置重要参数Incoming/Outgoing: 单向还是双向中继。MFC Mode: 互控Compelled还是半互控。SET MFC (设置 MFC 参数):Request ANI:Yes/No。决定了作为被叫局时是否在收完号后自动发送 A-5 信号索要主叫号码。Group B Meaning: 定义收到 B1-B8 信号后的动作如 B1 对应接通B2 对应送忙音。—第七章 比较研究中国一号与国际信令体系7.1 与 SS7 (七号信令) 的对比SS7 是电信网络的“高铁”而中国一号是“绿皮车”。效率:SS7 使用 IAM (Initial Address Message) 数据包可以在几毫秒内将主被叫号码、业务属性一次性发给对端。而中国一号需要几秒钟的 MFC 互控交互。信道利用率:SS7 的一条 64k 链路可以管理数千条话路信令开销极低。中国一号每个 E1 都要浪费 TS16且占用话路建立时间长降低了中继的爱尔兰Erlang利用率。业务能力:SS7 支持移动漫游、智能网800业务、短消息等复杂业务。中国一号仅能支持基本的语音接续。7.2 与 ISDN PRI (DSS1) 的对比两者都使用 E1 接口区别在于 TS16 的用法。ISDN PRI:TS16 运行 Q.921/Q.931 协议是基于消息的共路信令。支持端到端的数字透传。China No.1:TS16 运行 ABCD 状态位是随路信令。不支持端到端数据业务如视频会议因为随路信令无法保证数据通路的透明性可能会有带内信号干扰。—第八章 现状、挑战与未来展望8.1 存量市场的“活化石”虽然运营商骨干网已全盘 IP 化IMS/Softswitch但在电力、煤炭、铁路等专网以及大量老旧的企业级 PBX 互联中中国一号信令依然活跃。其抗干扰性强、配置简单的特点使其在特定的封闭网络中仍具有生命力。8.2 现代网络中的互通挑战在网络演进过程中VoIP 网关AG/IAD/SBC承担了将中国一号信令转换为 SIP 的重任。时延问题:IP 网络的抖动可能破坏 MFC 的互控时序因此现代网关通常在本地“终结”MFC 信令——即网关假装成对端局与老交换机完成 MFC 交互收齐号码后再打包成一个 SIP INVITE 发送给软交换核心。映射难题:如何将 SIP 的 404 Not Found、486 Busy 准确映射为 MFC 的 B 组信号B-4, B-2是网关软件开发的难点之一。8.3 结语中国一号信令是中国通信技术发展史上的一座丰碑。它见证了中国从“通信基本靠吼”到“全球最大数字网络”的跨越。深入研究它不仅是为了维护现有的老旧设备更是为了理解通信协议设计的底层逻辑——如何在受限、不完美的物理条件下构建出可靠、可用的控制系统。(报告完)引用的著作什么是中国1号信令中国1号信令分类介绍 - 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