1.3 网络通信技术

1.3.1 协议的基本概念

1．协议的定义

现实生活中存在很多协议，如软件外包协议、网络维护管理协议等，这些协议都是在完成某个任务之前，由任务各方协商通过的某些规定和规则。通过分析，协议过程具有以下基本特征。

首先，协议一定是在两方或多方之间达成的，因此协议一定具有双边或多边关系。只有一方，不能构成协议。

其次，协议需要定义双方或多方之间要达成的特定目标，以及实现这些目标采用的方式与方法，即协议一定要解决问题，并制定解决问题的手段，没有明确目标的协议是没有意义的。有需要解决的问题，但没有保证解决问题的实施手段，不能保证实现目标，协议也是没有意义的。

最后，对于这些目标和实现目标的方式、方法，达成协议的各方一定要取得一致并共同遵守。如果各方不能达成一致，就没有合作的基础；如果各方不遵守协议，就不能达到构建协议的目的。

因此，协议的基本特征如下所述。

（1）协议是双边或多边（两方或多方）之间的。

（2）协议有明确、具体的目标和为达成目标采用的方式、方法。

（3）协议必须达成一致并共同遵守。

从对协议一般概念的分析和协议的基本特性分析，得到如下结论：协议是为了达成特定的目的而对两方或多方之间的协作方式和方法进行的约束。

2．协议的描述

如何才能制定一份合乎要求的“协议”？如何才能保证制定出的“协议”符合协议的基本特征？

完整的协议必须包含以下基本内容，才能保证制定协议的各方能够正确地解析和理解协议。

（1）语义（Semantic）：协议所要表达的核心含义，即“讲什么”。

语义是准确地表达协议目标的含义和协议各方需要为此进行的动作的含义，保证协议各方对协议将要达成的目标和为达成目标采用的方式、方法具有一致的认识。

（2）语法（Syntax）：语义能够正确表达的规范，即“怎么讲”。

语法是语义的描述规则的详细的格式规范，它是协议各方制定的语义能够被正确理解的保证。

（3）时序（Sequence）：语义被正确表达的时间点和先后顺序，即“执行顺序”。

时序是语义被正确解析的保证，错误的时间顺序将使协议动作表达的语义被错误地理解。

各方完成协议文本签字、盖章不等于实现了协议，也不等于协议能够被正确执行。在协议贯彻过程中，如果语义不明确，可能造成协议各方配合失误，导致要实现的目标失败；如果语法规定不严格，可能导致协议各方对预期的协议目标理解不一致，导致协议目标不满足预期要求；如果时序出现混乱，可能导致协议语义表达出现歧义，使预期目标失败。因此，一个完整的协议，语法、语义和时序这三个基本内容是必不可少的。

1.3.2 通信协议的基本概念

1．通信与通信协议

在分析通信协议之前，需要首先理解什么是通信。

通信是利用电波、光波等信号传送文字、图像等内容；或者是一种处理过程，用于完成不同系统之间的信息交换。通信的基本目的是传递信息。

人类通信的内容从基本的文字发展为语音、图像和广义的数据，即多媒体信息。信息的承载方式从基本的视线、纸张，扩展为有线、无线、光纤等，使通信范围从可视范围扩展为全球。组建承载网络的手段从最初的烽火台接力，到转接书信的驿站，到现在覆盖全球的固定/移动通信网络。因此，现代通信的概念扩展为：基于特定的传输介质，使用特定的传输机制，在全球网络范围内进行多媒体信息传送。

为了实现通信目标，必须制定一些规则，以便选择承载介质，协商基于不同承载介质的信息传送技术，管理全球网络，防止传递的信息发生冲突和丢失，保证正确、安全地传送信息，这些规则即通信协议。

通信协议（Communication Protocol）是为了保证通信正确进行而制定的多种规则，也是为网络通信数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。它涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等，代表了被传输的数据结构和含义。

由于通信协议是协议在通信系统中的具体应用，因此达成通信协议的双边或多边一定是通信系统。其目标是完成通信系统之间的协作（主要是传递信息）。达成目的采用的方式和方法是在通信系统间就如何传递信息而设置的一组规则，用于表达特定语义，使用特定的语法规则。因此，通信协议可以认为是通信系统之间就如何传递信息而达成的“协议”。

随着通信和信息产业的发展，计算机网络成为现代社会的基础，通信协议成为构建计算机网络的基础。

2．通信系统分层服务模型

在早期实现简单通信系统的时候，基本上采用专用通信网络使用专业通信协议的方式，即使用一个通信协议完成从最底层的网络驱动到最上层的应用实现。但是当通信系统越来越复杂，通信网络的组织越来越复杂，通信系统需要提供的服务越来越复杂的时候，通信系统会产生严重的问题：因为每一种新的服务都需要重新构建通信系统从上到下的所有内容；当采用不同实现方式的通信系统之间互通的时候，由于通信协议实现的差异，可能导致不同通信系统之间难以沟通。很显然，将通信系统中的共性问题划分出来，采用“分层”的思想构造通信系统，是解决通信系统可重用性和互通性的根本。

分层模型是一种用于开发通信系统的设计方法。本质上，分层模型描述了把通信问题分为几个小问题的方法，每个小问题对应于一层。下层将向上层隐藏实现细节，从而保证每一层次的实现比较简单，易于处理。分层的方式使通信系统设计者不用设计一个单一、巨大的系统来为所有形式的通信规定完整的细节，而是把通信问题划分为层层封装的小问题，然后为每个层次的问题设计相对独立的解决方案，从而最大限度地简化系统实现和改造的复杂度，增强系统的稳定性。

在分层的通信系统中，每一层的核心功能都被定义为实体（Entity）。这一实体对外提供的能力称为服务（Service）。第N层实体使用N-1层实体提供的服务，并向N+1层提供服务。第N+1层将通过一个接口来访问第N层提供的服务，这个接口被称为服务访问点（SAP）。接口上呈现出来的第N层服务使用方法称为原语，一般是函数调用的方式。

基于分层模型的分析，通信系统按功能划分为多个不同的功能层。相邻层次之间通过服务接入点进行访问，访问的方法被称为原语。这种相邻功能层之间基于原语的通信规则称为接口。不同通信系统的统一功能层之间通过协议参考点访问，协议参考点的通信规则称为协议。基于分层模型的分析可以看到，协议是对等实体的对等层次之间的连接关系，这种连接关系式通过在通信系统之间传递的应用信息上附加对等层次协议控制信息来实现，因此可以认为对等实体的对等层次之间存在一种逻辑数据流。

当信息从对等实体的一方开始传递的时候，信息将作为SDU从N+1层通过接口传递到N层，并逐层封装该层的通信协议控制信息。当对等实体的目的方收到物理信道上的通信数据流的时候，SDU则相反地从N层通过接口上报到N+1层，并逐层剥离附加的通信协议控制信息。由于通信系统各个层次的核心功能是实现对等实体的对等层协作，因此通信系统层次模型的实现可以认为是层次化的通信协议实现。通信协议实现体现在各个层次通信控制信息的逐层添加以及逐层剥离的过程。这一过程可以形象地被描述为通信协议的入栈操作和出栈操作。因此，通信系统的层次化实现可以形象地理解为通信协议的“堆栈”，简称“协议栈”。

基于分层模型设计的通信系统，下层将向上层隐藏下层的实现细节，从而保证每一层次的实现比较简单，易于处理。但是，层次不能划分得太多。由于层次之间将使用接口来实现SAP，意味着每增加一个层次，都需要增加一次接口调用。同时，对等层之前将使用协议来实现PRP，因此每增加一个层次，都需要增加一个层次的协议。虽然协议是一种逻辑数据流，但这种逻辑数据流是通过在用户数据SDU上附加控制信息实现的。因此，层次越多，协议越多，附加的控制信息越多，实际的物理数据流量越大，资源消耗越大。

因此，设计分层系统时，需要仔细权衡层次的划分，既要保证每一层次小到易于处理，又要保证层次不要太多，避免产生太大的负荷，降低信息传递的效率，导致资源浪费。OSI参考模型就是一个典型的分层模型。

开放系统互连（Open System Interconnection，OSI）基本参考模型是由国际标准化组织（ISO）制定的一种标准参考模型。OSI定义了一个7层模型（如图1-13所示），用于两实体间的通信，并作为一个框架来协调各层标准的制定。

1）物理层

物理层是OSI七层结构中最下面一层，又称为第一层。由于数字通信设备只能处理二进制数据，而二进制数据需要转换为物理信号才能在传输介质上传输，因此需要物理层在物理信号和数据流之间进行转换。

物理信号是在传输介质上传输的。常见的物理信号是电信号，还可能是光信号；对空中接口而言，物理信号是电磁波。电信号一般采用电缆作为传输介质，也可以使用双绞线。光信号一般采用光纤作为传输介质；电磁波不需要特别的传输介质，而是利用大气进行传输。接口两端的设备利用传输介质连接起来，就构成通信网络。设备与传输介质的接口就是物理层接口，EI接口、Ethernet接口、RS-232接口是常见的物理层接口。

2）链路层

链路层也叫数据链路层，是物理层上面的一层，又称第二层。数据链路层负责接收物理层送来的二进制数据流，为相邻两个设备提供可靠的通信连接。数据链路层上传输的数据以帧（frame）为单位。帧是一种有格式的数据。链路层为了保证在相邻两个设备间提供可靠的通信连接，需要完成以下工作：数据帧的同步、差错控制、流量控制、数据链路的管理与维护。

HDLC（High Level Data Link Control，高级数据链路控制）协议是通信系统最常见的链路协议。HDLC是面向比特的链路协议，传输效率较高。它有很多子集，如LAPD （ISDN使用）、LAPV（V5协议使用）、MTP2（SS7使用）。

3）网络层

网络层是数据链路层上的一层，又称第三层。网络层负责解释从链路层收到的数据，为网络内任意两个设备间提供通信服务。由于网络内有多台设备，任意两台设备之间未必能够有直接的连接，因此将信息从一个设备传输到另外一个设备，需要经过多个设备传输。可是如何完成设备接力，即确定信息传输的路径呢？网络层的主要任务是负责选择合适的传输路径。另外，网络层还要解决网络互连、拥塞控制等问题。常见的网络层协议有IP协议、V5协议和Q.93l协议等。

4）传输层

由于在网络层上可能产生数据差错，因此不能保证信源到信宿传输的可靠性。为了向用户提供可靠的端到端服务，传输层的功能就是在网络层的基础上完成端到端的差错控制、流量控制，并实现两个终端系统间传送的分组无差错、无丢失、无重复、分组顺序无误。常见的传输层协议有TCP协议、UDP协议等。

5）会话层

会话层的主要功能是组织和同步不同的机器上各种进程间的通信，负责在两个会话层实体之间建立和拆除对话连接。常见的会话层协议有SLP等。

6）表示层

表示层是为上层用户提供共同的数据或信息的语法表示变换。由于不是所有计算机系统都使用相同的数据编码方式，表示层的职责就是在可能不兼容的数据编码之间提供翻译。

7）应用层

应用层是OSI参考模型的最高层，其功能是“直接面向用户提供服务，完成用户希望在网络上完成的各种工作”。它在OSI参考模型下面6层提供的数据传输和数据表示等服务的基础上，为网络用户或应用程序提供完成特定网络服务功能所需要的各种应用协议。常用的应用层协议有HTTP、FTP、Telnet和SMTP等。

1.3.3 典型通信协议

1．网络会话控制协议

会话控制协议（SIP）是应用层上的信令协议。SIP借助超文本传输协议（HTTP）和简单邮件传送协议（SMTP），创建、管理和终止任何形式的互动会话，如IP电话呼叫、多媒体会议、软件发行、互动游戏和聊天等。1999年发布的第1版SIP规范（RFC 2543）源于美国哥伦比亚大学的Henning Schulzrinne教授和伦敦大学学院（UCL）的MarkHandley教授在1996年开始的研究工作。现在SIP已得到广泛认可和采纳。

SIP有如下特性。

（1）易读性强：使用人们容易阅读的文字来描述SIP消息。

（2）相对简单：只有6种基本方法，把它们组合在一起，就可以完成多媒体会话呼叫的控制，减少了复杂性。

（3）独立于传输层：因为SIP可由UDP、TCP和定义在RFC 4346（2006）的传输层安全（Transport Layer Security，TLS）等协议使用。

（4）客户机/服务器结构：SIP共享HTTP和SMTP的设计原理，共享HTTP的状态码。

（5）移动性强：可用统一资源标识符（URI）查找用户。

（6）需要其他协议辅助：如使用会话描述协议（SDP）来描述会话。

（7）不提供服务质量（QoS）保障方法，但可以与资源保留协议（RSVP）等协议联用。

1）SIP的请求和响应

SIP的请求和响应统称为消息。SIP请求使用文字表示，SIP响应使用3位数字表示。SIP请求（SIP Request）称为命令或方法（method），“方法”可理解为执行命令的过程或子程序。在SIP的基本规范（RFC 3261）中定义了7种SIP请求，如表1-1所示。

在SIP的基本规范中，定义了用数字代码表示的6种SIP响应消息（SIP Responses），100～699，如表1-2所示。

2）SIP请求格式举例

下面以用户A（Alice）邀请用户B（Bob）参与会话的请求格式为例，说明请求格式的结构。SIP的请求格式由起始行、消息头和消息体组成，如图1-14所示。

（1）起始行：由方法（Method）、请求地址（Request-URI）和SIP版本（SIP-Version）组成。本例中的方法为INVITE，请求地址为sip:bob@biloxi.com，SIP版本为2.0。

（2）消息头由下列部分组成。

●Via：包含呼叫方（如Alice）期待接收响应的局域网地址（如pc33.atlanta.com），以及标识呼叫的分支参数（如branchparameter）。

●Max-Forwards：用于限制请求到达被叫方所历经的路由段数目（如70）。

●To：包含显示被叫方（如Bob）的名字和SIP URI（如sip:bob@biloxi.com）。

●From：包含呼叫方（如Alice）的名字和SIP URI（如sip:alice@atlanta.com），表示请求的起源。此外，包括一个标签（Tag）参数。标签参数是软电话（Softphone）添加的随机字符串（如1352789269），作为对话的标识符。

●Call-ID：标识呼叫的全局唯一标识符，它是由随机字符串和安装“软电话”的主机名或IP地址组合生成的。Call-ID与To域中的标签（本例未列出）和From域中的标签相结合，可完全定义Alice和Bob之间的P2P（Peer-to-Peer）关系，称之为对话（Dialog）。

●CSeq（Command Sequence）：包含命令序列和方法名称。在对话中出现一个新的请求时，CSeq序号加l。

●Contact：包含SIP URI（如sip:alice@pc33.atlanta.com），表示与Alice直接联系的路径。

●Content-Type：包含消息主题的说明。

3）SIP消息结构

SIP消息分成请求消息和响应消息，这两类消息的结构类似。图1-15所示为请求和响应消息的结构和示例。具体内容请参阅RFC 3261（SIP:Session Initiation Protocol）和RFC 4566（SDP:Session Description Protocol）。

2．媒体网关控制协议——MGCP/MEGACO

MGCP协议是为了满足电路交换网（CSN）与IP网融合的需求而产生的，MEGACO是MGCP协议的进一步发展，目前成为下一代网络核心网的中继媒体网关和媒体服务器的控制协议。与SIP协议相比，MGCP/MEGACO代表了另外一种典型的协议类型——设备控制协议。

1）MGCP

媒体网关控制器（MGC）对媒体网关（MG）的控制，是通过媒体网关控制协议（MGCP）完成的。提出这一协议有两个标准：一个是IETF组织的MGCP；另一个是MEGACO。媒体网关控制器之间呼叫信令协议采用SIP。

MGCP是简单网关控制协议（SGCP）和IP设备控制协议（IPDC）相结合的产物。MGCP采用和SIP类似的协议结构，即文本协议。协议消息分为两类：命令和响应，每个命令都需要接收方的回送响应，采用三次握手方式证实。命令消息由命令行和若干参数行组成，相当于SIP中的请求行和头部字段行。响应消息带有3位数字的响应码。在MGCP中，采用SDP正式描述各种参数，以便在端点之间建立连接，例如IP地址、UDP端口和RTP应用文档等。MGCP采用UDP传送，其目的是减少信令传送延时。为了保证可靠性，必须定义相应的重发机制。目前的MGCP设计主要涵盖信令和媒体平面，管理和服务平面还没有广泛涉及。MGCP假定了一个呼叫控制结构，其中呼叫控制“智能部分”在媒体网关之外，由外部的呼叫控制部件控制。MGCP的一个关键属性就在于它是作为分布式系统中的一个内部协议实现的，对外界好像是个简单的VoIP网关。

MGCP是软交换、媒体网关、信令网关的关键协议，它使IP电话网接入PSTN，实现端到端电话业务。MGCP是无状态的协议，这个概念是整个设计方法的核心。“无状态”意味着该协议无须状态机描述两个信令实体之间的事务序列，也不保留MGC和媒体网关之间先前的事务。这一点不要与呼叫状态混淆。呼叫状态存在于媒体网关控制器内。MGC和媒体网关之间的基本呼叫流存在于它们的基本构造状态机中。

MGCP侧重的是简单性和可靠性。MGCP本身只限于处理媒体流控制，呼叫处理等智能工作在软交换场景中由软交换设备承担，使媒体网关成为一个很简单的设备，简化了本地接入设备的设计。

MGCP通过软交换实现对多业务分组网边缘的数据通信设备（如VoIP网关、VoATM网关、Cable Modem、机顶盒等）的外部控制和管理。其中的软交换分布在多个计算机平台上，从外部控制、管理多媒体网络边缘的媒体网关，指导网关在端点之间建立连接，监控摘机之类的事件，产生振铃信号，规范端点之间如何或者何时建立连接。

（1）MGCP的结构：MGCP的结构如图1-16所示。MGCP采用C/S结构，主要组成部件包括：一个MGC[或称为Call Agent（呼叫代理）]和一个以上的MG，MGC之间一般采用SIP互连，MGC与MG之间采用MGCP实现信息传输与控制。

其中，MG的主要作用如下。

①对网关控制器所下的命令，做出适当的处理和响应；或是有事件发生时，告知媒体网关控制器。

②对音频或视频信号的压缩与解压缩。

③在VoIP的IP网络和传统电话网络之间转换IP信息包和语音信号。

总之，在MGCP里，MG只负责几个语音信号的命令，其他控制信号的部分全部交由MGC专门负责。MGCP的连接模式包括两个部分：端点（Endpoint）和连接（Connection）。每一个使用者都会和一个端点相连接，然后映射成端点之间的连接来传递信息，其示意图如图1-17所示。

MGCP把网关能侦测出的状态称为一种事件。例如，电话拿起（Off-Hook）或挂上（On-Hook）即为两种事件。MGCP也定义一些网关能产生的信号，如拨号音。由前面各种端点和网关的介绍得知，MGCP在设计上是可以取代现代电话系统的一些部分，所以必须了解电话系统各个部分应侦测的事件及所需产生的信号。

MGCP定义了一些信息包类型，每一种信息包都包含一些事件和信号。每一个信息包、事件和信号都有自己的简称。各个信息包的用途及其所包含的事件和信号可在与MGCP相关的协议和草案中查到。MGCP指出各种网关需提供的信息包，即可以侦测的事件及产生的相关信号。

（2）MGCP的命令种类：MGCP采用的命令有如下几种。

●端点配置命令：该命令的发送方向是MGC到MG，用于指示网关某端点电路侧的编码特征，其ASCII命令行为词为“EPCF”。

●通知请求命令：该命令的发送方向是MGC到MG，用于请求网关监视某端点发生的某些事件。如发生，则通知MGC。其ASCII命令行为词为“RQNT”。

●通知命令：该命令的发送方向是MC到MGC，用此消息通知MGC，请求监视的某些事件已经发生。其ASCII命令行为词为“NTFY”。

●创建连接命令：该命令的发送方向是MGC到MG。用此命令将某端点和指定的IP地址和UDP端口关联。其ASCII命令行为词为“CRCX”。

●修改连接命令：该命令的发送方向是MGC到MG, MGC用此命令改变先前建立连接的参数。其ASCII命令行为词为“MDCX”。

●删除连接命令：一般情况下，该命令由MGC发往MG，指示删除已有的连接。其ASCII命令行为词为“DLCX”。

●审计端点命令：该命令的发送方向是MGC到MG。MGC用此命令获得某端点或一组端点的详细信息。其ASCII命令行为词为“AUEP”。

●审计连接命令：该命令的发送方向是MGC到MG。MGC通过该命令检索某端点上某连接的信息，该连接用连接标识识别。其ASCII命令行为词为“AUCX”。

●重启动在进行中命令：该命令的发送方向是MC到MGC。网关用此命令告知某端点或一组端点退出服务或投入服务。其ASCII命令行为词为“RSIP”。

这些命令使MGC指挥网关在其端点上创建连接，并在网关发现事件时得到通知。

（3）返回码和出错码：所有MGCP命令都是有确认的。确认中带着一个返回码，指明命令状态。返回码是一个整数，定义了4种范围：100～199之间的值表示临时的响应；200～299之间的值表示命令成功完成；400～499之间的值表示暂时性错误；500～599之间的值表示永久性错误。

具体码值所代表的错误类型请查阅相关资料。

（4）MGCP的消息格式：在MGCP消息格式中，所有命令由命令头部和会话描述两部分组成；所有响应包由响应头部和会话描述两部分组成；头部和会话描述都由若干文本行组成，两部分之间由空行分隔，会话描述为任选部分。

协议采用事务标识关联命令和响应，其取值为1～999999999。命令完成后3min内，已用的事务标识不能给新的命令使用。

头部和会话描述用一组字符行编码，用回车或换行符分隔。头部和会话描述由一个空行分隔。

MGCP用事务标识来关联命令和响应。事务标识作为头部的一部分编码，作为响应头部的一部分重复。

（5）UDP上的传输：MGCP消息在UDP上传输。命令发送到DNS为指定端点定义的IP地址中的一个。响应发回命令的源地址。

在UDP上传输的MGCP消息可能丢失。如果没有收到及时的响应，命令将重发。

MGCP实体应该在内存中保存一个对最近事务的响应的列表和一个目前正在执行的事务的列表。把输入命令的事务标识符和最近响应的事务标识符相比较。如果发现一个匹配，则MGCP实体不执行该事务，但是要重发响应。剩下的命令将与当前事务列表比较。如果发现一个匹配，MGCP实体不执行该事务，简单地忽略它。

这个过程使用一个长定时器值，下面称为LONG-TIMER（长时计时器）。该计时器应该设置为比最大的持续时间长，应该考虑最大的重发次数、重发定时器的最大值和一个包在网络上的最大传输延时，建议值为30s。

事务标识符是某个小于999999999的整数。呼叫代理可以决定为它管理的每个网关指定一个整数区间，或者属于任意组的网关使用相同的整数区间。呼叫代理可以决定分担管理几个独立进程间的网关的负荷。这些进程将共享相同的事务数区间。这种共享有多种实现。例如，事务标识符的集中分配，或预先分配不重叠的标识符范围给不同的进程。这些实现必须确保所有的从一个逻辑MGC起源的事务分配到不同的标识符。网关只要看事务标识符，就能发现重复的事务。

任何命令都有响应确认属性。它携带一组“已确认的事务标识符范围”。

MGCP可以选择删除包括在“响应确认属性”的“已确认事务标识符范围”内的事务的响应的副本。当事务标识符落在这个区间时，它们只需丢弃来自呼叫代理的进一步命令。当网关发送最后一个响应给呼叫代理LONG-TIMER后，或者一个网关重新运行，“已确认事务标识符范围”值将不能再使用。在这种情况下，命令将被接收和处理，不用测试事务标识符。

携带“响应确认属性”的命令可能不按顺序传输。网关应该保留在最近命令收到的“响应确认属性”的合并结果中。

2）媒体网关控制协议（MEGACO）

MEGACO，即H.248，是一项ITU-T与IETF合作推出的新标准，用于连接PSTN与IP网络，它使语音、传真和多媒体信号在PSTN与新兴的IP网络之间进行交换成为可能。MEGACO的含义是媒体网关控制（Media Gateway Control）。MEGACO框架使服务提供商具有提供多种电话和数据融合服务的能力，其网络结构如图1-18所示。

MEGACO协议的连接模型描述了媒体网关（MG）内的逻辑实体或者对象。连接模型中使用的主要抽象实体是关联和终结点。

（1）关联：关联首次提出是在MDCP中，它使得协议的灵活性和可扩展性更好。H.248建议沿用了这个概念。Context是一次呼叫或一个会话中的终结点的集合。一个Context代表一次呼叫或一个会话中的媒体类型。例如，从SCN到IP呼叫的Context包含TDM音频终结点和RTP音频流终结点。如果媒体网关只提供点到点连接，则只允许每个Context最多有两个终结点。若支持多点会议，可以有多个。

关联的属性包括以下几个方面。

① ContextID：用来唯一地标识某个Context。

②拓扑：描述同一个Context中不同终结点间的媒体流向。

③优先权：高优先级Context首先处理。

④紧急呼叫指示器：用来处理紧急意外呼叫。

（2）终结点：终结点（Termination）是MG中的逻辑实体，负责发起和接收媒体流或控制流。Termination是源媒体流或目的媒体流客体，用于表示时隙、模拟线和RTP流等。代表物理实体的终结点有半永久的存活期。

终结点由一系列特性描述，这些特性组成一系列包含在命令里的描述符（Descriptor）。在MG创建终结点时，分配唯一的标识符。终结点有相应的信令，由MG生成，比如语音和提示音。

终结点可通过编程来监测事件，并能触发给MGC的通知消息，或者MG的动作。终结点上可以累计统计数据，并通过请求报告传送给MGC。

3．软交换互通协议——BICC

BICC（Bearer Independent Call Control Portocol，软交换互通协议）是ITU-TSG11小组制定的与承载无关的呼叫控制协议。BICC协议的主要目的是解决呼叫控制和承载控制分离的问题，使呼叫控制信令可在各种网络上承载，包括消息传递部分（MTP）、No.7网络、ATM网络、IP网络。BICC协议由ISUP（ISDN用户部分）演变而来，完全与现有业务兼容，是传统电信网络向综合多业务网络演进的一个重要协议。

BICC信令消息包括初始地址消息（IAM）、地址全消息（ACM）、应答消息（ANM）、CIC系列消息等。BICC协议为信令消息传递使用信令传递转换器（STC）层。STC在相应的规范中定义。BICC新增的应用信息传输（APM）机制使得两端的呼叫控制节点间可以交互承载相关的信息，包括承载地址、连接参考、承载特性、承载建立方式及支持的Codec列表等。

BICC协议把支持BICC信令的节点分为服务节点（SN）和呼叫协调节点（CMN）。SN具有承载控制功能（BCF），而CMN不具有承载控制功能。对于SN，呼叫功能和承载控制功能在物理上既可以分开，也可以不分开。若分开，呼叫功能和承载控制功能实体需要用呼叫承载控制（CBC）信令来发送消息。SN和CMN都使用“半呼叫”模型，每个完整的呼叫分为“入局”和“出局”呼叫。BICC的协议模型如图1-19所示。

目前BICC协议定义了CS1（能力集1）、CS2和CS3。CS1支持呼叫控制信令在MTP、No.7、ATM上的承载，CS2增加了在IP网上的承载，CS3关注MPLS、IP QoS等承载应用质量以及与SIP的互通问题。

BICC是一个成熟的标准协议，技术成熟，能够实现可靠的、实时的、有序的信令传送；但是目前由于BICC的复杂性，越来越多的设备厂家倾向于用SIP-T（SIP-I）替代BICC作为软交换（MGC）之间的互通协议。

4．信令传送协议——SIGTRAN

SIGTRAN（SIGnaling TRANsport）协议是在分组承载网络（IP或者ATM）中传递电路交换信令（主要是No.7信令）的协议。原有的窄带电路交换网络（SCN）以其提供业务的可靠性和高质量，得到用户的认可和广泛使用；同时，由于IP网络存在QoS等尚未解决的问题，未来一段时期内，相当一部分业务还会在SCN上提供。电信运营商不仅要在传统的SCN中提供电话业务和智能网业务，也要在IP网中提供这些业务。为了实现SCN与IP网的业务互通，用于支持SCN的No.7信令网需要与IP网互通。这个功能通过信令网关（SG）设备实现。

信令网关（SG）设备主要用于SCN与IP网络之间信令的转换，位于网络边缘，实现SCN的信令在IP网上传送。在SCN信令侧，必须能够发送、接收标准SCN信令消息，如标准的No.7信令；IP网络侧采用SIGTRAN协议。信令网关的功能模型如图1-20所示。

在图1-20中，MGCF、SGF、MGF可以在分离的物理实体上实现，也可以集成在同一个物理设备上。如果功能实体位于不同的物理设备之上，信令传送应当支持在实体之间传送SCN信令，并满足预定的功能和性能要求。目前，有多个国际标准化组织开发No.7/IP相关标准，主要有IETF、PacketCable和3GPP等。从技术发展上看，总的趋势是采用IETF的SIGTRAN协议。

我国的SIGTRAN协议相关标准也在制定和完善中，目前制定了以下标准：《No.7信令与IP互通的技术要求》《流控制传送协议（SCTP）规范》《消息传递部分第三级用户适配（M3UA）协议规范》《消息传递部分第二级用户适配（M2PA）协议规范》《第二级用户适配层（M2UA）协议规范》和《信令网关设备技术规范》等，为不同厂商设备之间的互联互通提供依据。

1）SIGTRAN协议模型

SIGTRAN是在IP网络中传递电路交换网SCN信令的协议栈，它支持的标准原语接口不需要对现有的SCN信令应用进行任何修改，保证了已有的SCN；信令应用可以不必修改而直接使用。信令传送利用标准的IP传送协议作为低层传送要求，并通过增加自身的功能来满足SCN信令传送的要求。

图1-21所示为SIGTRAN协议体系。原则上，SIGTRAN封装在IP中传送，协议体系主要由信令适配层和信令传送层两个部件组成，底层采用标准的IP协议。信令适配层提供SCN信令的标准原语接口，信令传送层提供SCN信令要求的实时和可靠传送。体系中各协议的功能如下所述。

（1）流控制传输协议（Stream Control Transmission Protocol, SCTP）：是一个面向连接的传输层协议，它在对等SCTP实体之间提供可靠的面向用户的传输服务。与TCP等其他传输协议相比，SCTP传输时延更小，可避免某些大数据对其他数据的阻塞，有更高的传输效率和可靠性，有更高的重发效率，具有更好的安全性。

（2）ISDN用户适配层（ISDN Q.931-User Adaptation Layer, IUA）协议：用于Q.931适配层，使得Q.931可以在IP承载网上传送。

（3）MTP第二级用户适配层（MTP2-User Adaptation Layer, M2UA）协议：该协议允许信令网关向对等IPSP传送MTP3消息，对No.7信令网和IP网提供无缝的网管互通功能。

（4）MTP第二级用户对等适配层（MTP2-User Peer to Peer Adaptation Layer, M2PA）协议：该协议允许信令网关向IPSP处理及传送MTP3的消息，并提供MTP信令网网管功能。

（5）MTP第三级用户适配层（MTP3-User Adaptation Layer, M3UA）协议：该协议允许信令网关向媒体网关控制器或IP数据库传送MTP3的用户信息（如ISUP/SCCP消息），对No.7信令网和IP网提供无缝的网管互通功能。

（6）SCCP用户适配层（SCCP-User Adaptation Layer, SUA）协议：主要功能是适配传送SCCP的用户信息给IP数据库，提供SCCP互通。

（7）V5.2用户适配层（V5.2-User Adaptation Layer, V5UA）协议：完成V5.2信令数据在媒体网关和软交换/MGC之间的传送。

2）SCTP

SCTP位于SIGTRAN协议栈的信令传送层，其目的是在IP网上提供可靠的电信网信令数据传送。

目前IP网中的一般消息交换通常使用UDP或TCP来完成。但这两者都不能完全满足电信网中信令承载的要求。

UDP是基于消息的，提供快速的无连接业务，适合传输延时敏感的信令消息。UDP本身仅提供不可靠的数据包业务。差错控制，包括消息顺序、消息重复检测和丢失消息重传等，只能由上层应用来完成。

TCP虽然提供了差错和流量控制，但对于传输信令消息来说，存在诸多缺陷，如TCP是面向字节流的，TCP无法提供对多宿主机的透明支持等。

SCTP结合了UDP和TCP两种协议的优点，是建立在无连接、不可靠的分组交换网络上的一种可靠的传输协议。与TCP相比，SCTP增加了多宿特性及同一个连接上多个流的概念。在TCP中，流是一系列8位位组，而SCTP流是一系列消息（可能很短，也可能很长）。

SCTP一方面增强了UDP业务，并提供数据报的可靠传输：另一方面，SCTP的协议行为类似于TCP，并试图克服TCP的某些局限。正如IETF RFC 2960中定义的：SCTP是可靠数据报传输协议，它运行于提供不可靠传递的分组网络上，如IP网。

（1）SCTP主要功能描述如下。

SCTP主要用于在无连接的网络上传送SCN信令消息，在IP承载网上提供可靠的数据传送协议。SCTP具有如下功能。

●在确认方式下，无差错、无重复、有序地传送用户数据。

●根据通路的MTU限制，进行用户数据分段。

●在多个流上保证用户消息顺序递交。

●将多个用户的消息复用到一个SCTP的数据块中。

●利用SCTP偶联机制（在偶联的一端或两端提供多归属的机制）来提供网络级的安全保证。

SCTP的设计中还包含避免拥塞的功能和避免遭受泛播和匿名攻击的功能。

（2）SCTP的分组格式及数据块类型分述如下。

① SCTP的分组格式：SCTP由IP封装。SCTP分组由公共的分组头和若干数据块组成，每个数据块中既包含控制信息，也包含用户数据。多个数据块捆绑在一个SCTP分组中，此时要满足偶联对MTU的要求。数据块也可以不与其他数据块捆绑在一个分组中。一个包含若干数据块的SCTP分组格式如图1-22所示。其中，验证标签（32位无符号整数）主要用于分组的接收方判别发送方SCTP分组的有效性。

② SCTP的主要数据块类型：SCTP的数据块类型由SCTP分组中的用户数据块类型参数来定义。数据块类型参数是一个8位无符号整数，取值范围为0～254（255留作今后的扩展）。SCTP的主要数据块类型包括以下几种。

●净荷数据（DATA）块：在SCTP偶联已建立的情况下，用来携带高层协议应用信息，如M2UA、M3UA、M2PA、SUA等。

●选择证实（SACK）数据块：通过使用DATA数据块中的TSN（传送顺序号），向对等的端点确认接收到的DATA数据块，并通知对等的端点在收到DATA数据块中的间隔。所谓间隔，是指收到的DATA数据块的TSN不连续的情况。

●启动（INIT）数据块：用来启动两个SCTP端点间的一个偶联。

●启动证实（INIT ACK）数据块：用来确认SCTP偶联的启动。INIT ACK的参数部分与INIT数据块的参数部分相同。它还使用两个可变长度的参数，即状态COOKIE（STATE COOKIE）和未识别的参数。

●COOKE状态（COOKIE-ECHO）数据块：只在启动偶联时使用。它由偶联的发起者发送到对端点，用来完成启动过程。

●COOKKIE状态证实（COOKIE-ACK）数据块：只在启动偶联时使用。接收端根据所接收到的COOKIE-ECHO中的状态Cookie，完整地重建自己的状态，并回送COOKIE-ACK状态信息来确认关联已建立。

●关闭偶联（SHUTDOWN）数据块：偶联的端点可以使用这个数据块启动对该偶联的正常关闭程序。

●关闭证实（SHUTDOWN ACK）数据块：在完成了关闭程序后，必须使用该数据块确认收到的SHUTDOWN数据块。

●关闭完成（SHUTDOWN COMPLETE）数据块：在完成关闭程序后，用来确认收到SHUTDOWN ACK数据块。

●操作差错（ERROR）数据块：SCTP端点发送该数据块，向其对端点通知一些特定的差错情况。该数据块中可以包含一个或多个差错原因。一般操作差错不一定被看作是致命的，致命差错情况的报告一般使用ABORT数据块。

●HeartBeat请求（HEARTBEAT）数据块：SCTP端点通过向对端点发送该数据块来检测定义在该偶联上到特定目的地传送地址的可达性。

●HeartBeat证实（HEARTBEAT ACK）数据块：SCTP端点在收到对端点发来的HEARTBEAT数据块后，发送该数据块作为响应。

●中止（ABORT）数据块：SCTP端点发送ABORT数据块来中止到对等端的偶联。ABORT数据块中包含原因参数，用来通知接收ABORT数据块的一方中止该偶联的原因。

3）M3UA

M3UA位于SIGTRAN协议栈的信令适配层，是目前普遍采用的适配层协议之一。

信令网关SG在使用M3UA作为适配层时，把MTP消息转换为IP网中的M3UA消息格式，或把M3UA消息转换为MTP消息，而高层信令消息不变。M3UA属于网络层协议，所以需要寻址功能，这通过M3UA中的网络地址翻译和映射功能模块实现。在这种方式下，信令网关采用代理方式（一个信令网关带一个IP网交换设备）或STP方式（一个信令网关可带多个IP网交换设备）完成信令互通。

（1）M3UA的相关概念如下所述。

①应用服务器（AS）：服务特定选路关键字的逻辑实体。例如，AS是虚拟交换单元，它处理由No.7信令中DPC/OPC/CIC范围识别的所有SCN中继的呼叫过程。又如，AS是虚拟数据库单元，它处理特定No.7信令DPC/OPC/SCCPSSN组合识别的事务处理。AS包含一组唯一的应用服务器进程，其中的一个或几个处于激活状态，用于处理业务。

②应用服务器进程（ASP）：指应用服务器的进程实例，ASP作为AS的激活或备用进程。例如，ASP可以是MGC、IPSCP或IPHLR的进程。ASP包含SCTP端点，并可以配置ASP处理多个应用服务器的信令业务。

③ IP服务器（IPS）：基于IP应用的逻辑实体。

④ IP服务器进程（IPSP）：基于IP应用的进程实例。本质上，IPSP与ASP相同，只是IPSP使用点到点的M3UA，而不使用信令网关的业务。

⑤信令网关进程（SGP）：指信令网关的进程实例。它作为信令网关的激活、备用或负荷分担进程。

⑥信令点管理簇（SPMC）：以特定的网络外貌和特定信令点码在No.7信令网中表示的一组AS。SPMC支持SG的MTP3管理程序，用于汇集分布在IP域的No.7信令目的地编码的可用性、拥塞和用户部分状态。在某些情况下，SG自身也可以是SPMC的成员。所以在考虑支持MTP3管理动作时，必须考虑SG的可用性、拥塞和用户部分状态。

（2）M3UA的功能包括：①No.7信令点编码；②选路上、下文和选路关键字；③冗余模型，包含应用服务器冗余和信令网关冗余；④流量控制；⑤拥塞管理；⑥SCTP流映射；⑦客户机/服务器模型。

（3）M3UA的消息格式与类型。M3UA由一个公共消息头和随后的零个或多个参数数据块构成，如图1-23所示。

①公共消息头：包括版本、消息类别、消息类型、消息长度。其中，版本字段定义了M3UA适配层的版本，目前支持的为1.0版本。消息长度定义了指示消息的8位位组长度（包括消息头在内）。对于消息的最后一个参数，若包含填充信息，消息长度应把填充信息包含在内。

消息类别定义了用户适配层（包括M3UA、M2UA、SUA、IUA）消息的分类，包括管理消息、传送消息、No.7信令网管理消息、ASP状态维护消息、ASP业务维护消息、选路关键字管理消息等。

②参数数据块：参数包括参数标签、参数长度、参数值。其中，参数标签为16位，用于识别参数类型：M3UA的公共参数标签（取值0x00～0x3F）, M3UA的特定参数标签（取值0x200～0x2FF）。参数长度为16位，包含参数的字节数（包括参数标签、参数长度和参数值）。参数值为可变长度，包含参数传送的信息。

4）M2PA

M2PA位于SIGTRAN协议栈的信令适配层。M2PA协议使No.7信令节点通过IP网完成MTP3消息处理和信令网管理功能。M2PA支持IP网络连接上的MTP3协议对等层操作；支持MTP2/MTP3接口边界；支持替代MTP2链路的SCTP传送偶联和话务管理；支持向管理层发送异步报告变化报告。

当信令网关采用M2PA作为适配层时，信令网关具备MTP3功能，需要配置No.7信令点编码，具备转接MTP消息或中继高层消息的能力。使用M2PA的信令网关完成了一个STP的功能，它可以被看作是一个IPSP和具有传统No.7链路SP/STP的组合。采用M2PA的信令网关比采用M2UA的信令网关具有更强大的功能和灵活性。

（1）M2PA功能

①支持MTP3/MTP2原语。M2PA接收MTP3向低层发送的原语，M2PA处理这些原语或将它们映射到M2P～SCTP接口的相应原语。同样，M2PA向MTP3发送那些在MTP3/MTP2接口中使用的原语。

MTP2的功能由M2PA提供，不由SCTP提供。MTP2功能包括以下几项。

●数据恢复，支持MTP3倒换过程。

●向MTP3报告链路状态改变。

●处理故障过程。

●链路定位过程。

② No.7和IP实体的映射。对于每条IP链路，M2PA必须保存No.7链路至它的SCTP偶联和相应IP目的地的对应表。

③ SCTP流管理。SCTP允许在初始化期间开放用户规定的流数量。M2PA应保证每个偶联中的流的合理管理。M2PA在每一个偶联中的每一个方向上使用两个流。每一个方向中的流“0”用于LinkStatus消息，流“1”用于User Data消息。为了允许M2PA按与MTP2相似的方式将消息按优先顺序发送，将LinkStatus和User Data消息分给不同的流。

No.7网络中的MTP3功能保留M2PA允许IPSP的MTP3执行所有的消息处理和信令网管理功能。

（2）M2PA消息格式

M2PA消息由公共消息头、专用消息头和消息数据组成，如图1-24所示。

① M2PA公共消息头：包括版本、消息类别、消息类型和消息长度。消息头对于所有的SCN适配层来说是公共的。

●版本：包括M2PA适配层版本。取值为1，表示支持的版本是Release 1.0。

●消息类别：取值为11，表示消息类别为M2PA消息。

●消息类型：取值为1，表示用户数据；取值为2，表示链路状态。

●消息长度：消息的8位位组个数（包括公共消息头）。

② M2PA专用消息头：包括后向序号和前向序号。

●后向序号（BSN）：从对端收到的最后一个消息的前向序号。

●前向序号（FSN）：正在被发送的用户数据消息的M2PA序号。

③消息数据：消息数据可以是用户数据、链路状态或倒换消息和倒换证实消息。

●用户数据：用户数据为发自MTP3的以MSU中相邻的LI、SIO和SIF 8位位组形式出现的数据。

●链路状态：在M2PA之间发送的MTP2链路状态消息，完成与MTP2中的链路状态信号单元LSSU相似的功能。

●倒换消息和倒换证实消息（COO和COA）:M2PA为了支持倒换，用SCTP流顺序号码取代No.7信令的前向序号和后向序号（FSN/BSN）。SCTP采用的流顺序号码为16位。MTP2的前向和后向序号仅7位。因此，MTP3有必要容纳更长的SSN，即采用新的倒换（COO）和倒换证实（COA）消息。这些消息有16位顺序号码字段，SSN置于低16位。

1.3.4 信令

1．信令的定义

信令的概念起源于电话网。早在贝尔发明电话的时候，就已经在用信令为电话呼叫建立电路连接了。在电话网中，为了在任意两个用户之间建立一条话音通道，交换机必须进行相应的话路接续工作，并把接续的结果或进一步的要求以信令的方式传送到另一台相关交换机或用户。在接续过程中，必须遵守一定的协议或规约。这些协议或规约就称为信令方式。实现信令方式功能的设备称为信令设备。各种特定的信令方式和相应的信令设备构成通信网的信令系统。信令是通信网络的神经系统，信令系统在通信网络中的各节点，如交换机、用户终端、操作维护中心和数据库等之间传送控制信息，以便在各设备之间建立和终止连接，达到传送信息的目的。有了信令系统的配合，才能有效地保证通信网正常工作。

2．信令的分类

根据信令的工作区域、传递途径、功能及所采用的传输媒介，有不同的分类方式。目前在通信网中常见的有以下几种。

1）按信号的工作区域分

（1）用户信令：用户与交换机或网络之间传递的信号称为用户信令（或用户网络接口UNI信令），它们在用户线上传送。用户信令包括以下几种信号。

①监视信号：用户向交换机发送的摘机、挂机和应答信号。

②数字信令：主叫用户向交换机发送的被叫用户号，有直流脉冲信号和双音多频信号两种。

③铃流信号：交换机向用户发送的拨号音、忙音、振铃音和回铃音等。

（2）局间信令：交换机之间传送的信号称为局间信令（或网络节点接口NNI信令），它们在中继线上传送。局间信令包括以下几种。

①线路信令：占用信号、应答信号和正反向拆线信号。

②路由信令：局间的地址码信号、长途的主叫类别信号等。

③管理信令：网络拥塞信号、计费信号及维护信号等。

2）按信号的传递途径分

（1）随路信令（CAS）：是指信令信号随话音信号一起传送。在同一条线路上既传送话音信号，又传送信令信号。传统的步进制、纵横制和空分模拟交换机均采用随路信令方式。随路信令传送速度较慢，信息容量有限，不能适应数字程控交换机的发展。

（2）公共信道信令（CCS）：是指信令信号与话音信号分开传送，把原来各话路的控制信号集中起来，通过一条与话路完全分离的公共信道来传送。也就是说，话音信号通过话音信道传送，而信令信号通过专用的公共通道传送，形成公共信道信令系统。

3）按信号的发送方向分（对局间信令）

（1）前向信令：它是主叫用户侧交换机（发端）发送到被叫用户侧交换机（终端局）的信令信号。

（2）后向信令：它是被叫用户侧交换机返回到主叫用户侧交换机的信令。

4）按信号传送的频带分

（1）带内信令：是在话音电路上随同话音一起发送的信令（300～3800Hz）。

（2）带外信令：利用话音频带的缓冲区（0～300Hz以及3800～4000Hz）发送的信令。

5）按信号发送的频率分

（1）单频信号：是指仅用一个频率发送的信号。

（2）双频信号：是指用两个频率的组合发送的信号，可以减小单个信号的错误。

6）按信令的功能分

（1）线路信令（或监视信令）：它具有监视功能，用于监视线路接续状态。用户线上的监视信令有主叫/被叫的摘机/挂机信号；中继线上的监视信令有占用、应答、正反向拆线及拆线证实等信号。

（2）选择信令：它具有选择功能，用于路由选择。用户线上的选择信令为主叫拨出的数字信号，中继线上的选择信令包括发端局向收端局发送的数字信号和收端局回送的证实信号。

（3）操作信令：它具有操作功能，主要用于网络的维护、管理。选择信令和操作信令合称为记发器信令。

7）按交换机类型和传输媒介分

根据不同的交换机及不同的传输媒介，采用的局间信令有以下几类。

（1）直流线路信号：指模拟交换机间采用实线传输时，利用话音传输线路传送的信号。

（2）带内单频脉冲线路信号（2600Hz）：指模拟交换机间采用载波电路传输时，利用话音频带传送的单频信号，中国1号和R1信令使用。

（3）带内双频脉冲线路信号（2400Hz、2600Hz）：指模拟交换机间采用频分多路复用传输时，用话音频带传送的双频信号（2400Hz、2600Hz）, No.5信令方式采用。

（4）带外单频脉冲线路信号（3825Hz）：指模拟交换机间采用频分多路复用传输时，用话音频带之外传送的单频信号（3825Hz）, R1信令方式采用。

（5）数字线路信号：指程控交换机间采用PCM数字复用线传输时，利用第16时隙传送的数字信号。

8）综合业务数字网（ISDN）中的信令

在综合业务数字网中，根据不同的应用场合，数字用户信令分为以下两种。

（1）1号数字用户信令（DSS1）：主要用于N-ISDN交换机与用户之间。

（2）2号数字用户信令（DSS2）：主要用于B-ISDN交换机与用户之间。

3．信令的结构形式

信令的表现形式实际上是一些直流或交流的电信号。当这些电信号作为指令使用时，称为信令。信令的结构形式分随路信令的结构形式和公共信道信令的结构形式两种。

1）随路信令的结构形式

随路信令的结构形式主要有未编码形式、多频编码形式和数字编码形式三种。

（1）未编码形式：常用于用户线信令、模拟线路信令和直流脉冲数字信令。主要类型有以下几种。

①长短脉冲形式：以电流脉冲持续时间的长短作为不同信令的标志，有直流脉冲和交流脉冲两种。一般使用长脉冲和短脉冲两种信号值。

②脉冲数量形式：以脉冲数量的多少来区分不同信令。传送的脉冲数量越多，信令的传送速度越慢。

③不同频率形式：以不同的频率表示不同的信令。频率种类越多，信令设备越复杂。

（2）多频编码形式：常用于记发器信令，主要类型有以下几种。

①起止式单频二进制编码：采用一个音频，每个信令由6个信号单元组成，包括1个起始单元（总有单频电流信号）、1个停止单元（总没有单频电流信号）和4个信号单元（按二进制编码显示数字），可组成16种信令。

②双频二进制编码：采用两个音频频率，每个信令由4个信号单元组成，每个单元传送2个频率中的1个，用二进制编码组成16种信令。

③多频编码：采用多个不同的音频频率，以不同频率组合区分不同信令。常用的多频编码信令选用“6中取2”方式，即从6个频率中取出2个频率组合在一起发送，可组成15种信令。

（3）数字编码形式：主要用于数字线路信令，数字编码使用“0”或“1”的脉冲形式表示电流信号。

2）公共信道信令的结构形式

公共信道信令采用数字编码形式，各种信令通过不同的编码以信号单元的方式传送。信号单元是信令消息编码的最小单位，分为固定长度和可变长度两种。

（1）固定长度信号单元：采用固定长度的信号单元传送信令，短消息用一个信号单元传送（如应答、挂机和拆线等信号），长消息用多个信号单元传送（如地址信号）。ITU-T的No.6信令方式采用固定长度信号单元，其长度为28位，其中20位为信息位，8位为校验位。信号速率为2.4Kb/s、4Kb/s和56Kb/s。

（2）可变长度信号单元：采用可变长度信号单元传送信令，长消息用长信号单元传送，但均使用一个信号单元。信号单元的长度取决于消息的长度。可变长度的信号单元比固定长度的信号单元使用灵活，传送延时小，效率高。