Oct 29, 2007

CAS(Channel Associated Signaling) vs CCS(Common Channel Signaling)

以下介紹各種的signaling 演進的補充資料:

DC(Direct Current)Signaling:
DC Signaling 是以不同的DC 電流來表示不同的狀況。用於POTS(Plain OldTelephone Service),通常用於end office 與telephone 間。當用戶拿起話筒(off-hook),end office 的電流會流向telephone,再流回endoffice。因此end office 只要以DC current detector 偵測是否有電流流過,就可判斷用戶是否拿起話筒。接著end office 送出dialtone 信號給用戶電話,通知用戶送出電話號碼。End office 收集電話號碼可使用DTMF(Dual-Tone Multi-Frequency)與Rotarydial 兩種方式。DTMF 是tone-based 電話送出電話號碼給end-office 的編碼方式。用戶每按下一的電話號碼,話機就會同時送出兩個頻率的電波,來代表這個特殊的信號。End office 聽這些頻率,就會轉成相對應的dial digit。另外一種稱為rotarydial,用戶使用pulse-based 電話,每個數字會送出不同次數的pulses(10 pulses persecond),end office 只要分析有多少pulses 就可以判斷用戶所撥的數字。接下來end office(稱為originator)會把控制信號繞送到對方的end office。對方的end office 會送出一個20Hz 的80VAC 電流trigger 話機產生altering,同時也送回ringback tone 給originator 告訴caller 對方已經振鈴了。若是對方正在忙線中,就會送回busy tone 給originator。如果對方接起電話,將中止ringback tone並開始傳送語音。使用DC 電流做為信令系統,能產生的state 數目有限,且使用voice trunk 來傳送信號,能提供的服務就會受到侷限。例如無法將caller 的電話號碼送給callee。

In-band signaling:
在tandem office 間的trunk,無法使用DC 電流做為信號,因此是在trunk 上送出tone 來代表不同的state。因為signal 是和voice 混在一起傳送,所以是屬於in-bandsignaling。所使用的tone 可以是SF tone、DTMF,或是MF tone。由於這些tone是在voice trunk 上使用相同的頻道來傳送,所以其頻率必須落在0-4kHz 間。但由於傳送時是voice 加上tone,特殊的voice 也許會造成tandem office 解讀tone的錯誤。

  • SF(Single Frequency)是早期用於電話公司offices 間的信令系統。只有兩種狀態:on-hook(idle line)與off-hook(busy line)。在使用者掛電話時,會送出2.6kHz tone,給所有central offices,以結束circuitconnection。是最受歡迎的in-band signaling。
  • MF(Multi-Frequency)和DTMF 一樣,但是是在office 間傳送電話號碼。
Out-of-band signaling:
Out-of-band signaling 並不是針對SF 的市場,它是為analog carrier system 所設計的。因此真正只用部份的頻道傳送語音,剩餘的頻道用來傳送signaling。如此一來voice 和signaling 是由不同的band 傳輸,與in-band signaling 形成對比。以下介紹Digital signaling 與CCS 兩種常見的out-of-band signaling 技術。

Digital signaling:
在trunk 也數位化後,像DS1 這樣使用的digital trunk 中,可以從digital voice stream中偷取一些bit 做為signaling bit,用以傳送相關信令。因為人耳能容忍少量錯誤,因此並不會影響語音的傳遞。此法比SF 有效率,然而此法並沒有使用像SS7 所採用的message-based signaling 格式,以致限制了使用的範圍。


若是在交換機要交換控制資訊,要使用交換機之間幹線訊號(Interoffice trunk signaling,局間信號,或稱為network-to-network signaling,或inter-exchange signaling)。Interoffice trunk signaling 只與兩個交換機的互動有關。Signaling 的處理方式分為兩大類:CAS 與CCS。

通道附帶信號系統(Channel Associated Signaling,CAS):
長久以來,circuit-switched 網路中的信令(signaling)傳送都是和語音(speech)傳送走相同的路徑,所以稱為Channel Associated。上述之in-band signaling 便是屬於此類。使用此種方法,call control signal 與voice traffic 必須競爭搶用共同的通話路。CAS 的範例有R1 Multi-frequency (MF) signaling,R2 Multi-frequency Compelled(MGC)signaling 與R1 Modified。使用CAS 無法存取資料庫,Signaling rate 被限制在30bps。

共通道信號系統(Common Channel Signaling,CCS):
則是將signaling 以及speech 分開傳送,如使用不同timeslot。如此一來,signaling 的傳送就不會干涉到speech 的傳送,也可以在通話中交換signaling。 CCS 也是使用數位化的設備來傳送語音與信令,但是信令資訊是放在獨立的time slot 中,或者是獨立的channel 中傳送,這使得信令可以成為一個獨立的系統,也不會受到可傳送信令數目的限制,更有彈性。CCS 用於SS7 中。

In-band signaling 與out-of-band signaling 這兩個名詞提出時都是用於CAS 這一類speech 與signal 在同一線路上傳送的系統,在此再次分別說明。

In-band signaling 是tandem offices 間,voice 與signaling(使用tone)使用相同的頻道來傳送。不管signaling 是使用SF(Single Frequency)tone、MF(Multi-Frequency)tone、DTMF,都是與voice 落在相同的0-4kHz 頻道上。因此有voice 和signal tone 重覆的問題,必需使用signaldelay 這類的方法解決。SF 是in-band method 中最常用的。

Out-of-band signaling 是設計用在analog carrier system 中,原本用於傳遞語音的4kHz 的頻寬,真正只用了如0 到3.7kHz 的頻道傳送語音,剩餘的3.7kHz 到4kHz 間的頻道用來傳送signaling。如此就不用像in-band-signaling 一樣,擔心語音與信令混雜在一起。
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