정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 26. 교환망의 신호방식과 No.7 신호방식

26. 교환망의 신호방식과 No.7 신호방식

 

가. 교환동작과 신호의 특성
공중전화망에서는 전화기와 교환기, 교환기와 교환기 상호 간에 여러 가지 전기적
신호가 교환되어 교환기가 회선의 선택, 접속 및 절단을 수행하게 되는데, 이와 같이
사용되는 제어정보를 신호라고 하며 신호의 전달체계를 신호방식(signaling)이라고
한다. 따라서 신호방식은 일종의 프로토콜로서 교환기, 전송로, 단말장치 등의 집합체
인 통신망이라는 시스템을 구성하기 위한 필요한 기술이며, 통신망 내의 단위 시스템
간에 유기적인 결합을 가능하게 할 뿐만 아니라 단위 시스템 간의 독립성도 확보할 수
있게 하고, 새로운 서비스를 추가하는 경우에도 깊은 관계가 있다.
교환기에서 신호의 기본 기능은 감시기능, 선택기능 및 운용기능으로 분류할 수 있
다. 감시기능은 감시신호(supervisory signal)를 이용하여 가입자선이나 중계선의 상
태를 감시하며, 선택기능은 선택신호(selection signal)를 이용하여 발신가입자와 착
신가입자 사이에 통화로를 접속하기 위한 가입자 번호송출 및 이에 부수되는 기능을
담당한다. 따라서 선택신호는 목적지를 찾아가기 위한 것이며, 어드레스 신호
(address signal)라고도 한다. 운용기능은 망관리, 요금처리, 유지보수 등을 효율화하
고 가입자에게 각종 편익을 제공하는데 필요한 기능이며, 통화로의 구성에 영향을 주
지 않으며 교환방식이 고도화될수록 그리고 교환망이 복잡해질수록 다양화되고 신호
의 종류가 증가된다.

발신가입자와 착신가입자 간에 전화의 접속과정에서 전화기와 교환기 또는 교환기
와 교환기 간에 교환되는 신호의 흐름에 의한 교환동작은 [그림 3-9]와 같다. 각 신호
는 반드시 방향성이 있으며, 교환기의 동작을 제어하기 위한 감시신호와 선택신호가
사용되고, 교환기의 접속과 진행상태를 가입자에게 알려주는 가청신호음이 있다. 특히
회선의 점유, 응답, 복구 등 경로의 상태를 감시하는 감시신호, 접속경로를 선택하는
어드레스 신호, 망 관리와 유지보수 및 과금 등에 이용되는 운용신호가 있다.
전화기와 교환기 사이에서 사용되는 가입자선 신호방식(subscriber signaling)은
송수화기를 전화기에서 들거나 놓을 때의 접속 및 복구요구신호, 다이얼 신호, 응답신
호 등이 있으며, 교환기 상호간에 사용되는 국간 신호방식(interoffice signaling)은
제어접속의 점유, 응답, 선택, 통화종료 및 절단신호 등이 있다. 가입자 신호방식 중
선택신호에는 다이얼펄스(DP : Dial Pulse) 방식과 DTMF(Dual Tone MultiFrequency) 방식이 있으며, 국간 신호방식 중 선택신호에는 R2MFC 방식과 No.7 신
호방식이 많이 사용되고 있다.
한편, 신호의 전송방식 측면에서는 통화로로 이용되는 개개의 통화로를 통해서 신
호를 주고받는 개별선 신호방식(CAS : Channel Associated Signaling)이 있고, 이
와는 달리 통화로와는 별개의 분리된 전용의 신호링크를 통해서 신호정보를 송수신하
는 공통선 신호방식(CCS : Common Channel Signaling)이 있다. 특히, 공통선 신
호방식은 축적 프로그램 제어방식을 갖는 교환기에 사용할 수 있으며, 통화로의 사용 중에도 다수의 정보를 자유롭게 양방향으로 전송할 수 있어서 시스템 전체의 능률이
향상되고, 음성 정보와 신호 정보 간의 간섭이 개선될 수 있다. 개별선 신호방식으로는
우리나라에서 교환망 구성 초기에 사용되었던 R2MFC 방식이 있으나, 지금은 많이 사
용되지 않고 있다. 반면에, 대표적인 공통선 신호방식으로 No.7 신호방식이 있으며,
새로운 서비스에 대한 융통성이 높아서 각종 서비스에 광범위하게 이용되고 있다.

나. DTMF 신호
푸시버튼(PB : Push Button)에 의한 다주파부호(MFC : Multi-Frequency
Code)는 [그림 3-10]과 같이 저주파수 그룹과 고주파수 그룹의 각 4개 주파수에서 1
개씩 동시에 2개 주파수로서 하나의 숫자(digit)를 구성하는데, 이를 DTMF 신호라고
한다. 총 16가지의 숫자 정보를 구성할 수 있으며, 예를 들어 숫자“5”는“770Hz +
1336Hz”로 이루어진다.
DTMF 신호는 다이얼 펄스와 비교하여 다이얼링 속도가 빠르고, 다이얼링의 오류
발생률이 적으며 신호장치의 점유시간이 짧다. 또한 숫자 정보의 종류가 많으며, 특수
숫자 기호(*, ＃)를 이용하여 다양한 특수 서비스를 제공하고 있다.
교환기에서 DTMF 신호의 사용은 주로 DTMF 신호의 수신기능이며, 이는 푸시버
튼 가입자로부터 발생되는 DTMF 신호를 수신하여 가입자의 숫자정보를 검출하기 위
해 필요하다.
다. No.7 신호방식
공통선 신호방식은 신호정보의 다양화, 신호처리시간의 단축, 호접속 및 응답지연
시간의 단축, 오류 검출 및 정정기능에 의한 신뢰성 향상, 망관리 및 유지보수 신호의
송수신으로 망관리의 효율화, 소프트웨어에 의한 신호 변경 및 추가로 융통성 향상,
중계선 점유시간 단축에 의한 중계선 효율의 향상 등 많은 장점이 있다. No.7 신호방
식은 1980년 ITU-T에서 권고안으로 확정된 이후 널리 이용되고 있다.
No.7 신호방식은 [그림 3-11]과 같이 교환국 상호간에 통화회선과는 별도로 신호링
크를 분리하여 신호정보를 전달하는 방식으로서, 신호점(SP : Signaling Point)은 각
교환기에서 사용되고 있는 공통선 신호장치이고, 신호중계점(STP : Signaling
Transfer Point)는 SP들 간의 신호 중계를 위한 일종의 신호중계용 교환기이다. 즉,
SP는 신호메시지를 발신 또는 착신하거나, 하나의 신호링크에서 다른 신호링크로 메
시지를 전달하는 신호망 내의 노드를 말한다.

No.7 신호방식은 [그림 3-12]와 같이 계층적인 구조로 구성되며, 이러한 구성으로
인해 기존의 블록에 영향을 거의 주지 않고 새로운 기능 블록의 추가가 용이하다.

메시지전달부(MTP : Message Transfer Part)는 회선접속에 관련된 신호정보의
전달기능을 수행하는데, 신호데이터링크 기능과 신호링크 기능 및 신호망 기능으로 구
분되며, 모든 상위계층에 공통적으로 사용된다. 특히 메시지전달부는 각각 OSI 계층
과 대응되는 MTP-레벨1과 MTP-레벨2 및 MTP-레벨3로 구성된다. 신호연결제어부
(SCCP : Signaling Connection Control Part)는 OSI 7계층 모델의 계층 3의 기능
을 수행하며, 상위 사용자부의 회선접속과 무관한 일반적인 데이터의 전송 요구를 수
용하여 처리한다. 문답처리기능부(TCAP : Transaction Capability Application
Part)는 OSI 계층 5~6의 기능을 수행하는 서비스와 유관한 프로토콜로서, 통신망 내
의 교환기와 특수 센터들 간에 비회선 관련 서비스를 위한 정보교환을 지원한다.
그리고, 응용서비스요소(ASE : Application Service Element)는 OSI 계층 7에
위치하여 응용 프로세스 호출을 위한 각종 통신기능을 수행하며, 파일전송 접근관리와
메시지처리시스템 등의 통신기능에 이용된다. 종합정보통신망 사용자부(ISUP :
ISDN User Part)는 ISDN에서 음성 및 비음성 서비스 처리를 위한 사용자 기능을 수
행하며, 종단간 회선접속의 설정, 호 중지, 감시, 해제 및 호 전환 기능을 담당한다. 전
화사용자부(TUP : Telephone User Part)는 전화 호 제어에 필요한 신호기능을 수행 하며, 전화 호의 설정, 감시, 해제와 발신번호 추적, 호 전환, 호 대기, 폐쇄사용자그룹
기능 등을 담당한다.

라. 신호중계방식
교환국 상호간의 신호중계방식, 즉 신호에 의한 경로선택(routing) 동작의 방법에
는 [그림 3-13]과 같이 발신국에서 착신국까지의 접속을 제어하는 단대단(E-E :
End-to-End) 방식과 인접한 교환국간에 독립적으로 접속을 제어하는 링크단위(L×
L : Link-by-Link) 방식으로 분류된다. 이 방식은 주로 선택신호의 사용방법에 관한
것으로서 교환기의 제어방식과 밀접한 관계를 가지며, 통신망 구성 등 시스템 전반에
큰 영향을 미친다.
새로운 신호방식과 교환기 개발에 대한 융통성 면에서는 L×L 방식은 용이하지만,
E-E 방식은 기존 시스템의 변경 또는 개선이 필요하다. E-E 방식은 중계교환기에서
의 신호장치의 점유시간이 짧고 수신 기능만이 필요하지만, 호접속 지연시간이 L×L
방식보다 크고 신뢰성을 위해서는 후방향(backward) 신호를 사용해야 한다. 반면에
L×L 방식은 다른 신호방식과의 연동하는 경우에도 쉽게 구현할 수 있고, E-E 방식
에 비해 간단하고 제한성이 거의 없어 많이 사용되고 있다. 우리나라는 현재 이들 두
방식을 함께 사용하고 있다.

신호중계방식의 유형