1.3　通信信令和协议的区别与关系

综上所述，信令是早期ITU-T编制的一种通信协议，采用14位和24位点码确定通信双方，基本限于语音通信领域。随着计算机和通信网络技术融合和互联网技术发展以及网络IP化，计算机网络的通信协议广泛应用于通信领域。传输层中ATM、SDH技术被IP技术替代了，应用层起源于计算机通信网络的SIP协议得到广泛的应用。从30年前提出的计算机和通信这两个领域到2018已经得到了充分融合，传输带宽和设备制造、维护成本大大降低了。

1.3.1　通信信令和协议的区别

信令和协议起源不同但殊途同归。

1.协议

协议是两个以上实体为了相互通信，预先达成的规则，它是针对某一层的协议。应用于同等层之间的实体通信，通信规则的集合是该层协议，例如，OSI架构下，物理层协议、传输层协议、应用层协议等起源于计算机网络通信。以IP地址等唯一标识通信实体，各层协议可以根据组合应用于本层之间，该协议最大优点是在网络层采用IP协议族，通过分组交换传送数据，由于实现分组交换相对简单容易，有效降低了维护、制造成本，提高了数据传输速度并成倍地提高了数据带宽。网络层的IP协议族是网络IP化的基础，如图1-5所示。

图1-5　协议族与IP的架构关系

图1-5中物理层为ATM、SDH、以太网络；链路层为PPP、AAL3/4、AAL5。AAL（ATM适配层）：标准协议的一个集合，用于适配用户业务。AAL分为会聚子层（CS）和拆装子层（SCR）。AAL有4种协议类型：AAL1、AAL2、AAL3/AAL4和AAL5，分别支持各种AAL业务类型。

网络传输层为IP协议，传输层为TCP、UDP，应用层为H.248、SIP、H.263、H.264等协议。

媒体传输层采用PCM编码或各种压缩编码的语音、视频、多媒体信号经RTP封装后再经过UDP用户数据报协议封装，占用偶数端口（2n），在IP网上传送。RTCP实时传输控制协议，为应用程序提供会话质量或广播性能质量的信息、确定RTP用户源、传输最小进程控制信息，占用比RTP大1的奇数端口（2n+1）。RTCP检测传送的QoS。RSVP用于资源预留，保证传送的QoS，SIP协议基于文本，结构灵活，易于扩展；低层传输协议可用TCP或UDP，推荐首选UDP。

2.信令

信令是网络中传输的各种信号，其中，一部分是原始数据信号，例如，语音、上网的数据；另一部分是控制电路的控制信号，控制类型的信号被称为信令，信令在信令网上传输。信令最早应用于通信电话（移动、固定）网络。通信实体通过电话号码、信令点码唯一标识通信双方。信令是早期计算机在通信业应用的产物。对应于OSI 7层架构，No.7信令系统采用不同的××应用部分与各层进行对应（IUP、ISUP），参见表1-3，各应用部分独立于各层，因为No.7系统的私有性质，所以其无法独立于各层。最大的缺点是在网络层没有进行数据分组化，所以在IP化进程中，No.7信令系统又增加了信令传输协议（SIGTRAN，Signaling Transport），协议栈支持通过IP网络传输传统电路交换网（SCN，Switched Circuit Network）信令。这些措施仅仅是IP化后，No.7信令系统与IP的对接和对现有设备的后向兼容，随着SIP功能完善与发展，已逐渐被SIP替代。

1.3.2　协议和信令的演进结果IP化导致融合异途同归

计算机应用于通信领域，从编解码和计算向控制发展，20世纪80年代初，TDM程控交换机实现了大规模商用。此时以No.7为代表的信令系统得到了大规模应用。21世纪初，核心网软交换技术出现，核心网采用集中控制的大容量网关和软交换替代分散控制的程控交换机，采用H.248协议通过IP技术接入电信语音业务。软交换技术的发展与接入网光纤化的发展密切相关，光纤接入用户必须采用IP语音技术接入，促进了核心网、传输网、接入网IP化进程。软交换使用的H.248协议只能满足语音接入。

软交换的局限性。IP语音业务采用H.248，无法提供视频业务；移动和固定电话核心网融合能力欠佳；软交换SIP协议不支持拍叉簧、反极性、安全认证等功能，限制了SIP大规模应用。

2008年，互联网多媒体子系统（IMS）通过采用SIP提供语音和视频业务及多媒体业务，从架构上IMS充分考虑了全国IP组网、固定电话、移动电话的融合需求，同时可以为3G、4G提供语音接入，即VoLTE，有效降低了移动网络切换电话时延，真正实现了IP化。SIP针对IMS做了多项功能改进和扩展。例如，适配ISUP、多媒体、多方通话、拍叉簧、反极性、安全认证等功能。由于SIP协议的可扩展性，该协议得到了广泛应用。

1.3.3　针对通信网络架构的发展需求，信令和协议对比分析

综上所述，从通信网络架构发展对信令和协议的差别分析如表1-4所示。

表1-4　信令和协议对比分析

从表1-4可知，信令是通信网的早期规则，由于信令采用各应用部分对应于OSI分层，初始设计没有考虑到IP分组交换承载，无法适应IP演进，为了保护投资和与网上大量运行的No.7系统对接，后续编制了SIGTRAN协议提供No.7与SIP对接和互通。SIP是当今移动、固定、多媒体业务广泛应用的协议，这里所提到的SIP起源于原始计算机通信，但是在安全性、个性化、多媒体业务，兼容现网业务应用改进后的SIP。SIP最大优点是文本化，容易根据需要扩充。

信令系统中实体之间通信引入了信令点编码来唯一标识通信局端（网络端）双方，用电话号码（移动、固定、区号、国家号）唯一标识用户。

协议在实体之间通信引入了IP地址、E.164号码映射、MAC地址、IMSI等多元数据来唯一标识通信双方的通信网络接口、用户接口。丰富了用户描述参数，用户参数扩展为移动和固定电话固有参数和业务属性。

SIP的设计思想是把协议的基本功能和扩展功能分开，基本功能提供SIP的基础业务，简单稳定。扩展功能适用于增值业务，扩展SIP不能改变原有的方法和语义，必须保持会话建立过程和会话描述之间的独立性。