BÁO HIỆU & ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI doc

GIỚI THIỆU CHUNG Đích Bản tin Bản tin được điều chế Bản tin được điều chế đã phân mảnh Bản tin được giải điều chế Liên kết Liên kết Liên kết Liên kết Đường dây truy nhập Trung kế truy n

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA VIỄN THÔNG 1

NGUYỄN THANH TRÀ

N I DUNG Ộ

NỐI

IP

GIỚI THIỆU CHUNG

Từ điển tiêu chuẩn của IEEE: Viễn thông là truyền các tín hiệu qua cự li dài như telegraph, radio, television

Telecommunication = Communication (liên lạc) + Tele (từ xa)

 Nhu cầu trao đổi tâm tư, tình cảm, kinh nghiệm đấu tranh sinh tồn…

 Communication : Trao đổi tin tức giữa những các đối tượng có nhu cầu bằng công cụ nào đó ( lửa, khói, kèn, trống, ám hiệu….telegraph, telephone…)

 Tele: Khoảng cách địa lý từ vài inches đến hàng vạn dặm

 Một số dạng năng lượng điện từ được sử dụng để biểu diễn dữ liệu và thông qua phương tiện vật lý như cáp đồng hay cáp quang hoặc môi trường không dây

Khái niệm Viễn thông (Telecommunication)

GIỚI THIỆU CHUNG

Chiếm phần chủ đạo trong truyền thông (cơ học, điện)

Nhiệm vụ của viễn thông là làm thế nào để truyền thông tin nhanh, chính xác, chất lượng cao, bảo mật tốt, và dĩ nhiên là đáp ứng nhu cầu truyền thông của con người

Khái niệm Viễn thông (Telecommunication)

GIỚI THIỆU CHUNG

Đích

Bản tin Bản tin được

điều chế

Bản tin được điều chế đã phân mảnh

Bản tin được giải điều chế

Liên kết Liên kết Liên kết Liên kết

Đường dây truy nhập

Trung kế truy nhập

Trung kế

Trung kế

“Báo hiệu là những thông tin đặc biệt liên quan đến việc thiết lập, giải phóng, điều khiển cuộc gọi và quản trị trong mạng viễn thông tự động”

Định nghĩa trong Q.9 (11/88)

Khái niệm

GIỚI THIỆU CHUNG

Lịch sử phỏt triển

Gắn liền với lịch sử phỏt triển của hệ thống chuyển mạch

Giai đoạn 1889-1976

1878 Tổng đài nhõn cụng đầu tiờn ra đời (trung bỡnh 17.5 thuờ bao)

1889 Tổng đài từng nấc – Bỏo hiệu (dựng 3 phớm-trăm, chục, đơn vị)

1896 Mỏy điện thoại tạo ra cỏc xung

1940 Bỏo hiệu liờn đài

1960 Bỏo hiệu giữa cỏc tổng đài quốc tế

Thực sự đơn giản (yêu cầu thiết lập và giải phóng kênh thoại giữa 2 thuê bao)

Báo hiệu luôn lien quan đến kênh (thiết lập và giải phóng kênh).

Có mối quan hệ tiền định được gọi là kênh kết hợp CAS giữa báo hiệu và lưu lượng thoại mà nó điều khiển.

GIỚI THIỆU CHUNG

Lịch sử phát triển

Gắn liền với lịch sử phát triển của hệ thống chuyển

mạch

Giai đoạn 1976-nay

 1976 Báo hiệu kênh chung CCS – khuôn dạng báo hiệu mới

 Sự ra đời của mạng Internet

 Báo hiệu trong xu hướng hội tụ mạng (chuyển mạch mềm)

Thực hiện những ứng dụng mới như mạng thông minh, báo hiệu cho mạng mobile, ứng dụng liên quan đến cơ sở dữ liệu …

GIỚI THIỆU CHUNG

Xu hướng hội tụ mạng viễn thông

GIỚI THIỆU CHUNG

Xu hướng hội tụ mạng viễn thông

GIỚI THIỆU CHUNG

Xu hướng hội tụ mạng viễn thông

GIỚI THIỆU CHUNG

Xu hướng hội tụ mạng viễn thông

GIỚI THIỆU CHUNG

Mụ hỡnh kiến trỳc phõn lớp NGN

Thông lượng lớn, trễ xử lý nhỏ, độ an toàn cao

Lớp 2 (ATM,FR, Ether )

Lõi IP (MPLS)

Điều khiển, chuyển mạch mềm

Truy nhập cố định Truy nhập vô tuyến

GIỚI THIỆU CHUNG

Nguyên tắc điều khiển trong hệ thống viễn thông

- Tính toàn vẹn, độ ổn định, điều

khiển, khả năng quan sát, tính

mở, năng động, an toàn, phù hợp, chất lượng dịch vụ v.v.

- thành phần, đấu nối, độ phức

tạp, phân cấp, mở rộng, tập trung.

- tính bền, thực thi, hiệu suất,

chính xác, kinh tế.v.v

GIỚI THIỆU CHUNG

Nguyên tắc điều khiển trong hệ thống viễn thông

- Môi trường mạng mới (phức tạp, rộng lớn, tự động).

- Điều khiển và quản lý

- Tự động (chương trình, thuật

toán lúc đầu), hoạt động (thiết bị hiệu chỉnh mô hình, kiến trúc kết nối, quyết định của con người)

- Sử dụng tài nguyên mạng hiệu

quả (đường đi tối ưu, điều khiển chất lượng dịch vụ)

GIỚI THIỆU CHUNG

Mô hình điều khiển trạng thái (dấu hiệu)

Nguyên tắc điều khiển trong hệ thống viễn thông

GIỚI THIỆU CHUNG

Chức năng của báo hiệu

 Chức năng giám sát: Giám sát trạng thái thuê bao, trung

kế….

 Chức năng tìm chọn: Thông tin địa chỉ để điều khiển thiết

lập cuộc gọi.

 Chức năng khai thác và vận hành mạng: Phục vụ việc khai

thác mang một cách tối ưu nhất

Báo hiệu đường, Báo hiệu địa chỉ

Các hệ thống báo hiệu có thể phân loại theo đặc tính và nguyên tắc hoạt động

HỆ THỐNG BÁO HIỆU

 Hệ thống cho phép các phần tử mạng khác nhau trao đổi thông tin

Là một trong các tiến trình của lĩnh vực điều khiển hệ thống: Thiết lập kết nối và quản lý mạng

 Môi trường báo hiệu (Đầu cuối, mạng)

 Kiểu báo hiệu (Trong băng, ngoài băng)

 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ QoS

 Phụ thuộc vào hạ tầng và công nghệ (tích hợp, đa phương tiện,

băng rộng, kiến trúc mạng).

Các đặc tính cơ bản

HỆ THỐNG BÁO HIỆU

 Hệ thống báo hiệu trong mạng PSTN (No7, Q.931)

 Hệ thống báo hiệu trong mạng ATM (PNNI, Q2.931)

 Hệ thống báo hiệu trong IP (RSVP, BGP, H.24X, SIP, RSVP)

 Hệ thống báo hiệu trong MPLS (LDP, BGP, RSVP-TE)

 Hệ thống báo hiệu trong VPN-MPLS (RSVP, LDP, BGP, riêng )

Một số hệ thống báo hiệu

GIỚI THIỆU CHUNG

Một số khái niệm cơ bản và các dạng báo hiệu được nhìn nhận dưới góc độ chuyển giao thông tin gồm có các loại sau (trong PSTN):

(i) Báo hiệu bằng dòng một chiều DC (Direct Current) (ii) Báo hiệu trong băng (In-band)

(iii) Báo hiệu ngoài băng (Out-band) (iv) Báo hiệu số

(v) Báo hiệu kênh kết hợp CAS (vi) Báo hiệu kênh chung CCS

Phân loại báo hiệu

GIỚI THIỆU CHUNG

Báo hiệu thuê bao

Báo hiệu liên

đài

BÁO HIỆU PSTN

Báo hiệu CAS

GIỚI THIỆU CHUNG

Phân loại báo hiệu

• Báo hiệu lớp 2, lớp 3, lớp 5

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Kiến trỳc mạng hội tụ

Sự chuyển đổi cơ sở hạ tầng mạng viễn thông.

Dịch vụ mạng phát triển mạnh theo hướng đa dịch vụ

Phương thức chuyển mạch mới trên nền gói (MPLS, GMPLS)

PC-LAN

PC-WANInternet

Xuất bản điện tử

và dịch vụ giải trí

Wireline

Di động PSTN

ISDN

PC/Servers

3G / mobile Internet MMM

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Kiến trúc mạng hội tụ

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Kiến trúc mạng hội tụ

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Kiến trúc mạng hội tụ

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Kiến trúc mạng hội tụ

Báo hiệu trong chuyển mạch mềm

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

 Báo hiệu kênh chung CCS là phương pháp báo hiệu mà ở đó

dung lượng dành cho báo hiệu được dùng chung và được sử dụng cho bất cứ kênh thoại nào

 Một kênh báo hiệu CCS thường mang thông tin báo hiệu cho cả

ngàn kênh lưu lượng.

 Thiết lập một mạng riêng cho báo hiệu

 CCIS6 (ITU-T) sử dụng đường dữ liệu 2,4Kbps sau đó nâng lên 4,8Kbps, tốc độ chậm, gói tin nhỏ (28byte)

 Hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 (CCS7, SS7) có thể mang tới 200byte

Hệ thống báo hiệu số 7

Báo hiệu liên quan đến kênh mang:

 Là những chức năng đầu tiên của báo hiệu như thiết lập,

giám sát, giải phóng cho các cuộc gọi dịch vụ thoại

 Kênh báo hiệu không phải chỉ định trước cho kênh lưu

lượng và sử dụng bao nhiêu là tuỳ theo yêu cầu.

 Các bản tin riêng biệt thì báo hiệu cho kênh lưu lượng riêng

biệt (chỉ ra trong những trường thông tin của bản tin).

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

Báo hiệu không liên quan đến kênh mạng:

 Những thông tin báo hiệu không phải để thiết lập, quản trị và giải phóng kênh (yêu cầu có sự trao đổi cơ sở dữ liệu).

 Truyền những thông tin không phải của một kênh riêng biệt nào

mà thường là cho mục đích yêu cầu hay đáp ứng trả lời từ những

Cỏc kiểu bỏo hiệu kờnh chung

Phương thức báo hiệu bán liên kết

Phương thức báo hiệu tách biệt hoàn toàn

SP SP

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống bỏo hiệu số 7

Các kiểu báo hiệu kênh chung

Kªnh tho¹i

Kªnh b¸o hiÖu

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

(i) Thiết lập cuộc gọi nhanh hơn chỉ bằng một nửa so với CAS (ii) Điều khiển cuộc gọi tốt hơn, linh động hơn vì không có sự

ràng buộc giữa kênh báo hiệu và kênh mang

(iii) Giảm giá thành (ít thiết bị báo hiệu)

(iv) Chống được gian lận

(v) Hạn chế vì tính an toàn Cần có dự phòng

(vi) Thủ tục kiểm tra phức tạp

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

Class 5 End Office Switch Circuit Switched Network

Intelligent Peripheral

Signal Transfer Point

Service Control Point

Class 4 Tandem Switch

Service Data Point +

Transport Layer Control Layer

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

Phần chuyển giao bản tin MTP

 SS7/C7

 Thiết lập và giải phóng các kết nối chuyển mạch

 Cung cấp được các dịch bổ sung

 Quản lý tính năng di động trong mạng tế bào

 Hỗ trợ các dịch vụ của mạng thông minh

 Hỗ trợ ISDN

 Dịch vụ con số nội bộ

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

Các thành phần mạng SS7

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

Access links (A links)

Crossover links (C links)

Bridge links (B links)

Diagonal links (D links)

Extended links (E links) (Alternate

Hệ thống báo hiệu số 7

Switching Office A

Switching Office B

Hệ thống báo hiệu số 7

Tích hợp SS7 trong PSTN

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Xử lý báo hiệu trong tổng đài

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

Chồng giao thức SS7 và mô hình OSI

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống bỏo hiệu số 7

Cỏc thành phần người sử dụng trong SS7

•- TUP (Telephone user part): Dùng để xử lý các cuộc gọi thoại

•- ISUP (ISDN User part): Dùng để mang dữ liệu kết nối mạch ISDN và cung cấp các dịch vụ kể cả thoại và phi thoại

•- SCCP (Signalling Connection Control Part) Ph n iều khiển kết nối báo ầ đhiệu thực hiện một số hoạt động bổ xung cho lớp 3 trong việc định tuyến

và biên dịch địa chỉ

•- MTUP: Phần User trong mạng thông tin di động

•- DUP: Phần User trong mạng truyền dữ liệu

•- Và một số loại User Part khác như TCAP (Transaction Capabilities

Application Part), INAP (Inteligent Network Application Part), OMAP

(Operation & Maintenance Application Part) vv

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

Quản lý mạng báo hiệu

Xử lý bản tin báo hiệu

Chức năng kết nối dữ liệu

Chức năng

xử lý kênh báo hiệu

CÊu tróc hÖ thèng b¸o hiÖu SS7

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

MTP møc 1

Truyền dẫn số liệu 2 chiều

Kênh tương tự hoặc số

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống bỏo hiệu số 7

MTP mức 2

- MSU (Message Signal Unit): Đơn vị báo hiệu mang thông tin có thể là

dữ liệu trao đổi giữa các User hoặc thông tin quản lý mạng

- LSSU (Link Status Signal Unit): Đơn vị báo hiệu mang thông tin về tình

trạng kênh báo hiệu được sử dụng để quản lý tình trạng các kênh báo hiệu LSSU chỉ được trao đổi ở lớp 2 của các MTP

- FISU (Fill-in signal unit): Đơn vị báo hiệu làm đầy được sử dụng để phát

hiện lỗi đường truyền trên các kênh báo hiệu trong trường hợp không còn

đơn vị bản tin MSU

Cỏc đơn vị bỏo hiệu (SU) trong SS7

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống bỏo hiệu số 7

F I B

B I B

FSN BSN F

8 16 8 hoặc 16 2 6 1 7 1 7 8 Bit thứ nhất truyền đi

F I B

B I B

F: Cờ hiệu FIB: Bit chỉ thị trên hướng đi

FSN: Số thứ tự ban tin trên hướng đi LI: Trường chỉ thị độ dài ban tin SIF: Trường mang thông tin báo hiệu SIO: Trường thông tin nhận dạng dịch vụ SF: Trường trạng thái

FISU

F I B

B I B

LSSU

MTP mức 2

Cỏc đơn vị bỏo hiệu (SU) trong SS7

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

MTP møc 2

C B A Chỉ thị trạng thái Viết tắt Ý nghĩa

0 0 0 O: Không được sắp xếp SIO Liên kết không được sắp xếp; nỗ

lực sắp xếp

0 0 1 N: Bình thường SIN Liên kết được sắp xếp

0 1 0 E: Sắp xếp khẩn SIE Liên kết được sắp xếp

0 1 1 OS: Không được phục

1 0 0 PO: Không xử lý được SIPO MTP2 không gửi được lên MTP3

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

MTP møc 2

 Chức năng điều khiển đường báo hiệu

 Các trường điều khiển được xử lý trong mức 2 để chuyển chính xác

 Điều khiển lưu lượng mức 2

 Chỉ thị hiện tượng tắc nghẽn lên mức 3

 Giám sát lỗi đường báo hiệu

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống bỏo hiệu số 7

CF của (C)

đơn vị báo hiệu (C) báo hiệu (B)đơn vị báo hiệu (A)đơn vị

OF của (C) * CF của (B) CF của (A)

=

OF của (B)

OF của (A)

* Không được coi là cờ hiệu

Nhiều từ mã cờ hiệu có thể được chèn vào giưa hai đơn vị báo hiệu

Hệ thống báo hiệu số 7

MTP møc 2

Phương pháp sửa lỗi cơ bản

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống bỏo hiệu số 7

LSSU

Bộ tim cờ hiệu

& xoá bit chèn Ghi bit kiểm tra

Kiểm tra số thứ tự

Bộ nhớ đệm thu

điều khiển và giám sát

Sửa lỗi Phát hiện lỗi định giới hạn

Thủ tục xử lý kênh báo hiệu lớp 2

MTP mức 2

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

MTP møc 2

Điều khiển luồng

- LSSU với chỉ thị trạng thái là SIB

- Truyền với T5 (80-120ms)

- Tiếp tục gửi MSU và FISU Giữ

nguyên BSN và BIB

- Từ chối MSU đến

- Trễ ACK gây nên T7

- Khởi tạo T6 (tắc nghẽn từ xa),

timeout, báo lỗi, liên kết bị loại bỏ

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7 MTP møc 3

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7 MTP møc 3

Phân biệt bản tin: NI, DPC

Phân phối bản tin: SIO

Định tuyến bản tin: NI, DPC, SLS

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7 MTP møc 3

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

•Gửi MSU tới UP đích

Thực hiện theo chu kỳ

STP Truyền

SP Huỷ

Đỳng (PC) Sai

Thuật toỏn nhận diện và phõn

phối bản tin bỏo hiệu số 7

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống bỏo hiệu số 7 MTP mức 3

Quản lý lưu lượng báo hiệu

 Thủ tục chuyển đổi (Change-over Procedure)

Thủ tục chuyển đổi phục hồi (Change-back Procedure)

Thủ tục định tuyến lại bắt buộc (Forced re-routing Procedure)

Thủ tục điều khiển dòng (Flow Control)

Thủ tục tái định tuyến theo sự điều khiển (Controlled re-routing Procedure)

 Thủ tục kích hoạt kênh báo hiệu (Link Activation):

 Thủ tục phục hồi kênh báo hiệu (Link Restoration):

 Thủ tục ngưng kích hoạt kênh báo hiệu (Link Deactivation):

 Thủ tục kích hoạt chùm kênh báo hiệu (Linkset Activation):

 Thủ tục chỉ định kênh báo hiệu và đầu cuối báo hiệu (Link and terminal Allocation):

Chức năng quản lý kênh báo hiệu

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống bỏo hiệu số 7 MTP mức 3

- Thủ tục điều khiển chuyển đưa các bản tin (Transfer-Controlled Procedure)

- Thủ tục ngăn cấm truyền đưa các bản tin (Transfer-Prohibited Procedure)

- Thử tục cho phép truyền đưa các bản tin (Transfer-Allowed Procedure)

- Thủ tục hạn chế chuyển đưa các bản tin (Transfer-Restricted Procedure)

- Thủ tục kiểm tra chùm tuyến báo hiệu (Signalling-Route-set-test Procedure)

- Thủ tục kiểm tra độ nghẽn mạch ở chùm tuyến báo hiệu

(Signalling-Routeset-Congestion-Test Procedure):

Chức năng quản lý tuyến báo hiệu

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

Hệ thống báo hiệu số 7

 Các chức năng thêm vào lớp mạng để chuyển

những thông tin báo hiệu không liên quan đến

kênh

 Kết hợp với MTP3 cung cấp các khả năng

tương ứng với lớp 3 của OSI

 Dịch vụ truyền dữ liệu không định hướng và

có định hướng

 Cơ chế định tuyến linh động và năng lực

 Tăng cường khả năng truyền tải: phân mảnh

và hợp gói bản tin

 Quản trị và đánh địa chỉ các phân hệ

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU TRONG MẠNG CỐ ĐỊNH

 D ch v m ng ị ụ ạ thụng minh (800,900, con số định tuyến)

 D ch v cho m ng di ị ụ ạ độ ng (v trí thuê bao) ị

 Chuy n giao d li u (d li u hàng ngày, c ể ữ ệ ữ ệ ướ c)

 OA&M (thay đổi dữ liệu trong tổng đài, kiểm tra thiết bị)

 Giao dịch online và offline