báo cáo đề tài hệ thống báo hiệu số 7 (ss7)

Trong đó việc triển khai và áp dụng hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 được đưa vào năm 1980 đã đạt được nhưng ưu điểm so với các hệ thống báo hiệu trước đó.. n tho úkênh riêng hay còn gọ

ˆf&,ì h

Tp Hồ Chí Minh - Tháng 11 Năm 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA MẠNG MÁY TÍNH & TRUYỀN THÔNG

LỚP MMT03 -o0o -

Báo cáo đề tài:

SV th

LỜI NÓI ĐẦU

Viễn Thông là một trong những ngành kinh tế quan trọng trong nền kinh tế của mỗi quốc gia Việc áp dụng những công nghệ tiên tiến vào lĩnh vực viễn thông là rất cần thiết nhằm hiện đại hóa mạng lưới và đa dạng hóa các dịch vụ cũng như nâng cao chất lượng các dịch vụ cho người sử dụng

Những năm vừa qua ngành viễn thông Việt Nam có những bước phát triển vượt bậc, mạng lưới được mở rộng và hiện đại hóa hàng loạt nhờ đó chất lượng dịch vụ được tăng lên rõ rệt và mở ra được nhiều dịch vụ mới Như tổng đài di động số GSM truyền dẫn số, tổng đài NEAX-61E, NEAX-S, A1000E10… đã được đưa vào áp dụng trên mạng viễn thông Việt Nam Trong đó việc triển khai và áp dụng hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 được đưa vào năm 1980 đã đạt được nhưng ưu điểm so với các hệ thống báo hiệu trước

đó Hệ thống báo hiệu số 7 đã được sử dụng rộng rãi vì đã đạt được những thành tựu nổi bật là: Tốc độ báo hiệu cao, dung lượng lớn, độ tin cậy cao, kinh tế, mềm dẻo, linh hoạt

và rất đa dạng …

Hệ thống này có thể sử dụng rất nhiều mục đích khác nhau đáp ứng được sự phát triển của mạng trong tương lai

t nhi

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

I KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BÁO HIỆU: 5

1 KHÁI NIỆM : 5

2 CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU: 5

3 PHÂN LOẠI BÁO HIỆU : 6

II TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7: 7

1 GIỚI THIỆU : 7

2 MỘT SỐ ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 (SS7): 7

III CÁC PHẦN TỬ CẤU THÀNH MẠNG BÁO HIỆU SỐ 7 8

1 ĐIỂM BÁO HIỆU(SIGNALING POINT): 8

2 PHÂN CẤP BÁO HIỆU: 10

IV CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7: 12

V CẤU TRÚC CHỨC NĂNG CỦA PHẦN CHUYỂN GIAO BẢN TIN MTP: 14

1 Cấu trúc chức năng MTP mức 1( Đường số liệu báo hiệu SDL) : 14

2 MTP MứC 2 ( Đ ƯờNG BÁO HIệU SL) : 15

v Các loại bản tin: 15

a) Đơn vị bản tin báo hiệu (MSU): 16

b) Đơn vị báo hiệu trạng thái kênh (LSSU-Link Status Signal Unit): 21

c) Đơn vị tín hiệu chèn ( FISU – Fill In Signal Unit): 23

3 C ấU T RÚC MTP-2: 23

4 H OạT ĐộNG MTP-2: 25

a) Điều khiển luồng (Flow Control): 25

b) Điều khiển lỗi: 26

c) Phương pháp kiểm soát lỗi : 28

d) Vấn đề đồng bộ: 29

5 C ấU TRÚC CHứC NĂNG MTP MứC 3 (M ạNG BÁO HIệU SN): 30

a) Chức năng xử lý bản tin báo hiệu: 31

b) Chức năng quản trị mạng báo hiệu: 33

VI CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG PHẦN ĐIỀU KHIỂN ĐẤU NỐI BÁO HIỆU SCCP: 35

1 P HIÊN DịCH ĐÁNH ĐịA CHỉ CủA SCCP: 36

2 D ịCH Vụ KHÔNG ĐấU NốI : 36

3 C ÁC DịCH Vụ ĐấU NốI CÓ ĐịNH HƯớNG : 37

4 K HUÔN DạNG BảN TIN SCCP: 38

5 S Ơ Đồ KHốI CấU TRÚC CHứC NĂNG CủA SCCP: 39

VII PHẦN NGƯỜI DÙNG: 39

1 P HầN ứNG DụNG KHả NĂNG GIAO DịCH : 40

a) Giao diện của TCAP: 40

b) Các ứng dụng của TCAP: 41

NG KH

c) Chức năng của TCAP: 42

2 ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG ĐA DỊCH VỤ (ISDN U SER P ART ) 43

a) Giao thức của ISUP: 44

b) Octet thông tin dịch vụ SIO: 44

c) Trường thông tin báo hiệu SIF: 44

d) Các mã loại bản tin báo hiệu trong ISUP: 46

3 PHẦN NGƯỜI DÙNG THOẠI (TUP): 47

a) Bản tin địa chỉ khởi đầu IAM: 48

b) Bản tin địa chỉ tiếp theo SAM: 50

VIII KẾT LUẬN: 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

1 Khái niệm:

Trong mạng viễn thông, báo hiệu được coi là một phương tiện để chuyển thông tin

và các lệnh từ điểm này đến điểm khác, các thông tin và các lệnh này có liên quan đến quá trình thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi

2 Chức năng của hệ thống báo hiệu:

Hệ thống báo hiệu thực hiện 3 chức năng chính đó là:

+ Chức năng giám sát + Chức năng tìm chọn + Chức năng khai thác, bảo dưỡng mạng Trong đó, chức năng giám sát và chức năng tìm chọn liên quan trực tiếp đến quá trình xử lý cuộc gọi liên đài, còn chức năng quản lý mạng thì phục vụ cho việc khai thác, duy trì sự hoạt động của mạng lưới

· Chức năng giám sát: Giám sát đường thuê bao, đường trung kế… về các trạng thái:

· Chức năng tìm chọn: yêu cầu có độ tin cậy cao, tốc độ báo hiệu nhanh, hiệu quả

tin c

- Chức năng này liên quan đến thủ tục đấu nối:

+ Báo hiệu về địa chỉ các con số mã số

+ Định tuyến, định vị trí và cấp chúng cho thuê bao bị gọi

+ Thông báo khả năng tiếp nhận con số

+ Thông báo gửi con số tiếp theo … trong quá trình tìm địa chỉ

- Chức năng tìm chọn có liên quan đến thời gian đấu nối một cuộc gọi, đó

là thời gian trễ quay số PDD (Post Dialling Delay)

+ PDD là khoảng thời gian từ khi thuê bao chủ gọi hoàn thành quay số đến khi nhận được hồi âm chuông

+PDD phụ thuộc vào khả năng xử lý báo hiệu giữa các tổng đài, tức là

“khả năng tìm chọn” của hệ thống báo hiệu Điều đó có nghĩa là các hệ thống báo hiệu khác nhau sẽ có thời gian trễ quay số khác nhau

+ PDD là một tiêu chuẩn rất quan trọng Cần PDD càng nhỏ càng tốt để thời gian đấu nối càng nhanh, hiệu quả xâm nhập vào mạng càng cao

· Chức năng vận hành và quản lý: Phục vụ cho việc khai thác mạng một cách tối ưu nhất Các chức năng này gồm có:

- Nhận biết và trao đổi các thông tin về trạng thái tắc nghẽn trong mạng

- Thông báo về trạng thái các thiết bị, các trung kế đang bảo dưỡng hoặc hoạt động bình thường

- Cung cấp các thông tin về cước phí

- Cung cấp các thông tin về lỗi trong quá trình truyền thông tin báo hiệu

- …

3 Phân loại báo hiệu:

Thông thường báo hiệu được chia làm 2 loại tùy thuộc vào phương thức xử lý tín hiệu báo hiệu và ứng dụng của nó là báo hiệu cho mạng chuyển mạch kênh và báo hiệu cho mạng chuyển mạch gói

Trong mạng chuyển mạch kênh, báo hiệu được chia thành 2 loại là báo hiệu đường thuê bao và báo hiệu liên đài Báo hiệu đường thuê bao là báo hiệu thực hiện cho các máy đầu cuối, thường nó là máy điện thoại với tổng đài nội hạt, còn báo hiệu liên tổng đài là báo hiệu giữa các tổng đài với nhau

Báo hiệu liên tổng đài gồm 2 loại là báo hiệu kênh riêng CAS (Channel Asociated Signaling) và báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signaling) Báo hiệu

n tho ú

kênh riêng hay còn gọi là báo hiệu kênh liên kết là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong kênh tiếng hoặc trong một kênh có liên quan chặt chẽ với kênh tiếng, còn báo hiệu kênh chung là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong một kênh tách biệt với các kênh tiếng và kênh báo hiệu này được sử dụng chung cho một số lượng lớn các kênh tiếng

Hình 1: Phân chia hệ thống báo hiệu

1 Giới thiệu:

Hệ Thống báo hiệu số 7 hay còn gọi là SS7, là cụm từ viết tắt của Signaling

System # 7

Hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) là hệ thống thứ 2 của CCITT, ra đời vào những năm

1979 – 1980 dành cho mạng chuyển mạch số trong nước và quốc tế, nơi có thể sử dụng hệ thống truyền dẫn số tốc độ cao (64Kb/s) hoặc cho các đường dây analog

Hệ thống báo hiệu số 7 của CCITT không những được thiết kế để điều khiển, thiết lập, giám sát cho dịch vụ thoại mà còn sử dụng cho các cuộc gọi của dịch vụ phi thoại Thích ứng với nhiều loại mạng thông tin như: PSTN, Mobile, Data, ISDN, IN…

SS7 là hệ thống báo hiệu kênh chung tối ưu để điều hành trong mạng viễn thông

số, nó có sự phối hợp với các tổng đài SPC

SS7 có thể thõa mãn các yêu cầu hiện tại và trong tương lai cho các hoạt động giao dịch giữa các bộ vi xử lý trong mạng viễn thông để báo hiệu điều khiển cuộc gọi, điều khiển từ xa, báo hiệu quản lý và bảo dưỡng

SS7 cung cấp các phương tiện tin cậy để truyền thông tin theo trình tự chính xác, không bị mất hoặc lặp lại thông tin

2 Một vài ưu điểm và nhược điểm của hệ thống báo hiệu số 7 (SS7):

v Ưu điểm:

CCITT

· Dung lượng cao: mỗi kênh báo hiệu có thể xử lý tín hiệu báo hiệu cho rất nhiều cuộc gọi trong cùng một lúc Nâng cao hiệu suất của việc sử dụng kênh thông tin trong mạng

· Tính kinh tế: SS7 cần ít thiết bị hơn so với thiết bị truyền thống Một ưu điểm nữa là SS7 chỉ chiếm kênh khi thuê bao bị gọi nhắc máy

· Độ tin cậy cao: nhờ sử dụng mạng báo hiệu dành riêng độc lập và đè lên tuyến truyền tin Cùng với việc sử dụng các mã sửa sai ( như sử dụng các tổ hợp bít phát hiện lỗi, giám sát và sửa lỗi cho các bản tin báo hiệu)

· Tính mềm dẻo: do thực hiện việc truyền tin theo gói mà tốc độ báo hiệu có thể thay đổi và đáp ứng được nhiều hơn các dịch vụ giá trị gia tăng

v Nhược điểm:

Cần dự phòng cao vì toàn bộ báo hiệu đi chung một kênh, chỉ cần một sai sót nhỏ

là ảnh hưởng tới nhiều kênh thông tin

Hệ thống báo hiệu số 7 là hệ thống tiêu biểu của báo hiệu kênh chung CCS nên các thành phần cơ bản, các kiểu báo hiệu cũng giống như báo hiệu kênh chung mà

ta đã trình bày ở trên

Mạng báo hiệu SS7 về bản chất là một mạng chuyển mạch gói hoạt động riêng biệt và song song với hệ thống mạng thoại Các bản tin được truyền trên mạng thực hiện các chức năng thiết lập, duy trì, giải phóng và quản trị mạng.Các node cấu thành nên mạng báo hiệu được thiết kế, cấu tạo gồm có: các điểm báo hiệu SP, các điểm chuyển tiếp báo hiệu TP, các điểm vừa báo hiệu vừa chuyển tiếp báo hiệu STP được kí hiệu như trong hình dưới đây:

Điểm chuyển tiếp báo hiệu (chỉ chuyển tiếp, không có chức năng

xử lý)

Điểm báo hiệu (điểm đầu cuối báo hiệu)

Điểm chuyển tiếp báo hiệu (vừa có chức năng đầu cuối vừa có chức năng của thiết bị chuyển tiếp)

Hình 2: Các loại trạm báo hiệu CCS

1 Điểm báo hiệu (signaling point):

ST

SP

u CCS

Điểm báo hiệu (SP) là một node (đầu cuối báo hiệu) trên mạng thực hiện việc chuyển mạch thoại cho các kênh thoại và thực hiện việc chuyển mạch gói cho các gói tin của báo hiệu SS7 Điểm báo hiệu giữ vai trò như một tổng đài (chức năng truyền dẫn và định hướng lưu lượng qua mạng) trong mạng viễn thông

Mỗi điểm báo hiệu được xác định duy nhất bởi một mã điểm (Point Code - PC) Các mã điểm (point code) được mang bên trong bản tin báo hiệu để xác định mã điểm nguồn (Origination PC - OPC) và mã điểm đích ( Destination PC - DPC) Mỗi điểm báo hiệu sử dụng bảng định tuyến để chon đích đến chính xác cho mỗi bản tin báo hiệu

v Các dạng của điểm báo hiệu:

· Điểm chuyển tiếp dịch vụ: (Service Switching Point – SSP):

Một điểm SSP gửi những bản tin báo hiệu tới các SSP khác để thiết lập, quản lý, và giải phóng kênh cuộc gọi được yêu cầu để hoàn tất 1 cuộc gọi một SSP cũng có thể gửi bản tin tới điểm điều khiển dịch vụ (SCP) để xác định làm thế nào để định tuyến một cuộc gọi

· Điểm chuyển tiếp báo hiệu: (Signaling Transfer Points - STP):

Là những tổng đài thực hiện việc chuyển mạch gói để định tuyến lưu lượng mạng giữacác điểm báo hiệu Một điểm chuyển tiếp báo hiệu STP định tuyến mỗi bản tin đến một liên kết báo hiệu tại đầu ra dựa trên thông tin định tuyến chứa trong bản tin báo hiệu SS7, mà không có khả năng xử lý bản tin này Một STP có thể là một nut định tuyến báo hiệu thuần túy hoặc cũng có thể gồm cả chức năng của một điểm kết cuối báo hiệu STP hoạt động như là những Hub trong mạng truyền dữ liệu vì vậy nó nâng cao việc

sử dụng nhiều liên kết trực tiếp phải cần giữa các SP STP cũng được sử dụng để lọc tách các bản tin báo hiệu giữa các mạng khác nhau

Hình 3: Cấu trúc mạng báo hiệu SS7

· Điểm điều khiển dịch vụ báo hiệu: (Service Control Points - SCP)

SCP là những cơ sở dữ liệu để từ đó cung cấp những thông tin cần thiết cho khả năng xử lý cuộc gọi đòi hỏi ở mức cao STP cũng thường được triển khai trong những gắn kết cấu hình ở những đường vật lý riêng biệt xác định như là một hệ thống dự phòng Lưu lượng mạng được trải

hình m

đều trên các đường liên kết, vì vậy nếu một liên kết bị thất bại lưu lượng báo hiệu sẽ được định tuyến lại qua các đường liên kết khác

2 Phân cấp mạng báo hiệu:

Trong SS7, khi hai điểm báo hiệu có khả năng trao đổi bản tin báo hiệu với nhau thông qua mạng báo hiệu thì giữa chúng tồn tại một mối liên hệ báo hiệu Các liên

hệ báo hiệu này có thể sử dụng các phương thức báo hiệu khác nhau, trong đó phương thức báo hiệu được hiểu là mối quan hệ giữa việc truyền dẫn thông tin báo hiệu và đường truyền thoại

· Kiểu kết hợp: (Associated Mode):

Trên mỗi tuyến truyền thoại giữa hai tổng đài tồn tại song song với tuyến thoại

đó một đường liên kết báo hiệu giữa hai tổng đài Đây là phương thức báo hiệu đơn giản và ít được sử dụng bởi vì một đường liên kết báo hiệu có thể giữ những bản tin báo hiệu cho vài nghìn trung kế, trong khi hầu hết các nhóm trung kế liên kết giữa 2 tổng đài chỉ là hơn 100 trung kế dẫn đến lãng phí lớn

Hình 4:Phương pháp báo hiệu kiểu kết hợp

· Kiểu bán kết hợp (Quassi – Associated Mode)

Các đường liên kết báo hiệu không kết nối trực tiếp và song song với đường thoại giữa 2 tổng đài Mà trái lại nó là những tuyến liên kết báo hiệu được quá giang qua nhiều điểm truyền báo hiệu STP Điều này làm tăng hiệu suất báo hiệu của mạng, tăng tính kinh tế do tận dụng hết lưu lượng báo hiệu của các đường liên kết báo hiệu

Hình 5:Phương pháp báo hiệu kiểu bán kết hợp

v Sự phân cấp của mạng báo hiệu :

Về lý thuyết ta có thể tổ chức một vài kiểu cấu trúc mạng có khả năng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu báo hiệu giữa các tổng đài đấu nối với nhau Chẳng hạn, một cấu trúc mà tất cả tổng đài trong mạng đều mang chức năng làm STP Một cấu trúc khác có hình sao với một tổng đài làm chức năng STP để chuyển thông tin báo hiệu tới các tổng đài khác chỉ có chức năng SP Trên thực tế, người ta sử dụng một kiểu cấu trúc kết hợp cả hai cấu trúc nói trên

Mạng này sử dụng một số tổng đài làm chức năng STP Việc trao đổi thông tin giữa các tổng đài ở các vùng lân cận như vậy hình thành một mạng báo hiệu đường trục Do đó, chúng ta có một cấu trúc gồm 3 mức:

m 3 m

Mức 1: STP quốc gia Mức 2: STP khu vực (vùng) Mức 3: Điểm đầu cuối báo hiệu SP Hình vẽ dưới đây minh hoạ một mạng báo hiệu với cấu trúc phân cấp:

Hình 6: Mạng báo hiệu với cấu trúc phân cấp

Ngoài ra, để hoà mạng quốc gia với mạng quốc tế cần có thêm mức mạng báo hiệu quốc tế, với các STP quốc tế như mô tả trong hình 7 Trong thực tế các STP quốc tế có thể làm cả nhiệm vụ điểm chuyển tiếp báo hiệu quốc gia nên nó cũng là STP quốc gia

Hình 7: Mạng Báo Hiệu Quốc Tế

làm c

Báo hiệu số 7 được hình thành như một đường nối riêng trong mạng Đường nối này dùng để cung cấp những thông tin báo hiệu cho các nhóm người dùng khác nhau được gọi là phần người sử dụng UP (User Part) Đó là:

- Phần người dùng điện thoại TUP (Telephone User Part)

- Phần sử dụng cho ISDN( Intergrated Service Digital Network)

- Phần sử dụng cho số liệu DUP (Data Unit Part)

- Phần sử dụng cho điện thoại di động MTUP( Mobile Telephone User Part)

Tất cả các bộ phận sử dụng đều dùng chung một đường dẫn để trao đổi các thông tin báo hiệu, đó là phần chuyển giao bản tin MTP (Message Transfer Part) Hiển nhiên, toàn bộ hoạt động của hệ thống báo hiệu đều gắn liền với các tổng đài Cơ sở cấu trúc

đó được minh họa như sau:

Hình 8: Cấu trúc của hệ thống báo hiệu số 7

Cơ sở cấu trúc này có ý nghĩa rất tổng quát Nó đặt ra một khả năng liên kết theo

mô hình cấu trúc mở OSI thích ứng theo các lớp hay các mức cho phần sử dụng khác nhau Đó chính là thế mạnh của báo hiệu kênh chung số 7

Phân cấp của hệ thống báo hiệu số 7 gồm 4 mức từ mức 1 đến mức 4, ba mức thấp hơn đều nằm trong phần chuyển giao bản tin MTP Các mức này được gọi là MTP mức 1, MTP mức 2, MTP mức 3 được mô tả trong hình 9

MTP cung cấp một hệ thống vận chuyển không đấu nối để chuyển giao tin cậy các bản tin báo hiệu giữa các User

các b

Hình 10: Cấu trúc chức năng của SS7

Mức 4 được gọi là phần khách hàng hay còn gọi là phần người sử dụng Phần khách hàng điều khiển các tín hiệu được xử lý bởi các thiết bị chuyển mạch Các

ví dụ điển hình của phần khách hàng là phần người sử dụng điện thoại (TUP) và phần người dụng ISDN (ISUP)

v Mối tương quan giữa SS7 và OSI:

Hệ thống báo hiệu số 7 là một kiểu thông tin số liệu chuyển mạch gói, nó được cấu trúc theo kiểu module rất giống với mô hình OSI, nhưng nó chỉ có 4 mức

Ba mức thấp nhất hợp thành phần chuyển giao bản tin MTP, mức thứ tư gồm các phần ứng dụng SS7 không hoàn toàn phù hợp với OSI Mối tương quan giữa SS7 và OSI được mô tả trong hình vẽ sau:

Hình 11: Mối tương quan giữa hệ thống báo hiệu số 7 và OSI

n tho

Sự khác nhau lớn nhất giữa SS7 và OSI trong version đầu tiên là thủ tục thông tin trong mạng Mô hình OSI mô tả sự trao đổi số liệu có định hướng

(Connection Oriented), gồm 3 pha thực hiện là thiết lập đấu nối, chuyển số liệu

và giải phóng đấu nối Còn trong SS7, MTP chỉ cung cấp dịch vụ vận chuyển không định hướng (Connectionless) chỉ có pha chuyển số liệu, do vậy việc chuyển số liệu sẽ nhanh hơn nhưng với số lượng ít

Để đáp ứng được nhu cầu phát triển các dịch vụ trong các ứng dụng nhất định, năm 1984 người ta phải đưa thêm phần điều khiển đấu nối báo hiệu SCCP SCCP

đề cập đến dịch vụ vận chuyển trong cả mạng có định hướng đấu nối và không đấu nối, nó cung cấp một giao tiếp giữa các lớp vận chuyển và các lớp mạng để phối hợp với OSI SCCP cho phép sử dụng SS7 dựa trên nền tảng của MTP, coi MTP như phần mang chung giữa các ứng dụng, sử dụng các giao thức OSI

để trao đổi thông tin trong các lớp cao hơn

OSI không những tạo ra một môi trường rộng mở hơn, mà còn có ý nghĩa là sản xuất và quản lý có thể tập trung trong các ứng dụng và sẽ không còn các vấn đề về đấu nối các hệ thống với nhau từ các nhà cung cấp khác nhau Cấu trúc module của OSI còn cho phép sử dụng trực tiếp các thiết bị cũ trong các ứng dụng mới OSI kết nối các lĩnh vực cách biệt là xử lý số liệu và viễn thông lại với nhau

1 Cấu trúc chức năng MTP mức 1 (Đường số liệu báo hiệu SDL):

Mức 1 trong phần chuyển giao bản tin MTP gọi là đường số liệu báo hiệu, nó tương đương với lớp vật lý (lớp 1) trong mô hình OSI

Hình 12: MTP mức 1

MTP-1 xác định các đường liên kết báo hiệu của mạng báo hiệu SS7 Nó xác định các đặc tính vật lý, đặc tính điện và các đặc tính chức năng của đường số liệu báo hiệu Nó cung cấp các đường truyền dẫn song công, có thể hoạt động trên cả hai hướng thuận và ngược với cùng một tốc độ truyền

Kênh truyền dẫn báo hiệu có thể là kênh số hoặc kênh analog Kênh số là những kênh có tốc độ cơ bản là 64kbps cùng với các chuyển mạch số Với kênh analog dựa trên tần số thoại 4KHz và các Modem

Giao thức này xác định những tính chất về điện, vật lý và những đặc điểm của kênh truyền báo hiệu Nó giống như lớp một của mô hình mạng truyền dữ liệu OSI Khoảng thời gian đầu thực hiện việc truyền báo hiệu trên các đường dây analog với băng thông 4khz (300hz->3,4 khz) Các thông tin báo hiệu phải được điều chế khác điều chế của dữ liệu để phân biệt dữ liệu và báo hiệu Ở đây sử dụng

2 MTP mức 2 (Đường báo hiệu SL):

Phần chuyển giao bản tin MTP mức 2 cùng MTP mức 1 cung cấp một đường

số liệu cho chuyển giao tin cậy các bản tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu được đấu nối trực tiếp MTP mức 2 trùng với lớp liên kết số liệu (lớp 2) trong cấu trúc phân cấp của mô hình OSI

Các chức năng điển hình của MTP mức 2 là phát hiện lỗi có thể xảy ra trên

đường truyền, khôi phục lại bằng cách truyền lại và điều khiển lưu lượng

Hình 13: MTP mức 2

v Các loại bản tin:

Hệ thống báo hiệu SS7 là mạng chuyển mạch gói cho phép cả truyền dẫn gói và truyền dẫn kênh Truyền dẫn gói mềm dẻo, linh hoạt hơn, với mỗi gói tin gồm phần tiêu đề và phần dữ liệu, chứa tất cả thông tin để đảm bảo việc truyền thông tin tới đích một cách an toàn (định tuyến), và hạn chế tối thiểu các lỗi xảy ra khi truyền các gói tin từ nguồn tới đích, và đặc biệt là không cần báo hiệu Theo phương thức điều khiển cao liên kết dữ liệu (HDLC), hệ thống báo hiệu SS7 có ba loại khung đơn vị bản tin báo hiệu (MU – Signal Unit) bao gồm : MSU, LSSU và FISU Các đơn vị bản tin này được phân biệt với nhau bằng giá trị chứa trong một trường thông tin gọi là trường chỉ thị độ dài LI ( Length Indication)

· Đơn vị báo hiệu bản tin (MSU – Message Signal Unit)

· Đơn vị báo hiệu trạng thái kênh (LSSU : Link Status Signal Unit)

· Đơn vị báo hiệu chèn (FISU : Fill – In Signal Unit)

u tr

Hình 14: Các đơn vị tín hiệu trong SS7

a) Đơn vị bản tin báo hiệu (MSU):

Đơn vị bản tin báo hiệu (MSU) là phần chứa các giao thức bản tin SCCP, ISUP, và TUP (những giao thức này làm trong trường SIF) Nói cách khác phần người dùng (User Part) được dành cho trường thông tin báo hiệu (SIF) cùng với nhãn định tuyến Loại bản tin này mang toàn bộ thông tin điều khiển cuộc gọi, quản trị mạng và bảo dưỡng Ở đó bổ sung những chức năng chuyên dụng thuộc về những ứng dụng tế bào di động MSU có một nhãn định tuyến cái

mà cho phép điểm truyền báo hiệu gốc để gửi thông tin tới một điểm báo hiệu gốc qua mạng

Hình 15: Cấu trúc của bản tin MSU

v Trường cờ (Flag) :

ng ch

Các đơn vị báo hiệu có độ dài bản tin không giống nhau, trường

cờ để xác định sự bắt đầu và kết thúc của một đơn vị bản tin Cờ kết thúc của một đơn vị bản tin này cũng là cờ bắt đầu của bản tin đơn vị kế tiếp Tập hợp các bít xen giữa hai cờ là chiều dài toàn bộ bản tin, ngoài ra cờ cũng được sử dụng cho mục đích đồng bộ, mẫu định dạng duy nhất là 01111110

Để tránh lặp lại giá trị cờ này trong các thành phần khác của MSU, ta sử dụng quá trình nhồi bít Mỗi bộ nhồi bít sẽ chèn thêm bít 0 sau 5 bit 1 liên tiếp để loại trừ trường hợp 6 bít một liên tiếp phía bên thu sẽ thực hiện quá trình ngược lại, quá trình này

sẽ đếm 5 bít 1 liên tiếp và loại bỏ bít 0 tiếp theo

v Trường kiểm tra độ dư thừa vòng (CRC):

Sử dụng phương pháp kiểm tra CRC 16 bít để kiểm tra, xác định

và chỉnh sửa các lỗi bít trong quá trình truyền tin Các bít kiểm tra là những bít bổ sung được thêm vào trong bản tin MSU Ở phía nhận MTP dựa vào những bít kiểm tra này để xác định xem các bản tin đựợc truyền có lỗi trên đường truyền hay không Trên

cơ sở đó sẽ có bản tin trả lời xác nhận thông tin nhận được đúng hay sai

Khi sử dụng phương pháp kiểm tra kiểu CRC 16bit, cả hai bên phát và bên thu phải sử dụng chung một đa thức sinh F(x) Trong CRC chuỗi các bít dư thừa gọi là số dư CRC được bổ sung vào cuối đơn vị dữ liệu sao cho đơn vị dữ liệu mới chia chính xác cho

số nhị phân đã được quy định trước Ở nơi nhận, đơn vị dữ liệu tới cũng được đem chia cho cùng một số, nếu phép chia không

dư, đơn vị dữ liệu được xem là không lỗi và sẽ được nhận Còn nếu có dư, nghĩa là đơn vị dữ liệu đã bị lỗi và không được nhận

Vì sử dụng trường 16bit nên đa thức sinh (theo chuẩn CRC - ITU) là :

v Trường miền thông tin báo hiệu(SIF-Signaling Information Field):

Chỉ tồn tại trong đơn vị bản tin MSU, chứa các thông tin báo hiệu thực sự của phần User Trong trường này gồm cả hai trường con là trường nhãn định tuyến (Routing Lable) và trường dữ liệu người dùng ở lớp 4 Chiều dài lớn nhất của bản tin là 272 byte, các dạng và cách mã hóa bản tin được định nghĩa một cách độc lập với từng User

các d

Hình 16: Cấu trúc của miến SIF và miền SIO

LSSUs và FISUs không chứa đựng cả một nhãn định tuyến lẫn một SIO khi họ được gửi trực tiếp giữa hai điểm báo hiệu

Nhãn định tuyến là trường địa chỉ 32 bit, chứa 14 bit địa chỉ của node nguồn và 14 bit của địa chỉ node đích, và 4 bit dành cho trường lựa chọn kênh báo hiệu SLS (Signaling Link Selection) được sử dụng để phân bố lưu lượng trên các tuyến khác nhau

v Trường SIO ( Service Information Octet):

Trường SIO có chứa các chỉ thị dịch vụ và chỉ thị mạng Chỉ thị dịch vụ dùng để phối hớp với các bản tin báo hiệu với(User TUP, ISUP, DUP, SCCP, SNM, MTNE) riêng biệt của MTP tại điểm báo hiệu, tức là bản tin đó sẽ được phần nào lớp 4 sử dụng Chỉ thị mạng chỉ ra bản tin đó liên quan tới mạng quốc gia hay quốc tế Một số bít trong trường dịch vụ phụ không sử dụng

mà được dự trữ cho tương lai, hoặc sẵn sàng cho sử dụng trong nước

v Trường sửa lỗi EC (Error Correction):

Sự sửa chữa, khắc phục lỗi chỉ được thực hiện trên các MSUs

Nó cho phép việc sửa chữa lỗi giữa hai nút Trường sửa lỗi, có độ dài 16 bit bao gồm 4 trường chức năng cùng với cấu hình như sau :

sau :

Hình 19: Khuôn dạng của BSN, BIB, FSN và FIB

v Trường bít chỉ thị hướng thuận (FIB – Forward Indicator Bit) : Được sử dụng cho thủ tục sử lỗi, biểu thị xem một đơn vị của bản tin báo hiệu được truyền lần đầu hay truyền lại trường chỉ thị hướng thuận chỉ bao gồm một bit duy nhất đảm nhiệm chức năng này

v Trường thứ tự hướng thuận (FSN – Forward Sequence Number) : Mỗi đơn vị báo hiệu ở ngõ ra được chỉ định và gắn vào một số thứ tự bản tin hướng đi Ở phía nhận FSN được dùng để kiểm tra trình tự đúng đắn của đơn vị bản tin báo hiệu, để chống ảnh hưởng của lỗi đường truyền, các con số thứ tự có giá trị từ 0 đến

127 trường FSN chỉ bao gồm bẩy bít

v Trường chỉ thị hướng ngược (BIB – Backward Indicator Bit) :

Sử dụng cho thủ tục sửa lỗi cơ bản, được dùng để yêu cầu truyền lại các đơn vị bản tin được phát hiện là hư hỏng Trường này cũng chỉ báo gồm một bit

v Trường thứ tự hướng ngược (BSN-Backward Sequence Number) Chứa các thông tin trả lời xác nhận trong các thủ tục giám sát, sửa lỗi các bản tin Số thứ tự của các bản tin trên đường hướng

về cũng có thể sử dụng để trả lời xác nhận cho một trình tự của các đơn vị báo hiệu

t bit

Hình 20: Ví dụ về một bản tin nhận chuẩn của MSU

Hình 21: Ví dụ cho việc yêu cầu truyền lại bản tin khi mất khung

MSU

v Trường chỉ thị độ dài (LI – Length Indicator):

Trường chỉ thị độ dài được dùng để phân biệt giữa 3 loại đơn vị bản tin Độ dài ở đây được tính từ sau trường CK đến trường LI, giá trị của LI là như sau :

dài c

Hình 22: Khuôn dạng của trường chỉ thị độ dài

v Trường trạng thái (SF – Status Field):

Trường trạng thái mang thông tin về trạng thái kênh báo hiệu Đó

là trường 8 bit, trong đó có 3 bit được sử dụng để hoạt hóa và hồi phục kênh báo hiệu, và để đảm bảo đồng bộ Nó được mã hóa

để thông báo nếu có một nút bận và tiến hành điều khiển luồng Trường này chỉ có trong LSSU dung để chỉ tình trạng của kênh báo hiệu lSSU

b) Đơn vị báo hiệu trạng thái kênh (LSSU-Link Status Signal Unit): Một thành phần sống còn của việc quản lý mạng trên các đường liên kết là LSSU, cái mà chứa một trường thông tin có một byte hoặc trường thông tin có hai byte Những trường này được sử dụng để xác định trạng thái tổng quan của nơi gửi của các đường liên kết LSSU

có quyền ưu tiên cao nhất của toàn bộ đơn vị báo hiệu

Hình 23: Khuôn dạng của một LSSU

Chỉ ba bít đầu tiên của miền trạng thái được sử dụng, còn lại là các bit Spare

v Tình trạng OS được gửi khi nào mối liên kết không cái nào có thể truyền mà cũng không nhận được MSUs Tình trạng PO được gửi khi bộ xử lý có liên hệ ra khỏi dịch vụ Sự tắc nghẽ ở mức hai thì được chỉ ra băng trạng thái B.Các giá trị được gán là:

v Bản tin LSSU cung cấp các chỉ thị trạng thái đường truyền mà

nó truyền qua Có thể liên kết một số trạng thái đường như : bình thường, không hoạt động, mất tín hiệu đồng bộ, trạng thái

khẩn… Bản tin LSSU được sử dụng như là một phương tiện được trao đổi giữa các lớp 2 của MTP qua thông tin giám sát, cũng như khôi phục lại một kênh báo hiệu có lỗi đã được sửa chữa

v Sự liên kết : liên kết các đường truyền dẫn báo hiệu là quá trình

xử lý đồng bộ dữ liệu liên kết giữa hai điểm báo hiệu kết nối trực tiếp Nó được áp dụng thoạt tiên khi bật nguồn thời gian và trong suốt thời gian theo sau của một sự thất bại trong liên kết Sự sắp hàng là dựa trên sự cưỡng ép trao đổi của thông tin trạng thái để làm tăng khả năng thực hiện

t ngu

Hình 24: Sơ đồ thể hiện sự thành công sắp xếp của một liên kết

Thông thường, thủ tục liên kết thành công được miêu tả theo như hình trên Một điểm báo hiệu ban đầu bắt đầu bởi việc gửi LSSU, cái mà được mang trong trạng thái được chỉ ra ”0” (out of

alignment.) Điều này được tiếp tục cho tới khi trạm đích nhận được một LSSU cùng với hoặc là trạng thái ”0 ” hoặc là trạng thái ”N” (normal alignment)

c) Đơn vị tín hiệu chèn ( FISU – Fill In Signal Unit):

Đơn vị tín hiệu chèn được sử dụng như là làm đầy các tín hiệu để chấp nhận FISU thực hiện như một cái cờ trong mạng SS7, khi không có tải được truyền thì FISU được gửi vào trong mạng SS7 để nhận các thông báo một cách tức thời về sự cố của đường báo hiệu,

có nghĩa là nó được truyền đi để thay thế MSU và LSSU Trường quan trọng nhất của FISU là trường CK (CheckSum) dùng đẻ giám sát lỗi trên kênh báo hiệu Ở mạng SS7, để duy trì mức tin cậy cao thì FISU được sử dụng

3 Cấu Trúc MTP-2:

MTP3 trong một điểm báo hiệu đặt những bản tin MTP3 đang rời khỏi của nó trong bộ đệm ra (OB) của các đường báo hiệu liên kết Bộ đệm truyền lại (RB) lưu chữ những bản tin cái mà được truyền đi nhưng nó chưa thực sự được xác thực bởi MTP2 ỏ xa

Mỗi bản tin để có thể được truyền hoặc truyền lại qua khối xử lý đầu ra (OP - Outgoing Processing), và sau đó nhập liên kết dữ liệu báo hiệu như là một MSU Một đơn vị nhân tín hiệu nhận từ liên kết dữ liệu báo hiệu được xử lý bởi khối

xử lý báo hiệu đầu vào (IP - Incomming Procesing) Bản tin MTP3 trong MSU cái mà được nhận bởi khối xử lý báo hiệu đầu vào IP là được đặt trong bộ đệm trong IB (Input Buffer), và được nhận lại bởi MTP3

Toàn bộ bộ đệm truyền hoạt động theo nguyên tăc là "vào trước, ra trước" một MTP2 nhận những bản tin lối ra từ bộ đệm ra trong thứ tự tương tự, tại đó chúng được nhận bởi MTP2 Đây là một trong những yêu cầu tất yếu cho sự phân phối MSU

a) Điều khiển luồng (Flow Control):

Cả hai kỹ thuật điều khiển luồng và điều khiển lỗi đều dùng kỹ thuật cửa sổ trượt (Slide Window) Các đơn vị bản tin báo hiệu (MSU) được đánh số một cách tuần tự theo modul gọi là chỉ số tuần tự hướng đi (FSN) Mỗi MSU mới được gán một số FSN có gía trị lớn hơn FSN của MSU trước đó một đơn vị Các đơn vị báo hiệu trạng thái kênh (FSSN) và đơn vị tín hiệu chèn (FISU) không được đánh số một cách riêng biệt mà chúng mang các giá trị cùng với FSN của MSU đã được truyền đi trước đó

Các thông tin trả lời cho MTP2 được đặt trong các tham số BIB và BSN của các SU (MSU, LSSU, FISU) Các xác nhận có thể khảng định (position

acknowleggment) hay phủ định (negative acknowleggment)

Điều khiển luồng được điều khiển bằng cách sử dụng các bản tin LSSU Khi một bên không kiểm soát được luồng dữ liệu do bên kia gửi đến, nó liền gửi một bản tin LSSU với các chỉ báo bận trong trường trạng thái tới các nơi phát Khi nơi truyền nhận được thông tin đó nó sẽ ngường việc truyền các MSU lại

và khi tình hình trở lại thì nó gửi lại nơi phát bằng một bản tin LSSU khác Khi một phía không có dữ liệu để phát nó sẽ gửi FISN để trả lời

Cơ chế này nói chung không được áp dụng cho những mức cao hơn (mức MTP 3) Tuy nhiên nếu tắc nghẽn vẫn tiếp tục kéo dài và không thông báo được cho mức mạng báo hiệu, thì hoạt động của mức mạng báo hiệu có thể bị ngường