Tài liệu Mobile Wireless Network chương 3

Network Signaling Mobility management: theo dõi vị trí của người dùng di động Mobility management: theo dõi vị trí của người dùng di động Call control: thiết lập đường đi cho cuộc g

Trang 1

(Mobile & Wireless Network)

CHƯƠNG 3

BÁO HIỆU MẠNG VÀ DỮ LIỆU GÓI DẠNG SỐ

CHO MẠNG DI ĐỘNG

(NETWORK SIGNALING & CELLULAR DIGITAL PACKET DATA)

College Of Information & Communication Technology

Department of Computer System & Data Communication

1

Nguyễn Hoàng Việt

NỘI DUNG

Báo hiệu trong mạng IS-41

Chuyển tiếp liên hệ thống và chứng thực trong

IS-41

Dữ liệu gói dạng số cho mạng di động

Trang 2

(Network Signaling)

Mobility management: theo dõi vị trí của người dùng di động

Call control: thiết lập đường đi cho cuộc gọi (call path) giữa một

người dùng di động và các thành phần khác

Interconnection interfaces: các giao diện kết nối giữa chúng

Message routing: chọn đường trao đổi thông tin

Mobile Identification Number (MIN): phương tiện chính để

nhận dạng một MS (Mobile Station)

Department of Computer System & Data Communication 3

một số gắn liền với một thuê bao di động (mobile subscriber)

Cần phân biệt giữa thiết bị (MS) và người dùng (thuê bao)

BÁO HIỆU TRONG MẠNG IS

Signaling System No 7

Giao thức báo hiệu PSTN

Kết nối giữa PCN (PCS Network) and the PSTNg ( )

SSP: Service Switching Point

STP: Signal Transfer Point

MSC SSP Trunk

PSTN PCN (PCS Network)

g

SCP: Service Control Point

Trang 3

SSP (Service Switching Point)

Thực hiện xử lý cuộc gọi

Signaling Links

MSC trong UMTS là một SSP

SCP (Service Control Point)

Lưu trữ Cơ sở dữ liệu

PSTN

(SCP)

SCP trong mạng UMTS

STP (Signaling Transfer Point)

Truyền các thông điệp SS7

Interconnection between Mobile communications network and PSTN

Có 6 dạng link báo hiệu:

A link (access link):

Nối kết một điểm cuối báo hiệu (như

SCP/SSP) đến một STP.

Các thông điệp xuất phát hoặc đến từ các

điểm cuối báo hiệu dùng A link

B link (bridge link):

Nối kết các STP chính (Peer/Primary STP),

là các STP từ mạng này đến mạng khác.

C li k ( li k)

C link (cross link):

Nối kết các STP thực hiện các chức năng đặc thù theo dạng cặp đôi.

C link chỉ được dùng khi một STP không có một đường đi sẵn dùng đến một điểm báo

hiệu đích.

Các SCP cũng có thể được triển khai thành cặp để cải thiện độ tin cậy, tuy nhiên các

cặp SCP không được nối kết bằng các link báo hiệu

Trang 4

D link (diagonal link):

Nối kết một cặp STP phụ (local/regional)

đến một cặp STP chính (inter-network

gateway) trong cấu hình quad-link

Các STP phụ trong cùng mạng được nối kết

qua D links

E link (extended link):

Nối kết một SSP với một STP thay thế

Cung cấp một đường đi thay thế nếu một

SSP không thể đến được STP chính (home)

của nó thông qua một A link

Không thường được dùng, trừ khi muốn tăng cường độ tin cậy

F link (fully associated link):

Nối kết 2 điểm cuối báo hiệu (SSPs và SCPs)

Không thường được dùng trong các mạng với các STP

Trong mạng không có STP, các F link nối kết trực tiếp các điểm báo hiệu

MTP (Message Transfer Part):

Truyền thông tin báo hiệu

OSI Layers The SS7 Layers

MTP Level 1 định nghĩa các đặc điểm về

chức năng và điện của các nối kết báo hiệu

dạng số

MTP level 2 bảo đảm việc truyền tín hiệu

qua link báo hiệu (điều khiển luồng, kiểm

soát thứ tự, kiểm soát lỗi)

MTP Level 3 làm nhiệm vụ vach đường và

quản trị mạng

TCAP (Transaction Capabilities

OMAP MAP TCAP

SCCP

Application Presentation Session Transport

Network

ISDN-UP

TCAP (Transaction Capabilities

Application Part)

Cung cấp khả năng trao đổi dữ liệu dạng

không nối mạch giữa các ứng dụng qua

mạng SS7 với dịch vụ SCCP không nối kết

Thông điệp TCAP truyền các Yêu cầu và trả

lời giữa SSP và SCP OSI Reference Model and the SS7 Protocol Stack

MTP Level 3 MTP Level 2 MTP Level 1

Network Data Link Physical

Trang 5

hướng nối kết và không nối kết

Dịch địa chỉ Global Title Translation

(GTT) tại MTP Level 3

Global Title là một địa chỉ (như mobile

subscriber identification number,

calling card number,…) được dịch sang

destination point code và subsystem

number

OMAP MAP TCAP

SCCP

Network

ISDN-UP

ISUP (Integrated Services Digital

Network User Part)

Thực hiện các nối kết mạng chuyển

mạch

Định nghĩa các giao thức dùng thiết

đặt, quản trị, xoá bỏ các trunk circuit OSI Reference Model and the SS7 Protocol Stack

MTP Level 3 MTP Level 2 MTP Level 1

TUP (Telephone User Part)

Vài nước (China, Brazil), phần này

OSI Layers The SS7 Layers

được dùng để hỗ trợ thiết đặt cuộc

SCCP

Trang 6

Types of interconnection between a PCN and the PSTN

với khách hàng

Nối

Nối kết kết giữa giữa PCN PCN và và PSTN PSTN

Signaling Interface biểu thị cho nối kết liên kết báo hiệu

Dạng 2A (Type 2A) với SS7 trunk interface cung cấp nối kết giữa

PCN và một PSTN tandem switch (hình a và b)

Dạng 2B (Type 2B) với SS7 trunk interface cung cấp nối kết giữa

PCN và một PSTN end office switch (hình c và d)

Cả hai dạng 2A và 2B đều được hỗ trợ bởi multi-frequency (MF)

signaling protocols

Trang 7

Vạch đường đường tin tin nhắn nhắn (Message Routing) (Message Routing)

Vạch đường tin nhắn SS7 được thực hiện tại MTP và SCCP của

một nút (SSP, STP hoặc SCP)

Tại mức MTP, tin nhắn báo hiệu được phát ra với địa chỉ thực của

nút đích

Mức MTP nhận các tin nhắn từ một nút gần kề hoặc từ TCAP,

SCCP, ISUP layer của cùng nút đó

DPC (destination point code) của tin nhắn dùng nhận dạng nút đích

Vạch đường đến nút đích được xác định bởi MTP dựa vào các

bảng tìm kiếm

Mỗi MS được gán một Mobile Identification Number (MIN)

Khi MIN được gọi, nếu nút gốc chưa đủ thông tin để nhận dạng địa

chỉ thực của nút đích → địa chỉ này được dịch bởi kỹ thuật Global

Title Translation (GTT) thực hiện tại mức SCCP của giao thức

Các thao tác, quản trị và bảo trì

Transaction: định nghĩa 4 dạng của package

Q WithP i i R

QueryWithPermission, Response

ConversationWithPermission, Unidirectional

Component: định nghĩa số và dạng của component (opreation)

INVOKE, RETURN RESULT

RETURN ERROR, REJECT

Trang 8

Quản lý lý di di động động dùng dùng TCAP TCAP

RegistrationNotification (RETURN RESULT)

RegistrationNotification (RETURN RESULT) RegistrationCancellation (INVOKE)

T2

T3

T1

RegistrationNotification (RETURN RESULT) RegistrationCancellation (INVOKE)RegistrationCancellation (RETURN RESULT)

RegistrationCancellation (RETURN RESULT) QualificationRequest (INVOKE)

QualificationRequest (RETURN RESULT) ServiceProfileRequest (INVOKE) ServiceProfileRequest (RETURN RESULT)

T6

T3

T4

T5

Trang 9

Luồng thông điệp IS-41 TCAP cho MS registration

được viếng thăm trước đó của MS

Quản

Luồng thông điệp IS-41 TCAP cho MS registration

Trang 10

Step 1

Step 2

Step 3 Step 4 Signaling path from

Conversation using trunks (6) and (7)

PCN/PSTN Call Control

PCN/PSTN Call Control dùng dùng ISUP ISUP

Dòng tin nhắn tiêu biểu cho dạng 2A với SS7 land-to-mobile

call setup và release bao gồm một tandem switchp g ộ

Khi MIN được gọi, end office (EO) thông báo rằng số này dùng

cho wireless service

Giả sử rằng EO có khả năng gởi yêu cầu đến HLR

EO gởi một tin nhắn query để nhận được TLDN (Temporary

Local Directory Number) của MS

Các tin nhắn được trao đổi trong số các switch, VLR và HLR là

các tin nhắn TCAP

Trang 11

Step 1

Sau khi TLDN của MS được nhận EO gởi một Initial Address

Sau khi TLDN của MS được nhận, EO gởi một Initial Address

Message (IAM) đến PCN MSC để khởi tạo báo hiệu cho thiết lập

trunk

Khi IAM được gởi, IAM timer được đặt tại EO

EO chờ nhận trả lời từ MSC trong thời gian timeout

Step 2

Nếu IAM gởi từ EO đến tandem chỉ định việc kiểm tra tính liên tục

(continuity check), trunk được chọn từ tandem đến EO sẽ được kiểm

tra để bảo đảm thoả mãn yêu cầu nối kết

Sau khi kiểm tra tính liên tục hoàn thành thành công, Continuity

Message (COT) được gởi từ EO đến tandem, và trunk được thiết lập

Procedure tương tự được thực hiện khi MSC nhận IAM từ tandem

Step 3

Khi IAM đến tại MSC MSC gởi trang cho MS

Khi IAM đến tại MSC, MSC gởi trang cho MS

Một trong ba sự kiện sau xuất hiện:

MS được nối kết với call khác

Tình huống này được xem là đụng độ call

Call được xử lý với call forwarding hoặc call waiting, hoặc MSC trả về tin

nhắn REL (Release Message) tới EO với nguyên nhân đường dây bận

MS rỗi

MSC gởi Address Complete Message (ACM) đến EO

Message thông báo cho EO về thông tin của MS, chỉ định tính phí, và

end-to-end protocol yêu cầu

Khi EO nhận ACM, IAM timer dừng

MS không trả lời trang

MSC trả lại tin nhắn REL cho EO

Trang 12

EO gởi một Release Message (REL) để chỉ rằng trunk được chỉ định

bị xoá khỏi nối kết

Trunk không được đặt vào trạng thái rỗi đến khi tin nhắn Release

Complete Message (RLC) được nhận

Khi MSC nhận REL từ EO, trả lời với một RLC

Sau khi RLC được gởi, EO và tandem chờ đợi 0.5s đến 1s trước khi

nó thu hồi trunk đã bị xoá để dùng cho cuộc gọi kế tiếp

CHUYỂN TIẾP LIÊN HỆ THỐNG IS

CHUYỂN TIẾP LIÊN HỆ THỐNG IS 41 41

(Intersystem Handoff in IS

MSC khác nhau

Các vấn đề liên quan:

Phối hợp nhận dạng cell giữa 2 MSC láng giềng

Phối hợp nhận dạng điều kiện nối kết MSC giữa 2 MSC láng giềng

Hỗ trợ các tính năng của MS sau khi handoff

Giới hạn chiều dài của chuỗi handoff

Trang 13

hiện tại sang MSC mới

Bảo trì một call path

bằng cách tạo một

mạch (trunk) giữa

MSC hiện tại và MSC

mới

CHUYỂN TIẾP LIÊN HỆ THỐNG IS

CHUYỂN TIẾP LIÊN HỆ THỐNG IS 41 41

Trang 14

MSC A sẽ kiểm tra trunk nối kết giữa nó và C:

Nếu sẵn dùng: thiết lập HandoffToThird giữa nó và MSC C, báo về cho MSC B

vào mạng di động bằng cách lập trình dựa vào Mobile

Identification Number (MIN) giả mạo và thông tin Electronic Serial

Number (ESN)

Dựa trên A-key và SSD (Shared Secret Data)

Các chức năng của Authentication:

Trang 15

Chia sẻ sẻ SSD (SSD Sharing) SSD (SSD Sharing)

Các chức năng của việc chia sẻ SSD:

Quá trình trong đó Trung tâm chứng thực (AC: Authentication

ốCenter) và Hệ thống phục vụ (SS: Serving system) quản lý việc

chia sẻ nhiệm vụ chứng thực cho một MS viếng thăm

Giao cho SS quyền điều khiển cục bộ đáng kể thông qua chứng

thực của MS viếng thăm

Sinh mã SSD

IS-41 dùng một single master key called (A-Key 64 bit)

A Key được đưa vào giài thuật Cellular Authentication and Voice

A-Key được đưa vào giài thuật Cellular Authentication and Voice

Encryption (CAVE) + thông tin không bí mật (như ESN của phone)

+ vài dữ liệu ngẫu nhiên duy nhất → sinh ra 2 key mới:

SSD A (64 bits): dùng cho authentication

SSD B (64 bits): dùng sinh mã bí mật (encryption)

AC thu hồi thông tin COUNT được chia sẻ

Trang 16

Global Challenge/Unique Challenge

Chức năng của global challenge (hiệu lệnh chung):

SS đưa ra hiệu lệnh chứng thực số (NAC: numeric authentication

challenge) đến tất cả các MS đang dùng một kênh điều khiển vô

tuyến xác định

Chức năng của unique challenge (hiệu lệnh duy nhất):

SS đưa ra hiệu lệnh chứng thực số (NAC: numeric authentication

challenge) đến MS và kiểm tra sự chính xác trong trả lời NAC của

MS

Chỉ AC có thể thực hiện thao tác này

Môt hiệu lệnh duy nhất sẽ được thực thi ngay sau việc cập nhật

SSD để xác định là MS đích đã thay đổi giá trị của nó thành công

Cập nhật call history count:

Authentication Controller (VLR nếu SSD được chia sẻ, AC nếu

không) sẽ điều khiển MS cập nhật giá trị COUNT của nó

COUNT: tham số 6 bit nhằm cung cấp bảo mật bổ sung trong

trường hợp A-Key và SSD được dàn xếp

COUNT được bảo quản bởi MS và Authentication Controller

Trang 17

PACS (Personal Access Comunications System)

Wireless telephone network

Tương thích với telephone sets, answering machines, fax

machines, và computers

Có thể được dùng như LAN với chức năng voice

Có thể là một phần của một mang lớn

Hoặc được nối kết vào telephone system

BÁO HIỆU MẠNG PACS

PACS hỗ trợ:

Điều khiển cuộc gọi (call control)

Chuyển vùng (roaming)

Quản lý chuyển tiếp (handoff)

PACS không dùng MSC hoặc VLR/HLR mà dùng giao thức

Advanced Intelligent Network (AIN) với:

Access Manager (AM)

AIN switch

AIN Service Control Point (SCP)

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	865,49 KB