Giới thiệu các phương thức báo hiệu

Giới thiệu các phương thức báo hiệu

Lời mở đầu

Ngày nay, trong ngành công nghiệp viễn thông đang diễn ra sự hội tụ của viễn thông với công nghệ thông tin, hội tụ của các dịch vụ thoại truyền thống và các dịch vụ dữ liệu mới Điều này có ảnh hưởng lớn đến mạng viễn thông, đòi hỏi mạng viễn thông phải có cấu trúc mở, linh hoạt, cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau cho người sử dụng, hiệu quả khai thác cao, dễ phát triển Để đáp ứng các yêu cầu này, một số nhà sản xuất thiết bị viễn thông và một số tổ chức nghiên cứu về viễn thông đã đưa ra các ý tưởng và mô hình về cấu trúc mạng thế hệ sau NGN.

Trong xu thế đó, ngành viễn thông Việt Nam cũng đang có những bước chuyển biến và phát triển mới Mạng viễn thông của Tổng Công ty Bưu chính viễn thông đã được số hoá với các thiết bị hiện đại và các loại hình dịch vụ ngày càng gia tăng cả về số lượng và chất lượng Bên cạnh

VNPT, một số công ty khác cũng đã và đang từng bước tham gia vào việc khai thác thị trường cung cấp các dịch vụ viễn thông.

Trong phần báo cáo của mình chúng em xin trình bày sự hiểu biết của mình về những vấn đề sau: Phần 1 – Đặt Vấn Đề :

+ Chương I : Tổng quan hệ thống thông tin di động GSM

+ Chương II : Khái niệm chung về báo hiệu

Phần 2 – Giải Quyết Vấn Đề :

+ Chương I : Báo hiệu kênh riêng ( CAS )

+ Chương II : Báo hiệ kênh chung ( CCS )

Phần 3 - Kết luận

Phần I : Đặt Vấn Đề

Chương I : Tổng quan mạng di động GSM

I 1 Tổng quan mạng GMS

 Cấu hình mạng GSM :

Trong đó:

SS : Switching System - Hệ thống chuyển mạch

AUC : Trung tâm nhận thực

VLR : Bộ ghi định vị tạm trú

HLR : Bộ ghi định vị thường trú

EIR : Equipment Identified Reader - Bộ ghi nhận dạng thiết bị

MSC : Mobile Switching Central - Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động

BSS : Base Station System - Hệ thống trạm gốc

BTS : Base Television Station - Đài vô tuyến gốc

BSC : Base Station Control - Đài điều khiển trạm gốc

MS : Máy di động

OSS :Operating and Surveilance System - Hệ thống khai thác và giám sát OMC : Operating and Maintaining Central - Trung tâm khai thác và bảo dưỡng ISDN : Mạng số liên kết đa dịch vụ

PSTN : Mạng điện thoại mặt đất công cộng

CSPDN : Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch

PLMN : Mạng di động mặt đất công cộng

I.2 Cấu trúc địa lý của mạng

Mọi mạng điện thoại đều cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi vào đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi Trong mạng di động cấu trúc này rất quan trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng

BSS bao gồm hai loại thiết bị : BTS giao diện với MS và BSC giao diện với MSC.

I.4 Trạm di động MS

Trạm di động là thiết bị duy nhất mà người sử dụng có thể thường xuyên nhìn thấy của hệ thống MS có thể là thiết bị đặt trong ôtô hay thiết bị xách tay hoặc cầm tay Loại thiết bị nhỏ cầm tay sẽ là thiết bị trạm di động phổ biến nhất Ngoài việc chứa các chức năng vô tuyến chung và xử lý giao diện vô tuyến, MS còn phải cung cấp giao diện với người sử dụng ( như micro, loa, màn hiển thị, bàn phím để quản lý cuộc gọi ) hoặc giao diện với một số các thiết bị khác như giao diện với máy tính cá nhân, Fax Hiện nay người ta đang cố gắng sản xuất các thiết bị đầu cuối gọn nhẹ để đấu nối với trạm di động

Chương II: Khái quát chung về báo hiệu

 II.1 Giới thiệu chung

 II.2.Các loại báo hiệu

 II.2.1.Báo hiệu đường dây thuê bao

Để bắt đầu một cuộc gọi, một thuê bao nhấc máy, hành động này tạo ra một tín hiệu gửi đến tổng đài

để báo cho tổng đài biết rằng thuê bao muốn tạo một cuộc gọi

II.2.2 Báo hiệu liên đài

Báo hiệu liên đài gồm các thông tin được trao đổi giữa các tổng đài, đó là các tín hiệu báo hiệu đường

và các tín hiệu báo hiệu thanh ghi

II.3 Các chức năng của báo hiệu Chức năng giám sát

Các chức năng tìm chọn

Các chức năng vận hành - quản lý mạng

Phần II : Giải quyết vấn đề

Chương I : Báo hiệu kênh riêng (báo hiệu kênh liên kết ) CAS

I.1 Tổng quan

Báo hiệu kênh riêng CAS ( Channel Associated Signalling) có hiệu suất báo

hiệu không cao do 1 cuộc gọi chiếm 2 kênh (kênh cho thoại và kênh cho báo

hiệu) Khi đó kênh báo hiệu này tồn tại trong suốt thời gian cuộc gọi dù cuộc gọi

có truyền tin hay không (thông thường các thông tin báo hiệu lại chỉ được truyền trước khi và sau khi kết thúc cuộc gọi) Dẫn đến sự lãng phí không thuận tiện nhất

là cho các cuộc gọi chiém nhiều thời gian (như các cuộc gọi truyền dữ liệu…

Vì sử dụng mã để báo hiệu nên số lượng các thông tin báo hiệu rất ít do đó hạn chế các khả năng điều khiển , thông tin báo hiệu cho các dịch vụ giá trị gia tăng qua mạng

Kênh báo hiệu được truyền kết hợp cùng tuyến với kênh cuộc gọi do vậy khả năng tìm kiếm và định tuyến kém cho các đầu cuối không cố định, đồng thời làm tăng lưu lượng mạng báo hiệu trong quá trình tìm kiếm thuê bao di động do đó hạn chế khả năng ứng ngày càng cao của các dịch vụ giá trị gia tăng

Hình 3.1 Mô hình mạng báo hiệu CAS đi cùng với

mạng thông.

I.2 Hệ thống báo hiệu R2 của CCITT

Hệ thống báo hiệu R2 là hệ thống báo hiệu kênh riêng (CAS), được thiết kế cho chức năng trao đổi thông tin báo hiệu giữa các tổng đài trong mạng viễn thông số hợp nhất hoặc mạng kết hợp số với tương tự Mỗi tín hiệu trao đổi là tổ hợp của một cặp tần số (MFC)

Hệ thống báo hiệu R2 gồm hai loại tín hiệu tạo thành, đó là:

- Tín hiệu báo hiệu đường

- Tín hiệu báo hiệu thanh ghi

a) Báo hiệu đường

Các tín hiệu trong báo hiệu đường được phân chia theo hướng đi và hướng về Hướng đi gồm các tín hiệu:

- Tín hiệu chiếm đường

- Tín hiệu giải phóng hướng đi

b) Báo hiệu thanh ghi

Khi thực hiện chuyển mạch một cuộc gọi có liên quan đến nhiều tổng đài, cần phải chuyển các thông tin về các con số giữa các tổng đài đó để kết cuối cuộc gọi được chính xác đến thuê bao mang muốn Thông tin về các con số được chuyển theo hướng đi, nhưng để điều khiển quá trình thiết lập gọi, cần phải chuyển một số các tín hiệu theo hướng ngược lại.

Các tín hiệu hướng đi gồm:

- Thông tin con số địa chỉ

- Thuộc tính thuê bao chủ gọi

- Thông tin thông báo kết thúc gửi địa chỉ bị gọi

- Thông tin về con số của thuê bao chủ gọi cho tính cước chi tiết

Các tín hiệu hướng về gồm:

- Tín hiệu thông báo tổng đài bị gọi sẵn sàng nhận các con số địa chỉ của thuê bao chủ gọi.

- Các tín hiệu điều khiển xác nhận kiểu thông tin.

- Thông tin kết thúc quá trình chọn, thông tin này để giải phóng thanh ghi và thiết lập tuyến thoại Đồng thời nó còn đưa ra các thông tin về trạng thái tổ hợp của thuê bao bị gọi.

- Thông tin tính cước.

Thông tin địa chỉ mang một lượng tin lớn và nó có các nguyên lý cơ bản để

chuyển thông tin giữa các tổng đài trong mạng như sau:

- Kiểu từng chặng (Link – By – Link)

- Kiểu thông suốt ( End – To – End)

- Kiểu hỗn hợp (Mixed)

Ta có thể mô tả các kiểu báo hiệu này bằng ví dụ giữa thuê bao chủ gọi A thiết lập cuộc gọi trung kế với thuê bao bị gọi B Mỗi thuê bao có mã vùng riêng và việc liên lạc được thực hiện theo từng cặp.

Tuỳ thuộc vào vị trí của tổng đài và sự phân cấp quản lý của mạng mà ta sẽ sử dụng kiểu báo hiệu nào cho hợp lý

Chương II : Báo hiệu kênh chung CCS

II.1 Tổng quan

Báo hiệu kênh chung (CCS: Common Channel Signalling) khắc phục được nhược điểm của phương thức báo hiệu kênh riêng về mặt hiệu suất sử dụng kênh báo hiệu Với phương thức báo hiệu kênh chung, kênh báo hiệu phân phát cho kênh tiếng nói chỉ trong từng khoảng thời gian báo hiệu Người ta

sử dụng một tuyến thông tin số liệu riêng biệt chuyên dùng cho công việc báo hiệu

Hệ thống báo hiệu kênh chung CCS có một chùm kênh báo hiệu Chùm kênh này chỉ được phân phát cho một kênh tiếng nói có nhu cầu báo hiệu trước nhất Như vậy các kênh tiếng nói cần được xếp theo thứ tự chờ kênh báo hiệu rỗi Dung lượng kênh báo hiệu phụ thuộc vào nội dung báo hiệu, tần suất sử dụng mỗi kênh tiếng nói Chính vì vậy thiết bị báo hiệu có thể được tập chung hoá, chế tạo gọn gàng hơn Nó tạo ra ưu điểm về mặt kinh tế Tuy nhiên phương thức báo hiệu này chỉ sử dụng cho các tổng đài SPC để trao đổi báo hiệu liên đài giữa các bộ vi xử lý.

II.2 Hệ thống báo hiệu số 7 của CCITT

II.2.1 Điểm báo hiệu

Điểm báo hiệu (SP-Signalling Point) là nút chuyển mạch hoặc xử lý trong mạng báo hiệu có thể thực hiện các chức năng của hệ thống báo hiệu số 7 của CCITT Tổng đài điện thoại có chức năng như là điểm báo hiệu thì phải là tổng đài loại điều khiển bằng chương trình đã lưu trữ SPC vì báo hiệu số 7 là thông tin số liệu giữa các bộ xử lý Tất cả các điểm báo hiệu trong mạng báo hiệu số 7 được nhận dạng bằng một mã duy nhất (14 bit) được gọi là mã của điểm báo hiệu

II.2.2 Kênh báo hiệu / Chùm kênh báo hiệu

Hệ thống báo hiệu kênh chung sử dụng các kênh báo hiệu (SL) để chuyển tải thông tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu Về mặt vật lý, kênh báo hiệu bao gồm kết cuối báo hiệu ở mỗi đầu của kênh và vài loại môi trường truyền dẫn (thường là khe thời gian ở đường truyền PCM) đấu nối 2 kết cuối báo hiệu

Một số các kênh báo hiệu song song đấu nối trực tiếp hai điểm báo hiệu với nhau tạo thành chùm kênh báo hiệu

II.2.3 Các phương thức báo hiệu

Các điểm báo hiệu mà thông tin báo hiệu đi qua được gọi là các điểm chuyển giao báo hiệu (STP).

II.2.4 Các loại điểm báo hiệu

Điểm báo hiệu nơi mà thông tin báo hiệu được tạo ra được gọi là điểm nguồn.

Điểm báo hiệu nơi mà thông tin báo hiệu đi đến đích gọi là điểm đích.

Điểm báo hiệu nơi mà thông tin báo hiệu thu được trên một kênh báo hiệu và sau đó chuyển giao cho các kênh khác mà không xử lý nội dung của tin báo thì được gọi là điểm chuyển giao báo hiệu (STP).

ở phương thức báo hiệu gần kết hợp, tin báo được chuyển qua một hoặc nhiều STP trên đường từ điểm nguồn tới điểm đích

II.2.5 Tuyến báo hiệu / Chùm tuyến báo hiệu

Tuyến báo hiệu là một đường đã được xác định trước để tin báo đi qua mạng báo hiệu giữa điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đích Tuyến báo hiệu bao gồm một chuỗi SP/STP và được đấu nối với nhau bằng các kênh báo hiệu Tất cả các tuyến báo hiệu mà thông tin báo hiệu có thể sử dụng để đi qua mạng báo hiệu giữa điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đích được gọi là chùm tuyến báo hiệu cho mối quan hệ báo hiệu đó.

II.2.6 Các bản tin báo hiệu

Ở báo hiệu kênh chung, thông tin báo hiệu được truyền tải theo cách khác so với các hệ thống báo hiệu truyền thống mà các tín hiệu được truyền tải ở dạng xung, các tone, các mã tone

ở hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) của CCITT, thông tin báo hiệu được truyền tải ở các khối tín hiệu, tức là các gói các con số nhị phân (0,1) bố trí như là bản ghi số liệu với các trường, trong

đó các tổ hợp bit có ý nghĩa khác nhau Thực chất SS7 của CCITT là một dạng thông tin số liệu chuyển mạch gói.

Trong SS7 của CCITT có 3 loại đơn vị tín hiệu :

Khối tín hiệu tin báo (MSU - Message Signal Unit) chứa các thông tin báo hiệu.

Khối tín hiệu trạng thái kênh (LSSU - Link State Signal Unit) được sử dụng để điều hành các kênh báo hiệu.

Khối tín hiệu làm đầy FISU được sử dụng như là làm đầy các tín hiệu và để chấp nhận.

Hình 4.5 Các đơn vị tín hiệu trong SS7 của CCITT

ở hình trên :

F = cờ hiệu CK = kiểm tra

SF = trường trạng thái SIF = trường thông tin báo hiệu SIO = octet thông tin dịch vụ

LI = phần tử chỉ thị độ dài

II.2.7 Các khuôn dạng và mã tin báo

Đơn vị tín hiệu bao gồm một số trường Một trường (ở MSU), đó là trường thông tin báo hiệu (SIF - Signalling Information Field) phải làm việc với các phần của người sử dụng, tất cả các trường khác chứa thông tin cho phần chuyển giao báo hiệu (MTP) Trường thông tin báo hiệu chứa thông tin báo hiệu ở phần của người sử dụng và nhãn hiệu.

`

  Phần III : Kết luận

Báo hiệu là 1 thực thể không thể thiếu trong các hệ thống thông tin nói

chung và mạng di động GSM nói riêng Hệ thống càng hiện đại và phức tạp thì càng phải có hệ thống báo hiệu mạnh và chính xác.Trong bài viết này chúng

em đã trình bày “Giới thiệu các phương thức báo hiệu” Qua quá trình tìm

hiểu và được sự giúp đỡ của thầy giáo trong quá trình làm bài chúng em đã hoàn thành bài báo cáo của mình Do vốn kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh được một số sai sót Chúng em mong được đóng góp ý kiến để bài viết của mình được hoàn thiện hơn Chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy giáo Ths Hoàng Trọng Minh.