HỆ THỐNG báo HIỆU số 7 và ỨNG DỤNG TRONG TỔNG đài a1000 e10

Để hòa nhập với sự phát triển chung của nền viễn thông thế giới,ngành Bưu Điện Việt Nam đã có những đầu tư thích đáng với chiến lược đi thẳng vào kỹ thuật mới hiện đại.Sự ra đời của công

-ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài: HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 VÀ ỨNG DỤNG

TRONG TỔNG ĐÀI A1000 E10

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Hữu Trung

Sinh viên thực hiện : Đặng Trần Văn

Hà Nội 5 – 2009

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH VẼ 3

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 5

LỜI NÓI ĐẦU 12

PHẦN I 13

HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 (SS7) 13

Chương I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BÁO HIỆU 13

I ĐỊNH NGHĨA VỀ BÁO HIỆU: 13

II CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU: 13

III CÁC YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG BÁO HIÊU: 15

IV PHÂN LOẠI HỆ THỐNG BÁO HIỆU: 15

IV.1 Báo hiệu kênh kết hợp CAS: 20

IV.2 Báo hiệu kênh chung CCS: 21

Chương II: HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 26

I ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7: 26

II CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7: 27

II.1 Mối quan hệ giữa SS7 và OSI: 28

II.2 Cấu trúc chức năng của phần chuyển giao bản tin MTP: 32

II.2.1 Cấu trúc chức năng của MTP mức 1 (Đường số liệu báo hiệu SDL): 32

II.2.2 Cấu trúc chức năng MTP mức 2 (Đường báo hiệu SL): 33

II.2.2.1 Khuôn dạng bản tin: 33

II.2.2.2 Chức năng phát hiện lỗi và sửa lỗi: 37

II.2.3 Cấu trúc chức năng MTP mức 3 (Mạng báo hiệu SN): 40

II.2.3.1 Chức năng xử lý bản tin báo hiệu: 41

II.2.3.2 Chức năng quản trị mạng báo hiệu: 43

II.3 Cấu trúc và chức năng phần điều khiển đấu nối báo hiệu (SCCP): 47

II.4 Ứng dụng trong điện thoại TUP: 52

II.4.1 Khuôn dạng tín hiệu trong TUP: 52

II.4.2 Các thủ tục báo hiệu: 52

II.5 Ứng dụng trong mạng số đa dịch vụ ISUP: 54

II.5.1 Các dịch vụ của ISUP: 55

II.5.1.1 Các dịch vụ mạng cơ sở (Basic Bearer Service): 55

II.5.1.2 Các dịch vụ bổ sung: 56

II.5.2 Khuôn dạng bản tin ISUP: 57

II.5.3 Mối tương quan giữa báo hiệu trong ISUP và OSI: 57

II.6 Chức năng phần quản lý khả năng phiên dịch TCAP: 58

II.7 Phần ứng dụng di động MAP: 61

PHẦN II: ỨNG DỤNG SS7 TRONG TỔNG ĐÀI ALCATEL 64

Chương III: HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI ALCATEL 1000 E10 64

I GIỚI THIỆU CHUNG: 64

I.1 Vị trí và ứng dụng của hệ thống: 64

I.2 Giao tiếp ngoại vi của hệ thống A1000 E10: 67

I.3 Các dịch vụ của tổng đài A1000 E10: 68

II CẤU TRÚC TỔNG THỂ: 72

II.2 Cấu trúc phần cứng: 79

II.3 Phòng vệ trong tổng đài A1000 E10: 83

III CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG TRẠM ĐA XỬ LÝ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ PHỤ TRỢ VÀ BÁO HIỆU SỐ 7 (SMA): 84

III.1 Cấu trúc chức năng của trạm SMA: 85

III.1.1 Cấu trúc tổng quát của trạm đa xử lý A 8300: 85

III.1.2 Cấu trúc chức năng của một trạm SMA: 86

III.2 Cấu trúc phần cứng của trạm SMA: 87

III.2.1 Các chức năng của bảng mạch in ICTSH: 88

III.2.2 Các chức năng của bảng mạch in ACHIL: 89

III.2.3 Chức năng bảng mạch in ICHOR: 90

III.2.4 Chức năng của coupler ACAJA/ACAJB: 90

III.2.5 Các chức năng bảng mạch in ACALA: 91

III.2.6 Các chức năng bảng mạch in ICID: 91

III.3 Các phần mềm chức năng trong trạm SMA: 92

III.3.1 Phần mềm MLETA: 92

III.3.2 Phần mềm chức năng MLPUPE: 92

Chương IV: QUẢN TRỊ HỆ THỐNG SS7 TRONG TỔNG ĐÀI ALCATEL 1000 E10 94

I PHÂN BỐ PHẦN MỀM SS7: 94

II MÔ HÌNH SS7 TRONG TỔNG ĐÀI A1000 E10: 95

III PHÒNG VỆ PHẦN MỀM SS7: 99

IV THỦ TỤC QUẢN TRỊ SS7: 100

V ĐIỂM BÁO HIỆU: 103

VI TUYẾN BÁO HIỆU: 104

VII CHÙM KÊNH BÁO HIỆU: 105

VIII KÊNH BÁO HIỆU: 106

KẾT LUẬN 108

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1: Thủ tục báo hiệu trong xử lý gọi 15

Hình 1.2: Phân chia hệ thống báo hiệu 20

Hình 1.3: Sơ đồ báo hiệu kênh chung 21

Hình 1.4: Tổng quan về mạng báo hiệu kênh chung 22

Hình 1.5: Mạng báo hiệu kiểu kết hợp 23

Hình 1.6: Báo hiệu kiểu cận kết hợp 23

Hình 1.7: Mạng báo hiệu với cấu trúc phân lớp 24

Hình 1.8: Mạng báo hiệu quốc tế 25

Hình 2.1: Cấu trúc của hệ thống báo hiệu số 7 27

Hình 2.2: Cấu trúc chức năng của SS7 28

Hình 2.3: Mối tương quan giữa hệ thống báo hiệu số 7 và OSI 31

Hình 2.4: MTP mức 1 32

Hình 2.5: MTP mức 2 33

Hình 2.6: Các đơn vị tín hiệu trong SS7 34

Hình 2.7: Trường FC 35

Hình 2.8: Đơn vị tín hiệu MSU 36

Hình 2.9: Đơn vị tín hiệu trạng thái đường 37

Hình 2.10: Phương pháp sửa sai cơ bản 38

Hình 2.11: Phương pháp sửa sai phòng ngừa 39

Hình 2.12: Cấu trúc chức năng MTP mức 3 40

Hình 2.13: Các trường định tuyến bản tin 41

Hình 2.14: Octet thông tin dịch vụ 43

Hình 2.15: Quá trình xử lý hư hỏng của đường báo hiệu 46

Hình 2.16: Dịch vụ không đấu nối 48

Hình 2.17: Khuôn dạng bản tin SCCP 50

Hình 2.18: Sơ đồ khối cấu trúc chức năng của SCCP 51

Hình 2.19: Thiết lập một cuộc gọi bình thường 53

Hình 2.20: ISUP trong mô hình 7 lớp 54

Hình 2.21: Pha thiết lập 55

Hình 2.22: Trường thông tin báo hiệu của ISUP 57

Hình 2.23: Kênh B và kênh D trong cấu trúc phân lớp của OSI 57

Hình 2.24: Vị trí của TCAP trong hệ thống báo hiệu số 7 59

Hình 2.25: Các bước trong dịch vụ tự động gọi lại 60

Hình 2.26: Các thực thể ứng dụng (AE) và các phần tử dịch vụ ứng dụng (ASE) trong MAP 62

Hình 2.27: Sơ đồ báo hiệu số 7 trong mạng GSM 63

Hình 3.1: Cấu trúc phân hệ trong tổng đài A1000 E10 65

Hình 3.2: Vị trí của A1000 E10 trong mạng thoại 66

Hình 3.3: Giao tiếp của tổng đài trong mạng 67

Hình 3.4: Cấu trúc chức năng (và phần mềm) của OCB 283 73

Hình 3.5: Chức năng của ETA 75

Hình 3.6: Cấu trúc phần cứng A1000 E10 (OCB 283) 80

Hình 3.7: Cấu trúc một trạm đa xử lý 85

Hình 3.9: Cấu trúc phần cứng SMA 88

Hình 3.10: Sắp đặt phần mềm trong trạm SMA với 2 phần mềm 93

Hình 4.1: Tổ chức phần mềm UTC 95

Hình 4.2: Các đường số liệu báo hiệu trong A1000 E10 96

Hình 4.3: Tương quan giữa SS7 trong A1000 E10 và ITU-T 98

Hình 4.4: Thủ tục phòng vệ phần mềm báo hiệu số 7 MLPUPE 99

Hình 4.5: Các khả năng của mạng báo hiệu 101

Hình 4.6: Vị trí của các thành phần quản trị mạng báo hiệu số 7 102

Hình 4.7: Liên kết giữa các điểm báo hiệu 103

Hình 4.8: Điểm báo hiệu 104

Hình 4.9: Luật phân bố trên chùm kênh báo hiệu của hướng 105

Hình 4.10: Luật phân bố trong chùm kênh 106

Hình 4.11: Mối tương quan giữa TSV TSM 107

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

ACM Address Complete Message Bản tin hoàn thành địa chỉ.ANC Answer Signal Charge Bản tin trả lời có tính cước.ANN Answer Signal No Charge Bản tin trả lời không tính

cước

ASE Application Service Element Phần tử dịch vụ ứng dụng.BHCA Busy Hour Call Attempt Cuộc thử giờ bận

BIB Backward Indicator Bit Bit địa chỉ hướng về

BSM Multiprocessor Station Bus Bus giữa các trạm đa xử lý.BSN Backward Sequence Number Con số thứ tự hướng về

CAMA Centralised Automatic

Message Accounting

Tính cước tập trung

CAS Channel Associated Signalling Báo hiệu kênh riêng

CC Communication Control Điều khiển thông tin

CCS Common Channel Signalling Báo hiệu kênh chung

CIC Circuit Indicator Code Mã nhận dạng kênh

CMP Main Multiplex Coupler Coupler mạch vòng chính

CMS Secondary Multiplex Coupler Coupler mạch vòng phụ.COM Matrix Switch Controller Bộ điều khiển chuyển mạch

chính

CSED Electronic Satellite

Concentrator

Bộ tập trung điện tử vệ tinh

CSND Subcriber Digital Access Unit Đơn vị truy nhập thuê bao số.CSNL Local Digital Concentrator Bộ tập trung số nội hạt

CTSV Voice Signalling Processing

Coupler

Coupler xử lý tín hiệu tiếng nói

DPC Destination Point Code Điểm đích của báo hiệu

FIB Forward Indicator Bit Bit địa chỉ hướng đi

FSN Forward Sequence Number Con số thứ tự hướng đi

GX Matrix System Handler Quản lý đấu nối

HDB3 High Density Bipolar Code Mã tam cực mật độ cao

HDLC High Level Data Link Control Điều khiển đường số liệu

mức cao

IAM Initial Address Signal Message Bản tin địa chỉ khởi đầu

ISDN Intergrated Service Digital

Network

Mạng số đa dịch vụ

ISO Internetional Standards

Organisation

Tổ chức tiêu chuẩn thế giới

LAMA Local Automatic Message

Accounting

Tính cước tại chỗ

LSC Link State Control Bộ điều khiển trạng thái

đường

LSSU Link Status Signal Unit Đơn vị báo hiệu trạng thái

kênh

LRE Incoming Matrix Link Đường mạng đi vào

LRS Outgoing Matrix Link Đường mạng đi ra

MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng cho di động.MAS Main Control Station Access

Multiplex

Mạch vòng thông tin truy nhập giữa các trạm

MCX Host Switching Matrix Ma trận chuyển mạch chính

MFC Multifrequency Compelled Đa tần cưỡng bức

MFP Multifrequency Pusle Xung đa tần

MIS Inter-Station Multiplex Mạch vòng thông tin giữa các

trạm

MLETA Auxiliary Equipment

Management

Phần mềm quản trị thiết bị phụ trợ

MLPUPE SS7 Protocol Handler ML Phần mềm quản trị giao thức

báo hiệu số 7

MQ Message Distributor Quản trị phân bố bản tin

MTP Message Transfer Part Phần chuyển giao bản tin

OMAP Operation Maintaince

Application Part

Phần ứng dụng vận hành bảo dưỡng

OPC Originating Point Code Điểm xuất phát báo hiệu.OSI Open System Interconnection Hệ thống giao tiếp mở

PCM Pusle Code Modulation Điều chế xung mã

PGS General Supervisory Station Trạm giám sát tổng thể hệ

thống

PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động công cộng.PSTN Public Switching Telephone Mạng điện thoại công cộng

NetworkPUP Main Processor Unit Đơn vị xử lý chính.

PUS Secondary Processor Unit Đơn vị xử lý phụ

RLC Release Message Bản tin giải phóng hoàn toàn.SAM Subsequence Address Message Bản tin địa chỉ tiếp theo

SAO SAM with One Bản tin địa chỉ tiếp theo với

một con số

SCP Service Control Point Điểm điều khiển dịch vụ

SIF Signalling Information File Trường thông tin báo hiệu.SIO Service Information Octet Octet thông tin dịch vụ

SLM Signalling Link Management Quản trị đường báo hiệu.SLS Signalling Link Selection Chọn lựa đường báo hiệu

SMA Auxiliary Equipment Control

Station

Trạm điều khiển thiết bị phụ trợ

SMC Main Control Station Trạm điều khiển chính

SMT Trunk Control Station Trạm điều khiển trung kế.SMX Matrix Control Station Trạm điều khiển ma trận

SPC Stored Program Control Điều khiển theo chương trình

dữ liệu

SRM Signalling Router Management Quản trị tuyến báo hiệu

SSP Service Switching Point Điểm chuyển mạch báo hiệu.SS7 Signalling System 7 Hệ thống báo hiệu số 7

STM Signalling Traffic Management Quản trị lưu lượng báo hiệu.STP Signalling Transfer Point Điểm chuyển tiếp báo hiệu

TCAP Transation Cabability

Mạng quản trị viễn thông

TUP Telephone User Part Phần ứng dụng điện thoại

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống thông tin là một bộ phận quan trọng của mỗi quốc gia.Nó làmnên nền tảng cho sự phát triển của xã hội.Ngay từ khi ra đời, mạng viễn thông

đã tỏ ra có nhiều ưu điểm phục vụ nhưng nhu cầu ngày càng cao của con người.Chính vì vậy mà nó ngày càng được cải tiến nhiều loại hình dịch vụ mới thuận tiện, chất lượng cao ra đời.Đặc biệt trong những năm 90 trở lại đây,cùng với sự phát triển của công nghệ điện tử,công nghệ thông tin, hệ thống thông tin ngày càng đựoc hoàn thiện hơn và đã có những bước nhảy vọt đưa

xã hội loài người sang một kỷ nguyêng văn minh mới

Để hòa nhập với sự phát triển chung của nền viễn thông thế giới,ngành Bưu Điện Việt Nam đã có những đầu tư thích đáng với chiến lược đi thẳng vào kỹ thuật mới hiện đại.Sự ra đời của công ty viễn thông CPC đánh dấu mộtbước phát triển mới của ngành Bưu Điện Việt Nam.Và các mạng thông tin: GMS (mạng di động),mạng điện thoại,mạng số đa dịch vụ (ISDN),Mạng thông minh (IN),mạng số liệu…Được phát triển nhanh chóng để không ngừngtăng chất lượng dịch vụ nhu cầu con người.Để các mạng có thể hoạt động và hoạt động tốt thì cần có sự phối hợp giữa các mạng,cũng như các thiết bị thông tin.Các hệ thống báo hiệu trên mạng viễn thông đảm bảo chức năng đó.Trong quá trình học tập tại khoa Điện Tử Viễn Thông của trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô và sự cố gắng của bản thân em,em đã tiếp thu được những kiến thức nhất định

PHẦN I

HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 (SS7)

Chương I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BÁO HIỆU

I ĐỊNH NGHĨA VỀ BÁO HIỆU:

Trong mạng viễn thông, báo hiệu được coi là một phương tiện để chuyểnthông tin và các lệnh từ điểm này tới điểm khác, các thông tin và các lệnh này

có liên quan đến thiết lập, duy trì và giải phóng cuộc gọi

Như vậy có thể nói, báo hiệu là một hệ thống thần kinh trung ương củamột cơ thể mạng, nó phối hợp và điểu khiển các chức năng của các bộ phậntrong mạng viễn thông

II 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 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 khaithác, duy trì sự hoạt động của mạng lưới

 Chức năng giám sát: giám sát đường thuê bao,đường trung kế, về các trạng thái:

Như vậy các tín hiệu giám sát dùng để xem xét các đặc tính sẵn có củacác thiết bị trên mạng cũng như của thuê bao.

 Chức năng tìm chọn: yêu cầu có độ tin cậy cao, tốc

độ báo hiệu nhanh, hiệu quả

- 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 cho 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 thờigian đấu nối một cuộc gọi, đó là thời gian trễ quay số PDD (PostDialling 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 hệthống 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 càngtốt 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 việckhai thác mạng một cách tối ưu nhất Các chức năng này gồm có:

- Nhận biết và trao đổi các thông tin về trạngthái 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 lỗi trong quá trìnhtruyền thông tin báo hiệu.

III CÁC YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG BÁO HIÊU:

Yêu cầu tổng quát của hệ thống báo hiệu là các tổng đài phải hiểu đượccác bản tin (các thông tin báo hiệu) giữa chúng và có tốc độ xử lý nhanh.Các yêu cầu cụ thể:

- Tốc độ báo hiệu nhanh để giảm được thời gian thiết lập cuộc gọi haythời gian trễ sau quay số

- Tránh không ảnh hưởng hay giao thoa giữa tiếng nói và báo hiệu

- Có độ tin cậy cao, rung chuông đúng thuê bao, không lạc địa chỉ

- Thời gian cung cấp các tín hiệu phải nhanh nhất

- Thời gian chuyển các con số địa chỉ giữa các tổng đài phải nhanhnhất

- Thời gian quay số nhanh nhất (tùy thuộc kỹ thuật hay máy điệnthoại)

IV PHÂN LOẠI HỆ THỐNG BÁO HIỆU:

Để rõ hơn về hệ thống báo hiệu, ta có thể xem xét sơ đồ xử lý cuộc gọi quathủ tục báo hiệu:

Hình 1.1: Thủ tục báo hiệu trong xử lý gọi.

Quá trình phân tích một cuộc gọi bao gồm các bước sau:

 Tín hiệu nhấc máy (off-hook): Một thuê bao muốn

thực hiện một cuộc gọi trước hết phải nhấc ống nghe Thủ tục cần thiết nàyphát ra tín hiệu nhấc máy còn gọi là tín hiệu truy cập đường truyền, nóthông báo với tổng đài để chuẩn bị điều khiển cuộc gọi Việc nhấc ốngnghe làm giải phóng một tiếp điểm, điều này tạo thành một mạch vònggiữa tổng đài và điện thoại Khi mạch này hình thành, một thiết bị bêntrong tổng đài được kích hoạt và một loạt các tín hiệu hướng đến các phầnthích hợp của tổng đài được khởi phát Khi ống nghe được đặt xuống ởtrạng thái rảnh rỗi, tiếp điểm bị ấn xuống, tín hiệu truy cập gửi đến tổngđài không còn nữa, mạch vòng bị cắt và cuộc gọi không còn được thực thi,nhờ vậy tiết kiệm năng lượng Năng lượng trên được dây thuê bao đượccấp bởi nguồn pin trong tổng đài, vì nó yêu cầu dòng một chiều Nguồnpin được sạc bởi nguồn điện xoay chiều thông qua bộ chỉnh lưu và lànguồn duy trì cung cấp điện cho tổng đài trong một thời gian xác định khi

Địa chỉ

Chiếm Công nhận chiếm

Nhấc máy Trả lời

Cắt đấu nối Báo hiệu đường thuê bao Báo hiệu liên đài Báo hiệu đường thuê bao

Tổng đài

bị gọi

 Sự nhận dạng thuê bao gọi: Cuộc gọi được phát

hiện tại đơn vị kết cuối đường thuê bao thực hiện gọi (SLTU: SubscribersLine Terminating Unit) trong tổng đài, đơn vị này được quy định chỉ sốthiết bị (EN: Equipment Number) Chỉ số này cần được dịch sang chỉ sốthư mục của thuê bao (DN: Directory Number) Do đó, cần phải dùng cácbảng dịch Trong tổng đài cơ, chúng được giữ trong bộ dây nối luận lý.Trong tổng đài SPC (Stored Program Control), chúng được giữ trong bộnhớ của máy tính

Hệ thống điều khiển cũng phải nhận dạng thuê bao gọi vì hai lý do: Thứnhất, thuê bao cần phải trả cước cho cuộc gọi Thứ hai, cần tiến hành thủtục kiểm tra xem thuê bao có được phép thực hiện một cuộc gọi đường dàihay không Thông tin cần thiết được lưu trữ trong các record (một phần tửcủa một tổ chức lưu trữ) mô tả chủng loại dịch vụ của thuê bao Có mộtrecord phân loại dịch vụ cho mỗi kết cuối trên tổng đài nhằm lưu trữ cácdạng thông tin về kết cuối

 Sự phân phối bộ nhớ và kết nối các thiết bị dùng chung: Một chức năng thuộc về nguyên lý bên trong tổng đài là điều

khiển Khi tổng đài nhận một tín hiệu truy cập (off-hook signal), hệ thốngđiều khiển phải phân phối thiết bị dùng chung cho cuộc gọi và cung cấpmột đường dẫn cho nó bắt đầu từ đường dây gọi Điều này hình thành nênnhóm thiết bị bị chiếm dụng lâu, thiết bị này cần thiết trong suốt cuộc gọi

và loại thiết bị sử dụng ngắn hạn chỉ cần trong giai đoạn thiết lập cuộc gọi

mà thôi Trong các tổng đài SPC, record của cuộc gọi là ví dụ cho loạithiết bị thứ nhất, nó là một vùng của bộ nhớ bị chiếm giữ trong suốt tiếntrình cuộc gọi Loại thiết bị thứ hai bao gồm bộ thu, lưu trữ các chữ số cấuthành địa chỉ của thuê bào được gọi Các chữ số này không những nhậndạng thuê bao được gọi mà còn cung cấp thông tin cần thiết để định tuyếncuộc gọi xuyên qua mạng

Trong một tổng đài cơ, các chữ số được lưu giữ trong register và trongtổng đài SPC được lưu giữ trong bộ nhớ Khi bộ nhớ đã được phân phối,một âm hiệu mời quay số (dial tone) được gửi đến thuê bao gọi để báo

rằng tổng đài sẵn sàng tiếp nhận các chữ số địa chỉ Vì tổng đài được thiết

kế với các thiết bị lưu trữ trên cơ sở dự báo lưu lượng gọi đến thay cho lưulượng tổng cộng tối đa khi các thuê bao thực hiện đồng loạt cuộc gọi, do

đó có lúc thiếu bộ nhớ Tuy nhiên, thuê bao sẽ được thông báo điều nàyqua sự kiện (tạm thời) không có âm hiệu mời quay số được gửi từ tổng đài.Trong tổng đài SPC, khả năng này được giảm thiểu bằng cách gia tăngkích thước bộ nhớ, mặc dù vậy, điều này chỉ có ích khi năng lực xử lý bắtkịp với sự gia tăng tốc độ cuộc gọi đến

 Các chữ số địa chỉ: Sau khi nhận được âm hiệu mời

quay số, thuê bao nhập vào các chữ số địa chỉ bằng các quay số Các chữ

số được gửi dưới dạng các tín hiệu đến tổng đài và được lưu trữ tại đó.Hoạt động báo hiệu là khía cạnh hết sức quan trọng trong hệ thống điệnthoại và sẽ được nghiên cứu kỹ ở phần sau

 Phân tích chữ số: Hệ thống điều khiển phải phân

tích các chữ số để xác định tuyến đi ra từ tổng đài cho cuộc gọi Nếu cuộcgọi hướng đến thuê bao thuộc tổng đài nội bộ thì chỉ có một mạch có thểđược định tuyến là đường dây thuê bao được gọi Nếu đường dây đang làmviệc với cuộc đàm thoại khác thì cuộc gọi không thể thực hiện và tín hiệubận được gửi đến thuê bao gọi Mặt khác, nếu cuộc gọi hướng đến mộtthuê bao thuộc tổng đài ở xa, nó có thể được phân phối bất kỳ một mạchnào trên tuyến thích hợp đi ra khỏi tổng đài gốc, việc phân phối bao gồm

cả tuyến dự phòng Nếu tất cả các mạch đều bận, tín hiệu báo bận cũngđược gửi đến thuê bao và cuộc gọi bị từ chối Nếu có một mạch thích hợpđang rỗi, nó sẽ bị chiếm lấy và không thể sử dụng cho bất kỳ cuộc gọi nàokhác Trong các tổng đài cơ điện, việc chiếm giữ này tác động một điềukiện về mức điện vào thiết bị kết cuối của mạch và thường được xem nhưthao tác đánh dấu (marking) Điều này cũng tương tự như các tổng đàiSPC Tuy nhiên, thông tin về mạch thường được lưu trữ trong các bảngdưới dạng phần mềm, trong trường hợp này một mã chỉ định trong vùng

dữ liệu cho trước chỉ ra trạng thái của một mạch

 Thiết lập đường dẫn chuyển mạch: Lúc này hệ

thống điều khiển biết được các danh định của mạch nhập và mạch xuất.Nhiệm vụ kế tiếp của nó là chọn đường dẫn giữa chúng thông qua cácchuyển mạch của tổng đài Bên trong các hệ thống chuyển mạch có cácgiải thuật chọn các đường dẫn chuyển mạch thích hợp Mỗi điểm chuyểnmạch trên đường dẫn đã chọn phải được kiểm tra, chiếm lấy nếu nó rỗi…Trong tổng đài cơ điện, việc này được thực hiện bằng cách kiểm tra cácđiều kiện điện, còn trong các tổng đài SPC thì bằng cách dò và chèn vàocác entry trong các bảng đã được sắp xếp Trong các tổng đài cơ điện,register (được dùng để nhận và lưu chữ các chữ số) phải thôi kết nối khiđường dẫn đã được thiết lập

 Dòng chuông và âm hiệu chuông: Một tín hiệu

phải được gửi đến đầu xa để tiến hành cuộc gọi Nếu thuê bao được gọi làcục bộ, điều này được thực hiện thông qua việc gửi dòng điện chuông đếnkích hoạt chuông trong máy điện thoại được gọi Nếu thuê bao không phảicục bộ, một tín hiệu truy cập phải được gửi đến tổng đài kế tiếp nhằm kíchhoạt nó tiến hành các thao tác riêng Các thao tác này tương tự như những

gì đã được mô tả ở phần trên, bao gồm các tín hiệu gửi lại tổng đài nguồn.Khi tất cả các kết nối đã được thiết lập cho phép cuộc gọi tiến hành trênmạng nội hạt hoặc mạng hợp nối hoặc mạng trung kế, dòng điện chuôngđược gửi đến thuê bao gọi

 Tín hiệu trả lời: Một tín hiệu trả lời nhận được từ

thuê bao đầu xa (trong trường hợp này là tín hiệu truy cập) hay từ tổng đàikhác, được nhận biết bởi hệ thống điều khiển của tổng đài cục bộ Sựtruyền phải được chấp thuận trên đường dẫn chuyển mạch đã chọn xuyênqua tổng đài Dòng điện chuông và âm hiệu chuông phải được xóa trênđường dây thuê bao đầu xa và thuê bao gọi Sau đó hai phần này được nốivới nhau và công việc tính cước cuộc gọi này đối với thuê bao gọi đượckhởi động

 Giám sát: Trong khi cuộc gọi đang được tiến hành,

công việc giám sát cũng được thực thi để tính cước và xác định tín hiệu

xóa cuộc gọi Công việc giám sát cũng thực hiện quét tất cả các dây kếtcuối trên tổng đài để phát hiện tín hiệu truy cập của cuộc gọi mới.

Trong các mạng được quản lý và bảo trì một cách có hiệu quả, hệ thốnggiám sát yêu cầu thu thập dữ liệu trên mỗi cuộc gọi Khi cuộc gọi thất bại

do thiết bị hỏng hay các mạch hay thiết bị không đủ để đáp ứng, thông tinnày được yêu cầu cho công tác bảo trì quản lý và hoạch định mạng Dữliệu cho các cuộc gọi thành công được dùng để tính cước Vì vậy, công tácquản lý giám sát có ý nghĩa quan trọng trong mạng điện thoại Trong cáctổng đài cơ điện, điều này chịu ảnh hưởng của các kết nối dây giữa cácthành phần thiết bị riêng và các điểm giám sát Trong tổng đài SPC, vìđiều kiện được thực hiện bởi các máy tính nên dữ liệu được thu thập vàlưu trữ trong phần mềm Việc xử lý sau đó được thực hiện bởi các bộ vi xử

lý hay chuyển đến các máy tính bên ngoài tổng đài

 Tín hiệu xóa kết nối: Khi nhận tín hiệu xóa kết nối

(được thoát ra bởi thuê bao gọi hay thuê bao được gọi), thiết bị tổng đàihay bộ nhớ được dùng trong kết nối phải được giải phóng và sẵn sàng sửdụng cho các cuộc gọi khác

Thông thường, báo hiệu được chia làm hai loại đó là báo hiệu đường thuêbao và báo hiệu liên tổng đài Báo hiệu đường thuê bao là báo hiệu giữa máyđầu cuối, thường là máy điện thoại với tổng đài nội hạt, còn báo hiệu liên tổngđài là báo hiệu giữa các tổng đài với nhau

Báo hiệu liên tổng đài gồm hai loại là báo hiệu kênh kết hợp (CAS:Channel Associated Signalling) hay còn gọi là báo hiệu kênh riêng và báo

hiệu kênh chung (CCS: Channel Common Signalling) (Hình 1.2)

Hình 1.2: Phân chia hệ thống báo hiệu.

IV.1 Báo hiệu kênh kết hợp CAS:

Báo hiệu kênh kết hợp là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trongkênh tiếng hoặc trong một kênh có liên hệ chặt chẽ với kênh tiếng Như vậy,đặc điểm nổi bật của CAS là đối với mỗi kênh thoại có một đường tín hiệubáo hiệu riêng đã được ấn định Các tín hiệu báo hiệu có thể được truyền theonhiều cách khác nhau:

- Trong băng (in band): tín hiệu báo hiệu có tần số nằm trong băng tầnkênh thoại (0,3 ÷ 3,4)KHz

- Ngoài băng (out band): tín hiệu báo hiệu có tần số nằm ngoài băng tầnkênh thoại (0,3 ÷ 3,4)KHz Ví dụ, hệ thống R2 của CCITT dùng tần số3825Hz

- Trong khe thời gian TS 16 của tổ chức đa khung PCM 30/32 kênh

Tuy nhiên, CAS có nhược điểm là tốc độ tương đối thấp, dung lượngthông tin bị hạn chế, chỉ đáp ứng được các mạng có dung lượng thấp và cácloại hình dịch vụ còn nghèo nàn

Từ những năm 1960, khi các tổng đài được điểu khiển bằng chương trìnhlưu trữ SPC được đưa vào sử dụng trên mạng thoại thì một phương thức báohiệu mới ra đời với nhiều đặc tính ưu việt hơn sơ với các hệ thống báo hiệutruyền thống

Trong phương thức báo hiệu mới này, các đường số liệu tốc độ cao giữacác bộ xử lý của các tổng đài SPC được sử dụng để mang mọi thông tin báo

BÁO HIỆU

BÁO HIỆU THUÊ BAO

BÁO HIỆU TRUNG KẾ

Báo hiệu kênh kết hợp CAS Báo hiệu kênh

chung CCS

hiệu Các đường số liệu này tách rời với các kênh tiếng Mỗi đường số liệunày có thể mang thông tin báo hiệu cho vài trăm đến vài nghìn kênh tiếng.Kiểu báo hiệu mới này được gọi là báo hiệu kênh chung CCS và tiêu biểu là

hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 (SS7: Signalling System 7) Nội dung củaSS7 sẽ được nêu ở chương II

IV.2 Báo hiệu kênh chung CCS:

Báo hiệu kênh chung là hệ thống báo hiệu sử dụng chung một hoặc một sốđường số liệu báo hiệu (Signalling Data Link) để truyền thông tin báo hiệuphục vụ cho nhiều đường trung kế thoại/số liệu

Hình 1.3: Sơ đồ báo hiệu kênh chung.

Các thành phần cơ bản của mạng báo hiệu kênh chung CCS

TỔNG ĐÀI B

.

.

Hình 1.4: Tổng quan về mạng báo hiệu kênh chung.

- Đường số liệu báo hiệu SDL (Signalling Data Link), còn được gọi làkênh báo hiệu: là một tuyến nối xác định được sử dụng để truyền đi nhữngthông tin báo hiệu theo một thủ tục được xác định sẵn trước giữa hai tổngđài

Link set: Một số kênh báo hiệu được nhóm lại được gọi là tập hợp các kênh

báo hiệu hoặc còn gọi là nhóm kênh báo hiệu

- Điểm báo hiêu SP (Signalling Point): mỗi tổng đài trong mạng báo hiệukênh chung được gọi là SP, mỗi điểm báo hiệu SP trong mạng báo hiệuđược đặc trưng bởi một mã điểm báo hiệu SPC (Signalling Point Code)

- Điểm chuyển tiếp báo hiệu STP (Signalling Tranfer Point): STP không

có chức năng xử lý cuộc gọi, nó chỉ thực hiện chức năng chuyển tiếp bảntin báo hiệu giữa các điểm báo hiệu Đi (SP a) và điểm báo hiệu Đích (SPb)

Tổ chức mạng báo hiệu kênh chung CCS:

Tùy theo cách tổ chức mạng báo hiệu mà ta có mạng báo hiệu kiểu kết hợp(Associated Mode) và kiểu cận kết hợp (Quasi-Associated Mode)

Nhóm kênh báo hiệu (Link set)

TỔNG ĐÀI C

SP c STP

TỔNG ĐÀI B

SP b

TỔNG ĐÀI A

SP a

Nhóm đường trung kế

 Mạng báo hiệu kiểu kết hợp:

Đó là mạng báo hiệu mà giữa hai tổng đài ngoài kênh trung kế thoại đượcđấu nối trực tiếp còn có các kênh báo hiệu được đấu nối trực tiếp Mạng báohiệu kiểu kết hợp thường được sử dụng trong trường hợp lưu lượng thoại giữahai tổng đài lớn (số các đường trung kế thoại lớn)

Hình 1.5: Mạng báo hiệu kiểu kết hợp.

 Mạng báo hiệu kiểu cận kết hợp:

Trong kiểu tổ chức mạng báo hiệu này, giữa tổng đài Đi và tổng đài Đíchchỉ có các kênh thoại, còn thông tin báo hiệu không được chuyển trực tiếp màphải qua điểm báo hiệu làm chức năng điểm chuyển tiếp báo hiệu STP

Hình 1.6: Báo hiệu kiểu cận kết hợp.

Nhóm đường trung kế

Đường báo hiệu

TỔNG ĐÀI A

SP a

TỔNG ĐÀI B

SP b

Nhóm kênh báo hiệu (Link set)

TỔNG ĐÀI C

SP c STP

TỔNG ĐÀI B

SP b

TỔNG ĐÀI A

SP a

Nhóm đường trung kế

Phân cấp mạng báo hiệu kênh chung CCS:

Về lý thuyết ta có thể tổ chức một vài kiểu cấu trúc mạng có khả năng đápứng đầy đủ các yêu cầu báo hiệu giữa các tổng đài đấu nối với nhau Chẳnghạn, một cấu trúc mà tất cả tổng đài trong mạng đều mang chức năng làmSTP Một cấu trúc khác có hình sao với một tổng đài làm chức năng STP đểchuyển thông tin báo hiệu tới các tổng đài khác chỉ có chức năng SP Trênthực 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 đổithông tin giữa các tổng đài ở các vùng lân cận như vậy hình thành một mạngbáo hiệu đường trục Do đó, chúng ta có một cấu trúc gồm 3 mức:

Mức 1: STP quốc gia.

Mức 2: STP khu vực (vùng).

Mức 3: Điểm đầu cuối báo hiệu SP.

Hình 1.7 minh họa một mạng báo hiệu với cấu trúc phân cấp.

Hình 1.7: Mạng báo hiệu với cấu trúc phân lớp.

Ngoài ra, để hòa mạng quốc gia với mạng quốc tế có thêm mức mạng báo

hiệu quốc tế, với các STP quốc tế mô tả trong hình 1.8 Trong thực tế, các

Vùng 1

Vùng 2 STP quốc gia

Điểm báo hiệu SP STP vùng

STP quốc tế có thể làm cả nhiệm vụ điểm chuyển tiếp báo hiệu quốc gia nên

Quốc gia 2

STP quốc tế

Chương II: HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7

I ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7:

SS7 được đưa ra trong những năm 79/80, hệ thống báo hiệu này được thiết

kế tối ưu cho mạng quốc gia và quốc tế sử dụng các trung kế số tốc độ64Kb/s Trong thời gian này, giải pháp phân lớp trong giao tiếp thông tin đãđược phát triển tương đối hoàn thiện, đó là hệ thống giao tiếp mở OSI (OpenSystem Interconnection) và giải pháp phân lớp trong mô hình OSI này đãđược ứng dụng báo hiệu số 7 Hệ thống báo hiệu số 7 được thiết kế khôngnhững chỉ cho điều khiển thiết lập, giám sát các cuộc gọi điện thoại mà cả cácdịch vụ phi thoại Với các ưu điểm và nhược điểm sau đây:

 Ưu điểm của SS7:

- Tốc độ báo hiệu cao: thời gian thiết lập một cuộc gọi giảm đến nhỏ hơn1s trong hầu hết các trường hợp

- Dung lượng lớn: mỗi đường báo hiệu có thể mang báo hiệu cho vài trămcuộc gọi đồng thời, nâng cao hiệu suất sử dụng kênh thông tin

- Độ tin cậy cao: bằng việc sử dụng các tuyến dự phòng, có thủ tục sửa sai

- Tính kinh tế: so với hệ thống báo hiệu truyền thống, hệ thống báo hiệu số

7 cần rất ít thiết bị báo hiệu

- Tính mềm dẻo: hệ thống gồm rất nhiều tín hiệu, do vậy có thể sử dụngtrong nhiều mục đích khác nhau, đáp ứng được sự phát triển của mạngtrong tương lai

Với các ưu điểm này, trong tương lai hệ thống báo hiệu số 7 sẽ đóng vaitrò rất quan trọng đối với các dịch vụ mới trong mạng như:

- Mạng điện thoại công cộng – PSTN(Public Switched TelephoneNetwork)

- Mạng số liên kết đa dịch vụ - ISDN(Intergrated Service DigitalNetwork)

- Mạng thông minh – IN (Intelligent Network)

- Mạng thông tin di động – PLMN (Public Land Mobile Network).

 Nhược điểm của SS7:

Cần dự phòng cao vì toàn bộ báo hiệu đi chung một kênh riêng, chỉ cầnmột 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 chúng CCSnên các thành phần cơ bản, các kiểu báo hiệu cũng giống như báo hiệu kênhchung mà ta đã trình bày ở trên

II CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7:

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 nhómngười dùng khác nhau được gọi là phần người sử dụng UP (User Part) Đó là:

 Phần người sử dụng điện thoại TUP (TelephoneUP)

 Phần sử dụng cho số liệu DUP (Data UP)

 Phần sử dụng cho điện thoại di động MTUP(Mobile Telephone UP)

Tất cả các bộ phận sử dụng đều dùng chung một đường dẫn để trao đổi cácthông tin báo hiệu, đó là phần chuyển giao bản tin MTP (Message TranferPart) Hiển nhiên, toàn bộ hoạt động của hệ thống báo hiệu đều gắn liền vớicác tổng đài Cơ sở cấu trúc đó được mô tả như sau:

Hình 2.1: 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 liênkết theo mô hình cấu trúc mở OSI thích ứng theo các lớp hay các mức chophần sử dụng khác nhau Đó chính là thế mạng 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, 3mức 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 2.2.

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

Hình 2.2: Cấu trúc chức năng của SS7.

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

MTP

Phần khách hàng (User Part) Mạng báo hiệu (Signalling Network) Đường báo hiệu (Signalling Link) Đường số liệu báo hiệu (Signalling Data Link)

Mức 4 Mức 3 (Q.704)

MTP Mức 2

(Q.703) Mức 1 (Q.702)

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

II.1 Mối quan hệ giữa SS7 và OSI:

Cấu trúc mô hình tham chiếu OSI:

Tổ chức tiêu chuẩn thế giới ISO đã đưa ra một mẫu tổng quát có giá trịtham khảo mở rộng cho các cấu hình mạng và dịch vụ viễn thông, đó là môhình đấu nối hệ thống mở OSI

OSI cung cấp một cấu trúc hấp dẫn cho thông tin máy tính theo kiểu phânlớp, gồm 7 lớp Đó là: lớp ứng dụng, lớp trình bày, lớp phiên, lớp vận chuyển,lớp mạng, lớp liên kết số liệu, lớp vật lý Nó định ra các yêu cầu kỹ thuật vàchức năng trong một thủ tục thông tin giữa người sử dụng (User)

 Lớp ứng dụng (Application Layer): Cung cấp các dịch vụ để hỗ trợ

cho thủ tục áp dụng của User và điều khiển mọi thông tin giữa các ứngdụng Ví dụ như chuyển file, xử lý bản tin, các dịch vụ quay số và côngviệc vận hành bảo dưỡng

 Lớp trình bày (Presentation Layer): Định ra cú pháp biểu thị số liệu,

biến đổi cú pháp được sử dụng trong lớp ứng dụng thành cú pháp thông tincần thiết để thông tin giữa các lớp ứng dụng, ví dụ như teletex sử dụng mãASCII

 Lớp phiên (Sesion Layer): Thiết lập đấu nối giữa các lớp trình bày

trong các hệ thống khác nhau Nó còn điều khiển đấu nối này, đồng bộ hộithoại và cắt đấu nối hiện nay còn cho phép lớp ứng dụng định ra điểmkiểm tra để bắt đầu việc phát lại nếu truyền dẫn bị gián đoạn

 Lớp vận chuyển (Transport Layer): Đảm bảo được chất lượng dịch

vụ mà lớp ứng dụng yêu cầu Lớp vận chuyển thực hiện các chức năng:nhận biết lỗi, sửa lỗi, điều khiển lưu lượng Lớp ứng dụng tối ưu hóa thôngtin số liệu bằng cách ghép và tách các luồng số liệu trước khi số liệu đếnđược mạng

 Lớp mạng (Network Layer): Cung cấp một kênh để truyền thông tin

số liệu giữa các lớp vận chuyển trong các hệ thống khác nhau Lớp này cóchức năng thiết lập, duy trì, cắt đấu nối giữa các hệ thống, xử lý địa chỉ vàđịnh tuyến qua các trung kế

 Lớp liên kết số liệu (DataLink Layer): Cung cấp một trung kế không

lỗi giữa các lớp mạng Lớp này có khả năng nhận biết lỗi, sửa lỗi, điềukhiển lưu lượng và phát lại

 Lớp vật lý (Physical Layer): Cung cấp các chức năng về cơ điện và

các thủ tục nguồn để hoạt hóa, bảo dưỡng và khóa các trung kế để truyềncác bit giữa các lớp đường số liệu Lớp vật lý còn có các chức năng biếnđổi số liệu thành các tín hiệu phù hợp với môi trường truyền dẫn

Trong mỗi lớp đều có 2 kiểu tiêu chuẩn:

 Thứ nhất là tiêu chuẩn xác định dịch vụ: định ra cácchức năng cho từng lớp và các dịch vụ do lớp này cung cấp cho Userhoặc cho lớp ngay trên nó

 Thứ hai là tiêu chuẩn về đặc tính của giao thức: định

rõ sự hòa hợp các chức năng bên trong một lớp trong hệ thống và vớilớp tương ứng trong hệ thống khác

Thủ tục thông tin trong mô hình tham chiếu OSI:

Mỗi lớp trong mô hình cung cấp các dịch vụ riêng biệt đến những lớp trên

nó Các đặc tính ưu việt của cấu trúc phân cấp như trong mô hình tham chiếuOSI là giao thức trong một lớp có thể trao đổi mà không ảnh hưởng đến cáclớp khác Thực chất thông tin giữa các lớp chức năng luôn luôn được thựchiện trên một lớp tương ứng đối với các giao thức của lớp này Chỉ có cácchức năng trên cùng một lớp mới hiểu được nhau

Trong hệ thống phát, giao thức trong từng lớp đưa thêm vài thông tin vào

số liệu nhận được từ lớp trên nó Trong hệ thống thu, giao thức của mỗi lớpđược sử dụng để giải quyết cho từng lớp tương ứng Khi số liệu đến được lớpứng dụng ở phía thu, nó chỉ gồm số liệu thật mà lớp ứng dụng của phía phát

đã gửi

Thực chất, từng lớp thông tin với lớp tương ứng trong hệ thống khác Kiểuthông tin như vậy được gọi là thông tin ngang mức do giao thức lớp điềukhiển thông tin được truyền từ lớp này đến lớp khác trong cùng hệ thống vàtừng lớp sẽ thực hiện thêm hoặc bớt các thông tin được gọi là dịch cụ nguyênthủy

Thủ tục phát

Lớp ứng dụng Lớp trình bày Lớp phiên Lớp vận chuyển Lớp mạng

Lớp liên kết

số liệu Lớp vật lý

Số liệu

Các bit

Thủ tục thu

Lớp ứng dụng Lớp trình bày Lớp phiên Lớp vận chuyển Lớp mạng

Lớp liên kết

số liệu Lớp vật lý

Mối tương quan giữa SS7 và OSI:

Hệ thống báo hiệu số 7 là một kiểu thông tin số liệu chuyển mạch gói, nóđược cấu trúc theo kiểu module rất giống với mô hình OSI, nhưng nó chỉ có 4mức 3 mức thấp nhất hợp thành phần chuyển giao bản tin MTP, mức thứ tưgồm các phần ứng dụng SS7 không hoàn toàn phù hợp với OSI Mối tươngquan giữa SS7 và OSI được mô tả trong hình vẽ sau:

Hình 2.3: Mối tương quan giữa hệ thống báo hiệu số 7 và OSI.

Sự khác nhau lớn nhất giữa SS7 và OSI trong version đầu tiên là thủ tụcthông 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 sốliệu, và giải phóng đấu nối Còn trong SS7, MTP chỉ cung cấp dịch vụ vậnchuyển không định hướng (Connecttionless) chỉ có pha chuyển số liệu, do vậyviệc 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 nhấtđịnh, năm 1984 người ta phải đưa thêm phần điểu khiển đấu nối báo hiệuSCCP SCCP đề cập đến dịch vụ vận chuyển trong cả mạng có định hướngđấu 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

OMAP TCAP

Lớp vật lý

Mạng báo hiệu Đường báo hiệu Đường số liệu báo hiệu

Lớp Mức

4

4 5 6 7

3 2 1

3

2

1

MTP

nền tảng của MTP, coi MTP như phần mang chung giữa các ứng dụng, sửdụng 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 còncác 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 trongcác ứng dụng mới OSI kết nối các lĩnh vực cách biệt là xử lý số liệu và viễnthông lại với nhau

II.2 Cấu trúc chức năng của phần chuyển giao bản tin MTP:

II.2.1 Cấu trúc chức năng của 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 2.4: MTP mức 1.

Trong đó: ST – Kết nối báo hiệu

DS – Chuyển mạch số

DCE – Thiết bị kết cuối trung kế số

Mức 1 định rõ các đặc tính vật lý, đặc tính điện và đặc tính chức năng củacác đường báo hiệu đấu nối với các thành phần của hệ thống báo hiệu số 7.Đường báo hiệu số liệu là một đường truyền dẫn gồm 2 kênh số liệu hoạtđộng đồng thời trên cả 2 hướng ngược nhau với cùng một tốc độ Kết cuốibáo hiệu tại từng đầu cuối cảu đường báo hiệu gồm tổ chức chức năng củaMTP mức 2 để phát và thu các bản tin báo hiệu Tốc độ chuẩn của một kênhtruyền dẫn số là 56Kb/s hoặc 64Kb/s, mặc dù tốc độ tối thiểu cho điều khiển

Kênh truyền dẫn số

Đường số liệu báo hiệu số

các áp dụng là 4,8Kb/s Các ứng dụng quản trị mạng có thể sử dụng tốc độthấp hơn 4,8Kb/s.

II.2.2 Cấu trúc chức năng MTP mức 2 (Đường báo hiệu SL):

Phần chuyển giao bản tin MTP mức 2 cùng MTP mức 1 cung cấp mộtđường số liệu cho chuyển giao tin cậy các bản tin báo hiệu giữa hai điểm báohiệu 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 ratrên đường truyền, khôi phục lại bằng cách truyền lại và điều khiển lưu lượng

Hình 2.5: MTP mức 2.

II.2.2.1 Khuôn dạng bản tin:

Có 3 kiểu đơn vị bản tin (ký hiệu SU), chúng được phân biệt nhau bằnggiá trị chứa trong trường chỉ thị độ dài (LI) Mỗi loại có những chức năngkhác nhau nhưng đều cấu trúc theo bản tin của kỹ thuật chuyển mạch gói Bađơn vị tín hiệu đó là:

- Đơn vị báo hiệu bản tin MSU (Message Signalling Unit)

- Đơn vị báo hiệu trạng thái kênh báo hiệu LSSU (Link Status SignallingUnit)

- Đơn vị báo hiệu lấp đầy FISU (Fill – in Signalling Unit)

Kênh truyền dẫn số

Đường số liệu báo hiệu số

Hình 2.6: Các đơn vị tín hiệu trong SS7.

Ý nghĩa của các trường:

 F (Cờ): là mẫu riêng biệt 8 bit được sử dụng để ký hiệu bắt đầu và kết

thúc một đơn vị tín hiệu Cờ không xuất hiện ở nơi nào khác trong đơn vịtín hiệu Cần lưu ý, cờ kết thúc cũng là cờ bắt đầu của một bản tin mới Do

đó, bit đầu tiên sau cờ F chính là bắt đầu của một bản tin Các bit xen giữahai cờ F là độ dài toàn bộ bản tin Người ta phải đưa ra các phương pháp

đo lường, kiểm tra để tránh cờ giả xuất hiện Cờ được đặc trưng bằng các

từ mã 01111110

 CK (Mã kiểm tra dư vòng): còn gọi là con số tổng (Checksum) CK

được truyền trong từng đơn vị tín hiệu Nếu tại điểm báo hiệu thu nhậnđược Checksum không phù hợp thì đơn vị tín hiệu đó được coi là có lỗi vàphải loại bỏ

 SIF (Trường thông tin báo hiệu): trường này chỉ có trong đơn vị bản tin

MSU SIF gồm các thông tin về định tuyến và thông tin thực tế về báohiệu của bản tin

 SIO (Octet thông tin dịch vụ): gồm chỉ thị dịch vụ và chỉ thị mạng Chỉ

thị dịch vụ được sử dụng để phối hợp bản tin báo hiệu với một User riêngbiệt của MTP tại một điểm báo hiệu có nghĩa các lớp trên mức MTP Chỉthị về mạng được sử dụng để phân biệt giữa các cuộc gọi trong mạng quốc

gia và quốc tế hoặc giữa các sơ đồ định tuyến khác nhau trong một mạngđơn.

 FC (Trường điều khiển khung): trường FC có độ dài 16 bit, bao gồm

các chức năng khác nhau với cấu trúc cơ bản như hình vẽ sau:

Hình 2.7: Trường FC.

- FIB (Bit chỉ hướng đi): FIB được sử dụng cho thủ tục sửa lỗi, nó

biểu thị đơn vị bản tin báo hiệu được truyền lần đầu hay được truyềnlại FIB gồm 1 bit

- FSN (Con số thứ tự hướng đi): FSN được dùng để kiểm tra trình

tự đúng của các đơn vị bản tin báo hiệu nhằm chống ảnh hưởng của lỗiđường truyền FSN gồm 7 bit

- BIB (Bit chỉ thị hướng về): được sử dụng cho thủ tục sửa lỗi cơ

bản Nó được dùng để yêu cầu việc truyền lại các đơn vị bản tin khi bịphát hiện là sai BIB gồm 1 bit

- BSN (Con số thứ tự hướng về): BSN được sử dụng để công nhận

các đơn vị tín hiệu mà đầu cuối của đường báo hiệu phía đối phươngnhận được BSN là con số thứ tự đơn vị tín hiệu được công nhận gồm 7bit

 SF (Trường trạng thái): mang thông tin về trạng thái kênh báo hiệu Nó

chỉ có trong LSSU để chỉ tình trạng của kênh báo hiệu SF chứa các thôngtin về trạng thái đồng bộ của các bản tin hướng đi và hướng về nhận biếtđược

FC

16

 LI (Trường chỉ thị độ dài): chỉ ra số lượng Octet có trong một đơn vị

tín hiệu tính từ sau trường LI đến trước trường CK LI được dùng để phânbiệt 3 loại đơn vị bản tin, trong đó với:

LI = 0: đơn vị báo hiệu lấp đầy FISU

LI = 1 hoặc 2: đơn vị báo hiệu trạng thái kênh báo hiệu LSSU

2 < LI < 63: đơn vị báo hiệu bản tin MSU

Sau đây ta phân tích qua các đơn vị bản tin cơ bản MSU, LSSU và FISU

a Đơn vị báo hiệu bản tin MSU:

Đơn vị tín hiệu bản tin MSU được mô tả trong hình 2.8 MSU mang thông

tin liên quan đến điều khiển cuộc gọi, quản trị mạng và bảo dưỡng trongtrường thông tin báo hiệu Ví dụ các bản tin phần điều khiển đấu nối báo hiệu(SCCP), phần sử dụng mạng số đa dịch vụ (ISUP) và phần vận hành quản lýbảo dưỡng (OMAP) được truyền trên đường báo hiệu trong trường thông tinbáo hiệu có độ dài MSU thay đổi Các phần sử dụng được cài đặt trong trườngnày là SIF trong MSU cùng với nhãn định tuyến

Hình 2.8: Đơn vị tín hiệu MSU.

b Đơn vị báo hiệu trạng thái kênh báo hiệu LSSU:

Đơn vị tín hiệu trạng thái đường LSSU được mô tả trong hình 2.9 LSSU

chứa những thông tin liên quan đến sự hoạt động của kênh báo hiệu: hoạtđộng bình thường, không bình thường, mất tín hiệu đồng chỉnh, trạng tháikhẩn…

LSSU chỉ trao đổi giữa các lớp 2 của MTP và nó chỉ được trao đổi trong

I B

hoặc không thể sử dụng cho việc truyền bản tin nữa Trường trạng thái SF códạng 8 bit nhưng chỉ sử dụng 3 bit đầu ABC còn các bit khác được thiết lậpmặc định.

Hình 2.9: Đơn vị tín hiệu trạng thái đường.

c Đơn vị báo hiệu lấp đầy FISU:

Đơn vị tín hiệu thay thế (FISU) được mô tả trong hình 2.6 Thông thường

FISU được truyền khi không truyền các đơn vị tín hiệu MSU hoặc LSSU trênmạng báo hiệu số 7, để nhận các thông báo một cách tức thời về sự cố củađường báo hiệu

II.2.2.2 Chức năng phát hiện lỗi và sửa lỗi:

Chức năng phát hiện lỗi và sửa lỗi được thực hiện bằng cách truyền các tínhiệu xác nhận đúng, sai Hệ thống sửa lỗi này sử dụng các trường điều khiển

về trạng thái các bản tin như trường kiểm tra CK, trường FC đã trình bày ởphần trên

 Chức năng phát hiện lỗi:

Mỗi bản tin hướng đi được lưu trữ trong bộ nhớ đệm để dành cho việctruyền lại và được gán cho một số thứ tự trên hướng đi Các bản tin đó đềuđược mã hóa thành các trường kiểm tra CK Ở phía thu, nó được giải mã vàphân tích phát hiện các sai hỏng, đồng thời số thứ tự của bản tin hướng đicũng được kiểm tra xem các bản tin có nhận được đúng trình tự không

Mất đồng chỉnh Bình thường Trạng thái khẩn Không hoạt động

Sự cố bộ xử lý Bận

Như vậy, việc so sánh phân tích phát hiện lỗi được dựa trên các con số thứ

tự hướng về (BSN), con số thứ tự hướng đi (FSN), bit chỉ thị hướng về (BIB)

và bit chỉ thị hướng đi (FIB) Nếu đúng phía nhận sẽ trả lời về xác nhận đúng

để phía phát tiếp tục gửi các bản tin Nếu các bản tin bị sai hoặc các bản tinnhận được không đúng trình tự đều phải được truyền lại

 Chức năng sửa lỗi (sửa sai):

Có 2 phương pháp sửa sai được sử dụng, đó là phương pháp cơ bản vàphương pháp phát lại theo chu kỳ phòng ngừa Cả hai phương pháp đều đượcthiết kế để đánh giá khả năng mất bản tin, bản tin bị phát đúp, bản tin khôngtheo thứ tự

- Phương pháp cơ bản: phương pháp này phù hợp với việc phát lại

các MSU mà điểm báo hiệu thu nhận được không đúng thứ tự Thôngthường điểm báo hiệu thu sẽ trả lời cho MSU phát một bản tin công nhận.Việc nhận được bản tin công nhận tại điểm báo hiệu phát có nghĩa là việctruyền MSU này đã hoàn thành Nếu nhận được tín hiệu không công nhận

từ điểm báo hiệu thu thì điểm báo hiệu phát sẽ phát lại MSU và toàn bộthứ tự của các MSU Các bước trong phương pháp sửa lỗi cơ bản được mô

tả như sau:

Hình 2.10: Phương pháp sửa sai cơ bản.

Thứ tự của các bước như sau:

Bước 1: Tổng đài A phát một MSU với con số thứ tự hướng đi là FSN = 4

MSU FSN = 4 FISU BSN = 4 MSU FSN = 5 MSU FSN = 6 FISU BSN = 4 MSU FSN = 5 MSU FSN = 6 FISU FSN = 6

Tổng đài A SSP

Tổng đài B SSP