Tài liệu Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7

  • Số trang: 61 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 223 |
  • Lượt tải: 0
hoanggiang80

Đã đăng 20010 tài liệu

Mô tả:

Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7
Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BÁO HIỆU 1.1. TỔNG QUAN VỀ BÁO HIỆU Chức năng chính của báo hiệu là thiết lập, giám sát và điều khiển việc truyền tin trên mạng viên thông. Với các phương pháp truyền dẫn: • Truyền dẫn gói (Virtual circuit) • Truyền dẫn kênh (Circuit) Truyền dẫn kênh: Kênh dành riêng cho cuộc gọi do đó không chúa thông tin điều khiển cuộc gọi, do vậy các thông tin điều khiển thường độc lập với các thông tin cuộc gọi được gọi là báo hiệu sẽ phải truyển một cách riêng biệt nhằm để thiết lập, duy trì, hủy bỏ kênh truyền tin. Truyền dẫn gói: Thông tin cuộc gọi được “đóng gói “ bao giờ cũng gồm 2 phần gắn kết với nhau : Header Data o Phần Data : giữ thông tin cuộc gọi. o Phần Header: chứa thông tin điều khiển cuộc gọi. Do vậy không cần phải có thêm thông tin báo hiệu. Tuân thủ mô hình mạng truyền dữ liệu được chuẩn hóa theo mô hình OSI. Các phương pháp báo hiệu được phân biệt theo các tiêu chí khác nhau như: • Loại tín hiệu báo hiệu o Báo hiệu Analog (như DC, 1VF, 2VF, MF). o Báo hiệu Digital (như CAS, DSS1, No 7). • Thông tin báo hiệu: o Báo hiệu trên đường thuê bao (user-net) o Báo hiệu trên đường trung kế (net-net). o Báo hiệu qua mạng (user-user) • Chế độ báo hiệu o Báo hiệu lựa chọn o Báo hiệu đường. Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 1 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 • Chiều báo hiệu o Báo hiệu hướng thuận (call – called) o Báo hiệu hướng ngược(called – call) • Phương thức báo hiệu o Báo hiệu kênh kết hợp (CAS) o Báo hiệu kênh chung (CCS) Hình 1.1 Báo hiệu trong tổng đài DTMF dual tone multi frequency signaling. PLMN public land mobile network 1.2. BÁO HIỆU TRÊN CÁC ĐƯỜNG TRNG KẾ (CAS và CCS) 1.2.1. Báo hiệu kênh kết hợp CAS. Là phương thức báo hiệu mà mỗi kênh cuộc gọi lại tồn tại một kênh báo hiệu dành riêng cho kênh cuộc gọi đó. Các thông tin báo hiệu chứa các Code điều khiển cuộc gọi, các Code được truyền trong kênh dành riêng cho báo hiệu trên cùng một tuyến kết hợp với tuyến của kênh cuộc gọi. Các loại hệ thống báo hiệu kênh kết hơp đã được sử dụng là: • Hệ thống báo hiệu xung thâm nhập, hay đơn tần 1VC. • Hệ thống báo hiệu hai tần số 2 VC, hay chính là hệ thống (CCITT số 4). • Hệ thống báo hiệu xung đa tần MFP (hay chính là hệ thống CCITT số 5, R1). • Hệ thống báo hiệu đa tần (CCITT, R2). Các vấn đề gặp phải đối với CAS: Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 2 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 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 1.2 Mô hình mạng báo hiệu CAS đi cùng với mạng viễn thông Yêu cầu được đặt ra là cần phải có một mạng báo hiệu mới đáp ứng được mọi dịch vụ mới của công nghệ mạng truyền thông (Cả về dịch vụ thoại và dữ liệu) ở thời điểm hiện tại và trong tương lai, các đòi hỏi ngày một lớn hơn về nhiều mặt của khách hàng như đảm bảo chất lượng dịch vụ, tính bảo mật, lưu lượng lớn và khả năng đáp ứng nhanh… Một ví dụ cụ thể là vào năm 1960 những tổng đài được điều khiển theo chương trình được lưu chữ sẵn (Store Program Control - SPS) với viêc truyền số liệu tốc độ cao giữa các bộ vi xử lý, báo hiệu ở đây được truyền trên cả hai hướng trên một kênh số liệu.. Tất cả những điều này dẫn đến sự ra đời của mạng báo hiệu mới là mạng báo hiệu kênh chung CCS đáp ứng được hầu hết các dịch vụ giá trị ra tăng và những đòi hởi mới của mạng viễn thống số hiện đại. Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 3 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 1.2.2 Báo hiệu kênh chung CCS Báo hiệu kênh chung là báo hiệu mà kênh báo hiệu không dành riêng cho kênh cuộc gọi nào. Đây là phương thức báo hiệu theo bản tin sao cho mỗi một bản tin được dùng trong báo hiệu cho một cuộc gọi. Bản tin có khuôn dạng chung cho cho mọi cuộc gọi. trong đó bản tin có thể được truyền trên kênh dành riêng cho báo hiệu cùng tuyến với cuộc gọi hoặc có thể truyền trên 1 hoặc nhiều kênh chung trên các tuyến khác tuyến cuộc gọi. Do đó nó lập thành một mạng báo hiệu độc lập với mạng truyền tin, song song và đè lên mạng truyền tin đó. Hiện nay có hai loại tín hiệu chuẩn khác nhau cho báo hiệu kênh chung khả dụng: Hệ thống thứ nhất là hệ thống báo hiệu kênh chung số 6 của CCITT, nó ra đời vào đầu năm1968 được sử dụng dành cho đường dây analog và cho lưu lượng thoại quốc tế. Các đường làm việc với tốc độ thấp 2,4kb/s với độ dài bản tin bị hạn chế và không có cấu trúc phân mức mà có cấu trúc đơn. Vì những hạn chế trên mà hệ thống này không đáp ứng được sự phát triển của mạng. Hệ thống thứ 2 là hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) 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…. Nhưng ưu điểm đáng kể được kể ra như sau: • Tốc độ nhanh: trong phần lớn các trường hợp thời gian thiết lập cuộc nối dưới 1s. Là do thông tin báo hiệu được truyền trực tiếp giữa các bộ vi xử lý, tín hiệu được điều chế dưới dạng số và theo tốc độ chuẩn 64kb/s của 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 sử 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. Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 4 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 1.3. CÁC PHẦN TỬ CẤU THÀNH MẠNG BÁO HIỆU SỐ 7 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. Như trong hình 1.2, các node cấu thành lên 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 1.3 dưới đây: ST Điểm chuyển tiếp báo hiệu (chỉ chuyển tiếp, không có chức năng xử lý) SP Điểm báo hiệu (điểm đầu cuối báo hiệu) ST Điểm chuyển tiếp báo hiệu (vừa có chức năng đầu cuối vùa có chức năng của thiết bị chuyển tiếp ) Hình 1.3 : Các loại trạm báo hiệu CCS 1.3.1. Điểm báo hiệu (signalling point) 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. 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 phong 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) Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 5 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 Là những tổng đài thực hiện việc chuyển mạch gói để định tuyến lưu lựong mạng giữa các 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 trức tiếp phải cần giữa các SP. STP cũng được sử dụng để lọc tách các bản tin báo hiệu giữa các mạng khác nhau. Hinh1.4 Cấu trúc mang 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 cân thiết cho khả năng xử ly 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 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. 1.3.2. 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. Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 6 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 • 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. Đường liên kết báo hiệu SP SP Đường thoại Hình 1.5 Phương pháp báo hiệu kiểu kết hợp • Kiểu bán kết hợp (Quassi – Associated Mode) Các đường liên kết báo hiệu không kết nối trức 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. ST Đường liên kết báo hiệu SP Đường thoại SP Hình 1.6 phương pháp báo hiệu kiểu bán kết hợp Sự phân cấp của mạng báo hiệu : Để đáp ứng được yêu cầu phát triển của mạng viễn thông, và đảm bảo chất lượng báo hiệu cho mỗi cuộc gọi thì mạng báo hiệu SS7 được phân cấp. Các tổng đài số hiện đại đáp ứng cả chức năng của điểm báo hiệu và điểm chuyển tiếp báo hiệu. Khi xây dựng mạng viễn thông việc quyết định số mức điểm truyền báo hiệu STP trong mạng là rất quan trọng. Nếu chỉ giới hạn về mặt chất lượng của mạng thì việc xây dựng mạng có một mức STP được xem là thích hợp hơn cả. Tuy nhiên để đảm bảo độ tin cậy gần như tuyệt đối thì cần chọn lựa giải pháp có từ 2 mức trở lên. Các hướng dẫn sau được đề xuất bởi tổ chức ITU – T. Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 7 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 Phân cấp mạng báo hiệu có một mức STP : + Mỗi SP ở cùng một thời điểm phải kết nối với ít nhất là hai STP. + Các STP phải kết nối với tất cả với các STP lại. Hình 1.7 Cấu trúc mạng báo hiệu số 7 với STP Phân cấp mạng báo hiệu có hai mức STP : + Mỗi SP tại một thời điểm phải kết nối với ít nhất là hai STP ở mức thấp. + Mỗi STP ở mức thấp phải kết nối ít nhất là 2 STP mức cao. + Các STP mức cao phải kết nối đầy đủ với nhau. Hình 1.8 Cấu trúc mạng báo hiệu số 7 với hai cấp Trong thiết kế phân cấp các STP (2 mức) thì thông thường mức thấp để dành cho lưu lượng trong vùng địa lý của mạng, mức cao hơn sẽ điều khiển lưu thông giữa các vùng. Trong một quốc gia thì có hai mức ứng với hai mức STP là mức quốc gia và mức vùng. Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 8 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 1.4. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG MẠNG SS7 Cũng giống như mô hình OSI, kiến trúc mạng của SS7 cũng được phân lớp. Tuy nhiên, trong khi mô hình của OSI gồm có 7 lớp thì ở mô hình SS7 chỉ được phân chia thành 4 tầng, và mỗi tầng đảm nhận những chức năng riêng biệt. Ba lớp thấp nhất tạo thành các phân lớp MTP1, MTP2, và MTP3 chuyển giao bản tin cho phần điều khiển (phần User) của nó. Hình 1.9 Kiến trúc giao thức SS7 và mô hình OSI 1.4.1. MTP-1lớp liên kết dữ liệu báo hiệu. MTP-1 tương đương với lớp vật lý ( lớp 1) trong mô hình OSI. Lớp MTP-1 chịu trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu vào trong dòng bít để truyền đi trên mạng. lớp này chịu trách nhiệm về đặc tính điện, đặc tính vật lý và chức năng của đường báo hiệu. Các kênh số liệu báo hiệu có thể là số hoặc analog như là DS1 (1.544 Mbps), E1(2.048 Mbps), DS0 (64kbps) và DSoA (56kbps). Kênh số được thiết lập bởi các kênh truyền dẫn số và các bộ chuyển mạch số. kênh analog được thiết lập bởi những kênh truyền dẫn analog có tần số thoại (4 KHz) và các MODEM thoại. 1.4.2. MTP-2 lớp liên kết báo hiệu Xác định chức năng và thủ tục để bảo đảm các bản tin có thể được truyền qua các đường liên kết báo hiệu. MTP-2 cung cấp các chức năng phát hiện, sửa lỗi, khi phát hiện lỗi trên đường truyền thì thực hiện việc truyền lại và phân phát tuần tự các gói tin trên mạng. Cũng như mô hình OSI, lơp này chỉ liên quan đến việc truyền dẫn các bản tin từ các trạm này đén trạm tiếp theo trong mạng mà không liên quan đến việc định tuyến các gói tin trên mạng. Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 9 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 1.4.3. MTP-3 lớp mạng Lớp 3 cung cấp các chức năng xử lý bản tin và quản trị mạng. Chức năng xử lý bản tin là những chức năng định tuyến, phân loại, điều khiển lưu lựong và phân phối bản tin. Chức năng quản trị mạng gồm các chức năng quản trị kênh, quản trị lưu lượng, và định tuyến. 1.4.4. Lớp 4 – lớp người dùng Lớp 4 được chia thành các mức con khác nhau, với các giao thức khác nhau. Bao gồm chính ở đây là phần người dùng (ISUP, TUP), phần ứng dụng (TCAP, SCCP, OMAP). Hình 1.10 Các lớp của báo hiệu SS7 1.4.4.1. Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP ( Signalling Connection Control Part) Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP cung cấp các chức năng bổ xung cho MTP để cung cấp các chức năng chuyển giao giữa các thành phần như TCAP, OAMP, ASE, ISUP. MTP chỉ sử dụng định mã điểm để xác định đích đến của bản tin. Tuy nhiên với SCCP sử dụng nhiều hơn các phương pháp lý thuyết địa chỉ để bảo đảm dữ liệu có thể tìm đến những đích của nó. SCCP cung cấp các khả năng định tuyến end to end và point to point, trong khi MTP chỉ có khả năng định tuyến point to point, SCCP còn cung cấp các chức năng phiên dịch địa chỉ để định tuyến chính xác các bản tin truyền trên mạng tới đích đến. SCCP sử dụng cà 2 phương thức truyền dẫn có kết nối và phương pháp truyền dẫn không kết nối. SCCP kết hợp với MTP gọi là phần dịch vụ mạng NSP (Network Service Part) tương đương với ba tầng thấp nhất trong mô hình OSI. 1.4.4.2. Phần ứng dụng khả năng giao dịch TCAP (Transaction Capabilities Application Part) Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 10 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 TCAP cung cấp một hệ thống chung và tổng quát cho việc truyền thông tin giữa hai nút. Nó đảm bảo nhiều loại ứng dụng khác nhau và hữu ích ở các tổng đài và các trung tâm đặc biệt trong các mạng viễn thông.TCAP thuộc lớp tương đương như là trong lớp 7 của mô hình OSI. Nó phục vụ các đối tượng sử dụng TC (dịch vụ di động, gọi điện bằng thẻ) và sử dụng phần dịch vụ mạng NSP để truyền các bản tin. Tổng quat TCAP được sử dụng để truy cập cơ sở dữ liệu, hỗ trợ các chức năng được yêu cầu kết nối mở rộng bên ngoài. 1.4.4.3. Phần sử dụng dịch vụ tích hợp ISUP (Integrated Service User Part) Là một giao thức cho điều khiển cuộc gọi và các thủ tục bảo dưỡng trung kế trong cả hai mạng, mạng thoại và mạng ISDN. ISUP xác định giao thức sử dụng để thiết lập, quản lý, và giải phóng các đường trung kế, những trung kế mang cả thoại và dữ liệu giữa các tổng đài số. ISUP cung cấp các chức năng cho cả phần người dùng điện thoại TUP (Telephone User Part) và người dùng số liệu DUP (Data User Part). 1.4.4.4. Phần người dùng điện thoại TUP (Telephone User Part) Phần người dùng điện thoại được sử dụng để thiết lập, duy trì và giải phóng cuộc gọi. Có rất nhiều phần người dùng điện thoại, hoặc đã tồn tại hoặc đang được phát triển. TUP điều khiển cuộc gọi trong tổng đài điện thoại bằng cách trao đổi báo hiệu với các tổng đài khác. Tuy nhiên do TUP có nhiều hạn chế mà ngày nay giao thức không còn được sử dụng nữa mà thay bằng ISUP. 1.4.4.5. Phần vận hành, quản lý và bảo dưỡng OMAP OMAP xác định các bản tin và giao thức cái mà hỗ trợ việc quản lý mạng SS7. Các dịch vụ của OMAP có thể được sử dụng để kiểm tra, xác nhận cơ sở dữ liệu được định tuyến trên mạng và để chuẩn đoán các vấn đề xay ra trên các đường liên kết. Thực hiện các chức năng có liên quan đến vấn đề quản lý mạng, liên quan đến vận hành mạng và bảo dưỡng mạng báo hiệu. OMAP tưong ứng với lớp ứng dụng trong mô hình OSI. Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 11 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 CHƯƠNG 2 PHẦN CHUYỂN GIAO BẢN TIN MTP Phần chuyển giao bản tin MTP được sử dụng để truyền thông tin báo hiệu giữa những đối tượng sử dụng cùng loại trên mạng. Nói cách khác, MTP cung cấp một hệ thống truyền thông tin tin cậy và có nhiệm vụ : xử lý lỗi, cấu hình lại mạng khi có liên kết lỗi, nhận biết bản tin, phân bố và định tuyến. 2.1. MTP-1 LIÊN KẾT DỮ LIỆU BÁO HIỆU 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 thuật 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 đâu thực hiện việc truyền báo hiệu trên các đường dây analog với băng thông 4khz (300khz->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 điều chế khóa dịch chuyển tần sô (FSK) cho báo hiệu, B = 300khz->3,4khz làm cho tốc độ báo hiệu 1,2kbps/2,4kbps cho một kênh cuộc gọi. Trên các đường trung kế 32 kênh có tốc độ kênh báo hiệu 2Mbps, và sử dụng phương pháp điều chế biên độ chực giao QAM. Ngày nay việc truyền báo hiệu được truyền trên các đường trung kế số, hoặc là trên các đường truyền sử dụng sóng vi ba. Với đường truyền sử dụng sóng vi ba sử dụng phương pháp điều chế M-QAM và tốc độ báo hiệu đạt được là 2Mbps. Với đường truyền số sử dụng Fram Relay hoặc sử dụng các kênh ATM để truyền báo hiệu và sử dụng mã 2B1Q để mã hóa. 2.2. MTP-2 LỚP LIÊN KẾT BÁO HIỆU Ở lớp này chứa các chức năng liên kết báo hiệu, điều khiển luông lớp 2 và chỉ thị độ ưu tiên ở mức 3 các chức năng chính của báo hiệu gồm , chức năng về giới han, phát hiện lỗi và đồng bộ. Mức 2 cũng chứa các chức năng điều khiển cho việc truyền, nhận và điều khiển Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 12 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 trạng thái liên kết. Mức liên kết báo hiệu tương đương lớp liên kết báo hiệu (lớp 2) trong mô hình OSI. Mục đích đảm bảo việc truyền dẫn dữ liệu một cách tin cậy và không có lỗi. Hinh 2.1 Kiến trúc của MTP 2.2.1 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 deo, 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 tư 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). Hinh 2.8 Dạng của các đơn vi báo hiệu Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 13 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 2.2.1.1 Đơn vị bản tin báo hiệu (MSU) Đơn vị bản tin báo hiệu (MSU) là phần chứa các giáo 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 quan mạng. Hình 2.2 Cấu trúc của bản tin MSU Trường cờ (Flag) 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. 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 bỗ sung được thêm vào trong bản tin MSU. Ở phía nhận MTP dựa vào những bít kiểm tra này để xác định xem Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 14 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 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 dự liệu đã bị lỗi và không được nhận. Vì sử dụng trường 16bit nên đa thức sinh (theo chuẩn CRC - ITU) là : F(x) = X16 + X12 + X5 +1 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 cach mã hóa bản tin được định nghĩa một cách độc lập với từng User. Hình 2.3 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. Trường SIO ( Service Information Octet) Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 15 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 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. 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 : Hình 2.4 Khuôn dạng của BSN, BIB, FSN và FIB 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. 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. 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 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. Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 16 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 Hinh 2.5 Ví dụ về một bản tin nhận chuẩn của MSU Hình 2.6 Ví dụ cho việc yêu cầu truyền lại bản tin khi mất khung MSU 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 : o LI = 0 : Bản tin FISU o LI = 2 : Bản tin LSSU o LI > 2 : Bản tin MSU LI cũng biểu thị độ dài của trường SIF và SIO trong MSU, nếu SIF và SIO dài hơn 64 bytes thì LI sẽ luôn có giá trị mặc định bằng 63. Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 17 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 Hình 2.7 Khuôn dạng của trường chỉ thị độ dài 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. 2.2.1.2 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 sủ 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 2.9 Khuôn dạng của một LSSU Chỉ ba bít đầu tiên của miền trạng thái được sử dụng, còn lại là các bit Spare.  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: CBA Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN Ý nghĩa 000 Mất đồng chỉnh 001 Bình thường 010 Trạng thái khẩn http://www.ebook.edu.vn 18 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 011 Không hoạt động 100 Sự cố bộ xử lý 101 Bận 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  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. Hinh 2.10 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). 2.2.1.3. 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 Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 19 Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7 nhât 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. 2.3. CÁU TRÚC MTP-2 Hình 2.11 Cấu trúc MTP-2 Các phần chính của MTP2 được chỉ ra trong hình trên. LC (Link control) sẽ điều khiển các chức năng của đơn vị bản tin MTP2. Đầu tiên, nó tương đương phần truyền của bản tin. LC cũng quản lý sự hoạt động của các đường liên kết. Nó truyền cùng với chính MTP3, chấp nhận yêu cầu trạng thái đường liên kết (C), và thông báo lại thông tin trạng thái liên kết cùng với sự chỉ dẫn (I). Cuối cùng, LC truyền cùng với LC tại điểm cuối của đường liên kết, sử dụng đơn vị báo hiệu trạng thái liên kết. 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. Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN http://www.ebook.edu.vn 20
- Xem thêm -