LUẬN VĂN:

Nghiên cứu hệ thống Báo hiệu số 7 và ứng
dụng tại Bưu điện tỉnh Tuyên Quang : lời nói đầu
Viễn thông là một trong những ngành kinh tế quan trọng trong nền kinh tế của


Chương I: giới thiệu chung về báo hiệu
1.1 Tổng quan về báo hiệu
Trong mạng điện thoại có rất nhiều hệ thống báo hiệu như Decacdic, CCITT
Trong mạng Viễn Thông báo hiệu được coi là một phương tiện để truyền thông
tin và các lệnh từ điểm này đến điểm khác để thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc
gọi.
Thông thường báo hiệu trong mạng Viễn Thông được chia làm 2 loại:
- Báo hiệu mạch vòng thuê bao ( Subcriber Loop Signalling) là tín hiệu báo hiệu
giữa các thuê bao và tổng đài nội hạt.
- Báo hiệu liên tổng đài ( Inter- Exchange Signalling ) là báo hiệu giữa các tổng
đài trong mạng với nhau.
Báo hiệu liên tổng đài chia làm 2 nhóm:
+ Báo hiệu kênh liên kết CAS ( Channel Associated Signalling): là hệ
thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong kênh tiếng hoặc một kênh có liên quan
chặt chẽ với kênh tiếng.
+ Báo hiệu kênh chung CCS ( Channel Common Signalling ): là hệ thống
báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong một kênh tách biệt với kênh tiếng…
Báo
Hi
ệu

dây .
Các tín hiệu thanh ghi được sử dụng trong pha thiết lập cuộc gọi để chuyển các
thông tin địa chỉ và thuộc tính của thuê bao. Còn các tín hiệu đường dây được sử dụng
trong toàn bộ cuộc gọi từ khi thiết lập, đàm thoại và khi kết thúc cuộc gọi. Các tín hiệu
đường dây có chức năng giám sát đường dây.
1.2.3. Báo hiệu kênh liên kết ( CAS )
Báo hiệu kênh liên kết là hệ thống báo hiệu trong đó các tín hiệu được
truyền trên một đường báo hiệu riêng biệt. Có nghĩa hệ thống báo hiệu này mỗi kênh
tiếng có một đường báo hiệu riêng đã được ấn định, các tín hiệu được truyền theo
nhiều cách khác nhau: trong băng, ngoài băng, hoặc trong khe thời gian 16 tổ chức đa
khung của hệ thống PCM.
Có nhiều hệ thống báo hiệu liên kết khác nhau:
- Hệ thống báo hiệu xung thập phân, còn gọi là đơn tần ( 1 VF )
- Hệ thống báo hiệu 2 tần số ( 2 VF ), như hệ thống báo hiệu số 4 của CCITT.
- Hệ thống báo hiệu xung đa tần ( MFP ), như hệ thống báo hiệu số 5 và hệ thống
báo hiệu mã R1 của CCITT.
- Hệ thống báo hiệu đa tần bị khống chế ( MFC ), như hệ thống báo hiệu số2 của
CCITT.
Trong hệ thống báo hiệu này, thông thường các tín hiệu được truyền dưới
dạng xung hoặc tần số hoặc tổ hợp của các tần số. Hiện nay hệ thống báo hiệu CAS
được ứng dụng rộng rãi nhất hiện nay là hệ thống báo hiệu đa tần mã R2 của CCITT.
Các hệ thống báo hiệu CAS có hạn chế : trao đổi thông tin chậm, dung lượng thông tin
giới hạn.
1.2.4. Báo hiệu kênh chung ( CCS )
Phương pháp này sử dụng các kênh tách biệt dành riêng để báo hiệu giữa 2 nút
trong tổng đài, nó phù hợp với các tổng đài SPC điều khiển bằng vi xử lý hiện nay.
Trong đó các báo hiệu kênh chung , báo hiệu được tách riêng ra khỏi mạng thoại.

* Hệ thống báo hiệu kênh chung CCITTN
0
7 đã được CCITT giới thiệu năm
1980. Hệ thống này được thiết kế tối ưu cho mạng Quốc Gia và mạng Quốc Tế sử
dụng các trung kế số. Tốc độ kênh truyền báo hiệu cao 64Kbps. Trong thời gian này
giải pháp phân lớp trong giao tiếp thông tin đã được phát triển tương đối hoàn chỉnh,
đó là hệ thống giao tiếp mở OSI, và giải pháp phân lớp trong mô hình OSI này đã
được ứng dụng trong hệ thống báo hiệu kênh chung số7. Hệ thống báo hiệu kênh
chung số 7 cũng có thể sử dụng trên các đường Analog .
Các ưu điểm của báo hiệu kênh chung số 7 :
- Độ tin cậy cao, báo hiệu được giám sát bởi một số các chức năng giám sát
- Tiết kiệm số lượng trang thiết bị, không cần thiết là mỗi mạch thoại phải có một
trang thiết bị riêng.
- Dung lượng cao, khối lượng thông tin truyền tải lớn .
- Thời gian thiết lập nhỏ, mỗi kênh báo hiệu có thể điều khiển nhiều cuộc gọi,
thời gian chiếm giữ ngắn khi bận hay tắc nghẽn , các âm được gửi tới tổng đài
gốc.
- Rất mềm dẻo: Hệ thống gồm rất nhiều tín hiệu do vậy có thể sử dụng cho nhiều
mục đích khác nhau. Đáp ứng được sự phát triển của mạng trong tương lai.
Vì những đặc điểm trên hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 không những chỉ
được ứng dụng trong mạng điện thoại ( PSTN ) mà còn được sử dụng trong các
dịch vụ mới của Viễn Thông.
1.3. Khái quát về hệ thống báo hiệu trong mạng viễn thông
1.3.1. Các khái niệm
Mạng viễn thông gồm một số các nút chuyển mạch và các nút vi xử lý được đấu
nối với nhau bằng một mạch truyền dẫn. Hệ thống báo hiệu số 7 nằm trong mạng viễn
thông và điều khiển mạng. Các nút chuyển mạch nói trên chính là các điểm báo hiệu

tổng đài E. Điều này có nghĩa là tổng đài A có quan hệ báo hiệu với tổng đài C, nhưng
không có quan hệ với tổng đài E.
1.3.2.3. Kênh báo hiệu và chùm báo hiệu
Hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 sử dụng kênh báo hiệu để chuyển các
bản tin tín hiệu giữa hai điểm báo hiệu. Kênh báo hiệu là một đường truyền số liệu trên
một phương tiện truyền dẫn.

BD

A
C
E
Về vật lý kênh báo hiệu gồm kết cuối báo hiệu ở mỗi đầu của kênh và vài loại
môi trường truyền dẫn đấu nối 2 kết cuối báo hiệu.
Một số các kênh báo hiệu song song đấu nối trực tiếp 2 điểm báo hiệu với nhau
tạo thành chùm kênh báo hiệu LS (Link Set ). Mỗi chùm kênh báo hiệu gồm 1 đến 16
kênh báo hiệu.
Mỗi kênh báo hiệu trong mạng báo hiệu có khả năng xử lý 4096 kênh thoại. Vì
lý do an toàn của hệ thống, để đề phòng sự cố của đường báo hiệu người ta sử dụng 2
đường báo hiệu mắc song song hoặc nhiều hơn và các đường dây này cũng được xem
là một chùm báo hiệu.
1.3.2.4. Các phương thức báo hiệu ( Signalling Mode ).
Hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 khi 2 điểm báo hiệu có khả năng trao đổi
bản tin báo hiệu với nhau thông qua mạng báo hiệu thì có thể nói giữa chúng tồn tại 1


STPSTP Chùm kênh báo hiệu
Liên báo hiệu
Hình 1.4. Phương thức báo hiệu bán kết hợp.
1.3.2.5. Tuyến báo hiệu và chùm tuyến báo hiệu.
- Tuyến báo hiệu SR ( Signalling Route )
Là một tuyến đường đã xác định trước để các bản tin đi qua mạng báo hiệu giữa
điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đích.
Tuyến báo hiệu bao gồm một chuỗi SP / STP đấu nối với nhau bằng các kênh hoặc
các chùm kênh báo hiệu.
- Chùm tuyến báo hiệu RS (Route Set )
Tất cả các tuyến báo hiệu mà thông tin báo hiệu có thể sử dụng đi qua mạng báo
hiệu giữa báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đích được gọi chùm tuyến báo hiệu
1.4. Các loại bản tin báo hiệu ( Signalling Message )
Trong hệ thống báo hiệu số 7, thông tin báo hiệu được chuyển tải theo nhiều
cách khác nhau so với hệ thống báo hiệu truyền thống .
Thông tin tín hiệu được chuyển trong gói số liệu đơn vị báo hiệu (Signal Units),
các trường là các bít mang ý nghĩa khác nhau.
Có 3 kiểu đơn vị báo hiệu chính:
* MSU ( Message Signal Units ):
đơn vị báo hiệu chứa các thông tin báo hiệu

8 16 2 6 1 7 1 7 8 được phát
- Bít cờ F (Flag): được dùng với mục đích phân định giữa các bản tin, tại thời
điểm bắt đầu và kết thúc của bản tin báo hiệu được chỉ thị bởi mô hình 8 bít duy nhất
hay gọi là cờ ( 01111110 ). Để đảm bảo các bản tin không có sự trùng lặp giữa cờ và
các tổ hợp bít thông tin thì bít chèn được sử dụng bít “ 0 ” sẽ được chèn vào tổ hợp 5
bít “ 1 ” liên tiếp ở bên phát và bít chèn này sẽ được tách ra ở đầu nhận. Việc xuất hiện
cờ giữa các bản tin ngoài mục đích trên còn mục đích đồng bộ bản tin tín hiệu.
- Các bít kiểm tra : Các đơn vị tín hiệu thường dùng 16 bít kiểm tra dành cho
sửa lỗi.
- Trường thông tin báo hiệu SIF ( Service Information Field ): Gồm các thứ tự
nguyên của Octet bằng 2 hoặc đến 272 sẽ cho phép từng bản tin MSU đáp ứng được
các khối thông tin địa chỉ với độ dài đạt tới 268 octet qua nhãn định tuyến.
- Octec thông tin dịch vụ SIO (Service Information Octect )
SIO được phân ra thành tín hiệu địa chỉ dịch vụ SI (Service Indicator) và trường
dịch vụ con SF ( Subservice Field )
SI được sử dụng để kết hợp thông tin báo hiệu với đối tượng sử dụng riêng biệt
và chỉ nằm trong các MSU

F
B
F CK SF LI
I FSN I BSN FF B
F CK LI B
FSN I BSN F

khiển cuộc gọi, điều khiển từ xa báo hiệu quản lý và bảo dưỡng
C7 cung cấp các phương tiện tin cậy để truyền thông tin theo trình tự chính xác,
không bị mất hoặc lặp lại thông tin .
Nói tóm lại : C7 đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ phần lớn các lĩnh vực
ứng dụng của mạng viễn thông, kể từ việc điều khiển cuộc gọi trong việc kết nối giữa
các tổng đài của mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN đến các dịch vụ của mạng trí tuệ IN
và các dịch vụ của mạng điện thoại di động GMS, các ứng dụng về khai thác, quản lý
mạng OMAP .
1.5.2. Cấu trúc chức năng

Phần sử

Hình 1.5. Cấu trúc cơ bản của hệ thống báo hiệu số 7.

Hệ thống báo hiệu số 7 được chia thành một số khối chức năng .
- Phần chuyển giao bản tin MTP ( Message Transfer part MTP )
Đây là hệ thống vận chuyển chung để chuyển bản tin báo hiệu giữa 2 SP.
- Phần người sử dụng ( user parts - UP ) : Đây thực chất là một số định nghĩa
phần người sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu sử dụng của hệ thống báo
hiệu.
MTP : chuyển các bản tin báo hiệu giữa các UP khác nhau và hoàn toàn độc
lập với nội dung bản tin được truyền . MTP chịu trách nhiệm chuyển chính xác bản tin
từ một UP này tới một UP khác . Điều đó có nghĩa là bản tin báo hiệu được kiểm tra
chính xác trước khi chuyển cho UP, bản tin báo hiệu sẽ không có lỗi, được chuyển

* Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP ( Signalling Connection Control Part)
MTP kết hợp với SCCP tạo thành phần dịch vụ mạng ( NSP : Network Service Part )
cung cấp cả 2 dịch vụ là định hướng liên kết và không liên kết. Chức năng của NSP
được sắp xếp tương ứng với các lớp 1-3 trong mô hình chuẩn OSI.
* Phần tạo khả năng giao dịch TC ( Transaction Capabilities ): gồm phần dịch vụ
trung gian ISP ( Intermedate Service Part ) và phần ứng dụng các khả năng giao
dịch TCAP ( Transaction Capabilities Application Part ).
Phần TC ISP cung cấp các dịch vụ của lớp 4-6 và TCAP cung cấp các dịnh vụ
lớp 7 cho tầng ứng dụng.
* Phần khách hàng ISDN_UP ( ISDN User Part ): Cung cấp các chức năng tương
ứng với các lớp 4-7 của OSI dùng cho điều khiển cuộc gọi
* Phần khách hàng khác : ngoài ISDN User Part còn có khách hàng điện thoại TUP
( Telephone User Part ) và các khách hàng số liệu DUP ( Data User Part ).
1.6. Mô hình tham khảo OSI.
1.6.1. Giới thiệu chung:
Từ lâu chúng ta đã có các tiêu chuẩn để đấu nối vào mạng điện thoại và thông tin
điện thoại trên toàn cầu, sự cần thiết có một giao thức chuẩn cho toàn bộ các nhu cầu
thông tin hiện nay là bức thiết. Vào những năm 1970 thông tin số liệu đã phát triển
ngày càng nhanh chóng. Các nhà cung cấp các hệ thống thông tin số liệu khác nhau đã
phát triển các tiêu chuẩn riêng của họ cho các thủ tục thông tin số liệu, tạo ra một tiêu
chuẩn riêng cho hệ thống này.
Sự khác nhau về tiêu chuẩn tạo ra nhiều bất lợi cho người sử dụng và làm tăng các
yêu cầu về tiêu chuẩn trong thông tin số liệu quốc tế. Việc tăng các yêu cầu thông tin
giữa các hệ thống máy tính khác nhau đòi hỏi phải đưa ra một tiêu chuẩn quốc tế. Viện
tiêu chuẩn Anh (BSI) là cơ quan đầu tiên khởi đầu cùng tổ chức tiêu chuẩn thế giới
(ISO) đưa ra một tiêu chuẩn cho phép kết nối các hệ thống thông tin số liệu khác nhau
trên toàn thế giới.

Tầng này xác định các số liệu được trình bày như thế nào, có nghĩa là dùng cú
pháp nào để thể hiện. Lớp này chuyển đổi cú pháp đã sử dụng ở các ứng dụng chung
thành cú pháp riêng cần thiết cho thông tin các ứng dụng. Ví dụ như Telex sử dụng mã
ASCII.
* Tầng 5 - tầng phiên ( Session layer )
Tầng này thiết lập đấu nối giữa các tầng trình bày trong các hệ thống khác nhau.
Nó còn điều khiển sự đấu nối đồng bộ của quá trình trao đổi thông tin và sự kết thúc
của quá trình này. Ví dụ nó cho phép lớp trình bày xác định điểm kiểm tra từng giai
đoạn truyền giữ liệu một, từ đó có thể tối ưu hoá việc phát lại các dữ liệu thông tin khi
truyền số liệu bị gián đoạn do lỗi gây ra.
* Tầng 4 - tầng vận chuyển ( Transport layer )
Tầng này đảm bảo chất lượng các dịch vụ mạng mà tầng ứng dụng yêu cầu.
Các chức năng của nó là : nhận biết lỗi , sửa lỗi, điều khiển lưu lượng. Tầng vận
chuyển tối ưu hoá thông tin số liệu bằng cách ghép và tách các luồng số liệu trước khi
số liệu đến được mạng.
* Tầng 3 - Tầng mạng ( networt layer ) :
Là tầng cơ sở của dịch vụ tầng này cung cấp một kênh thông tin xuyên suốt để
truyền dẫn dữ liệu giữa các tầng vận chuyển trong các hệ thống khác nhau. Nó có
nhiệm vụ thiết lập, bảo trì và giải toả đấu nối giữa các hệ thống, xử lý địa chỉ và tạo
tuyến trung kế.
* Tầng 2 - tầng số liệu (data link layer ):
Tầng này cung cấp các trung kế không có lỗi giữa các tầng mạng. Tầng này bao
gồm các nguồn nhận biết lỗi, sửa lỗi , điều khiển lưu lượng và phát lại.
* Tầng 1 - Tầng vật lý (physical layer ):
Tầng này cung cấp các chức năng về điện cơ, các chức năng và thủ tục để hoạt
động, bảo dưỡng các mạch vật lý để truyền dẫn các bít giữa các lớp liên kết số liệu.
Tầng vật lý còn có chức năng biến đổi số liệu thành các tín hiệu phù hợp với môi

Đường số
liệu báo
OMAP

TCAP
SCCP
ISU
P

TUP
Mạng báo
hi
ệu

Liên kết
báo hi
ệu

ứng dụng Trình
bày


(Conection Less). Dịch vụ chuyển giao bản tin có kết nối định hướng ( Conection
Oriented) và cung cấp giao tiếp giữa lớp mạng và lớp chuyền tải thông tin giống như
đối với OSI. SCCP cho phép các mạng sử dụng CCS No.7, dựa trên nền tảng của
MTP, và các ứng dụng sử dụng các giao thức OSI trao đổi thông tin trong các tầng cao
hơn. Đây là một sự thuận lợi, đặt biệt là khi đã có mạng CCS No.7 Chương II: chuyển giao bản tin mtp

2.1.Cấu trúc chức năng của MTP
2.1.1. Giới thiệu :
Phần chuyển giao bản tin bao gồm các chức năng chung của các bản tin, đó là
chức năng chuyển giao trực tiếp và chọn gói nội dung các bản tin giữa các phần sử
dụng trong mạng báo hiệu số 7 .
Phần sử dụng đưa bản tin đến phần chuyển giao bản tin MTP sau đó chuyển các
bản tin đến đúng nơi đến hay nói cách khác MTP có nhiệm vụ phân phối các bản tin
đến các phần sử dụng một cách chính xác .

Phần sử Phần sử
Dụng dụng


Các chức năng kênh báo
hi
ệu, Mức 2

Các chức năng đường số liệu báo
hi
ệu, Mức 1Phần

UPPhần

chuyển
bản
tin
Một đường báo hiệu số bao gồm 1 kênh truyền dẫn số đấu nối 2 hệ thống chuyển
mạch số để cung cấp 1 giao tiếp các kết cuối báo hiệu. Tốc độ chuẩn của 1 kênh truyền
dẫn số là 56 kbps hoặc 64 kbps mặc dù các tốc độ tối thiểu cho việc điều khiển các áp
dụng là 4,8 kbps.
2.2.2 Cấu trúc chức năng của MTP, mức 2.

STDS

DCE

DCE SDS

ST

Phần chuyển giao bản tin MTP mức 2 cùng MTP mức 1 cung cấp 1 đường số liệu
cho việc vận chuyển các bản tin báo hiệu giữa 2 điểm báo hiệu sản phẩm được đấu nối
trực tiếp. MTP mức 2 trùng với tầng 2 trong cấu trúc phân lớp của mô hình tham khảo
OSI
Kênh truyền dẫn số

Hình 2.4 Đường báo hiệu số mức 2

DCE

S
DSST

điều này có nghĩa là bản tin này mới được phát lần đầu. Ngược lại bản tin được truyền
lần thứ 2 .
b. Sửa sai
Có 2 phương pháp sửa sai được sử dụng đó là :
- Phương pháp sửa sai cơ bản .
- Phương pháp sửa sai phát lại theo chu kỳ phòng ngừa .
Cả 2 phương pháp đều được thiết kế để đánh giá khả năng mất mát bản tin, bản tin bị
gấp đôi, bản tin không theo thứ tự .
* phương pháp sửa sai cơ bản : Dùng cho các đường báo hiệu có trễ truyền dẫn nhỏ
hơn 15ms, các đơn vị bản tin phát đi được lưu lại bộ đệm cho đến khi nhận được tín
hiệu phản hồi tích cực. Các bản tin phát đi mà không nhận được tín hiệu phản hồi tích
cực sẽ được phát lại ngay lập tức .

Các bước Tổng đài A đường truyền Tổng đài B
SSP SSP Bước 1


FISU
Bước 6 Bước 7

Bước 8 Hình 2.5. Phương pháp sửa sai cơ bản
Mô tả phương pháp sửa sai cơ bản gồm 8 bước :
- Bước 1: Tổng đài A phát MSU với con số thứ tự hướng đi là FSN = 4
- Bước 2: Tổng đài B công nhận thu đúng MSU từ bước 1 bằng cách thiết lập
con số thứ tự hướng về BSN = 4 trong FISU mà tổng đài này gửi cho tổng đài A .
- Bước 3,4: Tổng đài A có 2 MSU cần phải phát. FSN = 5, FSN = 6 được chọn
phát một cách thứ tự. Trong ví dụ này giả sử rằng MSU với FSN = 5 bị hỏng vì đường
dẫn có sự cố, còn MSU với FSN = 6 tổng đài B nhận được một cách chính xác .
Bước 5: Tổng đài B gửi tín hiệu không công nhận đến tổng đài A chỉ rõ rằng
MSU với FSN bằng 4 là MSU cuối cùng nhận được chính xác theo thứ tự. Tín hiệu
không công nhận do các bit chỉ thị hướng về BIB định ra .
- Bước 6,7: Tổng đài A phát lại MSU với FSN = 5, FSN = 6 và tổng đài B đã
nhận chính xác các MSU này .
Bước 8: Tổng đài B công nhận các MSU này bằng việc gửi trả lại phía A một
FISU với BSN = 6. FISU được coi như tín hiệu công nhận tất cả các MSU không được
công nhận trước đó. Trong ví dụ này là công nhận MSU với FSN = 5. Một tổng đài có
thể gửi đến 128 MSU trước khi yêu cầu một tín hiệu công nhận từ phía đối phương .
* Phương pháp sửa sai phát lại theo chu kỳ phòng ngừa


Bước 2 Bước 3 MSU FSN = 4

FISU
BSN = 4

MSU FSN = 5MSU FSN = 6MSU FSN = 6

MSU FSN = 5

FISU
BSN = 6