ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM “TỔNG QUAN
VỀ CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN
TRONG MẠNG NGN”

Chương 3.
TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ 7 QUA MẠNG IP – SIGTRAN

3.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Công nghiệp truyền thông đang trải qua một giai đoạn bùng nổ theo hướng
hội tụ của các dịch vụ. Dữ liệu đã trở nên có ý nghĩa hơn trong toàn bộ lưu lượng
truyền tải trên mạng so với lưu lượng thoại. Các nhà khai thác đang tìm cách kết
hợp giữa lưu lượng thoại và lưu lượng dữ liệu, giữa các mạng lõi và các dịch vụ.
Trong số các giải pháp công nghệ được lựa chọn, công nghệ IP hiện đang được
quan tâm với tư cách là giải pháp hứa hẹn cho hỗ trợ đa phương tiện để xây dựng
các dịch vụ tích hợp mới. Hiện nay đang diễn ra sự tích hợp giữa mạng chuyển
mạch kênh truyền thống với mạng IP mới. Các nhà khai thác đang thay thế các
mạng điện thoại cố định và di động theo kiến trúc toàn IP và có cả hỗ trợ giao thức
báo hiệu số 7. Công nhệ IP cho phép các nhà khai thác mạng có thể mở rộng mạng
và xây dựng các dịch vụ mới một cách có hiệu quả. Thành phần các dịch vụ bổ
sung thông dụng như SMS, … góp phần vào sự phát triển nhanh chóng của các
mạng báo hiệu.

Hình 3.1 Truyền tải báo hiệu đơn giản qua môi trường IP
Mạng IP có các ưu điểm nổi bật so với mạng trên cơ sở TDM như sau:
 Dễ triển khai: Với việc sử dụng gateway báo hiệu sẽ không cần gỡ bỏ
mạng SS7 hiện có và các tính năng nâng cao trong tương lai là “trong
suốt”.
 Giá thành thiết bị thấp hơn: Không cần đầu tư nhiều đối với các phần tử
báo hiệu hiện có.
 Hiệu quả tốt hơn: Sử dụng SIGTRAN qua IP không yêu cầu các luồng vật
lý E1/T1 qua mạng truyền tải SDH. Sử dụng công nghệ truyền tải IP qua

 Các yêu cầu về chức năng và hiệu năng: Nhóm đưa ra một số các luận
điểm (trong các RFC) xác định các yêu cầu tính năng và hiệu năng để hỗ
trợ báo hiệu qua các mạng IP. Các bản tin báo hiệu (nhất là SS7) có yêu
cầu về độ trễ và mất gói rất cao phải được đảm bảo như trong mạng điện
thoại hiện tại.
 Các vấn đề về truyền tải: Nhóm công tác đã đưa ra RFC định nghĩa các
giao thức truyền tải báo hiệu được sử dụng và định nghĩa mới các giao
thức truyền tải trên cơ sở các yêu cầu xác định ở trên.

Hình 3.3. Mô hình chồng giao thức SIGTRAN
SIGTRAN là một tập các tiêu chuẩn mới do IETF đưa ra nhằm cung cấp một
mô hình kiến trúc để truyền tải báo hiệu số 7 qua mạng IP. Kiến trúc giao thức
SIGTRAN được định nghĩa gồm ba thành phần chính (Hình 3.3):
 Chuẩn IP.
 Giao thức truyền tải báo hiệu chung SCTP: Giao thức hỗ trợ một tập chung
các tính năng truyền tải tin cậy cho việc truyền tải báo hiệu. Đặc biệt,
SCTP là một giao thức truyền tải mới do IETF đưa ra.
 Các phân lớp thích ứng: Hỗ trợ các hàm nguyên thủy xác định được yêu
cầu bởi một giao thức ứng dụng báo hiệu riêng. Một vài giao thức phân lớp
thích ứng mới được định nghĩa bởi IETF như: M2UA, M2PA, M3UA,
SUA.
3.3. ĐỘNG LỰC PHÁT TRIỂN GIAO THỨC TRUYỀN TẢI MỚI
Như chúng ta đã biết, giao thức truyền tải dữ liệu tin cậy chính đi kèm giao
thức IP thường là TCP. Tuy nhiên, do TCP ra đời đã khá lâu và được thiết kế theo
kiểu giao thức hướng gói nên TCP cũng gặp một số hạn chế khi sử dụng cho
những ứng dụng mới. Với số lượng ứng dụng mới đang tăng lên ngày càng nhiều
hiện nay đã cho thấy TCP có quá nhiều hạn chế. Các vấn đề giới hạn của TCP thể
hiện gồm:
 Cơ chế tin cậy: TCP cung cấp cả hai kiểu chuyển giao dữ liệu là cơ chế hỏi
đáp và cơ chế tuần tự. Một vài ứng dụng yêu cầu chuyển giao thông tin tin

lượng các luồng được hỗ trợ trong liên hệ tại thời điểm thiết lập liên hệ đó.
 Phân mảnh dữ liệu người dùng: SCTP hỗ trợ phân mảnh và tái hợp các bản
tin dữ liệu người dùng để đảm bảo cho các gói tin SCTP truyền xuống các
tầng thấp hơn phù hợp với MTU.
 Phát hiện và tránh tắc nghẽn: SCTP gán cho mỗi bản tin dữ liệu người
dùng (được phân mảnh hoặc không) một số tuần tự truyền dẫn (TSN). Đầu
cuối thu sẽ xác nhận toàn bộ các TSN và ngắt đoạn (nếu có) thu được.
 Chunk bundling: Gói tin SCTP được phân phối đến tầng thấp hơn bao gồm
hai thành phần là tiêu đề chung và theo sau là một hoặc nhiều chunk. Hình
vẽ sau đây mô tả kiến trúc chung của một gói SCTP:

Hình 3.4. Cấu trúc gói SCTP
 Hợp thức hóa gói tin: Trường Tag là bắt buộc và 32 bit của trường
CheckSum nằm trong tiêu đề của SCTP.
 Quản lý tuyến: Chức năng quản lý tuyến SCTP chọn địa chỉ truyền tải đích
cho mỗi gói tin SCTP đầu ra trên cơ sở chỉ dẫn của người dùng SCTP và
trạng thái hiện thời của các địa chỉ đích hiện tại.

Hình 3.5. Các chức năng SCTP
3.4.3. Khuôn dạng tiêu đề chung của SCTP
Hình vẽ sau đây mô tả khuôn dạng chung của tiêu đề gói tin SCTP:

Hình 3.6. Khuôn dạng tiêu đề SCTP
 Trường số thứ tự cổng nguồn/đích: 16 bít. Chỉ thị số thứ tự cổng của SCTP
gửi/nhận.
 Trường Tag: 32 bít. Phía thu sử dụng trường này để xác nhận với phía gửi
về gói tin SCTP này.
 Trường CheckSum: 32 bit. Chứa tổng kiểm tra của gói tin SCTP. SCTP sử
dụng thuật toán Adler-32 để tính toán tổng kiểm tra.
3.5. M2PA


Hình 3.9. Vai trò và vị trí của M2UA
SG mong muốn nhận được báo hiệu SS7 qua một thiết bị kết cuối mạng SS7
chuẩn, sử dụng MTP SS7 để cung cấp truyền tải các bản tin báo hiệu SS7 đến và từ
một điểm dầu cuối báo hiệu SS7. Sau đó, SG cung cấp sự phối hợp hoạt động giữa
các chức năng truyền tải với IP SIGTRAN nhằm truyền tải các bản tin báo hiệu
MTP3 đến điểm báo hiệu IP của MTP3 sử dụng MTP2 của SG với tư cách là tầng
thấp hơn của
nó để sử dụng các hàm nguyên thủy tương ứng được định nghĩa giữa các tầng.
Truyền thông MTP3/MTP2 được định nghĩa là các bản tin M2UA và gửi qua kết
nối IP.
3.7. SO SÁNH M2PA VÀ M2UA
Hình 3.7 và 3.9 minh họa một kiến trúc để mô tả sự khác nhau giữa hai giao
thức.
Bảng 2.1. So sánh M2PA và M2UA
Đặc điểm so sánh M2PA M2UA
Bản tin dữ liệu
MTP3
Truyền tải bản tin MTP3
Giao tiếp với
MTP3
Đưa ra giao diện phía trên với MTP3
Các hàm nguyên
thủy
Điểm báo hiệu IP xử lý
các hàm nguyên thủy
MTP3 đến MTP2
Điểm báo hiệu IP truyền tải
các hàm nguyên thủy MTP3
đến MTP2 đến SG của

Quản lý
Các thủ tục quản lý dựa
vào MTP3
Sử dụng các thủ tục quản lý
của M2UA

3.8. M3UA
M3UA định nghĩa giao thức hỗ trợ truyền tải báo hiệu người dùng MTP3 (ví
dụ như các bản tin ISUP/SCCP,…) qua IP sử dụng các dịch vụ của SCTP. Giao
thức này thường được dùng giữa một SG và một MGC hoặc cơ sở dữ liệu thường
trú IP. M3UA thích hợp với việc chuyển giao các bản tin của bất kỳ phần người
dùng MTP3 nào. Danh sách các giao thức này là không giới hạn và bao gồm ISUP,
SCCP và TUP. Chú ý rằng các bản tin của giao thức TCAP và RANAP được
M3UA truyền tải trong suốt dưới dạng tải SCCP bởi vì đó là các giao thức người
dùng của SCCP.
Tầng M3UA cung cấp một tập các hàm nguyên thủy tương đương tại tầng trên
của nó đến các người dùng MTP3 giống như MTP3 cung cấp cho các người dùng
của nó tại các đầu cuối báo hiệu số 7. Theo cách này, tầng ISUP và/hoặc SCCP
không biết được rằng các dịch vụ MTP3 yêu cầu được cung cấp từ xa bởi tầng
MTP3 ở SG hay là bởi chính tầng MTP3 dưới nó. Tầng MTP3 tại một SG cũng có
thể không biết được rằng người dùng của nó thực ra là người dùng trên nó hay là
thành phần người dùng từ xa qua M3UA. Thực tế thì M3UA mở rộng truy nhập
đến các dịch vụ MTP3 thành ứng dụng trên cơ sở IP từ xa.

Hình 3.10. Vai trò và vị trí của M3UA
ASP – MGC, IP SCP hay IP HLR
Ví dụ, hình 3.10 mô tả một SG chứa một thực thể của tầng giao thức SS7
SCCP thực hiện chức năng biên dịch tiêu đề toàn cục SCCP (GTT) đối với các bản
tin đánh địa chỉ đến SG SCCP. Nếu kết quả của GTT cho một mã điểm SS7 đích
(DPC) hoặc DPC/địa chỉ số phân hệ (SSN) của một SCCP đồng mức đặt trong

 SG là điểm đầu cuối: Trong trường hợp này, các bản tin SCCP phi kết nối
được định tuyến theo mã điểm và SSN. Phân hệ xác định bởi SSN và phía
ngoài mạng SS7 được xem như thuộc SG. Điều này nghĩa là nhìn từ điểm
SS7, người dùng SCCP được đặt tại SG.
 SG là điểm chuyển tiếp: Một GTT phải được thực hiện tại SG trước khi có
thể xác định được đích của bản tin. Vị trí thực tế của người dùng SCCP
không liên quan đến mạng SS7.
Trong kiến trúc toàn IP có thể dùng cho một giao thức sử dụng các dịch vụ
truyền tải của SCCP trong một mạng toàn IP. Điều này cho phép các mạng phát
triển linh động hơn, đặc biệt là khi không cần tương tác giữa các báo hiệu hiện
thời. Hình 3.13 mô tả trường hợp này.

Hình 3.13. Vai trò và vị trí của SUA trong kiến trúc toàn IP

3.10. SO SÁNH M3UA VÀ SUA
Nhìn chung, chồng giao thức sử dụng SUA là không phức tạp và hiệu quả hơn
so với chồng giao thức sử dụng SCCP và M3UA. Bởi vậy, SUA có thể nâng cao
hiệu quả của mạng lõi và có thể cung cấp các phương tiện để triển khai dễ dàng
hơn.
Bảng 2.2. So sánh giữa M3UA và SUA
M3UA SUA
SCCP
Yêu cầu điểm báo hiệu để
hỗ trợ cho các ứng dụng
Vấn đề là không được hỗ
trợ khi dùng SUA.
khác nhau c
ủa SCCP khi
phải phối hợp với các hệ
thống quốc gia khác nhau.