Lời nói đâu
Cùng với sự phát triển như vũ bão của Khoa học kỹ thuật, Công nghệ thông tin cũng không ngừng lớn
mạnh, mạng lưới được mờ rộng và hiện đại hoá. Hàng ioạt các công nghệ tiên tiến trên thể giới như tổng
đài điện tử số, truyền dẫn số PDH & SDH trên cáp sợi quang và vi ba, thông tin đi động số GSM... cùng
các dịch vụ gia tăng của nó đă được đưa vảo áp dụng trên mạng Viễn thông.Trong số đó việc triến khai và
áp dụng hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 trên toàn mạng. Cũng như các hệ thống báo hiệu đã được xây
dựng và sử dụng trên thực tế như hệ thống báo hiệu số 5... hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 được đưa ra
năm ỉ980 đã kết tinh các ưu điếm của các hệ thống báo hiệu trước nó. Các ưu điếm nối bật của hệ thống
báo hiệu SS7 là: tốc độ báo hiệu cao, dung lượng lớn, độ tin cậy cao, kinh tế và rất mềm dẻo. Hệ thong báo
1 triển của mạng trong tương
hiệu này có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau đáp ứng được sự phát
lai.
ứng dụng của hệ thống báo hiệu SS7 rất đa dạng. Nó có thê sử dụng trong nhiều mạng viễn thông khác
nhau như mạng điện thoại, mạng di động số GSM, mạng đa dịch vụ ISDN, mạng thông minh IN...
Mục đích của luận văn này là nghiên cứu về hệ thống báo hiệu số 7 và ứng dụng của SS7 trong mạng viễn
thông.
Nội dung của chuyên đề này được chia làm 3 chương:
•

Chương I: Khái quát về hệ thống báo hiệu số 7

•

Chương II: Hệ thống báo hiệu số 7

•

Chương ITT: ủng dụng của báo hiệu số 7 trong mạng viễn thông

Do kiến thức và kinh nghiệm thực tc còn hạn chế nên bài chuyên đề
không tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn. . Nên sự đóng góp của

CK
CL
GSM
CO
CR
GT
CSPDN
GTRC
HLR
DCE
IN
DN
IP
DPC
ISDN
DS
ISDN -UP
DUP

Nghĩa tiêng Anh
Authentication Center

Application Service Element Phân tử dịch vụ ứng dụng
Backward Indicator Bit
Base Station Controller

Bit địa chỉ hướng vê
Bộ điêu khiên trạm
gốc


Sequence Number

Circuit Indicator Code
Forward Sequence Number
Check Bit
Connection Less
Global System For Mobile
Connetion Orient
Communication
Connection Request
Global Tittle
Circuit Switched Public Data
Global Title Routing Case
Network

Mã nhận dạng kênh
Con sô thứ tự hướng đi
Bit kiêm tra
Phi kết nổi
Hệ thông thông tin di
Hướng kêt nôi
dộng toàn cầu
Yêu
rr /Vcâu
. > kêt
à nôi
Tên toàn câu
Mạng sô liệu công cộng
Trường hợp định tuyến
chuyển mạch kênh


Internet Service Provider
Equipment Identity

ISUP

ISDN User Part

ITU

International
Telecommunication
Union
Local Access
Length Indicator

LA
LI

Nghĩa tiêng Việt
Trung tâm nhận thực

3

Nhà cung câp dịch vu
Bộ ghi nhận dạng
Internet
Phân sử dung mạng số đa
dịch vụ
Liên minh viễn thông

Ma trận chuyên mach
chính
Đa
tần
cưỡng bức
Multi frequency Compelled

MLPUPE

SS7 Protocol Handler ML

Phân mêm quản trị giao
thức báo hiệu số 7

MS
MSC

Trạm di động

MSU

Mobile Station
Mobile Switching
Central
Message Signaling Unit

Trung tâm chuyên mạch di
động
Đơn vị báo hiệu bản tin


bảo duờng
Mã diêm báo hiệu phát

OSI

Open System Interconnection

Hệ thông giao tiêp mở

PCM

Pulse Code Mudulation

Điêu chê xung mã

OMC

4


PLMN
PSTN

SCCP
SCP
SDL

Public Land Mobile Network Mạng di động công cộng
mặt đất
Public Switched Telephone Mạng điện thoại chuyên

Octet thông tin dịch vu

SIGTRAN
SL

Signaling Transport
Signalling Link

Tín hiêu vân tải

SLS

Signalling Link Selection

SLTU

SMC

Subscriber Line Terminating
Unit
Auxiliary Equipment Control
Station
Main Control Station

Truờng lựa chọn đường
báo hiệu
Đon vị kêt cuôi đuờng
thuê bao
Trạm điêu khiên thiết bị
phụ trợ


Signaling Point Code

Mã điêm báo hiệu

Service Switching Point

Điêm chuyên mạch dic vu

SS7

Signaling System 7

Hệ thông báo hiệu sô 7

ST
STP

Signalling Terminal
Signaling Transfer Point

Kẽt cuôi báo hiệu

SU
TCAP

Signalling Unit

Điêm chuyên tiêp báo
hiêu

thoai
Phân người sử dụng

Bộ đăng ký định vị tạm
trú
Voice Over Internet Protocol Truyên giọng nói trên giao
thức IP

Danh mục các hình vẽ

6


Hình 1.1 Thủ tục báo hiệu trong xừ lý gọi
Hình 1.2 Phân chia hệ thống báo hiệu
Hình 1.3 Sơ đồ báo hiệu kênh chung
Hình 1.4 Mạng báo hiệu kiểu két hợp
Hình 1.5 Mạng báo hiệu kiếu cận kểt hợp
Hình 1.6 Mạng báo hiệu với cấu trúc phân cấp
Hình 1.7 Mạng báo hiệu quốc tế
Hình 2.1 Cấu trúc của hệ thống báo hiệu số 7.
Hình 2.2 Mô hình OSI
Hình 2.3 Mổi tương quan giữa hệ thống báo hiệu sổ 7 và OSI
Hình 2.4 Cẩu trúc chức năng của SS7
Hình 2.5 MTP mức 1
Hình 2.6 MTP mức 2
Hình 2.7 Các đơn vị tín hiệu trong SS7
Hình 2.8 Trường FC
Hình 2.9 Đơn vị tín hiệu MSU
Hình 2.10 Đơn vị tín hiệu trạng thái đường

Trong mạng viễn thông, bảo hiệu được coi là một phương tiện để chuyển thông
tin từ điểm này đến điểm khác, các thông tin và các lệnh nảy liên quan đển thiết lập duy
trì và giải phóng cuộc gọi.
Như vậy có thể nói báo hiệu là hệ thống thần kinh trung ương của một cơ thể
mạng, nó phối hợp và điều khiển các chức năng vả các bộ phận trong mạng viễn thông.
1.2 Cbửc năng của hê thống báo lìiêu:
Hệ thống báo hiệu có 3 chức năng chính, đó là:
Chức năng giám sát.
- Chức năng tìm chọn.
- Chức năng khai thác và bảo dưỡng mạng.
Trong đó, chức năng giám sát và chức năng 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 khai thác
duy trì hoạt động của mạng lưới.
1.3 Các yêu cầu của hê thống báo hiêu:
Yêu cầu tống quát của hệ thống báo hiệu là các tổng đài phải hiếu được các bản
tin (các thông tin báo hiệu) giữa chúng và xử lý nhanh.
- Tốc độ báo hiệu nhanh.
- Tránh không ảnh hường hay giao thoa giữa tiếng nói và báo hiệu.
- Có độ tin cậy cao, rung chuông đúng thuê bao.
- Thời gian cung cấp các tín hiệu phái nhanh nhất.
- Thời gian chuyển các con số giữa các tống đài phải nhanh nhất.
- Thời gian quay số nhanh nhất.
1.4 Phân loai hê thốne báo hiẽu:
Đe rõ hơn về hệ thong báo hiệu ta có thể xem xét sơ đồ xử lý một cuộc gọi qua

thủ tục báo hiệu:

Tli

Đưcrng

Báo Hiệu cíưÈnig
tliuê
bao
Báo
liiỘLi
liênđài
Báo
hiệu
đường



•

•

•

Quá trình phân tích một cuộc gọi bao gôm các bước sau;
Thứ nhất tin hiệu nhấc máy (off-hook):
Một thuê bao muốn thực hiện cuộc gọi trước hết phải nil ác ống nghe. Thủ tục cẩn thiết
này phát ra tín hiệu nhấc máy, nó thông báo với tổng đài để chuẩn bị cuộc gọi. việc nhấc
ống nghe làm giải phóng một tiếp điểm, điều này tạo thành một mạch vòng giữa tổng
đài và điện thoại, lủc này các tín hiệu hướng đến các phần thích hợp của tống đài được
khởi phát. Khi ống nghe được đặt xuống ở trạng thái rảnh rỗi, tiếp điểm bị ấn xuống,
cuộc gọi không còn được thực thi nhờ vậy tiết kiệm được năng lượng.
Sự nhận dạng thuê bao gọi:
Cuộc gọi được phát hiện tại đơn vị kết cuối đường thuê bao được thực hiện gọi (SLTU:
subscriber line terminating unit) trong tổng đài, đơn vị này đã được quy định chỉ số thiết
hị (EN: equipment number). Chỉ số này cần được dịch sang chỉ số thư mục của thuê bao



•

Hoạt động báo hiệu là khía cạnh hết sức quan trọng trong hệ thống điện thoại và sẽ được
nghiên cứu kỹ ở các phần sau.
• Phân tích chữ số:
Hệ thống điều khiến phải phân tích các chữ số đế xác định tuyến đi ra từ tống đài cho
cuộc gọi. Nếu cuộc gọi hướng đến thuê bao thuộc tổng đài nội bộ thì chi có một mạch có
thể được định tuyển là đường thuê bao được gọi. Neu đường dây đang làm việc với một
cuộc gọi khác thì cuộc gọi không thể thực hiện và tín hiệu bận được gửi đến thuê bao
gọi. Mặt khác, nếu cuộc gọi hướng đến một thuê bao thuộc tông đài ờ xa nó có thê đirợc
phân phôi bât kỳ một mạch nào trên tuyên thích hợp đi ra khỏi tống đài gốc, việc phần
phối bao gồm cả tuyến dự phòng. Nếu tất cả các mạch đều bận, tín hiệu báo bận cũng
được gửi đen thuê bao và cuộc gọi bị từ chối. Neu có một mạch thích hợp đang rỗi, nó
sẽ bị chiếm lẩy và sẽ không thê sử dụng cho bất kỳ cuộc gọi nào khác. Trong các tông
đài cơ điện việc chiểra giữ này tác động một điều kiện về mức điện và thiết bị kết cuối
của mạch và thường được xem nhu thao tác đánh dấu. Điều này cũng tương tự như trong
tong đài SPC. Tuy nhiên thông tin về mạch thường được lưu giữ trong các bản dưới
dạng phần mềm, trong trường hợp này một mã chi định trong vùng dữ liệu cho trước chỉ
ra trạng thái của một mạch
• Thiết lập đường dẫn chuyến mạch:
Lúc này hệ thống điều khiến 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 các chuyển mạch của
tống đài. Bên trong các hệ thống chuyến mạch có các giải thuật chọn các đường dân
chuyên mạch thích hợp. môi điẻm chuyên mạch trên đường dân đã chọn phải được kiểm
tra đế đảm bảo rằng nó không trong trạng thái phục vụ cho cuộc gọi khác và chiếm lấy
nếu nó rỗi.
• Dòng chuông và âm hiệu chuông:
Một tín hiệu phải được gửi đến từ đầu xa đế tiến hành cuộc gọi. Nếu thuê bao được gọi

sẵn sang sử dụng cho các cuộc gọi khác. Thông thường báo hiệu được chia làm 2
loại: báo hiệu đường thuê bao vả báo hiệu liên tổng đài.

Hình 1.2 Phân chia hệ thống báo hiệu
•

Báo hiệu kênh phổi hợp CAS:
Báo hiệu kênh kết hợp lả hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong một
kênh tiếng hoặc trong 1 kênh có lien quan chặt chẽ với kênh tiếng. Như vậy,
đặc điểm nổi bật của CAS là đối với mỗi kênh thoại có 1 đường tín hiệu báo
hiệu riêng đã được ẩn định. Các tín hiệu báo hiệu có thể được truyền theo
nhiều cách khác nhau:
- Trong băng (in band): tín hiệu báo hiệu có tần số nằm trong băng tần
kênh thoại (0.3-3.4kHz).
- Ngoài băng (out band): tín hiệu báo hiệu có tần số nằm ngoài băng tần
kênh thoại (3.4-4 kHz).
Trong khe thời gian TS 16 của tô chức đa khung PCM 30/32 kênh. Tuy
nhiên CAS có nhược điếm là tốc độ tương đối thấp, dung lượng thông


tin bị hạn chế, chi đáp úng được các mạng có dung lượng thấp và các loại hình
dịch vụ còn nghèo nàn.
Từ những năm 1960 một phương thức báo hiệu mới ra đời với nhiều đặc tính ưu
việt. Trong phương thức báo hiệu mới nảy, các đường số liệu tốc độ cao giữa các bộ
xử lý của các tổng đài SPC được sử dụng để mang mọi thông tin báo hiệu. Các
đường số liệu này tách rời với các kênh tiếng. Mỗi đường số liệu này 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 biếu là hệ thống báo hiệu kênh chung
số 7 (SS7: signaling system 7).
Bảo hiệu kênh chung CCS:



-

Điêm báo hiệu SP (signaling point); mỏi tông đài trong mạng báo hiệu kênh
chung được gọi là SP, mỗi điếm báo hiêu SP trong mạng báo hiệu được đặc
trưng bới một mã điếm báo hiệu SPC (signaling point code)
Điếm chuyến tiếp báo hiệu STP (signaling transfer point): STP không có
chức năng xử lý cuộc gọi, nó chi thực hiện chức năng chuyển tiếp bản tin
báo hiệu giữa các điểm báo hiệu đi (SP a) và điểm báo hiệu đích (SPb).

Tổ chức mạng báo hiệu kênh chung CCS:
* Mạng báo hiệu kiểu kết hợp: đó là mạng báo hiệu mà giữa hai tổng đài ngoài
kênh trung kế thoại được đấu nối trực tiếp còn có các kênh báo hiệu được đấu nối
trực tiếp. Mạng báo hiệu kiêu kết hợp thường được sử dụng trong trường hợp lưu
lượng thoại giữa hai tổng đài lớn.
Nhóm đường írung kế

Hình 1.4 Mạng báo hiệu kiểu kết họp
• Mạng báo hiệu kiểu cận kết hợp: Trong kiểu tổ chức mạng báo hiệu nay, giữa
tống đài đi và tông đài đích chỉ có các kênh thoại, còn thông tin báo hiệu không
được chuyến trực tiếp mà phải qua điếm báo hiệu làm chức năng chuyển tiếp báo
hiệu STP.
\hnni đưĩimg irung kế

Hình 1.5 Mạng báo hiệu kiểu cận kết họp


Phân cấp mang báo hiêu kênh chung CCS
về ]ý thuyết ta có thế tố chức một vài kiếu cấu trúc mạng có khả năng đáp ứng đẩy

1.5 Kết luận chưoTĩg 1:
Chương 1 đã giới thiệu qua những khái niệm cơ bản về báo hiệu số 7, chức năng
yêu cầu của hệ thong báo hiệu, phân loại hệ thong bảo hiệu Trong mạng viễn
thông, báo hiệu được coi là một phương tiện để chuyển thông tin từ điểm này đến
điểm khác, các thông tin và các lệnh này liên quan đến thiết lập duy trì và giải
phỏng cuộc gọi.Có thế nói báo hiệu là hệ thống thần kinh trung ương của một cơ
thê mạng, nó phôi hợp và điêu khiên các chức năng và các bộ phận trong mạng
viễn thông.

Chương 2: Hệ thống báo hiệu số 7

2.1.

Khái quát về hệ thống báo hiệu số 7

Hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) của CCITT, ra đời vào những năm 1979 1980 dành cho mạng chuyến 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 đương dây analog. Hệ thống
báo hiệu số 7 của CCITT không những được thiết kế đế điều khiến, 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’....

2.2 Đăc điềm của báo hiêu số 7
SS7 được đưa ra trong những năm 79/80, hệ thống báo hiệu này được thiết kế
toi ưu cho mạng quốc gia và quốc tế sử dụng các trung kế số tốc độ 64Kb/s, Trong
thời gian này, giải pháp phân lớp trong giao tiếp thông tin đã được phát trien tương
đối hoàn thiện, đó là hệ thống giao tiếp mơ OSI (open System Interconnection), và
giải pháp phân lớp trong mô hình OSI này đã được ứng dụng cho báo hiệu số 7. Hệ
thống báo hiệu số 7 được thiết kể không những chỉ cho điểu khiển thiết lấp, giám sát
các cuộc gọi điện thoại mà cả các dịch vụ phi thoại. Với các 111] điểm và nhược điểm
sau đây:

khác nhau được gọi là phần người sử dụng UP (User Part). Đó là:
•
Phần người sử dụng điện thoại TUP (telephone User Part).
•
Phần sử dụng cho ISDN (Intergrated Service Digital Network).
•
Phần sử dụng cho số liệu DUP (Data Unit Part).
• Phẩn sử dụng cho điện thoại di động MTUP (Mobile Telephone User Part). Tất
cả các bộ phận sử dụng đều dùng chung một đường dẫn đế trao đôi các
thông tin báo hiệu, đó là phan chuyên giao bản tin MTP (Message Transfer Part). Hiến
nhiên, toàn bộ hoạt động của hệ thống báo hiệu gắn liền vói các tông đài. Cơ sở cấu
trúc đó được minh họa như sau:


Tổng đài A

Hình 2.1 Cấu trúc của hệ thống báo hiệu số 7.
Cơ sở cấu trúc này có ý nghĩa rất tông quát. Nỏ đặt ra một khả năng liên kết
theo mô hình câu trúc mờ OSI thích ứng theo các lớp hay các múc cho phân sủ dụng
khác nhau. Đó chình là the mạnh của báo hiệu kênh chung số 7.

2.4 Mối tưưng quan SS7 và OSI
2.4.1
Cấu trúc mô hình tham chiếu QSI:

Tổng đài B

Tố chức tiêu chuẩn thế giới ISO đã đưa ra một mẫu tồng quát có giá trị
tham khảo mở rộng cho các cấu hình mạng và dịch vụ viễn thông, đó lả mô hĩnh
đấu nối hệ thống mở OSI.

lập, duy trì, cắt đấu nối giũa các hệ thống, xử lý địa chi và định tuyến qua các
trung kế.
• Lớp liên kết số liệu (DataLink Layer): Cung cấp một trung kế ko lỗi giữa các lóp
mạng, Lớp này có khả năng nhận biết lỗi, sửa lỗi, điều khiển lưu lượng và phát
lại.
• Lóp vật 1Ỷ (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 đế truyền các bit giữa
các lớp đường số liêu. Lớp vật lý còn có các chức năng biến đổi số liệu thành
các tín hiệu phù hợp với môi trường truyền dẫn.
Trong mỗi lóp đều có 2 kiểu tiêu chuẩn:
Thứ nhất là tiêu chuân xác định dịch vụ: Định ra các chức năng cho từng lớp
và các dịch vụ do lớp này cung cap cho User hoặc cho lớp ngay trên nó. Thứ
hai là tiêu chuân vê đặc tính của giao thức: Định rõ sự hòa hợp các chức năng
bên trong một lớp trong hệ thống và lớp tương ứng trong hệ thống khác.


Thù tục thộnp tĩn trong tnô hình tham

Mồi 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 chiếu OSI là
giao thức trong một lớp có thể trao đối mà không ảnh hướng đến các lớp khác. Thực
chât thõng tin giữa các lợp chức năng luôn luõn được thực hiện trên một lọp tương
ứng đối với các giao thức cùa lóp này. Chi có các chức năng trên cùng một lớp mới
hiếu được nhau.
Trong hệ thống phát, giao thức cho từng lóp đư thêm vài thông tin vào số liệu
nhận được tù' lớp trên nó. Trong hệ thống thu, giao thức của mỗi thức được sử dụng
đế giải quyết cho từng lóp tương ứng. Khi số liệu đen được lớp úng 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 lóp tương ứng trong hệ thống khác. Kiểu
thông tin như vậy được gọi lả thông tin ngang mức do giao thức lớp điêu khiên, Thôg

kết nối các lĩnh vực cách biệt là xử lý số liệu và viễn thông lại với nhau.


Thù tục thộnp tĩn trong tnô hình tham
2.5. Cấu trúc chức năng phân hệ chuyến giao bản tin MTP
2.5.1.

Cấu trúc chức năng cua SS7

Phân cấp của hệ thống báo hiệu số 7 gồm 4 mức từ mức 1
đến mức 4, 3 mức thấp hơn đều nằm trong chuến giao bản
tin MTP. các chức năng này được gọi là MTP mức 1, MTP
mức 2, MTP mức 3
Mức 4
Phần khách hàng
(user part)
Mức3 ro.
704)

Mạng báo hiệu
(signalling
network)

Mức 2
(Q.703)

Đường báo hiệu
(signalling link)

Mưc 1

đồng thời trên cá hai hướng ngược nhau vó cùng I tốc độ. Kết cuối báo hiệu tại từng
đầu cuối tố chức chức năng của MTP mức 2 đế phát và thu các bản tin báo hiệu, tốc
độ chuẩn của 1 kênh truyền dẫn số là 56Kb/s hoặc 64Kb/s, mặc dù tốc độ tối thiếu
áp dụng là 4,8Kb/s. các ứng dụng quản trị mạng có thể sử dụng tốc độ thấp hơn
4,8Kb/s.
2.5.3.

cấu trúc chúc năng MTP mức 2 (đường báo hiệu SL)

Phần chuyển giao bản tin MTP mức 2 và MTP mức 1 cung cấp một đường số liệu
cho chuyến giao tin cậy các bản tin báo hiệu giữa hai điếm báo hiệu được đẩu noi
trực tiếp. MTP mức 2 trùng với lớp liên kết số liệu {lớp 2) trong cấu trúc phân cấp
của mô hình OS1,
Các chức nang điều khiển của MTP mức 2 là phát hiện lỗ có thể xảy ra trên
đường truyền, khôi phục lại bàng cách truyền lại và điều khiển lun lượng.
Kênh truyền dẫn sô

ST

DS

DCE

DCE

DS

ST
1


LI

FC

F

Rit
1
6