Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7
Phần 1: Hệ THốNG BáO HIệU Số 7.
Chơng 1 : Khái quát chung về báo hiệu.
1.1 Định nghĩa về báo hiệu.
Trong mạng viễn thông, báo hiệu đợc coi là một phơng tiện để chuyển thông tin
và các lệnh từ điểm nay tới điểm khác, các thông tin và các lệnh này có liên quan đến
thiết lập, duy trì và giải phóng cuộc gọi.
Nh vây, có thể nói báo hiệu là một hệ thống thần kinh trung ơng của một cơ thể
mạng, nó phối hợp và điều khiển các chức năng của các bộ phận trong mạng viễn
thông.
1.2. Chức năng của hệ thống báo hiệu.
Hệ thống báo hiệu thực hiện 3 chức năng chính đó là :
Chức năng giám sát: Giám sát đờng thuê bao, đờng trung kế. .. về các trạng
thái :
- Có trả lời/ Không trả lời.
- Bận/Rỗi.
- Sẵn sàng/Không sẵn sàng.
- Bình thờng/Không bình thờng.
- Duy trì/Giải toả. ..
Nh vậy, các tín hiệu giám sát đợc dùng để xem xét các đặc tính sẵn có của các
thiết bị trên mạng cũng nh của thuê bao.
Chức năng tìm chọn: Chức năng điều khiển chuyển thông tin về địa chỉ.
- 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 chúng cho thuê bao bị gọi.
Thông báo khả năng tiếp nhận con số (PTS).
Thông báo gửi con số tiếp theo... trong quá trình tìm địa chỉ.
- Chức năng tìm chọn có liên quan đến thời gian đấu nối một cuộc gọi, đó là
thời gian trễ quay số (PDD).
Ngô thị ngọc chỉnh
Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7

thờng là máy điện thoại với tổng đài nội hạt, còn báo hiệu liên tổng đài là báo hiệu
giữa các tổng đài với nhau.
Báo hiệu liên tổng đài gồm hai loại là báo hiệu từng kênh liên kết (CAS) hay còn
gọi là báo hiệu kênh riêng và báo hiệu kênh chung (CCS). Ta có thể mô phỏng sự
phân chia này nh hình 1.1.Báo hiệu
Báo hiệu liên
tổng đài
Báo hiệu từng
kênh liên kết
Báo hiệu kênh
chung
Báo hiệu đường
thuê bao
Hình 1.1: Phân chia hệ thống báo hiệu
Báo hiệu kênh riêng(CAS) là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong kênh
tiếng hoặc trong một kênh có liên quan chặt chẽ với kênh tiếng. Nh vậy, đặc điểm nổi
bật của CAS là đối với mỗi kênh thoại có một đờng tín hiệu báo hiệu riêng đã đợc ấn
định. Các tín hiệu báo hiệu có thể đợc truyền theo nhiều cách khác nhau:
- Trong băng: Tín hiệu báo hiệu có tần số nằm trong băng tần kênh thoại (0,3 ữ
3,4) Khz.
- Ngoài băng: Tín hiệu báo hiệu có tần số nằm ngoài băng tần kênh thoại (>3,4
Khz).
- Trong khe thời gian TS#16 của tổ chức đa khung PCM30.
Có nhiều hệ thống báo hiệu kênh riêng khác nhau đợc sử dụng nh:
1. Báo hiệu xung thập phân một tần số thoại 1VF.
2. Báo hiệu đơn tần SF.
3. Báo hiệu hai tần số thoại 2VF(CCITT No#4).

Công nhận chiếm
Chiếm
Địa chỉ
Mời quay số
Nhấc máy
Đặt máy Đặt máy
Đường thuê bao Đường trung kế Đường thuê bao
Hình 1.2 : Thủ tục báo hiệu trong xử lý gọi
Tổng đài
bị gọi
Thuê bao
chủ gọi
Thuê bao
bị gọi
Ngô thị ngọc chỉnh
Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7
Trong phơng thức báo hiệu mới này, các đờng số liệu tốc độ cao giữa các bộ xử
lý của các tổng đài SPC đợc sử dụng để mang mọi thông tin báo hiệu. Các đờng số
liệu này tách rời với các kênh tiếng. Mỗi đờng số liệu này có thể mang thông tin báo
hiệu cho vài trăm đến vài nghìn kênh tiếng. Kiểu báo hiệu mới này đợc gọi là báo
hiệu kênh chung CCS và tiêu biểu là hệ thống báo hiệu kênh chung số 7, còn gọi là
SS7. Nội dung của SS7 sẽ đợc nêu ở chơng II.
Để rõ hơn về hệ thống báo hiệu, ta có thể xem xét sơ đồ xử lý một cuộc gọi qua
thủ tục báo hiệu nh hình 1.2.
Chơng II
hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 - ss7.
2.1 Tổng quan về ss7.
2.1.1 Tổng quan về SS7.
a. Tổng quan hệ thống báo hiệu kênh chung.
Báo hiệu kênh chung là hệ thống báo hiệu trong đó thông tin đợc chuyển trên

P phát
à
P thu

Mạng chuyển
mạch

Mạng chuyển
mạch
Các trung kế
à
P
à
P
Hình 2.1 So sánh kỹ thuật CAS và CCS.
2.1.1 Kỹ thuật báo hiệu kênh riêng CAS.
2.1.2 Kỹ thuật báo hiệu kênh chung CCS.

CCS
Terminal
CCS
Terminal
Hình 2.1.2
b. Đặc điểm của SS7:
SS7 đợc đa ra trong những năm 79/80, hệ thống báo hiệu này đợc thiết kế tối u
cho mạng quốc gia và quốc tế sử dụng các trung kế số tốc độ 64kbps. Trong thời gian
này, giải pháp phân lớp trong giao tiếp thông tin đã đợc phát triển tơng đối hoàn
thiện, đó là hệ thống giao tiếp mở OSI, và giải pháp phân lớp trong mô hình OSI này
đã đợc ứng dụng báo hiệu số 7. Hệ thống báo hiệu số 7 đợc thiết kế không những chỉ
cho điều khiển thiết lập, giám sát các cuộc gọi điện thoai mà cả các dịch vụ phi thoại.

Điểm báo hiệu là một nút chuyển mạch hoặc một nút xử lý trong mạng báo hiệu
đợc cài đặt chức năng báo hiệu số 7. Một tổng đài điện thoại hoạt động nh một
nút báo hiệu phải là tổng đài đợc điều khiển bằng chơng trình lu trữ sẵn SPC vì báo
hiệu số 7 là dạng thông tin số liệu giữa các bộ xử lý.
Ngô thị ngọc chỉnh
Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7
Tất cả các điểm báo hiệu SP trong mạng báo hiệu số 7 đợc nhận dạng bằng một mã
nhận dạng riêng biệt 14 bit hoặc 24 bit đợc gọi là mã điểm báo hiệu SPC(Signalling
Point Code). Nó có khả năng xử lý các bản tin báo hiệu có liên quan.

SP SP
B A
Hình 2.2 Mô tả điểm báo hiệu
Trong hình 2.2, hai điểm báo hiệu SPA và SPB là tổng đài có điều khiển bằng ch-
ơng trình lu trữ sẵn (SPC). Giả sử việc báo hiệu đợc thực hiện từ điểm báo hiệu A đến
điểm báo hiệu B, khi đó:
A đợc gọi là điểm xuất phát báo hiệu - OPC.
B đợc gọi là điểm đích của tín hiệu báo hiệu - DPC.
b. Điểm chuyển tiếp báo hiệu (STP):
Điểm chuyển tiếp báo hiệu là điểm báo hiệu có khả năng định tuyến cho các bản
tin, chuyển tiếp bản tin báo hiệu từ đờng này đến đờng khác mà không có khả năng
xử lý bản tin này. Một STP có thể là một nút định tuyến báo hiệu thuần tuý hoặc cũng
có thể gồm cả chức năng của một điểm kết cuối báo hiệu SP. Để nâng cao độ tin cậy
của mạng báo hiệu số 7, các STP thờng phải có cấu trúc kép.
Theo khuyến nghị của ITU mạng báo hiệu số 7 phải đợc xây dựng sao cho càng ít
mức càng tốt, và thông thờng gồm 2 mức trong một mạng quốc gia đó là mức sơ cấp
và mức thứ cấp.
c. Liên kết báo hiệu hay kênh báo hiệu (SL):
Hệ thống báo hiệu kênh chung sử dụng các kênh báo hiệu để chuyển tải thông tin
báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu.

Hình 2.4.1 Mô tả kiểu báo hiệu kết hợp.
Kiểu không kết hợp: Trong kiểu báo hiệu này, các bản tin báo hiệu có liên
quan đến các đờng tiếng giữa 2 điểm báo hiệu đợc truyền trên một hoặc nhiều đờng
quá giang, qua một hoặc nhiều điểm chuyển tiếp báo hiệu. Hình 2.4.2:
Ngô thị ngọc chỉnh
Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7
SP SP
Hình 2.4.2 Kiểu không kết hợp.
STP STP
SP SP
STP
STP
Kiểu tựa kết hợp: Kiểu báo hiệu tựa kết hợp là trờng hợp đặc biệt của kiểu báo
hiệu không kết hợp, trong đó các đờng đi của bản tin báo hiệu đợc xác định trớc và
cố định, trừ trờng hợp định tuyến lại vì có lỗi. Hình 2.4.3:


SP SP
Hình 2.4.3 Kiểu tựa kết hợp.
STP STP
2.1.3. Cấu trúc mạng SS7:
Khi xem xét quy hoạch mạng báo hiệu, ngời ta thờng quan tâm đến các thông số
sau:
- Cấu trúc mạng đơn giản .
- Có độ tin cậy cao.
- Thời gian trễ ngắn.
- Giá thành hợp lý.
Cấu trúc mạng đơn giản thờng đạt đợc bằng cách sắp xếp mạng có mức phân
cấp. Ưu điểm của mạng phân cấp là linh động cho xu hớng phát triển tiếp theo của
mạng và đơn giản cho việc quản lý.
Quốc gia 1 Quốc gia 2
Quốc gia 3
Quốc gia 4
STP quốc gia STP quốc tế
Hình 2.6 Mạng báo hiệu quốc tế
2.2. cấu trúc ss7.
2.2.1 Cấu trúc của SS7:
Báo hiệu số 7 đợc hình thành nh một đờng nối riêng trong mạng. Đờng nối này
dùng để cung cấp những thông tin báo hiệu cho các nhóm ngời dùng khác nhau đợc
gọi là phần ngời sử dụng UP. Đó là:

và các dịch vụ do lớp này cung cấp cho User hoặc cho lớp ngay trên nó.
Thứ hai là tiêu chuẩn về đặc tính của giao thức : Định rõ sự hoà hợp các chức
năng bên trong một lớp trong hệ thống và với lớp tơng ứng trong hệ thống khác.
Ưu điểm của mô hình cấu trúc phân lớp đó là một giao thức bên trong một lớp có
thể đợc trao đổi mà không ảnh hởng đến các lớp khác và cũng không ảnh hởng đến
việc cài đặt các chức năng cho các lớp đang rỗi. Thông tin giữa các chức năng luôn
luôn đợc thực hiện trên cùng một lớp tơng ứng đối với các giao thức của lớp này. Chỉ
có các chức năng trên cùng lớp mới hiểu đợc nhau.
1.Lớp ứng dụng (Application Layer): Cung cấp các dịch vụ để hỗ trợ cho thủ tục
áp dung của User và điều khiển mọi thông tin giữa các ứng dụng. Ví dụ nh chuyển
file, xử lý bản tin, các dịch vụ quay số và công việc vận hành bảo dỡng.
2.Lớp trình bày (Presentation Layer): Định ra cú pháp biểu thị số liệu, biến đổi cú
pháp đợc sử dụng trong lớp ứng dụng thành cú pháp thông tin cần thiết để thông
tin giữa các lớp ứng dụng, ví dụ nh teletex sử dụng mã ASCII.
3.Lớp phiên (Session 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 hội thoại và cắt đấu nối.
Hiện nay nó còn cho phép lớp ứng dụng định ra điểm kiểm tra để bắt đầu việc phát
lại nếu truyền dẫn bị gián đoạn.
4.Lớp vận chuyển (Tranport Layer): Đảm bảo đợc chất lợng dịch vụ mà lớp ứng
dụng yêu cầu. Lớp vận chuyển thực hiện các chức năng: Nhân biết lỗi, sửa lỗi, điều
khiển lu lợng. Lớp ứng dụng tối u hoá thông tin số liệu bằng cách ghép và tách các
luồng số liệu trớc khi số liệu đến đợc mạng.
5.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 có chức năng thiết lập,
duy trì, cắt đấu nối giữa các hệ thống, xử lý địa chỉ và định tuyến qua các trung kế.
6.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, điều khiển lu lợng và
phát lại.
7.Lớp vật lý (Physical Layer): Cung cấp các chức năng về cơ điện và các thủ tục
nguồn để hoạt hoá, bảo dỡng và khoá các trung kế để truyền các bit giữa các lớp đ-

2
Lớp vật lý
Lớp liên kết số liệu
Lớp mạng
Lớp vận chuyển
Lớp phiên
Lớp trình bày
Lớp ứng dụng
OSI
Lớp
Đường số liệu báo hiệu
Đường báo hiệu
Mạng báo hiệu
1
SS7
Mức
OMAP
Sự khác nhau lớn nhất giữa SS7 và OSI trong version đầu tiên là thủ tục thông
tin trong mạng. Mô hình OSI mô tả sự trao đổi số liệu có định hớng (Connection
Oriented), gồm 3 pha thực hiện là thiết lập đấu nối, chuyển số liệu và giải phóng đấu
nối. Còn trong SS7, MTP chỉ cung cấp dịch vụ vận chuyển không định hớng
(Connectionless) chỉ có pha chuyển số liệu, do vậy việc chuyển số liệu sẽ nhanh hơn
nhng với số lợng ít.
Để đáp ứng đợc nhu cầu phát triển các dịch vụ trong các ứng dụng nhất định,
năm 1984 ngời ta phải đa thêm phần điều khiển đấu nối báo hiệu SCCP. SCCP đề cập
đến dịch vụ vận chuyển trong cả mạng có định hớng đấu 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 nền tảng của MTP, coi MTP
Ngô thị ngọc chỉnh
Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7

Mức 3
(Q.704)
Mức 2
(Q.703)
Mức 1
(Q.702)
Ngô thị ngọc chỉnh
Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7
Mức 4 đợc gọi là phần khách hàng hay còn gọi là phần ngời sử dụng. Phần khách
hàng điều khiển các tín hiệu đợc xử lý bởi các thiết bị chuyển mạch. Các ví dụ điển
hình của phần khách hàng là phần ngời sử dụng điện thoại(TUP) và phần ngời dụng
ISDN (ISUP).
2.3.Cấu trúc chức năng MTP mức 1 (đờng số liệu báo hiệu)
Mức 1 trong phần chuyển giao bản tin MTP gọi là đờng số liệu báo hiệu,nó tơng đ-
ơng với lớp vật lý (lớp 1)trong mô hình OSI, nh biểu thị trong hình 2.10.Đường số liệu báo hiệu số
Kênh truyền dẫn số
Hình 2.10 MTP mức 1.
ST ST DCE DS DCE DS

Trong đó: ST- Kết cuối 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 các đặc tính chức năng của
các đờng báo hiệu đấu nối với các thành phần của hệ thống báo hiệu số 7.
Đờng số liệu báo hiệu là một đờng truyền dẫn gồm 2 kênh số liệu hoạt động
đồng thời trên cả 2 hớng ngợc nhau với cùng một tốc độ. Kết cuối báo hiệu tại từng
đầu cuối của đờng báo hiệu gồm tổ chức chức năng của MTP mức 2 để phát và thu

8 16 8,16 2 6 16 8
CK SF LI F FC F
a. MSU
b. LSSU Bit đầu tiên
8 16 2 6 16 8
CK LI F FC F
c. FISU
Hình 2.12: Các đơn vị tín hiệu trong SS7
ý nghĩa của các trờng :
F - Cờ: Là mẫu riêng biệt 8 bit đợc 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 vị tín hiệu. Cần lu ý, cờ kết
Ngô thị ngọc chỉnh
Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7
thúc cũng là cờ bắt đầu của một bản tin mới. Do đó bít đầu tiên sau cờ F chính là bắt
đầu của một bản tin. Các bít xen giữa hai cờ F là độ dài toàn bộ bản tin.
Ngời ta phải đa ra các phơng pháp đo lờng, kiểm tra để tránh cờ giả xuất hiện. Cờ
đợc đặc trng bằng các từ mã 01111110.
CK: Bít kiểm tra, còn gọi là con số tổng (Checksum). CK đợc truyền trong từng
đơn vị tín hiệu. Nếu tại điểm báo hiệu thu nhận đợc checksum không phù hợp thì
đơn vị tín hiệu đó đợc coi là có lỗi và phải loại bỏ.
SIF: Trờng thông tin báo hiệu. Trờng này chỉ có trong đơn vị bản tin MSU. SIF
gồm các thông tin về định tuyến và thông tin thực tế về báo hiệu của bản tin.
SIO: Octet thông tin dịch vụ, gồm chỉ thị dịch vụ và chỉ thị mạng. Chỉ thị dịch vụ
đợc sử dụng để phối hợp bản tin báo hiệu với một User riêng biệt của MTP tại một
điểm báo hiệu có nghĩa các lớp trên mức MTP. Chỉ thị về mạng đợc 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 mạng đơn.

trờng LI đến trớc trờng CK. LI đợc dùng để phân biệt ba loại đơn vị bản tin, trong đó
với :
LI=0: Đơn vị tín hiệu thay thế FISU.
LI=1 hoặc 2: Đơn vị tín hiệu trạng thái đờng
LSSU.
2<LI<63: Đơn vị tín hiệu bản tin MSU.
Sau đây ta phân tích qua các đơn vị bản cơ bản MSU, LSSU và FISU.
Đơn vị tín hiệu bản tin MSU:
Đơn vị tín hiệu bản tin MSU đợc mô tả trong hình 2.14. MSU mang thông tin
cho điều khiển gọi, quản trị mạng và bảo dỡng trong trờng thông tin báo hiệu. Ví dụ
các bản tin phần điều khiển đầu nối báo hiệu (SCCP), phần sử dụng mạng số đa dịch
vụ (ISUP) và phần vận hành quản lý bảo dỡng (OMAP) đợc chuyển trên đờng báo
hiệu trong trờng thông tin báo hiệu có độ dài MSU thay đổi. Các phần sử dụng đợc
cài đặt trong trờng này là SIF trong MSU cùng với nhãn định tuyến.
Ngô thị ngọc chỉnh
Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7 8 16 8n,n>2 8 2 6 1 7 1 7 8Bít đầu tiên
F
I
B

LI

B
I


Bít đầu tiên
F
C
F
C
CK

FC

SF

LI CBA
ý nghĩa
000
001
010
011
100
101
Mất đồng chỉnh
Bình thờng
Trạng thái khẩn
Không hoạt động
Sự cố bộ xử lý
Bận
Ngô thị ngọc chỉnh

cho MSU phát một bản tin công nhận. Việc nhận đợc bản tin công nhận tại điểm báo
hiệu phát có nghĩa là việc truyền MSU này đã hoàn thành. Nếu nhận đợc tín hiệu
không công nhận từ điểm báo hiệu thu thì điểm báo hiệu phát sẽ phát lại MSU và
toàn bộ thứ tự của các MSU. Các bớc trong phơng pháp sửa lỗi cơ bản đợc mô tả nh
hình 2.16.
Ngô thị ngọc chỉnh
Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7
Thứ tự của các bớc nh sau :
- Bớc 1 : Tổng đài A phát một MSU với con số thứ tự hớng đi là FSN=4.
- Bớc 2 : Tổng đài B công nhận thu đúng MSU từ bớc 1 bằng thiết lập số thứ tự h-
ớng về BSN=4 trong FISU mà tổng đài này gửi cho tổng đài A.
- Bớc 3 và 4: Tổng đài A có hai MSU cần phát theo thứ tự FSN=5 và FSN=6. Giả
sử MSU với FSN=5 bị h hỏng vì đờng truyền dẫn có sự cố, còn MSU với FSN=6
tổng đài B nhận đợc chính xác.
- Bớc 5: Tổng đài B gửi tín hiệu không công nhận đến tổng đài A chỉ rõ tằng MSU
với FSN=4 là MSU cuối cùng nhận đợc chính xác theo thứ tự. Tín hiệu không công
nhận do giá trị bit chỉ thị hớng về BIB định ra.
- Bớc 6 và 7:Tổng đài A phát lại MSU với FSN=5 và FSN=6 và tổng đài B đã nhận
chính xác các MSU này.
- Bớc 8: Tổng đài B công nhận các MSU này bằng cách gửi trả lại phía A một FISU
với BSN=6. FISU đợc coi nh tín hiệu công nhận tất cả các MSU không đợc công
nhận trớc đó, trong ví dụ này là với FSN=5. Một tổng đài có thể gửi đến 128 MSU
trớc khi yêu cầu một tín hiệu công nhận.
Ngô thị ngọc chỉnh
Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7MSU FSN=4

Tổng đài A

nhận đợc công nhận các MSU đã gửi trong bớc 3 và 4 từ tổng đài B. Tổng đài A phát
lại các MSU với FSN=5 và FSN=6.
- Bớc 7: Tổng đài B công nhận MSU với FSN=6 để thông
báo đã nhận đúng.
Ngô thị ngọc chỉnh
Khoá luận tốt nghiệp hệ thống báo hiệu số 7MSU FSN=4

Tổng đài A
SSP
Tổng đài B
SSP
FISU BSN=4

MSU FSN=5

MSU FSN=6

MSU FSN=5

MSU FSN=6

FISU BSN=6

Hình 2.17 Phương pháp sửa sai phòng ngừa
2.3.4.Cấu trúc chức năng MTP mức 3 (mạng báo hiệu):
MTP mức 3 cung cấp các chức năng và thủ tục có liên quan đến định tuyến cho bản
tin và quản trị mạng. MTP mức 3 trùng với lớp 3 trong 7 lớp của mô hình OSI. Giả sử