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 được chuyển trên một
kênh tách biệt với các kênh tiếng và kênh báo hiệu này được sử dụng chung cho một số
lượng lớn các kênh tiếng.
H×nh 2.1.1
C¸c trung kÕ
M¹ng chuyÓn
m¹ch
M¹ng chuyÓn
m¹ch
SF SF
SF SF
SF SF
µ
P
µ
P
MF ph¸t
MF
thu
M¹ng chuyÓn
m¹ch
M¹ng chuyÓn
m¹ch
C¸c trung kÕ
µ
P
µ
đồng thời, nâng cao hiệu suất sử dụng kênh thông tin.
• Độ tin cậy cao: Bằng việc sử dụng các tuyến dự phòng, có thủ tục sửa sai.
• Kinh tế: So với hệ thống báo hiệu truyền thống, hệ thống báo hiệu số 7 cần rất ít
thiết bị báo hiệu.
• Mềm dẻo: Hệ thống gồm rất nhiều tín hiệu, do vậy có thể sử dụng nhiều mục đích
khác nhau, đáp ứng được sự phát triển của mạng trong tương lai.
Với các ưu điểm này, trong tương lai hệ thông báo hiệu số 7 sẽ đóng vai trò rất quan
trọng đối với các dịch vụ mới trong mạng như:
♦ Mạng điện thoại công cộng - PSTN.
♦ Mạng số liên kết đa dịch vụ - ISDN.
♦ Mạng thông minh - IN.
♦ Mạng thông tin di động - PLMN.
Nhược điểm của SS7:
Cần dự phòng cao vì toàn bộ báo hiệu đi chung một kênh, chỉ cần một sai sót nhỏ là
ảnh hưởng tới nhiều kênh thông tin. Trong tương lai, với những ưu điểm sẵn có, hệ thống
báo hiệu số 7 sẽ được sử dụng rộng rãi trong mạng viễn thông Việt Nam.
2. 1. 2. Các thành phần của mạng SS7
Trong báo hiệu kênh chung các gói bản tin báo hiệu được định tuyến qua mạng để
thực hiện các chức năng thiết lập, duy trì, giải phóng các cuộc gọi và quản lý mạng. Mặc
dù mạng thoại là mạng chuyển mạch kênh, nhưng báo hiệu được điều khiển bằng kỹ thuật
chuyển mạch gói.
Mạng báo hiệu gồm:
a. Điểm báo hiệu (SP):
Điểm báo hiệu là một nút chuyển mạch hoặc một nút xử lý trong mạng báo hiệu được
cài đặt chức năng báo hiệu số 7. Một tổng đài điện thoại hoạt động như một nút báo hiệu
phải là tổng đài được điều khiển bằng chương trình lưu trữ sẵn SPC vì báo hiệu số 7 là
dạng thông tin số liệu giữa các bộ xử lý.
Tất cả các điểm báo hiệu SP trong mạng báo hiệu số 7 được nhận dạng bằng một mã
nhận dạng riêng biệt 14 bit hoặc 24 bit được gọi là mã điểm báo hiệu SPC (Signalling
Point Code). Nó có khả năng xử lý các bản tin báo hiệu có liên quan.
Link Set
SP SP
H×nh 2.3 Minh ho¹ vÒ SP, STP, SL vµ LS .
STP
Signalling Link
2. 1. 3. Các kiểu báo hiệu
Trong thuật ngữ của hệ thống báo hiệu số 7, khi 2 nút báo hiệu có khả năng trao đổi
các bản tin báo hiệu với nhau thông qua mạng báo hiệu có liên quan đến kênh tiếng ta nói
giữa chúng tồn tại một liên hệ báo hiệu (Signalling Relation). Các mạng báo hiệu có thể sử
dụng 3 kiểu báo hiệu khác nhau, trong đó ta hiểu “kiểu” là mối quan hệ giữa đường đi của
bản tin báo hiệu và đường tiếng có liên quan.
• Kiểu kết hợp: Trong kiểu kết hợp, các bản tin báo hiệu và các đường tiếng giữa 2
điểm được truyền trên một tập hợp đường đấu nối trực tiếp 2 điểm này với nhau như mô tả
trong hình 2.4.1.
SP
SP
Trong ®ã : §êng b¸o hiÖu
§êng tiÕng
H×nh 2.4.1 M« t¶ kiÓu b¸o hiÖu kÕt hîp.
• Kiểu không kết hợp: Trong kiểu báo hiệu này, các bản tin báo hiệu có liên quan đến
các đường tiếng giữa 2 điểm báo hiệu được truyền trên một hoặc nhiều đường quá giang,
qua một hoặc nhiều điểm chuyển tiếp báo hiệu. Kiểu không kết hợp được mô tả trong hình
2.4. 2.
SP SP
H×nh 2.4.2 KiÓu kh«ng kÕt hîp.
STP STP
SP SP
STP
STP
Vïng 1
H×nh 2.5 M¹ng b¸o hiÖu quèc gia.
STP quèc gia.
STP vïng
§iÓm b¸o hiÖu SP
Mạng báo hiệu quốc gia được chia thành các vùng báo hiệu mỗi vùng do 1 cặp STP
đảm nhiệm. Mỗi vùng báo hiệu lại có thể phân chia thành các vùng báo hiệu nội hạt, vùng
báo hiệu này gồm các nhóm SP.
Ngoài ra, để hoà hợp mạng quốc gia với mạng quốc tế cần có thêm mức mạng báo
hiệu quốc tế, với các STP quốc tế như mô tả trong hình 2. 6.
Trong thực tế các STP quốc tế có thể làm cả nhiệm vụ điểm chuyển tiếp báo hiệu
quốc gia nên nó cũng là STP quốc gia.
Quèc gia 1 Quèc gia 2
Quèc gia 3Quèc gia 4
STP quèc gia
STP quèc tÕ
H×nh 2.6 M¹ng b¸o hiÖu quèc tÕ
2. 2. CẤU TRÚC SS7
2. 2. 1. Cấu trúc của SS7
Báo hiệu số 7 được hình thành như một đường nối riêng trong mạng. Đường nối này
dùng để cung cấp những thông tin báo hiệu cho các nhóm người dùng khác nhau được gọi
là phần người sử dụng UP. Đó là:
• Phần người dùng điện thoại TUP.
• Phần sử dụng cho ISDN.
• Phần sử dụng cho số liệu DUP.
• Phần sử dụng cho Mobile Telephone MTUP.
Tất cả các bộ phận sử dụng đều dùng chung một đường dẫn để trao đổi các thông tin
bản tin, các dịch vụ quay số và công việc vận hành bảo dưỡng.
♦ Lớp trình bày (Presentation Layer): Định ra cú pháp biểu thị số liệu, biến đổi cú
pháp được sử dụng trong lớp ứng dụng thành cú pháp thông tin cần thiết để thông tin giữa
các lớp ứng dụng, ví dụ như teletex sử dụng mã ASCII.
♦ 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.
♦ Lớp vận chuyển (Tranport Layer): Đảm bảo được chất lượng dịch vụ mà lớp ứng
dụng yêu cầu. Lớp vận chuyển thực hiện các chức năng: Nhận biết lỗi, sửa lỗi, điều khiển
lưu lượng. Lớp ứng dụng tối ưu hoá thông tin số liệu bằng cách ghép và tách các luồng số
liệu trước khi số liệu đến được mạng.
♦ 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.
♦ 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 lưu lượng và phát lại.
♦ Lớp vật lý (Physical Layer): Cung cấp các chức năng về cơ điện và các thủ tục
nguồn để hoạt hoá, bảo dưỡng và khoá các trung kế để truyền các bit giữa các lớp đường
số liệu. Lớp vật lý còn có các chức năng biến đổi số liệu thành các tín hiệu phù hợp với
môi trường truyền dẫn.
Hệ thống báo hiệu số 7 là một kiểu thông tin số liệu chuyển mạch gói, nó được cấu
trúc theo kiểu module rất giống với mô hình OSI, nhưng nó chỉ có 4 mức. Ba mức thấp
nhất hợp thành phần chuyển bản tin MTP, mức thứ tư gồm các phần ứng dụng. SS7 không
hoàn toàn phù hợp với OSI. Mối tương quan giữa SS7 và OSI được mô tả trong hình 2. 8.
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 hướng (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 hướng (Connectionless) chỉ có pha
chuyển số liệu, do vậy việc chuyển số liệu sẽ nhanh hơn nhưng với số lượng ít.
6
7
Líp vËt lý
Líp liªn kÕt sè liÖu
Líp m¹ng
Líp vËn chuyÓn
Líp phiªn
Líp tr×nh bµy
Líp øng dông
§êng sè liÖu b¸o hiÖu
§êng b¸o hiÖu
M¹ng b¸o hiÖu
2
1
Møc
TCAP
OMAP
MTP
OSI không những tạo ra một môi trường rộng mở hơn, mà còn có ý nghĩa là sản xuất
và quản lý có thể tập trung trong các ứng dụng và sẽ không còn các vấn đề về đấu nối các
hệ thống với nhau từ các nhà cung cấp khác nhau. Cấu trúc module của OSI còn cho phép
sử dụng trực tiếp các thiết bị cũ trong các ứng dụng mới. OSI kết nối các lĩnh vực cách biệt
là xử lý số liệu và viễn thông lại với nhau.
2. 3. CẤU TRÚC CHỨC NĂNG CỦA PHẦN CHUYỂN GIAO BẢN TIN MTP
2. 3. 1. Cấu trúc chức năng của SS7
Phân cấp của hệ thống báo hiệu số 7 gồm 4 mức từ mức 1 đến mức 4, ba mức thấp
hơn đều nằm trong phần chuyển giao bản tin MTP. Các mức này được gọi là MTP mức 1,
MTP mức 2, MTP mức 3 và được trình bày trong các khuyến nghị của ITU-T Q702, Q703,
Q704. Như mô tả trong hình 2. 9.
MTP cung cấp một hệ thống vận chuyển không đấu nối để chuyển giao tin cậy các
H×nh 2.10 MTP møc 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
đường báo hiệu đấu nối với các thành phần của hệ thống báo hiệu số 7.
Đường số liệu báo hiệu là một đường truyền dẫn gồm 2 kênh số liệu hoạt động đồng
thời trên cả 2 hướng ngược nhau với cùng một tốc độ. Kết cuối báo hiệu tại từng đầu cuối
của đường báo hiệu gồm tổ chức chức năng của MTP mức 2 để phát và thu các bản tin báo
hiệu. Tốc độ chuẩn của một kênh truyền dẫn số là 56 Kb/s hoặc 64 Kb/s, mặc dù tốc độ tối
thiểu cho điều khiển các áp dụng là 4,8 Kb/s. Các ứng dụng quản trị mạng có thể sử dụng
tốc độ thấp hơn 4, 8 Kb/s.
2. 2. 3. Cấu trúc chức năng MTP mức 2 (Đường báo hiệu)
Phần chuyển giao bản tin MTP mức 2 cùng MTP mức 1 cung cấp một đường số liệu
cho chuyển giao tin cậy các bản tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu được đấu nối trực tiếp.
MTP mức 2 trùng với lớp 2 trong cấu trúc phân cấp của mô hình OSI.
Các chức năng điển hình của MTP mức 2 là phát hiện lỗi có thể xảy ra trên đường
truyền, khôi phục lại bằng cách truyền lại và điều khiển lưu lượng.
Møc 2 §êng sè liÖu b¸o hiÖu sè
Kªnh truyÒn dÉn sè
H×nh 2.11 MTP møc 2
ST ST DCE DS DCE DS
Møc 2
2.
3. 3. 1. Khuôn dạng bản tin
Cú ba kiu n v bn tin (ký hiu SU), chỳng c phõn bit nhau bng giỏ tr cha
trong trng ch th di (LI). Mi loi cú nhng chc nng khỏc nhau nhng u cu
thỡ n v tớn hiu ú c coi l cú li v phi loi b.
♦ SIF: Trường thông tin báo hiệu. Trường 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 được 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 được 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.
♦ FC: Trường điều khiển khung. Trường FC có độ dài 16 bit, bao gồm các
chức năng khác nhau với cấu trúc cơ bản như hình 2. 13.
• FIB: Bit chỉ hướng đi. FIB được sử dụng cho thủ tục sửa lỗi, nó biểu thị đơn vị
bản tin báo hiệu được truyền lần đầu hay được truyền lại. FIB gồm một bít.
• FSN: Con số thứ tự hướng đi. FSN được dùng để kiểm tra trình tự đúng đắn của
các đơn vị bản tin báo hiệu nhằm chống ảnh hưởng của lỗi đường truyền. FSN gồm 7 bit,
có giá trị từ 0 đến 127.16
1 7 1 7
FC
FIB FSN
BSN
BIB
H×nh 2.13 Trêng FC
• BIB: Bit chỉ thị hướng về, được sử dụng cho thủ tục sửa lỗi cơ bản. Nó được dùng
LI
B
I
B
FSN
BSN
FSIO
SIF
CK
F
Th«ng tin Nh·n
H×nh 2.14 §¬n vÞ tÝn hiÖu MSU
Đơn vị tín hiệu trạng thái đường LSSU:
Đơn vị tín hiệu trạng thái đường LSSU được mô tả trong hình 2.15. LSSU cung cấp
các chỉ thị trạng thái đường tới đầu đối phương của đường số liệu. Một số chỉ thị về trạng
thái: Hoạt động bình thường, không hoạt động, mất tín hiệu đồng chỉnh, trạng thái khẩn...
LSSU chỉ trao đổi giữa các lớp 2 của MTP và nó chỉ được trao đổi trong trường hợp
kênh báo hiệu ở trạng thái không sẵn sàng truyền đưa các bản tin hoặc không thể sử dụng
Chc nng phỏt hin li v sa li c thc hin bng cỏch truyn cỏc tớn hiu xỏc
nhn ỳng, sai. H thng sa li ny s dng cỏc trng iu khin v trng thỏi cỏc bn
tin nh trng kim tra CK, trng FC ó trỡnh by phn trờn.
Chc nng phỏt hin li:
Mi bn tin hng i c lu tr trong b nh m dnh cho vic truyn li v
c gỏn cho mt s th t trờn hng i. Cỏc bn tin ú u c mó hoỏ thnh cỏc
Copyright: Tài liệu đại học ©