MÔ HÌNH KIẾN TRÚC CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7
Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7
Hệ thống báo hiệu số 7 (Signaling System # 7) hay SS7 là một hệ thống báo hiệu kênh chung được triển khai phổ biến và rộng khắp trên các mạng viễn thông truyền thống SS7 được sử dụng với chức năng báo hiệu cho nhiều loại hình dịch vụ gồm: dịch vụ dữ liệu, video, thoại, audio, hay truyền thoại theo giao thức internet VoIP (Voice over Internet Protocol).
Các chức năng và dịch vụ cơ bản do SS7 cung cấp gồm:
- Thiết lập và giải phóng các kết nối chuyển mạch kênh trên mạng cố định cũng như mạng tế bào.
- Cung cấp được các dịch bổ sung trong mạng tiên tiến như hiển thị số thuê bao chủ gọi, tự động gọi lại…
- Quản lý tính năng di động trong mạng tế bào cho phép thuê bao thay đổi vị trí địa lý trong khi vẫn duy trì sự kết nối với mạng.
- Thực hiện được dịch vụ nhắn tin ngắn SMS (Short Message) và dịch vụ nhắn tin nâng cao thông qua cơ chế truyền tải nội dung của bản tin.
- Hỗ trợ các dịch vụ của mạng thông minh IN (Inteligent Network) và các mạng số đa dữ liệu tích hợp ISDN.
1.1.2 Một vài ưu điểm và nhược điểm của hệ thống báo hiệu số 7:
• Tốc độ nhanh: trong phần lớn các trường hợp thời gian thiết lập cuộc nối dưới 1s Là do thông tin báo hiệu được truyền trực tiếp giữa các bộ vi xử lý, tín hiệu được điều chế dưới dạng số và theo tốc độ chuẩn 64kb/s của CCITT.
• Dung lượng cao: mỗi kênh báo hiệu có thể xử lý tín hiệu báo hiệu cho rất nhiều cuộc gọi trong cùng một lúc Nâng cao hiệu suất của việc sử dụng kênh thông tin trong mạng.
• Tính kinh tế: SS7 cần ít thiết bị hơn so với thiết bị truyền thống Một ưu điểm nữa là SS7 chỉ chiếm kênh khi thuê bao bị gọi nhắc máy
• Độ tin cậy cao: nhờ sử dụng mạng báo hiệu dành riêng độc lập và đè lên tuyến truyền tin Cùng với việc sử dụng các mã sửa sai ( như sử dụng các tổ hợp bít phát hiện lỗi, giám sát và sửa lỗi cho các bản tin báo hiệu).
• Tính mềm dẻo: do thực hiện việc truyền tin theo gói mà tốc độ báo hiệu có thể thay đổi và đáp ứng được nhiều hơn các dịch vụ giá trị gia tăng.
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.
Hệ thống báo hiệu số 7 là hệ thống tiêu biểu của báo hiệu kênh chung CCS nên các thành phần cơ bản, các kiểu báo hiệu cũng giống như báo hiệu kênh chung.
Mô hình kiến trúc và chức năng của hệ thống báo hiệu số 7
Mô hình kiến trúc chức năng của hệ thống báo hiệu số 7 được tham chiếu tới mô hình OSI gồm 4 lớp.
- Các dịch vụ từ lớp 1 đến lớp 3 của OSI được cung cấp bởi các phần chuyển tải bản tin MTP (Message Transport Part) và phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP (Signalling Connection Control Part).
- Từ lớp 4 đến lớp 7 (mô hình OSI) tương ứng với mức 4 - phần người dùng trong SS7 (như hình 1.1 ) nhưng hiện thời chưa được định nghĩa.
Mỗi giao thức sử dụng trong SS7 đều có những ứng dụng riêng biệt và được sử dụng tương ứng với mạng mà nó cung cấp dịch vụ Tuỳ thuộc vào SS7 sử dụng cho mạng tế bào hay mạng thông minh, tuỳ thuộc vào việc truyền tải qua IP hay điều khiển cho mạng băng rộng ATM thay vì mạng ghép kênh theo thời gian TDM (Time Division Mode) mà sự phối hợp sử dụng các giao thức trong SS7 là khác nhau.
Hình 1.1: Kiến trúc SS7 và mô hình tham chiếu OSI
Kiến trúc hệ thống báo hiệu số 7 được chia thành 3 phần chính, cụ thể: Các dịch vụ dành cho di động,
1.2.1 Các dịch vụ dành cho di động
❖ Phần truyền bản tin MTP (Message Transport Part)
• Là hệ thống vận chuyển chung để truyền các bản tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu SP (Signalling Point).
• MTP truyền các bản tin báo hiệu giữa các phần người dùng UP khác nhau và hoàn toàn độc lập với nội dung các bản tin được truyền.
• MTP chịu trách nhiệm chuyển chính xác bản tin từ một UP này tới một UP khác → bản tin báo hiệu được chuyển sẽ được kiểm tra chính xác trước khi chuyển cho UP.
❖ Phần ứng dụng khả năng giao dịch (TCAP) tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều hộp thoại đồng thời giữa các hệ thống con giống nhau trên cùng một máy, sử dụng các ID giao dịch (ID giao dịch là tham chiếu TCAP cho một tập hợp các hoạt động
TCAP được thực hiện trong một hộp thoại) để phân biệt các hộp thoại này, tương tự như cách các cổng TCP tạo điều kiện cho kết nối ghép kênh giữa các địa chỉ IP giống nhau trên Internet.
❖ Phần điều khiển kết nối báo hiệu (SCCP) là một giao thức lớp mạng cung cấp các phương tiện định tuyến, điều khiển luồng, phân đoạn, định hướng kết nối và sửa lỗi mở rộng trong các mạng viễn thông của Hệ thống báo hiệu số 7 SCCP dựa trên các dịch vụ của MTP để phát hiện lỗivà định tuyến cơ bản.
• SCCP không nằm gọn trong hệ thống phân cấp bốn cấp, vì nó ở cùng cấp với ISUP.
• Sự kết hợp giữa MTP và SCCP tương ứng với các lớp OSI 1, 2 và 3 và được gọi là phần dịch vụ mạng của SS7.
❖ Phần Vận hành, Bảo trì và Quản trị (OMAP) cung cấp các quy trình được sử dụng để vận hành, duy trì và quản lý các chức năng được liên kết với mạng SS7 các khả năng này được phát triển và triển khai đầy đủ nhất là các thủ tục xác nhận bảng định tuyến mạng và chẩn đoán các sự cố liên kết.
• OMAP tương ứng với Lớp ứng dụng của mô hình OSI (Lớp 7)
1.2.2 Dịch vụ dùng cho các thuê bao số
Phần người dùng dịch vụ tích hợp (ISUP) là một giao thức cho các thủ tục điều khiển cuộc gọi và duy trì đường kết nối trong cả mạng điện thoại và ISDN (công nghệ băng hẹp được sử dụng rộng rãi, cho phép truyền dữ liệu số hóa từ một hệ thống cuối
(máy chủ) qua đường điện thoại ISDN tới một điện thoại Nhược điểm của công nghệ này là chỉ truyền dịch vụ thoại và chuyển mạch gói tốc độ thấp Nó không thích hợp cho chuyển mạch gói tốc độ cao và thời gian sở hữu lâu dài).
1.2.3.Dịch vụ dùng cho các thiết bị analog thông thường
Phần người dùng UP (User Part) thực chất là một số định nghĩa phần người sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu sử dụng của hệ thống báo hiệu.
• UP là phần tạo ra và phân tích bản tin báo hiệu, sử dụng MTP để chuyển thông tin báo hiệu đến một UP khác cùng loại.
• Hiện đang tồn tại một số UP trên mạng lưới:
+ TUP (Telephone User Part): phần người sử dụng cho mạng thoại
(sử dụng các thiết bị analog thông thường).
+ DUP (Data User Part): phần người sử dụng cho mạng số liệu
+ ISUP (ISDN User Part): phần người sử dụng cho mạng ISDN
+ MTUP (Mobile Telephone User Part): phần người sử dụng cho mạng điện thoại di dộng
Các phương thức hoạt động của hệ thống báo hiệu kênh chung số 7
Hệ thống CCS7(hay SS7) ban đầu được thiết kế cho các mạng đường dây cố định) có ba phương thức hoạt động dựa trên sự liên kết giữa đường truyền báo hiệu và kênh thoại (dữ liệu gồm: gắn kết, tựa gắn kết và tách biệt).
- Trong phương thức báo hiệu liên kết, các kênh thoại và kênh báo hiệu liên quan nằm trên cùng tuyến đường truyền nối giữa hai điểm báo hiệu kề nhau.
- Trong phương thức báo hiệu bán gắn kết (Quasi-associated) các thông tin báo hiệu liên quan đến cuộc gọi được truyền trên hai hoặc nhiều chùm kênh báo hiệu ở các tổng đài quá giang và đi qua một hoặc nhiều STP khác tới điểm báo hiệu đích của thông tin báo hiệu Các điểm báo hiệu mà thông tin báo hiệu đi qua được gọi là điểm chuyển tiếp báo hiệu STP (Signalling transfer point).
- Phương thức báo hiệu tách biệt hoàn toàn (Fully dissociated) rất ít được sử dụng trong thực tế.
CÁC THÀNH PHẦN TRONG MẠNG BÁO HIỆU SỐ 7
Minh họa một bản tin được truyền trong mạng báo hiệu số 7
Trong Hình 1.1 , chúng ta có thể phân biệt các bản tin của một số loại trong một điểm báo hiệu.
- Thông báo người dùng là thông báo giữa giao thức cấp 4 và MTP3 và được đặt tên theo giao thức cấp 4( các thông báo TUP, ISUP và SCCP)
- Thông báo MTP3 là thông báo giữa MTP3 và MTP2 MSU chứa một thông báo do MTP3 hoặc người dùng MTP3 tạo ra.
- Các đơn vị tín hiệu bản tin (MSU) là các bản tin giữa MTP2 và MTP1 của một liên kết báo hiệu tại một điểm báo hiệu, và giữa các MTP1 ở cả hai đầu của một liên kết báo hiệu.
Thông báo của người dùng được chuyển giữa hai giao thức cấp 4 “ngang hàng” tại hai điểm báo hiệu Hình 2.1 minh họa việc chuyển một bản tin TUP từ TUP-A đến TUP-C (tại các điểm báo hiệu A và C, tương ứng) được định tuyến qua điểm chuyển tín hiệu B.
Hình 2.1: Minh họa việc chuyền một bản tin từ TUP-A đến TUP-C.
Tại điểm báo hiệu A, TUP-A chuyển bản tin TUP xuống MTP3 của nó, mở rộng nó thành bản tin MTP3 và chuyển nó tới MTP2 của liên kết báo hiệu đến B MTP2 mở rộng bản tin MTP3 thành một đơn vị tín hiệu bản tin (MSU) và chuyển nó đếnMTP1 của nó.
MSU đi qua liên kết báo hiệu và đến MTP1 của điểm báo hiệu B, nơi MTP2 trích xuất bản tin MTP3 và chuyển nó tới MTP3 của nó MTP3 chuyển bản tin MTP3 tới MTP2 của liên kết báo hiệu đến C.
Giai đoạn thứ hai của quá trình truyền bản tin cũng tương tự: bản tin được truyền và mở rộng xuống phía dưới tại điểm báo hiệu B, đi qua liên kết báo hiệu giữa B và
C (như một MSU), và được chuyển lên trên trong điểm báo hiệu C Cuối cùng nó đến như một Thông báo TUP tại TUP-C.
Các phần tử cấu thành mạng báo hiệu số 7
Mạng báo hiệu số SS7 bản chất là một mạng chuyển mạch gói hoạt độn riêng biệt và song song với hệ thống mạng thoại Các bản tin được truyền trên mạng thực hiện các chức năng thiết lập, duy trì , giải phóng và quản trị mạng Các node cấu thnahg nen mạng báo hiệu được thiết kế , cấu tạo gồm có: các điểm báo hiệu SP,các điểm chuyển tiếp báo hiệu TP, các điểm vừa báo hiệu vừa chuyển tiếp báo hiệu STP được kí hiệu trong hình dưới đây.
Hình 2.2: Các loại trạm báo hiệu CCS 2.3.1 Điểm báo hiệu (signaling point) Điểm báo hiệu( SP) là một node( đầu cuối báo hiệu) trên mạng thực hiện việc chuyển mạch thại cho các kênh thoại và thực hiện việc vjuyeenr mạch gói cho các gói tin của báo hiệu SS7 Điểm báo hiệu giữ vaii trò như một tổng đài( chức năng truyền dẫn và định hướng lưu lượng qua mạng) trong mạng viễn thông Mỗi điểm báo hiệu được xác định duy nhất bởi một mã điểm( PointCode-PC).
Các mã điệm( PC) được manh bên trong bản tin báo hiệu để xác định mã điểm nguồn( Origination PC- OPC) và mã điểm đích (Destination PC- DCP) Mỗi điểm mã báo hiệu sử dụng bảng định tuyến để chọn đích đến chính xác cho mỗi bản tin báo hiệu.
❖ Các dạng của điểm báo hiệu:
Điểm chuyển tiếp dịch vụ: (Service Switching Point –SSP):Một điểm SSP gửi những bản tin báo hiệu tới các SSP khác để thiết lập, quản lý, và giải phóng kênh cuộc gọi được yêu cầu để hoàn tất 1 cuộc gọi một SSP cũng có thể gửi bản tin tới điểm điều khiển dịch vụ (SCP) để xác định làm thế nào để định tuyến một cuộc gọị
Điểm chuyển tiếp báo hiệu: (Signaling Transfer Points -STP):Là những tổng đài thực hiện việc chuyển mạch gói để định tuyến lưu lượng mạng giữa các điểm báo hiệu Một điểm chuyển tiếp báo hiệu STP định tuyến mỗi bản tin đến một liên kết báo hiệu tại đầu ra dựa trên thông tin định tuyến chứa trong bản tin báo hiệu SS7, màkhông có khảnăng xửlý bản tin này Một STP có thể là một nut định tuyến báo hiệu thuần túy hoặc cũng có thể gồm cả chức năng của một điểm kết cuối báo hiệu STP hoạt động như là những Hub trong mạng truyền dữ liệu vì vậy nó nâng cao việc sử dụng nhiều liên kết trựctiếp phải cần giữa các SP STP cũng được sử dụng để lọc tách các bản tin báo hiệu giữa các mạng khác nhau.
Điểm điều khiển dịch vụ báo hiệu: (Service Control Points -SCP)SCP là những cơ sở dữ liệu để từ đó cung cấp những thông tin cần thiết cho khả năng xử lý cuộc gọi đòi hỏi ở mức cao STP cũng thường được triển khai trong những gắn kết cấuhình ở những đường vật lý riêng biệt xác định như là một hệ thống dự phòng Lưu lượng mạng được trải đều trên cá đường liên kết , vì vạy một liên kết bị thất bại thì lưu lượng báo hiệu sẽ được định tuyến lại qua đường liên kết khác.
Trong SS7, khi hai điểm báo hiệu có khả năng trao đổi bản tin báo hiệu với nhau thông qua mạng báo hiệu thì giữa chúng tồn tại một mối liên hệ báo hiệu Các liên hệ báo hiệu này có thể sử dụng các phương thức báo hiệu khác nhau, trong đó phương thức báo hiệu được hiểu là mối quan hệ giữa việc truyền dẫn thông tin báo hiệu và đường truyền thoại
Kiểu kết hợp: (Associated Mode):Trên mỗi tuyến truyền thoại giữa hai tổng đài tồn tại song song với tuyến thoại đó một đường liên kết báo hiệu giữa hai tổng đài Đây là phương thức báo hiệu đơn giản và ít được sử dụng bởi vì một đường liên kết báo hiệu có thể giữ những bản tin báo hiệu cho vài nghìn trung kế, trong khi hầu hết các nhóm trung kế liên kết giữa 2 tổng đài chỉ là hơn 100 trung kế dẫn đến lãng phí lớn
Hình 2.3: Phương pháp báo hiệu kiểu kết hợp
Kiểu bán kết hợp (Quassi –Associated Mode)Các đường liên kết báo hiệu không kết nối trực tiếp và song song với đường thoại giữa 2 tổng đài Mà trái lại nó là những tuyến liên kết báo hiệu được quá giang qua nhiều điểm truyền báo hiệu STP Điều này làm tăng hiệu suất báo hiệu của mạng, tăng tính kinh tếdo tận dụng hết lưu lượng báo hiệu của các đường liên kết báo hiệu.
Hình 2.4: Phương pháp báo hiệu kiểu bán kết hợp
❖ Sự phân cấp của mạng báo hiệu
- Ta có thể tổ chức một vài kiểu cấu trúc mạng có khả năng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu báo hiệu giữa các tổng đài đấu nối với nhau Chẳng hạn, một cấu trúc mà tất cả tổng đài trong mạng đều mang chức năng làm STP Một cấu trúc khác có hình sao với một tổng đài làm chức năng STP để chuyển thông tin báo hiệu tới các tổng đài khác chỉcó chức năng SP Trên thực tế, người ta sử dụng một kiểu cấu trúc kết hợp cảhai cấu trúc nói trên
Mạng này sử dụng một số tổng đài làm chức năng STP Việc trao đổi thông tin giữa các tổng đài ở các vùng lân cận như vậy hình thành một mạng báo hiệu đường trục Do đó, chúng ta có một cấu trúc gồm 3 mức: Mức 1: STP quốc gia, Mức 2 STP khu vực( vùng) và Mức 3 điểm đầu cuối báo hiệu SP.
Dịch vụ tích hợp phần người dùng(ISUP)
Các bản tin TUP và ISUP có liên quan đến đường truyền báo hiệu: chứa thông tin liên quan đến một đường truyền báo hiệu cụ thể với báo hiệu TUP hoặc ISUP và được gửi bởi bộ trao đổi ở một đầu của trung kế (Đường trung kế (trunk) là đường truyền tín hiệu giữa nhà cung cấp dịch vụ thoại tới khách hàng) đến bộ trao đổi ở đầu kia.
Khi một cuộc gọi điện thoại được thiết lập từ một thuê bao khác, một số tổng đài điện thoại có thể được tham gia, có thể xuyên biên giới quốc tế Để cho phép cuộc gọi được thiết lập chính xác, khi ISUP được hỗ trợ, một bộ chuyển mạch sẽ báo hiệu thông tin liên quan đến cuộc gọi như số bên được gọi đến bộ chuyển mạch tiếp theo trong mạng bằng cách sử dụng các bản tin ISUP.
Các tổng đài điện thoại có thể được kết nối thông qua trung kế T1(có thể truyền tới
24 cuộc gọi điện thoại đồng thời qua một đường truyền duy nhất bằng dây đồng) hoặc E1(Một liên kết E1 hoạt động trên hai bộ dây riêng biệt, thường là cặp xoắn không được che chắn (cáp cân bằng) hoặc sử dụng đồng trục (cáp không cân bằng)) để truyền tải giọng nói từ các cuộc gọi Các trung kế này được chia thành các khe thời gian 64 kbit / s và một khe thời gian có thể thực hiện chính xác một cuộc gọi. Bất kể phương tiện nào được sử dụng để kết nối các bộ chuyển mạch với nhau, mỗi mạch giữa hai bộ chuyển mạch được nhận dạng duy nhất bằng một mã nhận dạng mạch ((CIC)) (là một phần của hiệu hệ thống SS7 được sử dụng để thiết lập các cuộc gọi điện thoại trong mạng điện thoại chuyển mạch công cộng như một phần của bản tin địa chỉ ban đầu (Initial Address Message)) có trong các bản tin ISUP.
Bộ phận trao đổi sử dụng thông tin này cùng với thông tin tín hiệu nhận được (đặc biệt là số bên được gọi) để xác định mạch đến và mạch đi nào nên được kết nối với nhau để cung cấp đường dẫn từ đầu đến cuối.
❖ Ưu điểm của ISUP: được sử dụng nhiều cho cá chức năng làm quan đến chức năng xử lý, quản lý và bảo trì nhóm trung kế( Trunks):
Thiết lập cuộc gọi nhanh hơn
Cải thiện hỗ trợ tính năng khách hàng cũng như các tính năng nâng cao
Các quy trình quản lý đường trục được cải tiến và tự động
Bộ phận điều khiển kết nối tín hiệu( SCCP) ( Signalling Connection Control Part)
SCCP dựa vào các dịch vụ của MTP để định tuyến cơ bản và phát hiện lỗi Sự kết hợp của MTP và SCCP tương ứng với các lớp OSI 1, 2 và 3 là được gọi là một phần dịch vụ mạng của SS7.
Hình 2.5: Sơ đồ khối cấu trúc chức năng của SCCP
Chức năng của các khối:
- Khối điều khiển đấu nối có hướng: Cung cấp các thủ tục cho thiết lập, chuyển giao và giải phóng một đấu nối báo hiệu tạm thời.
- Khối điều khiển không đấu nối: Cung cấp các thủ tục cho chuyển giao số liệu không đấu nối giữa các User.
- Khối điều khiển định tuyến: Dựa vào chức năng của MTP để định tuyến một bản tin từ điểm báo hiệu này tới điểm báo hiệu khác.
- Khối quản trị SCCP: Cung cấp các thủ tục để duy trì sự hoạt động của mạng bằng phương pháp định tuyến dự phòng hoặc điều chỉnh lại lưu lượng nếu xảy ra sự cố hoặc tắc nghẽn
Phần ứng dụng khả năng giao dịch (TCAP)
Phần ứng dụng khả năng giao dịch (TCAP) của hệ thống báo hiệu SS7 phối hợp với phần điều khiển kết nối báo hiệu (SCCP) và phần chuyển giao bản tin (MTP) cho phép những yếu tố dịch vụ ứng dụng (ASE Application Service Elements) tại các node (thuật ngữ TCAP cho các điểm báo hiệu) để điều khiển các giao dịch.
TCAP được chia thành hai lớp nhỏ:
- Lớp phần tử (CSL – Component Sub Layer)
Cung cấp cho người sử dụng có khả năng yêu cầu hỗ trợ khai thác từ xa và thu các tin tức đáp lại Có nghĩa là trong một ứng dụng nào đó người dùng có thể yêu cầu một khai thác từ xa và có thể nhận lại được một hay nhiều sự trả lời Đây là một chức năng cơ bản của TCAP là khả năng cung cấp và chuyển giao độc lập nhiều phần tử trong một giao dịch hội thoại đồng thời giữa người dùng
- Lớp giao dịch (TSL – Transaction Sub Layer)
Cung cấp một phương tiện định thời khi khởi đầu một yêu cầu nghĩa là đối tượng sử dụng chỉ cần lưu ý là mình muốn sử dụng bộ định thời tiêu chuẩn nào Khi kết thúc thời gian khai thác sẽ ngắt.
❖ Các ứng dụng của TCAP
Phần ứng dụng khả năng giao dịch (TCAP) là một phần của khái niệm TC
(Transaction Capability) cung cấp các giao thức và dịch vụ của lớp ứng dụng
Các ứng dụng có sử dụng TCAP
● Các ứng dụng của dịch vụ di động
● Các dịch vụ điện thoại miễn phí
● Gọi bằng thẻ tín dụng
● Các ứng dụng khai thác bảo dưỡng
XỬ LÝ ĐỊNH TUYẾN VÀ THỦ TỤC THIẾT LẬP CUỘC GỌI
XỬ LÝ ĐỊNH TUYẾN VÀ THỦ TỤC
Hệ thống báo hiệu số 7 là cốt lõi của mạng chuyển mạch điện thoại công công PSTN Bên cạnh các chức năng điều khiển và báo hiệu cho các cuộc gọi, SS7 còn được sử dụng cho các dịch vụ mạng thông minh IN cho các ứng dụng dữ liệu Các địa chỉ node trong SS7 được gọi là các mã điểm (point code), chúng là các địa chỉ logic và được nhận dạng tại lớp 3 của chồng giao thức SS7.
Mỗi điểm báo hiệu SS7 trong mạng được xác định bằng một mã điểm (PC) Hầu hết các điểm báo hiệu chỉ có một mã điểm Tuy nhiên một tổ chức chuyển mạch quốc tế (ISC) được xác định trong mạng của một quốc gia nào đó bởi một mã điểm
PC của quốc gia đó và trong mạng quốc tế được xác định bằng một mã điểm quốc tế( international PC).
Có hai dạng mã điểm được sử dụng trên thế giới hiện nay tuân theo chuẩn của ANSI và ITU được mô tả trên hình 1.
Hình 3.1: Mã điểm theo tiêu chuẩn ANSI và ITU
Mã điểm báo hiệu theo tiêu chuẩn của ANSI có độ dài 24 bit và được chia thành
3 trường chức năng 8 bit gồm: Số hiệu mạng, nhóm và thành viên Cách đánh địa chỉ theo ANSI tương tự như cách đánh địa chỉ IP Trường 8 bit đầu tiên nhận dạng bởi nhà cung cấp mạng SS7, trường thứ hai nhận dạng điểm mã báo hiệu SSP và trường chức năng thứ 3 chỉ ra các thành viên kết nối tới điểm mã báo hiệu Mã điểm báo hiệu theo ITU có độ dài 14 bit và chia thành 3 trường chức năng: trường thứ nhất gồm 3 bit để nhận dạng vùng, trường thứ hai gồm 8 bit để nhận dạng mạng và trường thứ 3 gồm 3 bit là nhận dạng điểm báo hiệu SSP.
Mã điểm cho mạng quốc tế
Mã điểm cho mạng quốc tế được ITU-T ấn định và bao gồm các tham số nhận dạng vùng và nhận dạng báo hiệu SSP ID (mỗi thứ 3 bit) và nhận dạng mạng (8 bit) Nhận dạng vùng xác định sáu khu vực địa lý chính trên thế giới Trong biểu diễn thập phân:
4 Mideast và hầu hết châu Á
5 Australia và một phần châu Á (Indonesia, Malaysia, Thái Lan, Guam, v.v.)
Tham số nhận dạng mạng xác định một khu vực của mạng viễn thông quốc gia trong khu vực thế giới Hầu hết các quốc gia chỉ có một mạng lưới bao phủ toàn bộ quốc gia đó và do đó được biểu thị bằng một giá trị của tham số nhận dạng mạng Ví dụ, tổ hợp tham số nhận dạng vùng = 2, tham số nhận dạng mạng = 168 đại diện cho mạng lưới quốc gia của Bulgaria.
Tham số nhận dạng báo hiệu SSP ID xác định một trung tâm chuyển mạch quốc tế cụ thể trong mạng hoặc khu vực mạng được chỉ định bởi tham số nhận dạng vùng và tham số nhận dạng mạng Ở các quốc gia có một mã điểm (PC) cho mạng quốc gia, có thể xác định tối đa bảy ISCs.
Các quốc gia có nhiều hơn một mã điểm (PC) mạng quốc gia sẽ có một vài mã cho tham số nhận dang mạng Ví dụ: các mạng quốc gia của Vương quốc Anh do Britich Telecom và Mercury Telecommunications điều hành được xác định bằng các giá trị tham số nhận dạng vùng = 2, tham số nhận dạng mạng = 068 và tham số nhận dạng vùng = 2, tham số nhận dạng mạng = 072.
Tại Hoa Kỳ, các giá trị của giá trị tham số nhận dạng mạng được chỉ định cho các khu vực cụ thể của mạng đường dài do các nhà cung cấp dịch vụ quốc tế khác nhau (AT&T, Verizon, Sprint, v.v.) điều hành Ví dụ: giá trị nhận dạng mạng xác định khu vực Bờ Đông của mạng đường dài của AT&T và giá trị nhận dạng báo hiệu SPP ID xác định ISC trong khu vực đó của mạng.
ITU-T đã phân bổ phạm vi của giá trị tham số nhận dạng mạng = 020– 059 trong vùng giá trị tham số nhận dạng mạng = 3 cho Hoa Kỳ.
Các quốc gia khác ngoài Hoa Kỳ sử dụng mã điểm quốc gia là 14 bit Việc gắn mã này được thực hiện bởi các hãng viễn thông riền lẻ của các quốc gia đó.
Hình 3.2: Cấu hình và liên kết mạng SS7
Hình 2.8 mô tả một mạng SS7 điển hình gồm các kiểu node trong mạng SS7 như: Điểm chuyển mạch dịch vụ SSP, Điểm chuyển tiếp dịch vụ STP và điểm điều khiển dịch vụ SCP Sáu dạng liên kết được định nghĩa trong mạng SS7 gồm:
• Liên kết truy nhập (A-link) kết nối các SSP tới STP, hoặc SCP tới STP.
• Liên kết cầu nối (B-link) kết nối các STP không cùng lớp.
• Liên kết chéo (C-link) kết nối chéo các STP cùng lớp.
• Liên kết trực giao (D-link) kết nối các SSP tới các STP của vùng khác.
• Liên kết mở rộng (E-link) sử dụng để kết nối một SSP tới STP của vùng khác.
• Liên kết đủ (F-link) sử dụng để kết nối trực tiếp hai nhóm SSP. Định tuyến các bản tin báo hiệu trong mạng SS7 được thực hiện theo phương pháp từng chặng (hop-by-hop) và dựa trên một tập luật định tuyến dưới đây:
• Một bản tin phát ra từ SSP tới một SSP kết nối trực tiếp sẽ chọn đường Flink trước Nếu F-link không tồn tại, bản tin sẽ chọn A-link là tuyến đường dẫn cho bản tin.
• Một bản tin từ một SSP tới một SSP khác được phục vụ bởi một cặp STP được định tuyến theo đường A-link tới STP của vùng sau đó mới được chuyển tiếp.
• Một bản tin đã tới nếu A-link không nối tới SSP đích.
STP của vùng đích lựa chọn A-link để kết nối tới SSP đích, tồn tại, bản tin theo đường C-link tới STP cùng cặp để kết
• Một bản tin đã tới STP của vùng đích có thể chọn E-link tới SSP đích, nếu Elink không tồn tại, bản tin được định tuyến tới STP của vùng nguồn theo Blink Lựa chọn tiếp theo là sử dụng B-link tới vùng đích thứ hai của SSP hoặc sử dụng C-link tới các vùng khác có kết nối tới SSP đích.
Một bản tin từ một SSP tới một SCP thực hiện định tuyến trên F-link nếu Flink tồn tại, nếu F-link không tồn tại, bản tin sẽ được định tuyến tới STP nguồn trên đường A-link để kết nối tới SCP.
Dựa trên các luật trên, mạng báo hiệu SS7 xây dựng một cấu trúc dự phòng cho phép định tuyến đa đường giữa hai node SS7 Một tuyến trong mạng SS7 là một tập liên kết tuần tự định nghĩa con đường từ SSP nguồn tới SSP đích, một tập hợp tuyến gồm nhiều tuyến từ nguồn tới đích có ít nhất hai tuyến: một tuyến sơ cấp và một tuyến thứ cấp, điều này cho phép cung cấp tùy chọn luân phiên tại mỗi nút.
Hình 3.3: Trường thông tin lớp 3 của bản tin báo hiệu
Việc định tuyến bản tin báo hiệu được dựa trên chức năng xử lý bản tin báo hiệu của một User nào đó tại điểm báo hiệu nguồn được gửi đến đúng User thích hợp tại điểm báo hiệu đích Chức năng này được thực hiện dựa vào các bit trong các trường thông tin dịch vụ SIO (Service Information Octet) và nhãn định tuyến trong trường thông tin báo hiệu SIF (Signalling Information Field) của bản tin báo hiệu như chỉ ra trên hình 2.9.
Trường SIO trong đơn vị báo hiệu MSU chứa dữ liệu chỉ thị dịch vụ SI (ServiceIndicatior)) và trường dịch vụ con SSF (Sub Service Field) Chỉ thị dịch vụ SI để thực hiện việc phân phối bản tin theo dịch vụ định sẵn và trường dịch vụ con SSF chứa các bit chỉ thị mã quốc gia, bit dự phòng phục vụ cho định tuyến bản tin.
Thủ tục thiết lập cuộc gọi
❖ Quá trình thiết lập cuộc gọi trong mạng PSTN có thể chia thành hai kiểu cuộc gọi: cuộc gọi thoại và cuộc gọi ISDN Trong đó có các bản tin theo thứ tự:
- Bản tin địa chỉ khởi tạo IAM (Initial Adress Message): IAM là bản tin được gửi trước tiên trên hướng đi trong quá trình thiết lập cuộc gọi IAM chứa thông tin địa chỉ và một số thông tin phụ trợ liên quan đến việc định tuyến và xử lý cuộc gọi Trường chức năng SIF chứa nhãn định tuyến và các thông tin như: địa chỉ thuê bao, chỉ thị bản tin và kiểu thuê bao
- Bản tin địa chỉ khởi tạo với thông tin phụ trợ IAI (Initial address signal with additional information): Tương tự như bản tin IAM nhưng bổ sung thêm các thông tin phụ trợ về thuê bao chủ gọi như loại thuê bao hay phương pháp tính cước.
- Bản tin địa chỉ kế tiếp SAM (Subsequent Address Message): Là bản tin hướng đi để truyền các con số địa chỉ theo phương thức từng bước Phương thức gửi trọn số của thuê bao được xử lý bởi bản tin IAM hoặc IAI.
- Bản tin địa chỉ kế tiếp một tín hiệu địa chỉ SAO (Subsequent Address Message With One Signal): SAO cho phép việc sử dụng linh động phương pháp truyền nếu mỗi bản tin chỉ chứa theo một chữ số (4 bit).
- Bản tin kết thúc nhận địa chỉ ACM (Address Complete Message): ACM là bản tin trả lời xác nhận được sử dụng trong các cuộc thoại và cả các cuộc gọi ISDN Bản tin này chứa thông tin báo hiệu rằng tất cả các tín hiệu cần thiết để định tuyến cuộc gọi đến thuê bao bị gọi đã được nhận đầy đủ.
- Bản tin báo hiệu trả lời, tính cước ACN (Answer, Charge): ACN được gửi trên hướng về để biểu thị rằng cuộc gọi đã được trả lời và xác định thời điểm tính cước.
- Bản tin giải phóng hướng về CBK (Clear - Back): CBK là bản tin hướng về để chỉ thị kết thúc cuộc gọi.
- Bản tin giải phóng hướng đi CLF (Clear-forward): CLF là bản tin gửi trên hướng đi để để kết thúc cuộc gọi và giải phóng kênh đang chiếm dụng.
- Bản tin giải phóng hoàn toàn (Release Guard): Là bản tin trả lời của bản tin
CLF để xác nhận kênh được dùng trước đó trở về trạng thái rỗi
❖ Các bước báo hiệu để thiết lập và giải phóng cuộc gọi thông thường gồm.
1 Khi bên chủ gọi nhấc máy, tổng đài nhận được yêu cầu thiết lập cuộc gọi và gửi âm mời quay số.
2 Khi nhận và xử lý xong số thuê bao bị gọi, tổng đài sẽ chiếm dùng một kênh thoại ngõ ra đồng thời gửi đi bản tin IAM hoặc IAI tuỳ theo bản tin gửi đi có kèm theo thông tin phụ trợ hay không Đồng thời lúc bản tin IAM hoặc IAI được gửi, nếu cần kiểm tra tính liên tục của đường thoại (Continuity Checking) thì bộ phận gửi và nhận các âm hiệu kiểm tra được điều khiển kết nối vào.
3 Khi nhận được bản tin IAM hoặc IAI, tổng đài kết cuối phải xác định rằng có cần phải thực hiện việc kiểm tra tính liên tục của đường thoại hay không bằng cách xem xét nội dung thông tin trong bản tin IAM hoặc IAI Tổng đài bên bị gọi bắt đầu phân tích các chữ số địa chỉ nhận được trong bản tin IAM hay IAI.
4 Kiểm tra tính liên tục thành công để đảm bảo mạch thoại tốt: Bộ phận gửi âm hiệu kiểm tra được giải toả, và bản tin báo hiệu tính liên tục được gửi đi đến tổng đài bên bị gọi.
5 Khi tổng đài kết cuối cuộc gọi nhận được bản tin báo hiệu tính liên tục của đường truyền (Continuity signal) Tổng đài sẽ giải toả việc nối mạch cho việc kiểm tra này Khi thuê bao bị gọi đặt máy kết thúc cuộc gọi, bản tin giải toả cuộc gọi theo hướng về (CBK) sẽ được gửi tới tổng đài chủ gọi.
6 Nhận được thêm các con số khi thuê bao sử dụng phương thức quay số overlap thì các con số tiếp theo đƣợc gửi trong bản tin SAM hay SAO.
7 Khi tổng đài bên bị gọi đã hoàn tất việc phân tích số và thiết lập cuộc nối thì sẽ gửi bản tin ACM để thông báo hoàn thành việc nhận địa chỉ Bản tin ACM chứa thông tin về cước (tính cước, không tính cước và dạng coin-box) cũng như trạng thái thuê bao bị gọi (rỗi, chưa xác định).
8 Khi nhận được bản tin ACM, tổng đài bên chủ thực hiện nối thông đường thoại cho tín hiệu hồi âm chuông từ phía tổng đài bị gọi tới thuê bao chủ gọi.
9 Khi thuê bao bị gọi nhấc máy, bản tin trả lời ANM sẽ được gửi đi kèm theo thông tin tính cước (có, không).
10 Khi nhận được bản tin ANM, tổng đài chủ gọi thực hiện việc tính cước.
11 Khi thuê bao bị gọi đặt máy kết thúc cuộc gọi, bản tin giải toả cuộc gọi theo hướng về (CBK) sẽ được gửi tới tổng đài chủ gọi.
