hệ thống báo hiệu ccs 7

- Báo hiệu kênh riêng là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trongmột kênh tiếng hoặc một kênh có liên quan chặt chẽ với kênh tiếng- Báo hiệu kênh chung là hệ thống báo hiệu trong đó

GIỚI THIỆU

Báo hiệu trong mạng Viễn thông được sử dụng để phát tín hiệu điềukhiển hoặc thông tin để kết nối cuộc gọi, cung cấp dịch vụ cho người sửdụng Chẳng hạn báo hiệu giữa người sử dụng và mạng Viễn thông baogồm : Quay số, cấp âm mời quay số, âm báo bận Do đó báo hiệu đượccoi là phương tiện thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi, nó có chứcnăng quan trọng đảm bảo sự kết nối giữa các tổng đài, đường truyền vàthiết bị đầu cuối mạng Khi đưa ra một hệ thống mới vào khai thác nó sẽảnh hưởng lớn và lâu dài tới chức năng mạng Vì vậy báo hiệu đòi hỏi phải

có tính mềm dẻo sao cho dễ thích nghi với sự mở rộng trong tương lai

Hệ thống báo hiệu CCS 7 là cơ sở của công nghệ Viễn thông hiệnđại, là mục tiêu đầu tiên nhưng cũng đầy khó khăn mà mạng Viễn thôngcủa bất cứ quốc gia nào cũng phải trải qua trên con đường phát triển củamình Khác với báo hiệu trước đây, hệ thống báo hiệu CCS 7 có nhiều ưuđiểm nổi bật : Giảm thời gian thiết lập cuộc gọi, nâng cao độ tin cậy, linhhoạt trong việc định tuyến báo hiệu, tăng cường năng lực truyền tải cácthông tin báo hiệu dễ sử dụng cho các mục đích khác nhau trong quản lýkhai thác, quản lý và phát triển mạng

Tuy nhiên hệ thống báo hiệu CCS 7 là một tập hợp các thiết bị vàgiảipháp kỹ thuật phức tạp mà lõi của nó nằm trong phần mềm các hệ thốngchuyển mạch hiện đại Vì vậy việc kiểm tra sử lý báo hiệu đều thông quacác thiết bị chuyên dụng, các thủ tục nghiêm ngặt

Trong Đồ án tốt nghiệp “Hệ thống báo hiệu CCS 7” này tôi xin

nghiên cứu một số vấn đề cơ bản sau :

Chương I: Giới thiệu về hệ thống báo hiệu

Chương II: Cấu trúc mạng báo hiệu CCS 7

Chương III: Phần chuyển bản tin MTP

Chương IV: Phần điều khiển đấu nôi báo hiệu (SCCP)

Chương V: Phần ứng dụng khả năng giao dịch (TCAP)

Chương VI: Phần ứng dụng vận hành bảo dưỡng và qunả lý mạng (OMAP) Chương VII: ứng dụng báo hiệu số 7 trong tổng đài Alcatel 1000 E10

CHƯƠNG I:

GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU

I Khái quát chung về báo hiệu

Trong mạng Viễn thông, báo hiệu được coi là một phương tiện đượctruyền thông tin và các lệnh từ điểm này đến điểm khác Các thông tin này

có liên quan đến việc thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi

Thông thường báo hiệu được chia làm hai loại:

+ Báo hiệu đường thuê bao (báo hiệu giữa tổng đài và thêu bao)

+ báo hiệu liên tổng đài (Báo hiệu giữa tổng đài và tổng đài )

- Báo hiệu đường thuê bao là báo hiệu giữa máy đầu cuối, thường đó làmáy điện thoại với tổng đài nội hạt

- Báo hiệu liên tổng đài là báo hiệu giữa các tổng đài với nhau Báo hiệuliên tổng đài được chia thành hai loại:

+ Báo hiệu kênh riêng (CAS)

+ Báo hiệu kênh chung (CSS)

-2

- Báo hiệu kênh riêng là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trongmột kênh tiếng hoặc một kênh có liên quan chặt chẽ với kênh tiếng

- Báo hiệu kênh chung là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trongmột kênh tách biệt với các kênh tiếng (nó được truyền trong các gói dữliệu) báo hiệu này được sử dụng chung cho một số lượng lớn kênhtiếng

Hình 1.I Phân loại hệ thống báo hiệu

 Đặc điểm của 2 loại báo hiệu này là:

Báo hiệu

BH đường

thuê bao

BH liên tổng đài

BH kênh riêng

BH kênh chung

+ Báo hiệu liền kênh: Là loại báo hiệu trong đó các tín hiệu được truyềntrên một đường báo hiệu riêng biệt đã được ấn định, các tín hiệu có thểtruyền theo nhiều cách khác nhau : trong băng, ngoài băng, hoặc trong khethời gian16 trong tổ chức đa khung của các đường( PCM) Có nhiều hệthống báo hiệu CAS khác nhau được sử dụng:

- Hệ thống báo hiệu xung thập phân còn gọi là đơn tần

- Hệ thống báo hiệu hai tần số (2VF)

- Hệ thống báo hiệu xung đa tần bị khống chế, như là hệ thống báo hiệu

mã đa tần R2 của CCITT

- Hệ thống báo hiệu xung đa tần

Ta thấy trong các hệ thống báo hiệu này, thông thường các tín hiệuđược truyền dưới dạng xung hoặc theo( tone) hoặc tổ (hpj ) của các tần số.Phương thức báo hiệu đơn tần được sử dụng chủ yếu cho chức năng giámsát, ví dụ thông báo trạng thái rỗi hay bận của trung kế bằng cách phát một

âm đơn tần thường dùng tần số (2600Hz) lên trung kế rỗi, điều này cónghĩa là khi không có âm trung kế ở trạng thái đa tần mã R2 của( CCITT )+ Báo hiệu kênh chung (CCS):

Trong phương thức báo hiệu mới này, các đường truyền số liệu caogiữa các bộ sử lý của tổng đài ( SPC ) được sử dụng để mang mọi thông tinbáo hiệu Báo hiệu được truyền trên cả hai hướng với mỗi hướng một kênh

số liệu Các đường truyền này được tách rời với các kênh tiếng, mỗi đườngbáo hiệu này có thể mang thông tin báo hiệu cho nhiều kênh tiếng

Trong báo hiệu kênh chung thông tin báo hiệu cần phải được gói lạithành các gói số liệu Ngoài các thông tin về báo hiệu trong các gói số liệucần có các chỉ thị về kênh tiếng và các thông tin địa chỉ, thông tin điềukhiển…Các tổng đài ( SPC ) cùng với các đường báo hiệu tạo thành mộtmạng chuyển mạch gói riêng biệtvới mạng điện thoại Mạng chuyển mạchgói này chính là mạng báo hiệu kênh chung

-4

II Phõn loại bỏo hiệu và hệ thống bỏo hiệu

Loại Bỏo hiệu đường thuờ bao Bỏo hiệu liờn đài

Tớn hiệu giỏm sỏt Tớn hiệu chiếm giữ

Tớn hiệu xoỏ hướng thuậnTớn hiệu trả lời

Tớn hiệu xoỏ hướng nghịch

Tớn hiệu đang chiếm giữTớn hiệu trả lời

Tớn hiệu đang lập lạiTớn hiệu Release - GuadTớn hiệu Clear - BackTớn hiệu địa chỉ Tớn hiệu DP, tớn hiệu PB Tớn hiệu DP, tớn hiệu

MFTớn hiệu õm nghe thấy Âm báo quay số, âm báo

bận chuông và âm báo nghe đợc

Tớn hiệu bỏo chuụng Tớn hiệu chuụng

Tớn hiệu đo lường Tớn hiệu bỏo nhận tiền xu tớn hiệu đo xung

(đối với máy Playphone)

Đây là những tín hiệu chính

III Các chức năng báo hiệu

Báo hiệu rất cần thiết cho quá trình vận hành và bảo dưỡng mạngViễn thông và liên quan đến một khía cạnh của mạng Đối với một mạngViễn thông công cộng rộng lớn thì yêu cầu về mặt kế hoạch điều khiển làrất phức tạp và khi mạng lưới trở nên phức tạp hơn thì các chức năng báohiệu cần phải được phát triển theo

Một số chức năng quan trọng nhất là:

- Thông tin có thể nghe thấy ở các thuê bao, bao gồm: Âm mời quay số,

âm báo bận

- Gửi các con số bị gọi đến các tổng đài để thực hiện đấu nối

- Truyền các thông tin giữa các tổng đài, mà nó chỉ ra rằng cuộc gọi

không thể hoàn thành

- Tín hiệu chuông

- Truyền các thông tin sử dụng trong việc dự đoán và cô lập lỗi hệ thống

- Điều khiển các thiết bị đặc biệt như thiết bị kênh vệ tinh

7 Chuông 5

Nhấc máy trả lờiCắt hồi âm chuông

được cắt đấu nối đàm thoại sảy

ra sau đó

2

sảy ra sau đó

Nhấc máy trả lời

Cắt chuông

Đặt máy

Báo hiệu liên đài

Báo hiệu thuê bao

báo hiệu thuê bao

1 Trước khi tiến hành cuộc gọi cả hai máy đều ở trạng thái “Đặt máy” tức

là không sử dụng Cuộc gọi bắt đầu khi một máy điện thoại nhấc tổ hợp

“Nhấc máy” tín hiệu này được gửi đến tổng đài một cách tự động

2 Khi đó tổng đài sẽ cấp âm mời quay số cho thuê bao chủ gọi báo hiệurằng thuê bao có thể quay số

3 Thuê bao chủ gọi quay số, báo hiệu cho tổng đài đại chỉ của thuê baochủ gọi

4 Nếu thuê bao bị gọi báo rỗi Tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến thuêbao bị gọi thông báo rằng có một cuộc gọi tới

a Nếu thuê bao bị gọi rỗi tổng đài sẽ gửi hồi âm chuông về thuê baochủ gọi trong khi đâng cấp chuông thì bị gọi

b Nếu thuê bao bị gọi bận, tổng đài sẽ gửi tín hiệu báo bận về thuê baochủ gọi (không được minh hoạ trong hình vẽ)

c Nếu cuộc gọi không thể hoàn thành qua tổng đài thì tổng đài sẽ gửibản thông báo cho chủ gọi (không được minh hoạ trong hình vẽ)

5 Bị gọi chấp nhận cuộc gọi bằng cách nhấc máy trả lời, tín hiệu này đượcgửi tới tổng đài

7 Tổng đài cắt chuông và hồi âm chuông thiết lập tuyến nối giữa hai thuêbao

8 Tuyến nối được giả phóng khi một trong hai thuê bao đặt máy Khi thuêbao bị gọi thuộc tổng đài khác so với thuê bao chủ gọi thì các chức năngbáo hiệu tổng đài sau đây sẽ được yêu cầu

9.Tổng đài chủ gọi chiếm một trung kế rỗi, gửi chiếm đường lên trung kế

và yêu cầu tổng đài chủ gọi chuẩn bị thanh ghi để trao đổi thông tin địa chỉ10.Tổng đài bị gọi tín hiệu nhấc máy sau đó là tín hiệu đặt máy Tín hiệunhấc máy được hiểu như là tín hiệu dặt máy “Nhấp nháy” thông báo thanhghi đã sẵn sàng

11 Tổng đài chủ gọi con số địa chỉ

-8

Tổng quan chi tiết của các chức năng báo hiệu được phân thành các phânnhóm sau:

Giám sát dùng đẻ chỉ đặc tính đôi (bình thường có sự cố, đang hoạt

động – không hoạt động) như là yêu cầu về dịch vụ, trả lời, trở về trạngthái rỗi Giám sát liên quan đến đặc tính sẵn có của thuê bao gọi và cácthiết bị trên mạng, các tín hiệu báo hiệu giám sát được xác định để xem liệucác thiết bị cần thiết có sẵn sàng hay không để chiếm dữ chúng Giám sátcũng được dùng để trao đổi trạng thái thiết bị yêu cầu

Như vậy báo hiệu giám sát cung cấp các thiết bị nhằm đạt được cácphương tiện để thiết lập một cuộc gọi Báo hiệu giám sát được sử dụng đểkhởi tạo một cuộc gọi duy trì hoặc giải phóng tuyến nối đã được thiết lập,

để bắt đầu hoặc kết thúc quá trình tính cước, gọi lại người điều hành chomột cuộc nối thiết lập, cảnh báo cho thuê bao Báo hiệu giám sát liên quanđến cả chức năng trạng thái và điều khiển

Phân loại chính của các tín hiệu giám sát như sau:

+ Tín hiệu chiếm giữ: Báo cho tổng đài được chọn rằng một thuê bao hoặcđầu cuối đã bắt đầu hoạt động

+ Tín hiệu đang chiếm giữ chiếm giữ: Với tín hiệu này tổng đài trước đó

sẽ làm cho tổng đài sẵn sàng nhận tín hiệu đỉa chỉ (Đối với luồng tín hiệu

của một cuộc gọi thì tổng đài trước đó sẽ gọi cho tổng đài gần bên gọi hơn,tổng đài gần bên bị gọi sẽ là tổng đài tiếp theo

+ Tín hiệu Clear – Forward: Tín hiệu xoá hướng thuận thông báo tới tổngđài là bên gọi nhấc máy

+ Tín hiệu trả lời: Cho biết là bên bị gọi đã trả lời

+ Tín hiệu Proeed – to – sent: Thông báo cho tổng đàI trước đó rằng tổngđàI kế tiếp nhận được địa chỉ

+ Tín hiệu Realease – Guard: Tổng đàI kế tiếp báo cho tổng đàI trước đórằng tất cả các thiết bị đã được phục hồi và bây giờ đã sẵn sàng nhận nhậnmột tín hiệu giám sát cuộc gọi khác

2 Chức năng địa chỉ

Các tín hiệu địa chỉ xác định ra một thuê bao Ban đầu tín hiệu địachỉ được tạo ra khi thuê bao chủ gọi quay số Các địa chỉ này có thể đượctruyền qua mạng để trợ giúp cho việc định tuyến cuộc gọi, định vị và cấpchuông thuê bao chủ gọi

Báo hiệu địa chỉ cung cấp các thiết bị cho việc xác định thuê baotham gia vào một cuộc gọi, hoặc phần cuộc báo hiệu địa chỉ chuyển cácthông tin như là con số thuê bao chủ gọi hoặc bị gọi, mã quốc gia, mã vùnghoặc mã tiếp cận trung kế PABX Báo hiệu địa chỉ liên quan đến việctruyền các số thuê bao bị gọi đến thuê bao tổng đài hoặc từ tổng đài nàyđến tổng đầi khác Báo hiệu địa chỉ bao gồm các tín hiệu liên quan đến việcđịnh tuyến

Các loại chính của tín hiệu địa chỉ

+ Tín hiệu DP (xung quay số):

Một tín hiệu xung DP truyền tải số được quy định chập ngắt mạchvòng của đường một chiều DP được sử dụng trong báo hiệu đường truyền

-10

thuê bao và báo hiệu liên đài Một tín hiệu DP có hai tốc độ tuyến là 10 và

20 xung trên một giây

Một tín hiệu DP có ưu điểm là chỉ cần một máy tạo xung và nhậnxung tương đối đơn giản DP có nhược đIểm là việc truyền và nhận tín hiệumất thờ gian dài

+ Tín hiệu ấn phím số PB (Push – Button):

Một tín hiệu PB sử dụng 3 tần số cao và 4 tần số thấp của dải tầnthoại Tín hiệu cho biết số đã quay bởi tổ hợp của một tần số của mỗi nhómtần số cao và nhóm tần số thấp, tín hiệu này được sử dụng trong báo hiệuđường thuê bao Tín hiệu PB có ưu điểm chỉ cần một thao tác đơn giản vàtruyền tín hiệu trong thời gian ngắn Tuy nhiên do tín hiệu được truyềnthông qua kênh thoịa nên cần có một vài cách ngăn chặn việc sử dụng saichức năng thoại

+ Tín hiệu đa tần MF:

Tín hiệu sử dụng 6 tần số của băng thoại và truyền số được quaybằng tổ hợp 2 của 6 tần số Tín hiệu này đượ sử dụng trong báo hiệu liênđài Đặc tính của tín hiệu MF là tốc độ truyền tín hiệu cao7.5 đến10 ký tựtrên một giây

3 Các chức năng cuộc gọi

Các tín hiệu thông tin cuộc gọi được gửi đến thuê bao chủ gọi, để cungcấp cho nó và nhân viên điều hành có liên quan đến sự thiết lập đấu nối quamạng Có rất nhiều âm thanh được sử dụng cho mục đích này và chúngđược chia thành hai loại là âm cảnh báo và âm báo tiến trình cuộc gọi Cáctín hiệu báo cho thuê bao biết rằng nó đang bị kênh thuê bao tổ hợp (âmPowter)

4.Chức năng quản lý mạng

Khác với các tín hiệu điều khiển thông tin cuộc gọi, địa chỉ, giám sát

là điều liên quan trực tiếp đến quá trình thiết lập và giải phóng cuộc gọi.Các tín hiệu quản lý mạng được sử dụng cho mục đích bảo dưỡng, hiệuchỉnh và vận hành tổng thể mạng Viễn thông

Các tín hiệu quản lý mạng có thể tồn tại dưới dạng bản tin, chẳnghạn như một danh mục (List) và các hướng định trước được gửi tới mộttrạm để cập nhật các bản tin định hướng của nó Các tín hiệu này sẽ được

mở rộng nhanh nhất cùng với độ phức tạp ngày càng tăng của mạng

Các tín hiệu quản lý mạng bao gồm tất cả các tín hiệu liên quan đếnquá trình vận hành và quản lý mạng đang diễn ra Nó bao gồm các tín hiệu

về trạng thái và điều khiển

IV Vai trò của baó hiệu CCS 7 trong mạng Viễn thông hiện đại

Hệ thống báo hiệu kênh chung CCS 7 là hệ thống báo hiệu mà trong đócác kênh báo hiệu được sử dụng các bản tin có nhán để truyền thông tinbáo hiệu có liên quan đến việc vận hành, quản lý và bảo dưỡng mạng

+ Mục tiêu chính của hệ thống báo hiệu CCS 7 theo khuyến nghị CCITTquy định là cung cấp một hệ thống báo hiệu kênh chung đạt tiêu chuẩnquốc tế Sự khác nhau cơ bản giữa báo hiệu kênh chung (CCS) và báo hiệukênh kết hợp (CAS) thông thường được trình bầy trong hình 3

+ CCS 7 tạo thuận lợi cho hoạt động trong mạng Viễn thông có liên kếtvới các tổng đài điều khiển theo chương trình ghi sẵn (SPC)

+ CCS 7 đáp ứng các nhu cầu hiện đại và tương lai về các yêu cầu trao đổithông tin giữa các bộ vi sử lý treong mạng Viễn thông để báo hiệu điềukhiển cuộc gọi, điều khiển từ xa và báo hiệu quản lý, bảo dưỡng

-12

+ CCS 7 đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ phần lớn các ứng dụngcủa mạng Viễn thông, kể từ việc điều khiển cuộc gọi trong việc đấu nốigiữa các tổng đài của mạng liên kết số đa dịch vụ (ISDN) đến các dịch vụcủa mạng thông minh (IN), các dịch vụ mạng điện thoại di động (GSM) vàcác ứng dụng khai thác , quản lý và bảo dưỡng (OMAP)

+ Linh hoạt dễ phát triển

 Năng lực báo hiệu của CCS 7 rất lớn Một kênh báo hiệu có thể phục

vụ cho vài trăm kênh thông tin Tuy nhiên để đảm bảo an toàn cho hệ thốngtối thiểu phải có hai kênh báo hiệu trở lên

Thời gian thiết lập tuyến nối giữa các tổng đài là rất bé so với phươngthức báo hiệu trong băng đang sử dụng Tức là thời gian thiết lập mộtđường dẫn giữa hai thuê bao, kể từ khi thuê bao chủ gọi kết thúc quay sốcho đến lúc nhận được hồi âm chuông (gọi là thời gian trễ quay số PDD).Khi thời gian dùng để thiết lập hoặc giải phóng các đường trục được xem làmột yếu tố quan trọng liên quan đến một cuộc gọi thì việc giảm bớt thời ginthiết lập sẽ tạo ra nhiều khả năng sử dụng các đường trục hiệu quả

Do trong CCS 7 kênh báo hiệu là kênh riêng rẽ so với kênh thông tinnên nó sẽ tạo đIều kiện thuận lợi cho việc giám sát cuộc gọi trước và trongquá trình đàm thoạI sẽ đảm bảo khả năng báo hiệu phụ, tính mềm dẻo vàtình an toàn so với báo hiệu trong băng Chẳng hạn bằng việc gửi các tín

hiệu hỏi tới tổng đài đích qua mạng báo hiệu , tổng đài nguồn có thể nhậnđược thông tin về trạng thái thiết bị gọi hoặc tiềm năng phía đích trước khitiến hành đàm thoại.

Nhờ việc liên kết các kho dữ liệu của mạng qua mạng báo hiệu CCS

7 chúng ta có khả năng tậo ra các dịch vụ mới Khả năng truyền tải số liệucủa mạng báo hiệu có thể được mở rộng thêm nữa để hỗ trợ cho công việcquản lý mạng, lập hoá đơn, đo thử và bảo dưỡng, cho phép truy nhập tớikho dữ liệu của mạng và điều hành mạng cũng như cho việc sử lý mạng, dựkiến đem lại hiệu quả kinh tế cho mạng

Cuối cùng việc sẵn có một tiêu chuẩn quốc tế cho các giao thức báohiệu CCS 7có thể đơn giản hoá việc liên kết mạng để truy nhập tới các kho

dữ liệu ở xa mạng đó

2.Sơ đô hệ thống báo hiệu kênh kết hợp và hệ thống báo hiệu kênh chung

-14

CCS

µP CCS

m¹ng

chuyÓn

m¹ch

Đường báo hiệu

Hình 3.I Báo hiệu kênh kết hợp (CAS)

Báo hiệu kênh chung (CCS)

CHƯƠNG II:

CẤU TRÚC MẠNG BÁO HIỆU

I Cấu trúc mạng

1 Giới thiệu về mạng báo hiệu CCS 7

Trong báo hiệu kênh chung (CCS) các bản tin báo hiệu được địnhhướng qua mạng để thực hiện các chức năng quản lý cuộc gọi (Thiết lậpduy trì và giải phóng cuộc gọi ) và quản lý mạng

- Các bản tin này là các khối hoặc các gói ngắn được định tuyến quamạng Mặc dù bị điều khiển là mạng chuyển mạch điện ( Curcuit swichednetwork) nhưng báo hiệu đIều kiển được thực hiện bằng kỹ thuật chuyểnmạch gói Trong thực tế một chuyển mạch gói dựa vảo một mạch chuyểnmạch – mạch đIện để vận hành và điều khiển mạng chuyển mạch góinhưng không ra lệnh phần cứng đặc biệt nào

- Mạng báo hiệu bao gồm các đIểm báo hiệu và các đường báo hiệu kếtnối các đIểm báo hiệu với nhau CCS7 gồm hai phần tử chức năng là

-16

các đIềm báo hiệu và các đIểm chuyển tiếp báo hiệu cùng các đường

báo hiệu kết nối chúng

2 Các khái niệm

a Điểm báo hiệu ( SP )

Điểm báo hiệu là một nút chuyển mạch hoặc một nút sử lý trong một

mạng báo hiệu đã được cài đặt chức năng báo hiệu CCS 7 của CCITT Một

tổng đài điện thoại hoạt động như một nút báo hiệu phải là tổng đài SPC và

mạng báo hiệu CCS 7 là dạng thông tin số liệu giữa các bộ vi xử lý

Mọi điểm báo hiệu trong một mạng báo hiệu đều được xác định bằng

một mã riêng biệt SP là điểm kết cuối của báo hiệu, có khả năng xử lý các

bản tin báo hiệu có liên quan

Hình 1.II Các diểm báo hiệu

b Điểm chuyển tiếp báo hiệu (STP)

A

B

Đường thoạiLiên kết báo hiệu

ĐIểm chuyển tiếp báo hiệu là đIểm báo hiệu có khả năng định tuyếncho các bản tin, chuyển tiếp bản tin báo hiệu từ đường này đến đường kia

mà không có khả năng xử lý bẩn tin này

Một STP có thể là một nút định tuyến báo hiệu thuần tuý hoặc cũng cóthể gồm cả chức năng của một đIểm kết cuối báo hiệu (SP)

Để nâng cao độ tin cậy của mạng báo hiệu CCS 7 và STP thường phảI

có cấu trúc kép Các STP đều bao gồm cả hai chức năng (SP) và (STP) tức

là chúng đều có thể gửi đI kết cuối và chuyển các bản tin báo hiệu

3 Cấu trúc mạng báo hiệu CCS 7

I.1 Cấu hình mạng tương hỗ và không tương hỗ

Trong báo hiệu số 7 khi hai nút có khả năng trao đổi các bản tin báohiệu giữa chúng thông qua mạng báo hiệu ta nói rằng giữa chúng tồn tạImột mối liên hệ báo hiệu Mạng báo hiệu có thể tồn tạI hai loại cấu hìnhnhư sau:

-18

SE P

SEP

P

SE P

Hình 2.II: Cấu trúc mạng tương hỗ và không tương hỗ

Hình 2a.II Mạng tương hỗ Hình 2b.II Mạng không tương hỗ

SEP: ĐIểm đầu cuối

STP: Điểm chuyển tiếp báo hiệu

Đường thoại

Đường liên kết báo hiệu

Hình 2a: Cấu hình mạng tương hỗ, các đường tín hiệu được thiết lập

song song với mỗi khối đường thoại Trong cấu hình này việc đIều khiểnđường thoại song song với đường báo hiệu rất đơn giản và kinh tế đối vớicác đường thoại được kết hợp vào các khối lớn Điều này rất hữu dụng chothông tin giữa các khu vực và quốc tế

Hình 2b: Cấu hình mạng không tương hỗ tạo ra mạng duy nhất cho

báo hiệu Đó là mạng báo hiệu tách biệt hẳn so với mạng đường thoại Dovậy đIểm chuyển tiếp báo hiệu (STP) yêu cầu để chuyển các tín hiệu giữaSEP và STP Cấu hình mạng không tương hỗ tập trung lưu lượng tín hiệuđược thực hiện bởi tất cả các đường thoại đi đến từ một điểm vào mộtđường tín hiệu chung và nó thu/phát lưu lượng đó qua STP Do vậy chứcnăng điều khiển mà nó cho phép sự tương ứng giữa một đường thoại vàmột đường tín hiệu là hết sức phức tạp, nhưng khi các bó nhỏ đường thoạiđược tách ra thành nhiều tuyến khác nhau thì chúng sẽ cho phép sử dụnghiệu quả hơn các đường tín hiệu, do vậy có ưu điểm về kinh tế

SE P

SE P

3.2 Cấu trúc mạng báo hiệu quốc gia và mạng báo hiệu quốc tế

Để đáp ứng nhu cầu phát triển của mạng Viễn thông hiện đại, mạngbáo hiệu CCS 7 phải có cấu trúc phân mức Thông thường một mạng quốcgia bao gồm hai mức ứng với hai mcs STP là mức quốc gia và mức vùng

Mạng báo hiệu quốc gia được phân chia thành các vùng báo hiệu,mỗi vùng do một cặp STP đảm nhiệm Mỗi vùng báo hiệu lại có thể phânchia thành từng vùng báo hiệu nội hạt, vùng báo hiệu này gồm các nhómSP

Ngoài ra để hoà mạng quốc gia với quốc tế cần có thêm mức mạngbáo hiệu quốc tế với các STP quốc tế

Mạng báo hiệu trên thế giới phân cấp cấu trúc thàng 2 mức độc lập

về chức năng Mức quốc gia và mức quốc tế Điều này cho phép các kếhoạch đánh số và quản lý mạng quốc gia và quốc tế được độc lập nhau.Điểm báo hiệu có thể là điểm báo hiệu quốc gia hay điểm báo hiệu quốc tếhay cả hai nếu chúng hoạt động như cả hai loại trên, nó được xác định bằngmột mã điểm báo hiệu riêng trong từng mạng báo hiệu

-20

Hình 3.II: Mạng báo hiệu quốc tế

II Cấu trúc phân mức của hệ thống CCS 7

1 Mô hình chuẩn OSI

Mạng báo hiệu kênh chung sử dụng hệ thông báo hiệu kênh chung CCS 7

vễ cơ bản là một dạng truyền số liệu Nó được thiết kế chuyên biệt cho cácloại truyền báo hiệu và thông tin giữa các bộ vi xử lý trong mạng Viễnthông

Do tính phức tạp nên các giao thức truyền số liệu rất khó xác địnhchính xác Để đơn giản hoá người ta chia giao thức thành một số lớp nhỏhay gọi là lớp Tổ chức quốc tế OSI (International Stantrs Organisation) vàCCITT đã chấp nhận mô hình chuẩn OSI là cơ sở cho các tiêu chuẩn kỹthuật trong tương lai của các hệ thống truyền số liệu

-22

Hình 5.II: Mô hình chuẩn OSI

Kết nối vật lýQuan hệ logic giữa các chức năng tại các vị trí khác nhauĐường truyền thông tin từ lớp ứng dụng ở vị trí này đến lớpứng dụng ở vị trí khác

 Nguyên lý của mô hình OSI như sau:

Thông tin được tạo ở lớp 7 tại một vị trí nào đó và được truyền tớilớp 7 của một vị trí khác qua lớp trung gian Mô hình chuẩn đưa ra mộtđiểm trung gian chỉ có ba lớp Mỗi lớp đóng một vai trò nào đó và cung cấp

Lớp 2Lớp 1

dịch vụ truyền dẫn tới lớp tiếp theo Do đó cách thức mà mỗi lớp thực hiện

là vô

hình đối với lớp tiếp theo Những chức năng duy nhất của cùng một lớp làhiểu lẫn nhau

Ưu điểm : của mô hình cấu trúc phân lớp là ở chỗ một giao thức bên

trong một lớp có thể được trao đổi mà không ảnh hưởng đến các lớp khác

và cũng không ảnh hưởng đến việc cà đặt chức năng cho lớp đang rỗi

2 Thủ tục thông tin

Các bước khác nhau trong thủ tục thông tin phù hợp với các lớpkhác nhau trong mô hình OSI Mỗi lớp có các chức năng riêng và nó cungcấp dịch vụ riêng biệt đến những đói tượng ở lớp trên nó Các đặc tính ưuviệt của cấu trúc phân cấp trong mô hình OSI là: Giao thứ trong một lớp cóthể trao đổi mà không ảnh hưởng đến các lớp khác Điều quan trọng mà tacần quan tâm là các giao tiếp giữa các lớp và các chức năng trong từng lớpđược xác định rõ ràng Mỗi chức năng được cài đặt trong một lớp là tuỳ ý

Thực chất thông tin giữa các chức năng luôn luôn được thực hiệntrên một lớp tương ứng đối với các giao thức của lớp này Chỉ có các chứcnăng trên cùng một lớp mới hiểu được nhau Trong hệ thống phát giao thứccho từng lớp đưa thêm vài thông tin vào số liệu nhận được từ lớp trên nó,việc thêm luôn luôn gồm một đề mục

Trong hệ thống thu giao thức cho từng lớp được sử dụng để giảiquyết cho từng lớp tương ứng Khi số liệu đã đến được lớp ứng dụng ở phíathu nó chỉ gồm số liệu thật mà lớp ứng dụng ở phía phát đã gửi

Từng lớp thông tin với lớp tương ứng trong hệ thống khác (nút khác)kiểu thông tin như vậy được gọi là thông tin ngang mức do lớp giao thứcđiều khiển Tông tin được truyền từ lớp này đến lớp kia và từng lớp sẽ thực

-24

hiện thêm hoặc bớt các thong tin, thông tin được truyền dọc giữa các lớpđược gọi là dịch vụ nguyên thuỷ.

Nguyên tắc thêm thông in cần thiết cho từng lớp khác nhau được mô

tả trong hình 6 dưới đây

Đường truyền dẫn thực tế

Hình 6.II: Chuyển giao thông tin giữa các lớp

3 Mô tả các lớp

 Lớp ứng dụng: Lớp này cung cấp các dịch vụ để hỗ trợ cho thủ tục

ứng dụng của người sử dụng và điều khiển mọi thông tin giữa các ứngdụng ví dụ chuyển file xử lý bản tin, các dịch vụ quay số và công việcvận hành bảo dưỡng

 Lớp trình: Lớp này định ra cú pháp biểu thị số liệu Lớp trình bày

biến đổi cú pháp được sử dụng trong lớp ứng dụng thành cú pháp thôngtin cần thiết để thông tin giữa các lớp ứng dụng Ví dụ như Telex sửdụng mã ASCII

 Lớp phiên: Lớp này thiết lập đấu nối giữa các lớp trình bày trong hệ

thống khác nhau Nó còn điều khiển đấu nối, đồng bộ hội thoại và cắtđấu nối Hiện nay nó cho phép lớp ứng dụng định ra đIểm kiểm tra đểbắt đầu việc phát lại nế truyền dẫn bị gián đoạn

 Lớp vận chuyển: Lớp này đảm bảo cho các dịch vụ mạng đảm bảo

được chất lượng mà dịch vụ yêu cầu Các chức năng của nó là: nhậnbiết lỗi, sửa lỗi, đIều khiển lưu lượng Lớp ứng dụng tối ưu háo thông

-26

tin số liệu bằng cách ghép và tách các luồng số liệu trước khi số liệu đếnđược mạng.

 Lớp mạng: Dịch vụ của lớp mạng là cơ sở cung cấp một kênh để

truyền dẫn thông tin số liệu giữa các lớp trong hệ thống khác nhau Lớp

này có chức năng thiết lập, bảo dưỡng cắt đấu nối giữa các hệ thống, xử

lý địa chỉ và định tuyến các trung kế

 Lớp đường số liệu: Lớp này cung cấp một trung kế không lỗi giữa

các lớp mạng Lớp này gồm các nguồn nhận biết lỗi, điều khiển lưulượng và phát lại

 Lớp vật lý: Lớp này 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 bítgiữa các lớp số liệu Lớp vật lý còn có chức năng biến đổi số liệu thànhcác tín hiệu phù hợp với môi trường truyền dẫn

4 Mối quan hệ giữa hệ thống báo hiệu CCS 7 và mô hình chuẩn

OSI

Hệ thống báo hiệu CCS 7 là một kiểu thông tin số liệu chuyển mạchgói, 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 bảntin MTP, mức thứ 4 gồm các phần ứng dụng Ta có thể thấy ở hìnhdưới Như vậy CCS 7 không hoàn toàn phù hợp với OSI

Phần chuyển bản tin MTP đảm bảo khả năng chuyển giao thông tin,tin cậy giữa các bộ phận người sử dụng ở đIểm gốc và đIểm đích MTPchỉ cung cấp dịch vụ chuyển tiếp không đấu nối (chỉ có giai đoạnchuyển tiếp số liệu) Đay là cách vận chuyển rất nhanh với khối lượngnhỏ

Còn trong OSI sự trao đổi số liệu là sự trao đổi số liệu định hướngđấu nối Quá trình thông tin gồm ba giai đoạn: Thiết lập đấu nối, vậnchuyển số liệu và giảI phóng tuyến nối

Phần người sử dụng điện thoại (TUP) là phần dịch vụ của mạng dịch

vụ PSTN, phần người sử dụng ISUP là phần dịch vụ của mạng đa dịch

vụ ISDN, phần người sử dụng số liệu các phấn sử dụng khác, tương ứngvới các lớp từ 4 đến lớp 7 của OSI Phần TUP sử dụng trực tiếp các dịch

vụ MTP cung cấp, còn ISUP có thể phảI trảI qua phần mềm mới làSCCP

Phần điều khiển báo hiệu đấu nối (SCCP) Một trong những chứcnăng của SCCP là cung cấp khả năng mạch ảo MTP kết hợp với SCCPđược xem như phần dịch vụ mạng NPS, cung cấp cả hai dịch vụ làhướng đấu nối và không đấu nối Chức năng NSP được xếp ngang hàngvới các lớp từ 1 đến 3 của mô hình OSI

-28

Lớp 7Lớp 6Lớp 5Lớp 4Lớp 3Lớp 2Lớp 1

Hình 7.II: Mối quan hệ giữa CCS 7 và mô hình OSI

Các khả năng giao dịch (TC- Transaction Câpbilitcs) bao gồm phầndịch vụ trung gian (TCISP) và phần ứng dụng các khả năng giao dịch(TCAP) Phần TCISP cung cấp các dịch vụ từ các lớp 4 đến 6 và các TCAPcung cấp các dịch vụ lớp 7 cho quá trình ứng dụng

Phần ứng dụng bảo dưỡng (OMAP) xác định các chức năng quản lýmạng và các bản tin liên quan đến việc vận hành và bảo dưỡng

CHƯƠNG III:

PHẦN CHUYỂN BẢN TIN MTP(MESSAGE TRANSFER PART)

- Phần chuyển bản tin MTP được sử dụng để truyền thông tin báo hiệu giữanhững đối tượng sử dụng cùng loại trên mạng Nói cách khác MTP cungcấp một hệ thống truyền thông tin tin cậy và có nhiệm vụ:

+ Xử lý lỗi

+ Cấu hình lại mạng khi liên kết bị lỗi

+ Nhận biết bản tin, phân bố và định tuyến

Chức năng: Phần chuyển giao bản tin MTP là việc bỏ một hệ thốngvận chuyển chung để chuyển giao tin cậy các thông tin báo hiệu giữa cácđIểm báo hiệu Trong hình “Cấu trúc cơ bản của hệ thống báo hiệu CCS 7”sau đây đối tượng sử dụng UP (user past) gửi các bản tin đến phần chuyểnbản tin MTP, phần này đưa các bản tin đến đúng nơi cần đến MTP sau đóphân bố bản tin tới đúng đối tượng sử dụng cần thiết

-30

Đối tượng sử

dụng UP

Phần chuyểnbản tin MTP

Đối tượng sửdụng UP

Hình 1.III: Cấu trúc cơ bản của hệ thống báo hiệu CCS 7

Phần chuyển bản tin MTP chứa ba mức thấp nhất của HTBH CCS 7:+ Mức 1: Xác định các phương tiện vật lý để chuyển thông tin từ điểm nàyđến đIểm khác ( Hay còn gọi là các chức năng đường số liệu báo hiệu )

+ Mức 2: Chứa các chức năng liên kết báo hiệu đảm bảo cho việc chuyềncác bản tin một cách an toàn ( Hay còn gọi là các chức năng đường báohiệu

+ Mức 3 : Chứa các chức năng chứa mạng báo hiệu

Hình 2.III: Phần chuyển bản tin MTP

I Cấu trúc - chức năng của MTP ( ở mức 1 )

Mức một trong phần chuyển bản tin của MTP gọi là đường số liệubáo hiệu Nó tương ứng với mức vật lý ( Mức 1) trong mô hình OSI

Mức này định rõ các đặc tính vật lý, các đặc tính đIện và các đặc tínhchức năng của các đường báo hiệu đấu nối với các thành phần CCS7

Mức 2Các chức năngliên kết BH

Mức 1Chức năngđường số liệu BH

Đường số liệu báo hiệu là một đường truyền dẫn báo hiệu hai hướnggồm hai kênh số liệu hoạt động đồng thời trên cả hai hướng ngược nhaucùng tốc độ Các đường báo hiệu CCS7 có khả năng hoạt động trên cácđường mặt đất và cả trên các đường truyền dẫn vệ tinh Kết cuối báo hiệutạI từng đầu cuối của đường báo hiệu gồm có tổ chức chức năng của MTPmức 2 để phát và thu các bản tin báo hiệu số 7

Hình 3.III: MTP mức 1 trong cấu trúc phân lớp của CCS 7

1 Đường báo hiệu số

-32

MTP - 3MTP - 2MTP - 1SCCP

Một đường báo hiệu số gồm một kênh truyền dẫn số đấu nối hai hệthống chuyển mạnh số để cung cấp một giao tiếp cho kết cuối báo hiệu nhưhình sau:

Kênh truyền dẫn số

Đường số liệu báo hiệu

Hình 4.III: Đường báo hiệu số MTP – Mức 1

Tốc độ chuẩn của một kênh truyền dẫn số là 96Kb/s hoặc 64Kb/s,mặc dù tốc độ tối thiểu cho đIều kiển các ứng dụng 4,8Kb/s Các ứng dụngquản lý mạng có thể sử dụng ít hơn 4,8Kb/s

2 Đường báo hiệu Analog

Một đường sồ liệu báo hiệu Analog được tạo bởi một kênh truyềndẫn tần số tiếng nói đấu nối các chuyển mạch số cung cấp một giao tiếp với

các kết cuối báo hiệu số thường được sử dụng tốc độ 56Kb/s hoặc 64Kb/sthì đường Analog có thể sử dụng tốc độ thấp hơn

MODEM

Kênh truyền dẫn Analog

Đường báo hiệu Analog

Hình 5.III: Đường báo hiệu Analog

Ii Cấu trúc chức năng của MTP2 (ở mức 2)

-34

Phần chuyển bản tin MTP ở mức 2 cùng MTP ở mức 1 cung cấp mộtđường số liệu cho chuyển giao tin cậy và các bản tin báo hiệu giữa haiđiểm báo hiệu được đấu nối trực tiếp MTP mức 2 trùng với hai lớp trongcấu trúc phân cấp của mô hình OSI

Hình 6.III: MTP mức 2 trong cấu trúc lớp của CCS 7

Các bản tin báo hiệu được truyền trên đường báo hiệu được gọi làđơn vị báo hiệu SU được phân biệt với nhau bằng giá trị chưá trong trườngchỉ thị độ dài Các trường tạo nên các đơn vị tín hiệu, chúng được định ra

để mô tả các kiểu đơn vị tín hiệu thực tế

Có 3 loạI đơn vị báo hiệu:

+ Đơn vị tín hiệu thông báo MSU

+ Đơn vị tín hiệu trạng tháI đường LSSU

+ Đơn vị tín hiệu thay thế FISU

 F (Cờ): Mẫu riêng biệt 8 bít được sử dụng để ký hiệu bắt đầu và kết thúc

một đơn vị tín hiệu được gọi là cờ Nó không xuất hiện ở bất kỳ nơI nàokhác trong đơn vị tín hiệu Người ta phải đưa ra phương pháp đo lường,kiểm tra để tránh cờ giả trong đơn vị tín hiệu Cờ được đặc trưng bằng từ

mã 01111110

 CK (Mã kiểm tra tự động): CK là một con số tổng (Checksum) được

truyền trong từng đơn vị tín hiệu Nếu tại điểm báo hiệu thu nhận đượctổng không phù hợp thì đơn vị tín hiệu đó coi là lỗi và phải loại bỏ

 SIF (Trường thông tin báo hiệu ): Trường này gồm các thông tin về

định tuyến và thông tin báo hiệu thực tế của bản tin

 SIO (Octet thông tin dịch vụ): Octet này gồm chỉ thị dịch vụ và trường

phân chia dịch vụ Chỉ thị dịch vụ được sử dụng để phối hợp bản tin báohiệu với một User riêng biệt của MTP tại một đIểm báo hiệu, nó có nghĩa

là các lớp trên mức MTP trường phân dịch vụ gồm chỉ thị về mạng được sửdụng để phân biệt giữa các cuộc gọi trong mạng quốc gia và quốc tế, hoặcgiữa các sơ đồ tạo tuyến khác nhau trong một mạng đơn

 BSN (Con số thứ tự hướng về): Trường nàyđược sử dụng để công nhận

các đơn vị tín hiệu mà đầ cuối của đường tín hiệu phía đối phương nhậnđược BSN là con số thứ tự tín hiệu được công nhận, gồm 7 bít

 BIB (Bít chỉ thị hướng về): BIB được sử dụng để khôi phục lại bản tin

khi có lỗi (1 bit)

 FSN (Con số thứ tự hướng đi): FSN là con số thứ tự hướng đi của đơn

vị tín hiệu mang nó gồm 7 bít

-36

 FIB (Bit chỉ thị hướng đi): Được sử dụng để khôI phục lạI bản tin khi

có lỗi (1 bit)

 LI (Chỉ thị độ dài): Chỉ ra số lượng octet có trong một đơn vị tín hiệu

tính từ sau trường LI đến trước trường CK Trong đó với:

+ LI = 0 Đơn vị tín hiệu thay thế FISU

+ LI = 1 Đơn vị tín hiệu trạng thái đường LSSU

+ 2 < LI < 63 Đơn vị tín hiệu bản tin MSU

Trong hình dưới đây mô tả các trường tín hiệu FC gọi là mã kiểmtra khung, nó gồm các trường BSN, BIB, FSN, FIB

Mức 3,4Mức 1

8 16 8n,n>2 8 2 6 16 8

tiên

3 Đơn vị tín hiệu bản tin MSU

Các đơn vị tín hiệu đơn vị bản tin (MSU) mang thông tin cho đIềukhiển cuộc gọi, quản lý mạng và bảo dưỡng trong trường thông tin báohiệu Ví dụ các bản tin phần đIều khiển đấu nối báo hiệu (SCCP), phần sửdụng mạng đa dịch vụ (ISUP) và phần vận hành quản lý bảo dưỡng(OMAP) được chuyển trên đường truyền báo hiệu có độ dàI MSU thay đổi.Các phần sử dụng được đặt trong trường này là SIF trong MSU cùng vớinhãn như sau:

F CK SIF SIO LI FC F

FIB BIB

8 16 8n 8 2 6 1 7 1 7 8

FC

Hình 7.III: Đơn vị tín hiệu bản tin MSU

5 Đơn vị tín hiệu trạng thái đường (LSSU)

Bản tin đơn vị tín hiệu trạng thái đường LSSU được mô tả trong hìnhcung cấp các chỉ thị trạng thái đường tới đầu đối phương của đường số liệu.Một số ví dụ về chỉ thị trạng thái: Bình thường, không hoạt động, mất tínhiệu đồng chỉnh, trạng thái khẩn…Trong đó có thủ tục đồng chỉnh ban đầuđược sử dụng khi khởi tạo lần đầu các đường báo hiệu và khôi phục lạiđường báo hiệu sau sự cố Đồng chỉnh ban đầu phụ thuộc vào sự trao đổibắt buộc các đơn vị tín hiệu trạng thái đường LSSU giữa hai điểm báo hiệu

và khoảng thời gian hạn chế để kiểm tra

Bit đầu tiên

Thông thường được truyền khi trên đường số liệu không truyền cácbản tin MSU hoặc LSSU trên mạng báo hiệu số 7, mục đích là để nhận các thông báo một cách tức thời về sự cố của đường báo hiệu

5 Chức năng đường báo hiệu

Các chức năng đường báo hiệu và các đường tương ứng với các chức năng đó trong các đơn vị tín hiệu được trình bày dưới đây

 Giới hạn đơn vị tín hiệu

Để chỉ ra việc bắt đầu và kết thúc một đơn vị tín hiệu người ta dùng chuỗi 8 bit là 01111110 chuỗi bit này được gọi là cờ hiệu

Hình 9.III:Cờ hiệu

Để tránh cờ giả tức là xuất hiện 8 bit 01111110 (ngoại trừ cờ ra)trong số liệu của các đơn vị tín hiệu, người ta sử dụng phương pháp chènbit Chèn bit có nghĩa là thêm bit 0 đằng sau năm bit liên tiếp xuất hiệntrong bản tin (không kể cờ) ở đầu phát, và bit 0 này sẽ được lấy ở đầu thu.Thông thường thì cờ đóng của đơn vị tín hiệu này là cờ mở của đơn vị tiếptheo

 Sắp xếp đơn vị tín hiệu

Sự đồng chỉnh đơn vị tín hiệu được thực hiện bởi việc giới hạn đơn

vị tín hiệu như đã nêu trên Sự mất đồng chỉnh sảy ra khi thu được mộtchuỗi bit không được phép do phân giới hạn không đúng (ví dụ xuất hiện

“cờ giả”) hoặc khi độ dài tối đa của một đơn vị tín hiệu bị vượt quá (tốithiểu và tối đa của một đơn vị tín hiệu là 6 và 279 byte)

 Phát hiện lỗi

Chức năng phát hiện lỗi được thực hiện bởi 16 bit kiểm tra (CK) tạicuối mỗi đơn vị tín hiệu, theo một thuật toán đặc biệt Phía đầu thu cũng sửdụng thuật toán đó để tính toán

 Sửa lỗi

-40

F CK SIF SIO LI F

01111110