PhÇn I 1 B¸o hiÖu Signalling B¸o hiÖu m¹ch vßng thuª bao Subcriber Loop Signalling B¸o hiÖu liªn tæng ®µi Exchange Exchange B¸o hiÖu kªnh kÕt hîp CAS B¸o hiÖu kªnh chung CCS PhÇn I HÖ thèng b¸o hiÖu s[.]
Phần I Hệ thống báo hiệu số Chơng I Tổng quan chung báo hiệu Tổng quan phân loại báo hiệu Trong mạng viễn thông báo hiệu làm nhiệu vụ trao đổi thông tin thuê bao với tổng đài nh tổng đài mạng với để thiết lập giám sát giải phóng gọi Theo truyền thống, báo hiệu đợc chia làm hai loại: báo hiệu mạch vòng thuê bao (Subcriber Loop Signalling), nh báo hiệu thiết bị đầu cuối thuê bao tổng đài địa phơng, báo hiệu liên tổng đài (Inter exchange Signalling) Báo hiệu liên tổng đài đợc chia thành hai loại: + Tín hiệu báo hiệu kênh kết hợp CAS (Channel Associated Signalling): hệ thống báo hiệu mà tín hiệu báo hiệu nằm kênh tiếng có liên quan chặt chẽ với kênh tiếng + Tín hiệu báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signalling): hệ thống báo hiệu mà tín hiệu báo hiệu nằm kênh tách biệt với kênh tiếng kênh báo hiệu đợc sử dụng cho số lợng lớn kênh tiếng Báo hiệu Signalling Báo hiệu mạch vòng thuê bao Subcriber Loop Signalling Báo hiệu liên tổng đài Exchange - Exchange Báo hiệu kênh kết hợp CAS Báo hiệu kênh chung CCS Hình I.1 Phân loại báo hiệu 1.1 Báo hiệu mạch vòng thuê bao (Subcriber Loop Signalling) Báo hiệu mạch vòng thuê bao báo hiệu máy đầu cuối thờng thuê bao tổng đài nội hạt Để bắt đầu gọi thuê bao A (thuê bao gọi) nhấc máy (Hook off) tức đà báo cho tổng đài biết thuê bao muốn thiết lập gọi Ngay sau tổng đài thu đợc tín hiệu báo hiệu gửi cho thuê bao tín hiệu mời quay số (Dial tone) sau thuê bao bắt đầu quay số thuê bao cần gọi (thuê bao B) Sau quay số xong thuê bao thu đợc tín hiệu từ tổng đài thông báo tình trạng gọi nh: hồi âm chuông, tín hiệu báo bận, tín hiệu âm báo thiết bị bận (tắc nghẽn) hay số âm đặc biệt khác Thuê bao A Tổng đài Thuê bao B Nhấc máy (Hook off) Mời quay số (Dial tone) Số thuê bao B Hồi âm chuông Rung chuông Ringing Tone Ringing Signal Thuê bao B trả lời Hội thoại Conversation Đặt máy Hook Đặtvòng máy thuê bao Hình I.2 Các on tín hiệu báo hiệu mạch Hook on 1.2 Báo hiệu liên tổng đài (Inter Exchange Signalling) Báo hiệu liên tổng đài báo hiệu tổng đài với Báo hiệu điện thoại liên quan đến báo hiệu tổng đài (Line and Register Signalling - báo hiệu đờng dây báo hiệu ghi) C¸c tÝn hiƯu ghi (Register signals) tổng đài đợc sử dụng thời gian thiết lập gọi để chuyển giao địa thông tin thể loại thuê bao Các tín hiệu đờng dây (Line signals) đợc sử dụng toàn thời gian gọi để giám sát trạng thái đờng dây Thông tin chứa loại tín hiệu gần giống với tín hiệu mạch vòng thuê bao Hình 1.3 mô tả trình báo hiệu liên tổng đài Thuê bao gọi Tổng đài Đờng thuê bao Tổng đài bị gọi Đờng trung kế Thuê bao bị gọi Đờng thuê bao Nhấc máy (hook off) Mời quay số (dial tone) Số địa thuê bao B Chiếm kênh Seizure Công nhận chiếm kênh Seizure Acknow Số địa thuê bao B Hồi âm chuông Rung chuông Ringing tone Ringing Signals Hội thoại Đặt máy (hook on) Nhấc máy (hookoff) (Thuê bao B trả lời) Conversation Đặt máy (hook on) Cắt đấu nối Báo hiệu mạch vòng thuêHình bao BáoI.3 hiệu liênhiệu tổngliên đài Báotổng hiệuđài mạch vòng thuê bao Báo Quá trình gọi liên tổng đài xét đến cách đơn giản nh sau (chỉ xét gọi qua hai tổng đài xét báo hiệu hai tổng đài) - Tổng đài gốc phát tone chiếm đờng dây trung kế - Tổng đài cuối thu đợc tone chiếm giữ, gửi tone công nhận chiếm giữ để đáp lại - Tổng đài cuối phát tone yêu cầu gửi số địa - Tổng đài gốc phát số địa thuê bao bị gọi - Tổng đài gốc gửi loại thuê bao chủ gọi - Tổng đài cuối báo hiệu địa đà đầy đủ - Nếu thuê bao bị gọi rỗi tổng đài phát báo hiệu trả lời Nếu thuê bao bị gọi bận, tổng đài cuối phát tone báo bận tổng đài gốc - Khi gọi kết thúc, tổng đài cuối phát báo hiệu xoá về, tổng đài gốc phát báo hiệu xoá Ngoài có báo hiệu tính cớc, báo hiệu tắc nghẽn, phong toả bảo vệ ngắt Các chức báo hiệu Hệ thống báo hiệu có chức chủ yếu sau: - Chức giám sát - Chức tìm chọn - Chức vận hành mạng 2.1 Chức giám sát Chức giám sát đợc sử dụng để nhận biết thay đổi trạng thái điều kiện số phần tử mạng báo hiệu, cụ thể đờng thuê bao đờng mạng, phản ánh trạng thái nhấc máyđặt máy thuê bao Bao gåm c¸c tÝn hiƯu: nhÊc m¸y chiÕm, nhÊc m¸y trả lời, giải phóng hớng đi, giải phóng hớng Các tín hiệu nhận biết thay đổi trạng thái đờng truyền từ trạng thái rỗi sang trạng thái bận ngợc lại 2.2 Chức tìm chọn Chức liên quan đến thủ tục thiết lập gọi khởi đầu thuê bao chủ gọi gửi thông tin địa đến tổng đài, thông tin đợc tổng đài gửi đến thuê bao bị gọi Thông tin chức tìm chọn đợc truyền tổng đài Ngoài thông tin địa để đáp ứng qúa trình chuyển mạch có tín hiệu điều khiển nh: tổng đài bị gọi thông báo cho gọi rỗi có khả tiếp nhận quay số, yêu cầu gửi số tiÕp theo T theo tõng hƯ thèng mµ cã thĨ yêu cầu tín hiệu phục vụ khác nh: tín hiệu công nhận chức tìm chọn liên quan đến thiết lập đấu nối mà trực tiếp thêi gian trƠ quay sè (kho¶ng thêi gian tõ thuê bao gọi quay số xong đến nhận đợc tín hiệu hồi âm chuông) Thời gian trễ quay số tiêu chuẩn mà thuê bao phải hớng tới để xâm nhập hiệu vào mạng thoại Nếu thời gian trễ quay số dài ta phải nghĩ đến hệ thống bị h hỏng điều dẫn đến việc gọi không hoàn thành phải quay số lại Ngoài chức tìm chọn tổng đài có yêu cầu là: chức phải có tính hiệu quả, độ tin cậy cao để bảo đảm thực xác chức chuyển mạch 2.3 Chức vận hành Chức quản lý vận hành mạng có liên quan giao tiếp đến trình xử lý gọi, cần thiết cho việc sử dụng mạng cách tối u Các tín hiệu quản lý mạng cụ thể là: - Nhận biết chuyển thông tin trạng thái tắc nghẽn mạng, thông thờng tin đợc cho thuê bao chủ gọi - Thông báo thiết bị, trung kế không bình thờng trạng thái bảo dỡng - Cung cấp thông tin tính cớc - Cung cấp phơng tiện để đánh giá, đồng chỉnh, cảnh báo từ tổng đài khác Báo hiệu kênh kết hợp cas (Channel Associated Signalling) Phơng pháp báo hiệu kênh kết hợp phơng pháp chiếm đờng trục để đấu nối nút chuyển mạch tới tổng đài lân cận chuyển giao báo hiệu sau chiếm, tức báo hiệu đàm thoại xảy kênh Kiểu báo hiệu đợc đặc trng tơng quan rõ ràng tín hiệu thoại báo hiệu mà chúng dùng chung phần mạng Tổng đài Mạng điện thoại Tổng đài B Tín hiệu thoại + báo hiệu Hình I.4 Báo hiệu kênh kết hợp (CAS) Qua nhiều năm, số hệ thống báo hiệu loại đà đợc phát triển, vài chúng đà đợc CCITT định nghĩa Ví dụ: a 1VF (one Voice Frequency) tần số thoại (Xung thập phân) b 2VF (two Voice Frequency) hai tần số thoại (CCITT#4) c MFP (Multi Frequency Pulsed) xung đa tần (CCITT#5, R1) d MFC (Multi Frequency Complled) báo hiệu đa tần (CCITTR2) Điểm chung hệ thống báo hiệu sử dụng tín hiệu dới dạng xung âm tần để truyền tín hiệu báo hiệu Đặc tính chúng kênh thoại có kênh báo hiệu không đợc xác định rõ ràng nh: - Trên đờng thoại, tín hiệu đợc truyền kênh thoại nh báo hiệu băng - Kênh kết hợp, tín hiệu đợc truyền kênh báo hiệu độc lập, nh xếp đa khung PCM nơi mà tín hiệu đợc truyền khe thời gian 16 Tuy nhiên hệ thống mắc phải số hạn chế nh: tốc độ trao đổi tín hiệu chậm, dung lợng thông tin hạn chế Trong thập kỷ 60 tổng đài điều khiển chơng trình lu trữ (SPC - Store Program Control) đời đợc đa vào sử dụng mạng điện thoại khái niệm phơng thức báo hiệu đợc đa có nhiều u điểm so víi hƯ thèng b¸o hiƯu trun thèng Trong kh¸i niƯm báo hiệu này, kênh số liệu tốc độ cao xử lý tổng đái SPC đợc sử dụng để mang tất thông tin báo hiệu, để kênh thoại mang tín hiệu thoại Báo hiệu đợc gọi báo hiệu kênh chung CCS (common Channel Signalling) Báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signalling) 4.1 Kh¸i qu¸t Trong hƯ thống báo hiệu kênh chung, đờng truyền báo hiệu tách rời kênh thông tin, đờng truyền báo hiệu mang thông tin báo hiệu cho nhiều kênh thông tin Báo hiệu đợc thực theo hai hớng với kênh báo hiệu cho hớng Thông tin báo hiệu cần đợc chuyển đợc nhóm lại thành gói liệu (Data Packet) Ngoài thông tin báo hiệu, cần có thông tin nhận thực mạch thoại mà báo hiệu tạo thành mạng báo hiệu chuyển mạch gói logic độc lập Ngày có hai loại hệ thống báo hiệu kênh chung tiêu chuẩn Hệ thống CCITT No.6, đợc đa đầu năm 1968, hệ thống thiết kế tối u cho lu lợng liên lục địa sử dụng ®êng Analog HƯ thèng thø hai, CCITT No.7 ®ỵc giíi thiệu vào năm 1979/80 dành cho mạng chuyển mạch nớc quốc tế nơi sử dụng hƯ thèng trun dÉn sè tèc ®é cao (64kbit/s) Nã sử dụng đợc đờng Analog 4.2 Sự phát hệ thống báo hiệu kênh chung Báo hiệu kênh chung có cội nguồn xa xa nó, từ ngày đầu xuất điện thoại, nhân viên khai thác tổng đài nhân công đà sử dụng đờng riêng biệt liên lạc với để thiết lập liên kết Khuyến nghị CCITT báo hiệu kênh chung gọi CCITT No.6, đợc đa vào sử dụng cho báo hiệu quốc tế vào năm 1972, cha phải giao thức phân lớp không linh hoạt Năm 1976 AT&T đa vào sử dụng báo hiệu kênh chung liên đài CCIS (Common Channel Interoffice Signalling) Báo hiệu dựa sở No.6 đợc cải tiến để thích nghi với mạng đờng dài quốc gia Cấu trúc bít CCIS khác với No.6 Thông tin báo hiệu đợc đơn vị tín hiệu SU (Signal unit) chuyên chở, đơn vị tín hiệu dài 128 bit, kể bit để kiểm tra lỗi Các thông tin báo hiệu phải đợc xen vào khối tín hiệu No.6 Sau với tiến khoa học kỹ thuật, CCIS đà trở thành lỗi thời đợc thay hệ thống báo hiệu số (CCS7) Công trình nghiên cứu CCS7 đà đợc công bố sách vàng ITU-T năm 1980, MTP cung cấp dịch vụ vận chuyển không đấu nối (chỉ có pha truyền số liệu) Để thoả mÃn nhu cầu dịch vụ mở rộng ứng dụng, vào năm 1984 ITU-T đà bổ xung phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP sách đỏ Sau CCS7 tiếp tục đợc cải tiến đợc khuếch trơng sách xanh ITU-T vào năm 1988, MTP SCCP trình bày thủ tục tổng quát phần ứng dụng khả giao dịch TCAP (Transaction Capabilites Application Part) phần ứng dụng để vận hành bảo dỡng OMAP 4.3 Một số u, khuyết điểm hệ thống báo hiệu kênh chung số Ưu điểm bật hệ thống báo hiệu kênh chung số CCITT kÓ nh sau: - Nhanh (FAST): Thêi gian thiÕt lËp gọi giảm dới giây hầu hết trờng hợp - Dung lợng cao (HIGHT CAPACITY): Mỗi kênh b¸o hiƯu cã thĨ xư lý tÝn hiƯu b¸o hiƯu cho vài nghìn gọi lúc - Kinh tế (ECONOMIC): Yêu cầu thiết bị báo hiệu nhiều so với hệ thống truyền thống - Độ tin cËy cao (RELIABLE): B»ng c¸ch sư dơng c¸c tun báo hiệu luân phiên, mạng báo hiệu có độ tin cËy rÊt cao - Linh ho¹t (FLEXIBLE): HƯ thèng cã thể mang thông tin nhiều loại tín hiệu khác nhau, sử dụng cho nhiều mục đích, không riêng cho thoại Tuy nhiên hệ thống số nhợc điểm - Tín hiệu liên quan đến gọi đà thiết lập phải truyền chế độ lu trữ trung gian qua hai tổng đài - Khi trung tâm chuyển mạch bị hỏng, báo hiệu chuyển mạch không truyền tới trung tâm phía sau, không giải phóng thiết bị đà chiếm - Không thể kiểm tra tự động kênh thoại Mạng báo hiệu Tổng đài A Tổng đài B Mạng điện thoại Hình I.5 Báo hiệu kênh chung Báo hiệu cho tơng lại Hệ thống báo hiệu số đợc thiết kế cho mạng điện thoại nhiều dịch vụ viễn thông khác Tuy nhiên nhu cầu dịch vụ tăng lên nhanh chóng nên hệ thống báo hiệu số đợc phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu báo hiệu cho tất dịch vụ Một số mạng dịch vụ nh: - Mạng điện thoại công cộng PSTN (The Public switched Telephone Network) - Mạng thông tin số đa dịch vụ ISDN (The Intergrated Services Digital Network) - Mạng thông minh IN (The Intelligent Network) - Mạng thông tin di động mặt ®Êt c«ng céng PLMN (The Public Land Mobile Network) Qua phân tích ta thấy hệ thống báo hiệu kênh chung có u điểm lớn so với hệ thống báo hiệu kênh kết hợp, có khả đáp ứng yêu cầu mạng tơng lai Trong chơng ta sâu nghiên cứu hệ thống báo hiệu số Ch¬ng ii Tỉng quan vỊ hƯ thèng CCS NO.7 Giới thiệu: Trong mạng quốc gia Quốc tế, sử dụng phơng thức báo hiệu khác để trao đổi thông tin xác hệ thống chuyển mạch theo giao thức mạng ISDN Các thủ tục đợc thể trình truyền báo hiệu nút thông minh hệ thống chuyển mạch mạng Chức hệ thống báo hiệu ISDN đợc thể đây, hỗ trợ có liên quan đến ngời ta sử dụng giao thức mạng (xem hình II.1): Hệ thống báo hiệu đợc rõ Q.700 Đó lý hệ Nétsố ISDN Các dạng dịch vụ User Khai thác cấu hình mạng ISDN ISDN Mạng cã P B X HƯ thèng b¸o hiƯu sè Mạng độc lập Hình II.1: Mô tả chức nhiệm vơ cđa hƯ thèng b¸o hiƯu sè C¸c khái niệm 2.1.mạng Điểm (Signalling SP): hợp mạng quốc tế Phối hợp ngbáo ời sửhiệu dụngTest bảoPoint dỡng - Phối Điểm báo hiệu nút chuyển mạch nút xử lý mạng báo hiệu đợc cài đặt chức báo hiệu số CCITT Một tổng đài điện thoại, hoạt động nh nút báo hiệu phải tổng đài SPC báo hiệu số dạng thông tin số liệu xö lý