He-Thong-Bao-Hieu-SS7

Hệ thống báo hiệu SS7

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BÁO HIỆU

1.1 TỔNG QUAN VỀ BÁO HIỆU

Chức năng chính của báo hiệu là thiết lập, giám sát và điều khiển việc truyền tin trên mạng viên thông

Với các phương pháp truyền dẫn:

• Truyền dẫn gói (Virtual circuit)

• Truyền dẫn kênh (Circuit)

Truyền dẫn kênh:

Kênh dành riêng cho cuộc gọi do đó không chúa thông tin điều khiển cuộc gọi, do vậy các thông tin điều khiển thường độc lập với các thông tin cuộc gọi được gọi là báo hiệu sẽ phải truyển một cách riêng biệt nhằm để thiết lập, duy trì, hủy bỏ kênh truyền tin

Truyền dẫn gói:

Thông tin cuộc gọi được “đóng gói “ bao giờ cũng gồm 2 phần gắn kết với nhau :

o Phần Data : giữ thông tin cuộc gọi

o Phần Header: chứa thông tin điều khiển cuộc gọi

Do vậy không cần phải có thêm thông tin báo hiệu Tuân thủ mô hình mạng truyền dữ liệu được chuẩn hóa theo mô hình OSI

Các phương pháp báo hiệu được phân biệt theo các tiêu chí khác nhau như:

• Loại tín hiệu báo hiệu

o Báo hiệu Analog (như DC, 1VF, 2VF, MF)

o Báo hiệu Digital (như CAS, DSS1, No 7)

• Thông tin báo hiệu:

o Báo hiệu trên đường thuê bao (user-net)

o Báo hiệu trên đường trung kế (net-net)

o Báo hiệu qua mạng (user-user)

• Chế độ báo hiệu

o Báo hiệu lựa chọn

o Báo hiệu đường

• Chiều báo hiệu

o Báo hiệu hướng thuận (call – called)

o Báo hiệu hướng ngược(called – call)

• Phương thức báo hiệu

o Báo hiệu kênh kết hợp (CAS)

o Báo hiệu kênh chung (CCS)

Hình 1.1 Báo hiệu trong tổng đài

DTMF dual tone multi frequency signaling

PLMN public land mobile network

1.2 BÁO HIỆU TRÊN CÁC ĐƯỜNG TRNG KẾ (CAS và CCS)

1.2.1 Báo hiệu kênh kết hợp CAS.

Là phương thức báo hiệu mà mỗi kênh cuộc gọi lại tồn tại một kênh báo hiệu dành riêng cho kênh cuộc gọi đó Các thông tin báo hiệu chứa các Code điều khiển cuộc gọi, các Code được truyền trong kênh dành riêng cho báo hiệu trên cùng một tuyến kết hợp với tuyến của kênh cuộc gọi

Các loại hệ thống báo hiệu kênh kết hơp đã được sử dụng là:

• Hệ thống báo hiệu xung thâm nhập, hay đơn tần 1VC

• Hệ thống báo hiệu hai tần số 2 VC, hay chính là hệ thống (CCITT số 4)

• Hệ thống báo hiệu xung đa tần MFP (hay chính là hệ thống CCITT số 5, R1)

• Hệ thống báo hiệu đa tần (CCITT, R2)

Các vấn đề gặp phải đối với CAS:

Hiệu suất báo hiệu không cao do 1 cuộc gọi chiếm 2 kênh (kênh cho thoại và kênh cho báo hiệu) Khi đó kênh báo hiệu này tồn tại trong suốt thời gian cuộc gọi dù cuộc gọi có truyền tin hay không (thông thường các thông tin báo hiệu lại chỉ được truyền trước khi và sau khi kết thúc cuộc gọi) Dẫn đến sự lãng phí không thuận tiện nhất là cho các cuộc gọi chiém nhiều thời gian (như các cuộc gọi truyền dữ liệu…

Vì sử dụng mã để báo hiệu nên số lượng các thông tin báo hiệu rất ít do đó hạn chế các khả năng điều khiển , thông tin báo hiệu cho các dịch vụ giá trị gia tăng qua mạng

Kênh báo hiệu được truyền kết hợp cùng tuyến với kênh cuộc gọi do vậy khả năng tìm kiếm và định tuyến kém cho các đầu cuối không cố định, đồng thời làm tăng lưu lượng mạng báo hiệu trong quá trình tìm kiếm thuê bao di động do đó hạn chế khả năng ứng ngày càng cao của các dịch vụ giá trị gia tăng

Hình 1.2 Mô hình mạng báo hiệu CAS đi cùng với mạng viễn thông

Yêu cầu được đặt ra là cần phải có một mạng báo hiệu mới đáp ứng được mọi dịch vụ mới của công nghệ mạng truyền thông (Cả về dịch vụ thoại và dữ liệu) ở thời điểm hiện tại và trong tương lai, các đòi hỏi ngày một lớn hơn về nhiều mặt của khách hàng như đảm bảo chất lượng dịch vụ, tính bảo mật, lưu lượng lớn và khả năng đáp ứng nhanh…

Một ví dụ cụ thể là vào năm 1960 những tổng đài được điều khiển theo chương trình

được lưu chữ sẵn (Store Program Control - SPS) với viêc truyền số liệu tốc độ cao giữa các

bộ vi xử lý, báo hiệu ở đây được truyền trên cả hai hướng trên một kênh số liệu

Tất cả những điều này dẫn đến sự ra đời của mạng báo hiệu mới là mạng báo hiệu kênh chung CCS đáp ứng được hầu hết các dịch vụ giá trị ra tăng và những đòi hởi mới của mạng viễn thống số hiện đại

1.2.2 Báo hiệu kênh chung CCS

Báo hiệu kênh chung là báo hiệu mà kênh báo hiệu không dành riêng cho kênh cuộc gọi nào Đây là phương thức báo hiệu theo bản tin sao cho mỗi một bản tin được dùng trong báo hiệu cho một cuộc gọi Bản tin có khuôn dạng chung cho cho mọi cuộc gọi trong đó bản tin

có thể được truyền trên kênh dành riêng cho báo hiệu cùng tuyến với cuộc gọi hoặc có thể truyền trên 1 hoặc nhiều kênh chung trên các tuyến khác tuyến cuộc gọi Do đó nó lập thành một mạng báo hiệu độc lập với mạng truyền tin, song song và đè lên mạng truyền tin đó

Hiện nay có hai loại tín hiệu chuẩn khác nhau cho báo hiệu kênh chung khả dụng: Hệ thống thứ nhất là hệ thống báo hiệu kênh chung số 6 của CCITT, nó ra đời vào đầu năm1968 được sử dụng dành cho đường dây analog và cho lưu lượng thoại quốc tế Các đường làm việc với tốc độ thấp 2,4kb/s với độ dài bản tin bị hạn chế và không có cấu trúc phân mức mà có cấu trúc đơn Vì những hạn chế trên mà hệ thống này không đáp ứng được sự phát triển của mạng

Hệ thống thứ 2 là hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) của CCITT, ra đời vào những năm 1979 – 1980 dành cho mạng chuyển mạch số trong nước và quốc tế, nơi có thể sử dụng hệ thống truyền dẫn số tốc độ cao (64Kb/s) hoặc cho các đường dây analog Hệ thống báo hiệu số 7 của CCITT không những được thiết kế để điều khiển, thiết lập, giám sát cho dịch vụ thoại mà còn

sử dụng cho các cuộc gọi của dịch vụ phi thoại Thích ứng với nhiều loại mạng thông tin như: PSTN, Mobile, Data, ISDN, IN…

Nhưng ưu điểm đáng kể được kể ra như sau:

• 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 sử 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

1.3 CÁC PHẦN TỬ CẤU THÀNH MẠNG BÁO HIỆU SỐ 7

Mạng báo hiệu SS7 về bản chất là một mạng chuyển mạch gói hoạt động 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 Như trong hình 1.2, các node cấu thành lên 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 như trong hình 1.3 dưới đây:

Hình 1.3 : Các loại trạm báo hiệu CCS

1.3.1 Điểm báo hiệu (signalling point)

Điểm báo hiệu (SP) là một node (đầu cuối báo hiệu) trên mạng thực hiện việc chuyển mạch thoại cho các kênh thoại và thực hiện việc chuyển mạch gói cho các gói tin của báo hiệu SS7 Điểm báo hiệu giữ vai 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 (Point Code - PC) Các mã điểm (point code) được mang bên trong bản tin báo hiệu để xác định mã điểm nguồn (Origination PC - OPC) và mã điểm đích ( Destination PC - DPC) Mỗi điểm báo hiệu sử dụng bảng định tuyến để chon 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 phong 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 gọi

Điểm chuyển tiếp báo hiệu: (Signaling Transfer Points - STP)

ST Điểm chuyển tiếp báo hiệu (chỉ chuyển tiếp, không có chức năng xử lý)

SP Điểm báo hiệu (điểm đầu cuối báo hiệu)

ST Điểm chuyển tiếp báo hiệu (vừa có chức năng đầu cuối vùa có

chức năng của thiết bị chuyển tiếp )

Là những tổng đài thực hiện việc chuyển mạch gói để định tuyến lưu lựong 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, mà không có khả năng xử lý 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 trức tiếp phải cần giữa các SP STP cũng được sử dụng để lọc tách các bản tin báo hiệu giữa các mạng khác nhau.

Hinh1.4 Cấu trúc mang báo hiệu SS7

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 cân thiết cho khả năng

xử ly cuộc gọi đòi hỏi ở mức cao STP cũng thường được triển khai trong những gắn kết cấu hình ở những đường vật lý riêng biệt xác định như là một hệ thống dự phòng Lưu lượng mạng được trải đều trên các đường liên kết, vì vậy nếu một liên kết bị thất bại lưu lượng báo hiệu sẽ được định tuyến lại qua các đường liên kết khác

1.3.2 Phân cấp mạng báo hiệu

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 1.5 Phương pháp báo hiệu kiểu kết hợp

• Kiểu bán kết hợp (Quassi – Associated Mode)

Các đường liên kết báo hiệu không kết nối trức 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 tế do tận dụng hết lưu lượng báo hiệu của các đường liên kết báo hiệu

Hình 1.6 phương pháp báo hiệu kiểu bán kết hợp

Sự phân cấp của mạng báo hiệu :

Để đáp ứng được yêu cầu phát triển của mạng viễn thông, và đảm bảo chất lượng báo hiệu cho mỗi cuộc gọi thì mạng báo hiệu SS7 được phân cấp Các tổng đài số hiện đại đáp ứng cả chức năng của điểm báo hiệu và điểm chuyển tiếp báo hiệu

Khi xây dựng mạng viễn thông việc quyết định số mức điểm truyền báo hiệu STP trong mạng là rất quan trọng Nếu chỉ giới hạn về mặt chất lượng của mạng thì việc xây dựng mạng

có một mức STP được xem là thích hợp hơn cả Tuy nhiên để đảm bảo độ tin cậy gần như tuyệt đối thì cần chọn lựa giải pháp có từ 2 mức trở lên Các hướng dẫn sau được đề xuất bởi

tổ chức ITU – T

Đường thoạiĐường liên kết báo hiệu

Đường liên kết báo hiệu

Đường thoại

ST

Phân cấp mạng báo hiệu có một mức STP :

+ Mỗi SP ở cùng một thời điểm phải kết nối với ít nhất là hai STP

+ Các STP phải kết nối với tất cả với các STP lại

Hình 1.7 Cấu trúc mạng báo hiệu số 7 với STP

Phân cấp mạng báo hiệu có hai mức STP :

+ Mỗi SP tại một thời điểm phải kết nối với ít nhất là hai STP ở mức thấp

+ Mỗi STP ở mức thấp phải kết nối ít nhất là 2 STP mức cao

+ Các STP mức cao phải kết nối đầy đủ với nhau

Hình 1.8 Cấu trúc mạng báo hiệu số 7 với hai cấp

Trong thiết kế phân cấp các STP (2 mức) thì thông thường mức thấp để dành cho lưu lượng trong vùng địa lý của mạng, mức cao hơn sẽ điều khiển lưu thông giữa các vùng Trong một quốc gia thì có hai mức ứng với hai mức STP là mức quốc gia và mức vùng

Hình 1.9 Kiến trúc giao thức SS7 và mô hình OSI

1 4.1 MTP-1lớp liên kết dữ liệu báo hiệu.

MTP-1 tương đương với lớp vật lý ( lớp 1) trong mô hình OSI Lớp MTP-1 chịu trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu vào trong dòng bít để truyền đi trên mạng lớp này chịu trách nhiệm

về đặc tính điện, đặc tính vật lý và chức năng của đường báo hiệu Các kênh số liệu báo hiệu

có thể là số hoặc analog như là DS1 (1.544 Mbps), E1(2.048 Mbps), DS0 (64kbps) và DSoA (56kbps) Kênh số được thiết lập bởi các kênh truyền dẫn số và các bộ chuyển mạch số kênh analog được thiết lập bởi những kênh truyền dẫn analog có tần số thoại (4 KHz) và các MODEM thoại

1 4.2 MTP-2 lớp liên kết báo hiệu

Xác định chức năng và thủ tục để bảo đảm các bản tin có thể được truyền qua các đường liên kết báo hiệu MTP-2 cung cấp các chức năng phát hiện, sửa lỗi, khi phát hiện lỗi trên đường truyền thì thực hiện việc truyền lại và phân phát tuần tự các gói tin trên mạng Cũng như mô hình OSI, lơp này chỉ liên quan đến việc truyền dẫn các bản tin từ các trạm này đén trạm tiếp theo trong mạng mà không liên quan đến việc định tuyến các gói tin trên mạng

.3 MTP-3 lớp mạng

Lớp 3 cung cấp các chức năng xử lý bản tin và quản trị mạng Chức năng xử lý bản tin

là những chức năng định tuyến, phân loại, điều khiển lưu lựong và phân phối bản tin Chức năng quản trị mạng gồm các chức năng quản trị kênh, quản trị lưu lượng, và định tuyến

1.4

.4 Lớp 4 – lớp người dùng

Lớp 4 được chia thành các mức con khác nhau, với các giao thức khác nhau Bao gồm chính ở đây là phần người dùng (ISUP, TUP), phần ứng dụng (TCAP, SCCP, OMAP)

Hình 1.10 Các lớp của báo hiệu SS7

1.4.4 1 Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP ( Signalling Connection Control Part)

Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP cung cấp các chức năng bổ xung cho MTP để cung cấp các chức năng chuyển giao giữa các thành phần như TCAP, OAMP, ASE, ISUP MTP chỉ sử dụng định mã điểm để xác định đích đến của bản tin Tuy nhiên với SCCP sử dụng nhiều hơn các phương pháp lý thuyết địa chỉ để bảo đảm dữ liệu có thể tìm đến những đích của nó SCCP cung cấp các khả năng định tuyến end to end và point to point, trong khi MTP chỉ có khả năng định tuyến point to point, SCCP còn cung cấp các chức năng phiên dịch địa chỉ để định tuyến chính xác các bản tin truyền trên mạng tới đích đến SCCP sử dụng cà 2 phương thức truyền dẫn có kết nối và phương pháp truyền dẫn không kết nối

SCCP kết hợp với MTP gọi là phần dịch vụ mạng NSP (Network Service Part) tương đương với ba tầng thấp nhất trong mô hình OSI

1.4.4.2 Phần ứng dụng khả năng giao dịch TCAP (Transaction Capabilities Application Part)

TCAP cung cấp một hệ thống chung và tổng quát cho việc truyền thông tin giữa hai nút Nó đảm bảo nhiều loại ứng dụng khác nhau và hữu ích ở các tổng đài và các trung tâm đặc biệt trong các mạng viễn thông.TCAP thuộc lớp tương đương như là trong lớp 7 của mô hình OSI Nó phục vụ các đối tượng sử dụng TC (dịch vụ di động, gọi điện bằng thẻ) và sử dụng phần dịch vụ mạng NSP để truyền các bản tin Tổng quat TCAP được sử dụng để truy cập cơ sở dữ liệu, hỗ trợ các chức năng được yêu cầu kết nối mở rộng bên ngoài.

1.4.4.3 Phần sử dụng dịch vụ tích hợp ISUP (Integrated Service User Part)

Là một giao thức cho điều khiển cuộc gọi và các thủ tục bảo dưỡng trung kế trong

cả hai mạng, mạng thoại và mạng ISDN ISUP xác định giao thức sử dụng để thiết lập, quản lý, và giải phóng các đường trung kế, những trung kế mang cả thoại và dữ liệu giữa các tổng đài số

ISUP cung cấp các chức năng cho cả phần người dùng điện thoại TUP (Telephone User Part) và người dùng số liệu DUP (Data User Part)

1.4.4.4 Phần người dùng điện thoại TUP (Telephone User Part)

Phần người dùng điện thoại được sử dụng để thiết lập, duy trì và giải phóng cuộc gọi Có rất nhiều phần người dùng điện thoại, hoặc đã tồn tại hoặc đang được phát triển TUP điều khiển cuộc gọi trong tổng đài điện thoại bằng cách trao đổi báo hiệu với các tổng đài khác Tuy nhiên do TUP có nhiều hạn chế mà ngày nay giao thức không còn được sử dụng nữa mà thay bằng ISUP

1.4.4.5 Phần vận hành, quản lý và bảo dưỡng OMAP

OMAP xác định các bản tin và giao thức cái mà hỗ trợ việc quản lý mạng SS7 Các dịch vụ của OMAP có thể được sử dụng để kiểm tra, xác nhận cơ sở dữ liệu được định tuyến trên mạng và để chuẩn đoán các vấn đề xay ra trên các đường liên kết Thực hiện các chức năng có liên quan đến vấn đề quản lý mạng, liên quan đến vận hành mạng

và bảo dưỡng mạng báo hiệu OMAP tưong ứng với lớp ứng dụng trong mô hình OSI

CHƯƠNG 2 PHẦN CHUYỂN GIAO BẢN TIN MTP

Phần chuyển giao bản tin MTP được sử dụng để truyền thông tin báo hiệu giữa những đối tượng sử dụng cùng loại trên mạng Nói cách khác, MTP cung cấp một hệ thống truyền thông tin tin cậy và có nhiệm vụ : xử lý lỗi, cấu hình lại mạng khi có liên kết lỗi, nhận biết bản tin, phân bố và định tuyến

2.1 MTP-1 LIÊN KẾT DỮ LIỆU BÁO HIỆU

MTP-1 xác định các đường liên kết báo hiệu của mạng báo hiệu SS7 Nó xác định các đặc tính vật lý, đặc tính điện và các đặc tính chức năng của đường số liệu báo hiệu Nó cung cấp các đường truyền dẫn song công, có thể hoạt động trên cả hai hướng thuật và ngược với cùng một tốc độ truyền

Kênh truyền dẫn báo hiệu có thể là kênh số hoặc kênh analog Kênh số là những kênh

có tốc độ cơ bản là 64kbps cùng với các chuyển mạch số Với kênh analog dựa trên tần số thoại 4KHz và các Modem

Giao thức này xác định những tính chất về điện, vật lý và những đặc điểm của kênh truyền báo hiệu Nó giống như lớp một của mô hình mạng truyền dữ liệu OSI Khoảng thời gian đâu thực hiện việc truyền báo hiệu trên các đường dây analog với băng thông 4khz (300khz->3,4 khz) Các thông tin báo hiệu phải được điều chế khác điều chế của dữ liệu để phân biệt dữ liệu và báo hiệu Ở đây sử dụng điều chế khóa dịch chuyển tần sô (FSK) cho báo hiệu, B = 300khz->3,4khz làm cho tốc độ báo hiệu 1,2kbps/2,4kbps cho một kênh cuộc gọi Trên các đường trung kế 32 kênh có tốc độ kênh báo hiệu 2Mbps, và sử dụng phương pháp điều chế biên độ chực giao QAM

Ngày nay việc truyền báo hiệu được truyền trên các đường trung kế số, hoặc là trên các đường truyền sử dụng sóng vi ba Với đường truyền sử dụng sóng vi ba sử dụng phương pháp điều chế M-QAM và tốc độ báo hiệu đạt được là 2Mbps Với đường truyền số sử dụng Fram Relay hoặc sử dụng các kênh ATM để truyền báo hiệu và sử dụng mã 2B1Q để mã hóa

2.2 MTP-2 LỚP LIÊN KẾT BÁO HIỆU

Ở lớp này chứa các chức năng liên kết báo hiệu, điều khiển luông lớp 2 và chỉ thị độ ưu tiên ở mức 3 các chức năng chính của báo hiệu gồm , chức năng về giới han, phát hiện lỗi và đồng bộ Mức 2 cũng chứa các chức năng điều khiển cho việc truyền, nhận và điều khiển

trạng thái liên kết Mức liên kết báo hiệu tương đương lớp liên kết báo hiệu (lớp 2) trong mô hình OSI Mục đích đảm bảo việc truyền dẫn dữ liệu một cách tin cậy và không có lỗi.

Hinh 2.1 Kiến trúc của MTP

 Đơn vị báo hiệu bản tin (MSU – Message Signal Unit)

 Đơn vị báo hiệu trạng thái kênh (LSSU : Link Status Signal Unit)

 Đơn vị báo hiệu chèn (FISU : Fill – In Signal Unit)

Hinh 2.8 Dạng của các đơn vi báo hiệu

2.2.1.1 Đơn vị bản tin báo hiệu (MSU)

Đơn vị bản tin báo hiệu (MSU) là phần chứa các giáo thức bản tin SCCP, ISUP, và TUP (những giao thức này làm trong trường SIF) Nói cách khác phần người dùng (User Part) được dành cho trường thông tin báo hiệu (SIF) cùng với nhãn định tuyến Loại bản tin này mang toàn bộ thông tin điều khiển cuộc gọi, quản trị mạng và bảo dưỡng Ở đó bổ sung những chức năng chuyên dụng thuộc về những ứng dụng tế bào di động MSU có một nhãn định tuyến cái mà cho phép điểm truyền báo hiệu gốc để gửi thông tin tới một điểm báo hiệu gốc quan mạng

Hình 2.2 Cấu trúc của bản tin MSU

Trường cờ (Flag)

Các đơn vị báo hiệu có độ dài bản tin không giống nhau, trường cờ để xác định sự bắt đầu và kết thúc của một đơn vị bản tin Cờ kết thúc của một đơn vị bản tin này cũng

là cờ bắt đầu của bản tin đơn vị kế tiếp Tập hợp các bít xen giữa hai cờ là chiều dài toàn

bộ bản tin, ngoài ra cờ cũng được sử dụng cho mục đích đồng bộ, mẫu định dạng duy nhất là 01111110

Để tránh lặp lại giá trị cờ này trong các thành phần khác của MSU, ta sử dụng quá trình nhồi bít Mỗi bộ nhồi bít sẽ chèn thêm bít 0 sau 5 bit 1 liên tiếp để loại trừ trường hợp 6 bít một liên tiếp phía bên thu sẽ thực hiện quá trình ngược lại, quá trình này sẽ đếm 5 bít 1 liên tiếp và loại bỏ bít 0 tiếp theo

Trường kiểm tra độ dư thừa vòng (CRC)

Sử dụng phương pháp kiểm tra CRC 16 bít để kiểm tra, xác định và chỉnh sửa các lỗi bít trong quá trình truyền tin Các bít kiểm tra là những bít bỗ sung được thêm vào trong bản tin MSU Ở phía nhận MTP dựa vào những bít kiểm tra này để xác định xem

các bản tin đựợc truyền có lỗi trên đường truyền hay không Trên cơ sở đó sẽ có bản tin trả lời xác nhận thông tin nhận được đúng hay sai.

Khi sử dụng phương pháp kiểm tra kiểu CRC 16bit, cả hai bên phát và bên thu phải sử dụng chung một đa thức sinh F(x) Trong CRC chuỗi các bít dư thừa gọi là số

dư CRC được bổ sung vào cuối đơn vị dữ liệu sao cho đơn vị dữ liệu mới chia chính xác cho số nhị phân đã được quy định trước Ở nơi nhận, đơn vị dữ liệu tới cũng được đem chia cho cùng một số, nếu phép chia không dư, đơn vị dữ liệu được xem là không lỗi và sẽ được nhận Còn nếu có dư, nghĩa là đơn vị dự liệu đã bị lỗi và không được nhận Vì sử dụng trường 16bit nên đa thức sinh (theo chuẩn CRC - ITU) là :

F(x) = X16 + X12 + X5 +1

Trường miền thông tin báo hiệu(SIF-Signaling Information Field)

Chỉ tồn tại trong đơn vị bản tin MSU, chứa các thông tin báo hiệu thực sự của phần User Trong trường này gồm cả hai trường con là trường nhãn định tuyến (Routing Lable) và trường dữ liệu người dùng ở lớp 4 Chiều dài lớn nhất của bản tin là 272 byte, các dạng và cach mã hóa bản tin được định nghĩa một cách độc lập với từng User

Hình 2.3 Cấu trúc của miến SIF và miền SIO

LSSUs và FISUs không chứa đựng cả một nhãn định tuyến lẫn một SIO khi họ được gửi trực tiếp giữa hai điểm báo hiệu

Nhãn định tuyến là trường địa chỉ 32 bit, chứa 14 bit địa chỉ của node nguồn và 14 bit của địa chỉ node đích, và 4 bit dành cho trường lựa chọn kênh báo hiệu SLS (Signaling Link Selection) được sử dụng để phân bố lưu lượng trên các tuyến khác nhau

Trường SIO ( Service Information Octet)

Trường SIO có chứa các chỉ thị dịch vụ và chỉ thị mạng Chỉ thị dịch vụ dùng để phối hớp với các bản tin báo hiệu với(User TUP, ISUP, DUP, SCCP, SNM, MTNE) riêng biệt của MTP tại điểm báo hiệu, tức là bản tin đó sẽ được phần nào lớp 4 sử dụng Chỉ thị mạng chỉ ra bản tin đó liên quan tới mạng quốc gia hay quốc tế Một số bít trong trường dịch vụ phụ không sử dụng mà được dự trữ cho tương lai, hoặc sẵn sàng cho sử dụng trong nước.

Trường sửa lỗi EC (Error Correction)

Sự sửa chữa, khắc phục lỗi chỉ được thực hiện trên các MSUs Nó cho phép việc sửa chữa lỗi giữa hai nút Trường sửa lỗi, có độ dài 16 bit bao gồm 4 trường chức năng cùng với cấu hình như sau :

Hình 2.4 Khuôn dạng của BSN, BIB, FSN và FIB

Trường bít chỉ thị hướng thuận (FIB – Forward Indicator Bit) : Được sử dụng

cho thủ tục sử lỗi, biểu thị xem một đơn vị của bản tin báo hiệu được truyền lần đầu hay truyền lại trường chỉ thị hướng thuận chỉ bao gồm một bit duy nhất đảm nhiệm chức năng này

Trường thứ tự hướng thuận (FSN – Forward Sequence Number) : Mỗi đơn vị

báo hiệu ở ngõ ra được chỉ định và gắn vào một số thứ tự bản tin hướng đi Ở phía nhận FSN được dùng để kiểm tra trình tự đúng đắn của đơn vị bản tin báo hiệu, để chống ảnh hưởng của lỗi đường truyền, các con số thứ tự có giá trị từ 0 đến 127 trường FSN chỉ bao gồm bẩy bít

Trường chỉ thị hướng ngược (BIB – Backward Indicator Bit) : Sử dụng cho

thủ tục sửa lỗi cơ bản, được dùng để yêu cầu truyền lại các đơn vị bản tin được phát hiện là hư hỏng Trường này cũng chỉ báo gồm một bit

Trường thứ tự hướng ngược (BSN-Backward Sequence Number) : Chứa các

thông tin trả lời xác nhận trong các thủ tục giám sát, sửa lỗi các bản tin Số thứ tự của các bản tin trên đường hướng về cũng có thể sử dụng để trả lời xác nhận cho một trình tự của các đơn vị báo hiệu

Hinh 2.5 Ví dụ về một bản tin nhận chuẩn của MSU

Hình 2.6 Ví dụ cho việc yêu cầu truyền lại bản tin khi mất khung MSU

Trường chỉ thị độ dài (LI – Length Indicator)

Trường chỉ thị độ dài được dùng để phân biệt giữa 3 loại đơn vị bản tin Độ dài ở đây được tính từ sau trường CK đến trường LI, giá trị của LI là như sau :

Hình 2.7 Khuôn dạng của trường chỉ thị độ dài

Trường trạng thái (SF – Status Field)

Trường trạng thái mang thông tin về trạng thái kênh báo hiệu Đó là trường 8 bit, trong

đó có 3 bit được sử dụng để hoạt hóa và hồi phục kênh báo hiệu, và để đảm bảo đồng bộ Nó được mã hóa để thông báo nếu có một nút bận và tiến hành điều khiển luồng Trường này chỉ

có trong LSSU dung để chỉ tình trạng của kênh báo hiệu lSSU

2.2.1.2 Đơn vị báo hiệu trạng thái kênh (LSSU-Link Status Signal Unit)

Một thành phần sống còn của việc quản lý mạng trên các đường liên kết là LSSU, cái mà chứa một trường thông tin có một byte hoặc trường thông tin có hai byte Những trường này được sủ dụng để xác định trạng thái tổng quan của nơi gửi của các đường liên kết LSSU có quyền ưu tiên cao nhất của toàn bộ đơn vị báo hiệu

Hình 2.9 Khuôn dạng của một LSSU

Chỉ ba bít đầu tiên của miền trạng thái được sử dụng, còn lại là các bit Spare

 Tình trạng OS được gửi khi nào mối liên kết không cái nào có thể truyền mà cũng không nhận được MSUs Tình trạng PO được gửi khi bộ xử lý có liên hệ ra khỏi dịch vụ Sự tắc nghẽ ở mức hai thì được chỉ ra băng trạng thái B

 Sự liên kết : liên kết các đường truyền dẫn báo hiệu là quá trình xử lý đồng bộ dữ liệu liên kết giữa hai điểm báo hiệu kết nối trực tiếp Nó được áp dụng thoạt tiên khi bật nguồn thời gian và trong suốt thời gian theo sau của một sự thất bại trong liên kết Sự sắp hàng là dựa trên sự cưỡng ép trao đổi của thông tin trạng thái để làm tăng khả năng thực hiện.

Hinh 2.10 Sơ đồ thể hiện sự thành công sắp xếp của một liên kết

Thông thường, thủ tục liên kết thành công được miêu tả theo như hình trên Một điểm báo hiệu ban đầu bắt đầu bởi việc gửi LSSU, cái mà được mang trong trạng thái được chỉ ra ”0” (out of alignment.) Điều này được tiếp tục cho tới khi trạm đích nhận được một LSSU cùng với hoặc là trạng thái ”0 ” hoặc là trạng thái

”N” (normal alignment)

2.2.1.3 Đơn vị tín hiệu chèn ( FISU – Fill In Signal Unit)

Đơn vị tín hiệu chèn được sử dụng như là làm đầy các tín hiệu để chấp nhận FISU thực hiện như một cái cờ trong mạng SS7, khi không có tải được truyền thì FISU được gửi vào trong mạng SS7 để nhận các thông báo một cách tức thời về sự cố của đường báo hiệu, có nghĩa là nó được truyền đi để thay thế MSU và LSSU Trường quan trọng

nhât của FISU là trường CK (CheckSum) dùng đẻ giám sát lỗi trên kênh báo hiệu Ở mạng SS7, để duy trì mức tin cậy cao thì FISU được sử dụng.

MTP3 trong một điểm báo hiệu đặt những bản tin MTP3 đang rời khỏi của nó trong bộ đệm ra (OB) của các đường báo hiệu liên kết Bộ đệm truyền lại (RB) lưu chữ những bản tin cái mà được truyền đi nhưng nó chưa thực sự được xác thực bởi MTP2 ỏ xa

Mỗi bản tin để có thể được truyền hoặc truyền lại qua khối xử lý đầu ra (OP - Outgoing Processing), và sau đó nhập liên kết dữ liệu báo hiệu như là một MSU Một đơn vị nhân tín hiệu nhận từ liên kết dữ liệu báo hiệu được xử lý bởi khối xử lý báo hiệu đầu vào (IP - Incomming Procesing) Bản tin MTP3 trong MSU cái mà được nhận bởi khối xử lý báo hiệu đầu vào IP là được đặt trong bộ đệm trong IB (Input Buffer), và được nhận lại bởi MTP3

Toàn bộ bộ đệm truyền hoạt động theo nguyên tăc là "vào trước, ra trước" một MTP2 nhận những bản tin lối ra từ bộ đệm ra trong thứ tự tương tự, tại đó chúng được nhận bởi MTP2 Đây là một trong những yêu cầu tất yếu cho sự phân phối MSU

Hình 2.12 Những tham số được thêm và xử lý bởi MTP2.

2.4 HOẠT ĐỘNG MTP-2

Lớp MTP-2 chứa các chức năng liên kết báo hiệu, chức năng chính bao gồm : Giới hạn, phát hiện lỗi, đồng bộ MTP-2 cũng chứa các chức năng điều khiển cho việc truyền, nhận và điều kiện trạng thái liên kết Chức năng điều khiển trạng thái liên kết tương tác với các chức năng lớp 3

2 4.1 Điều khiển luồng (Flow Control)

Cả hai kỹ thuật điều khiển luồng và điều khiển lỗi đều dùng kỹ thuật cửa sổ trượt (Slide Window) Các đơn vị bản tin báo hiệu (MSU) được đánh số một cách tuần tự theo modul gọi

là chỉ số tuần tự hướng đi (FSN) Mỗi MSU mới được gán một số FSN có gía trị lớn hơn FSN của MSU trước đó một đơn vị Các đơn vị báo hiệu trạng thái kênh (FSSN) và đơn vị tín hiệu chèn (FISU) không được đánh số một cách riêng biệt mà chúng mang các giá trị cùng với FSN của MSU đã được truyền đi trước đó

Các thông tin trả lời cho MTP2 được đặt trong các tham số BIB và BSN của các SU (MSU, LSSU, FISU) Các xác nhận có thể khảng định (position acknowleggment) hay phủ định (negative acknowleggment)

Điều khiển luồng được điều khiển bằng cách sử dụng các bản tin LSSU Khi một bên không kiểm soát được luồng dữ liệu do bên kia gửi đến, nó liền gửi một bản tin LSSU với các chỉ báo bận trong trường trạng thái tới các nơi phát Khi nơi truyền nhận được thông tin đó nó

sẽ ngường việc truyền các MSU lại và khi tình hình trở lại thì nó gửi lại nơi phát bằng một bản tin LSSU khác Khi một phía không có dữ liệu để phát nó sẽ gửi FISN để trả lời.

Cơ chế này nói chung không được áp dụng cho những mức cao hơn (mức MTP 3) Tuy nhiên nếu tắc nghẽn vẫn tiếp tục kéo dài và không thông báo được cho mức mạng báo hiệu, thì hoạt động của mức mạng báo hiệu có thể bị ngường lại Nếu mức mạng nhận ra tắc nghẽ thì các gói tin được định tuyến quanh điểm tắc nghẽ

Để giả quyết tình trạng bận dẫn đến tắc nghẽn trên các node có một bộ đếm thời gian có trách nhiệm điều khiển cho đến khi tình trạng bận chấm dứt có ba quy định về thời gian cho

ba bộ đếm

• Nếu nơi nhận trở lên quá tải, nó phải gửi một bản tin với thông tin báo bận để yêu cầu phía phát ngừng lại Nơi nhận từ chối trả lời MSU để nó bắt đầu trạng thái điều khiển tắc nghẽ và với tất cả các MSU nhận được trong trạng thái bận này Nếu trạng thái qúa tải vẫn tiếp tục tiếp diễn thì tại node nhận phải lặp lại một chỉ báo bận trong khoảng thời gian T5 (có giá trị trong khoảng 80 – 120 ms, và phía bên truyền lại tiếp tục ngừng truyền trong khi tình trạng tắc nghẽn vẫn tiếp diễn

• Khi tình trạng tắc nghẽn đã giảm bớt tại nơi nhận, nó sẽ thông báo cho đầu kia được biết rằng việc trả lời khảng định cho các MSU tiếp theo

• Mặc dù có những thông báo bận trong mỗi đơn vị thời gian T5, một node sẽ thông báo cho mức mạng là một kênh sẽ ngừng phục vụ (out of service) sau một khoảng thời gian là T6 (có giá trị trong khoảng 3 đến 6)

2 4.2 Điều khiển lỗi

Có hai phương pháp điều khiển lỗi được dùng trong mạng SS7 là :

 Phương pháp cơ bản (Basic Method) : được áp dụng trong các tuyến một chiều có độ trễ nhỏ hơn 15s

 Phương pháp phát lại theo chu kỳ để ngăn chặn lỗi (Preventative Cyclic Retransmission Methor) được áp dụng trong các kênh báo hiệu có trễ lớn hơn hoặc bằng 15ms, có thể là những kênh truyền qua vệ tinh

a) Phương pháp cơ bản

Phương pháp cơ bản điều khiển lỗi bằng cách sử dụng kỹ thuật go-back-N ARQ Phương pháp này sử dụng các bit chỉ bảo trong các đơn vị báo hiệu (SU) để yêu cầu phía đầu phát truyền lại các đơn vị báo hiệu nhận được bị lỗi khi một bản tin MSU được truyền đi, nếu phía đầu xa nhận được không lỗi thì nó trả lại xác nhận khảng định rằng đã

nhận được bản tin mà không lỗi bằng các bit chỉ báo FIB và BIB có cùng giá trị (0 hoặc 1).

Hình 2.13 Ví dụ về sự sửa chữa lỗi cơ bản của MSU gửi bởi MTP2-A.

[A] : MSU được nhận [D] : MSU bị hủy bỏ.

Nếu bản tin nhận được có lỗi hay bị mất, phía nhận sẽ gửi bản tin phủ định (negative acknowlegment ) bằng cách đảo giá trị bit BIB Gía trị của FSN của bản tin nhận được chính xác cuối cùng sẽ được đặt vào BSN trong bản tin phủ định

Khi nhận được bản tin đó, phía phát sẽ ngừng truyền các SU mới mà phát lại các bản tin có trong bộ đệm với FSN lớn hơn BSN nằm trong bản tin n_ack

b) Phương pháp truyền lại theo chu kỳ ngăn ngừa sai lỗi ( PCR - Preventive

cyclic retransmission)

Phương pháp truyền lại theo chu kỳ ngăn ngừa sai lỗi (PCR) được thiết kế cho việc

sử dụng trên các đường báo hiệu với thời gian truyền lớn, vị dụ những đương liên kết cái

mà được mang trên các kênh của vệ tinh khi mà trong phương pháp sửa lỗi cơ bản , FSN xác định sự có thể của một MSU trong chính chuỗi thông tin gốc của sự truyền, và BSN luôn luôn xác định đơn vị bản tin báo hiệu được nhận mới nhất PCR chỉ sử dụng các xác nhận khảng định (positive acknowledgments) việc xác định các bit FIB và BIB thì được

lờ đi và bộ xử lý đầu vào đơn giản sẽ châp nhận hoặc loại bỏ một bản tin MSU lỗi giựa trên giá trị của FSN, cái mà trội hơn FSN của bản tin MSU nhận được gần đây nhất một đơn vị

Đây là một kỹ thuật dùng cho tuyến có độ trễ lớn, với các tuyến này thì các đơn vị bản tin thường tương đối ngắn và kênh truyền có thể ỏ trạng thái rỗi trong phần lớn thời gian Chính vì thế khi không có MSU hay LSSU truyền đi thay vì truyền FISU thì nó sẽ tự động phát lại các MSU trong bộ đệm phát lại của nó và bắt đầu với MSU có FSN thấp nhất, mà không cần một chế độ xác nhận khảng định hay phủ định nào Các bản tin đã được nhận sẽ bị xóa tại đầu thu, còn MSU bị lỗi hay mất thì nó vẫn xử lý bình thường.

Một khung báo hiệu mới cần phát đi thường có mức yêu tiên cao hơn những khung trong bộ đệm phát lại khi số khung báo hiệu không được nhận biết bị chất đống lại, không một khung mới nào được phát đi và các khung không được nhận biết sẽ được phát lại bắt buộc theo chu kỳ Trong thực tế việc phát lại các bản tin thường nhanh hơn sửa một bản tin bị lỗi, chính vì thế phương pháp này được dùng nhiều hơn phương pháp cơ bản

c) So sánh giữa phưong pháp PCR và phưong pháp sửa lỗi cơ bản

PCR được sử dụng trên các đường liên kết cùng với thời gian lan truyền lớn nó vượt qúa 40ms, bởi vì phương pháp lỗi cơ bản dựa trên kết qủa liên kết trong việc trễ xếp hàng MSU cái mà không thể chấp nhận cho điều khiển cuộc gọi ứng dụng ở (TUP, ISUP).Nhưng mặt khác, phưong pháp sửa lỗi cơ bản là được ua thích hơn trên các liên kết báo hiệu cùng với thời gian lan truyền dưới 40ms, bởi vì nó cho phép một lượng lớn hơn việc truyền tải MSU trên các đường liên kết báo hiệu hơn PCR

2 4.3 Phương pháp kiểm soát lỗi

Khi các liên kết báo hiệu ỏ trong dịch vụ, mỗi LC theo dõi nhịp độ lỗi của những đơn vị tín hiệu nhận được Khi một trong những điều kiện sau đây xuất hiện, MTP3 trong điểm báo hiệu được báo hiệu với một chỉ định thất bại mối liên kết

 Sáu mươi bốn đơn vị tín hiệu liên tiếp đã được nhận được với những lỗi

 Nhịp độ lỗi của những đơn vị tín hiệu nhận được vượt hơn một lỗi 256 đơ vị báo hiệu

 Một mẫu bít “không thể đạt được”, cái mà được nhận, và một cờ không được xác định trong 16 octets theo sau mẫu này

Có hai loại kiểm soát tỉ lệ sai lỗi liên kết báo hiệu là : kiểm soát tỉ lệ lỗi đơn vị báo hiệu và kiểm soát tỉ lệ lỗi bít hiệu chỉnh

• Kiểm soát tỉ lệ lỗi đơn vị báo hiệu (Signaling unit error–rate Monitoring)

Điều này được sử dụng khi kênh báo hiệu đang phục vụ và nó cho biết một kênh truyền khi nào phải ngừng hoạt động do có qúa nhiều lỗi hơn mức cho phép Để thực hiên điều này một bộ đếm sẽ được duy trì trong suốt thời gian hoạt động của kênh Bộ đếm này được khởi đầu bằng 0 và được điều khiển dựa trên hai thông số :

o T : Gía trị ngưỡng, nếu số lỗi vượt qúa giá trị này thì nó được báo tới mức 3

o 1/ D : Tỷ lệ lỗi thấp nhất (nó là tỷ lệ giữa số tín hiệu lỗi và tổng số đơn vị tín hiệu)

mà có thể tạo nên một lỗi được báo tới mức 3

Với mỗi đơn vị báo hiệu bị lỗi thì bộ đếm lại tăng lên một đơn vị, và sẽ giảm một đơn vị (nhưng không nhỏ hơn một) với mỗi chuỗi D đơn vị tín hiệu nhận được, cho dù

là có lỗi hay không Và một kênh truyền không còn đảm bảo tin cây khi bộ đếm có số lỗi đạt tới ngưỡng T

Nguyên lý này được thực hiện bằng một bộ đếm tiến / lùi Hay còn gọi là điều khiển tỷ lệ lỗi bản tin Giá trị bộ đếm tăng lên một đơn vị với mỗi MSU lỗi và giảm đi một sau 256MSU không có lỗi Mức cảnh báo được đặt ở 64 đơn vị Bộ phận quản lý mạng ở lớp 3 sẽ được cảnh báo khi bộ đệm đạt đến mức này Lúc này liên kết không còn thỏa mãn yêu cầu đặt ra nữa

• Kiểm soát tỉ lệ lỗi bit hiệu chỉnh (Alignment error–rate monitoring)

Kiểm soát tỉ lệ lỗi bít hiệu chỉnh được sử dụng khi liên kết bắt đầu được khởi động và hiệu chỉnh Sự hiệu chỉnh ở đây được hiểu là nơi truyền và nơi thu được đồng

bộ với nhau bằng các trường cờ trong mỗi khung truyền

Thủ tục kiểm tra tỷ lệ lỗi hiệu chỉnh cung cấp các chuẩn để từ bỏ một kết nối nếu

tỉ lệ lỗi quá mức cho phép Để thực hiệ điều này một bộ đếm được dùng để đếm số lỗi hiệu chỉnh Bộ đếm này được khởi tạo từ 0 và được tăng lên một đơn vị khi một tín hiệu nhận được bit lỗi nếu bộ đếm chưa vượt quá ngưỡng cho phép trước lúc chu kỳ thử nghiệm bắt đầu thì chu kỳ phục vụ sẽ bị bỏ qua Trong trường hợp thất bại thủ tục chu

kỳ thử nghiệm này có thể thử lại 5 lần, nếu cả 5 lần đều lỗi thì kết nối đấy là không tin cậy

2 4.4 Vấn đề đồng bộ

Như đã nói ở trên đồng bộ là một trong những chức năng quan trọng của lớp 2 cùng với những chức năng khác như giới hạn và phát hiệ lỗi

Đồng bộ là thủ tục "bắt tay" được sử dụng để đồng bộ liên kết và phục hồi liên kết sau khi bị lỗi Việc đồng bộ được ra lệnh từ lớp 3 Ở lớp 2, một số các đơn vị báo hiệu trạng thái kênh LSSU được gửi đi từ bộ điều khiển trạng thái liên kết LSC (Link Status Control) Mỗi LSSU ở trạng thái 0 chỉ ra rằng liên kết đang mất đồng bộ Tại phần nhận sẽ nhận sẽ cho nhận được cờ giói hạn, khi nhận được LSSU đúng, bộ điều khiển trạng thái liên kết sẽ gửi đi các LSSU có trạng thái 1 (đồng bộ bình thường) Sau một khoảng thời gian thử 8,2s, liên kết được coi là đồng bộ Lúc này, phần truyền sẽ gửi đi các FISU và khi ở đầu xa nhận được các FISU này, quá trình xử lý các bản tin này lại được tiếp tục.

Hình 2.14 Đơn vị báo hiệu thay thế FISU (Fill In Signal Unit) được gửi đi khi không có MS nào để gửi

Điều này đảm bảo cho dữ liệu luôn truyền liên tục trên kênh.

2.5 MTP3 - LỚP MẠNG

Chức năng quan trọng nhất của MTP-3 là chức năng định tuyến các bản tin báo hiệu Để đảm bảo khả năng báo hiệu cho tất cả các dịch vụ thọai và phi thoại mạng, báo hiệu SS7 được phân câp và thường sử dụng hai mức (mức thấp, mức cao) để đảm bảo khả năng báo hiệu cho tất cả các dịch vụ được yêu cầu ở hiện tại, và các dịch vụ trong tương lai

Như ta biết mạng viên thông trước đây chủ yếu dành cho thoại (sử dụng phương pháp chuyển mạch kênh) được phân thành 3 cấp gồm: cấp địa phương, liên tỉnh, quốc tế Bởi vì trong mạng chuyển mạch kênh này thì mạng báo hiệu cuộc gọi và mạng truyền thông tin cuộc gọi là song song và chông lên nhau, muốn đơn giản bài toán định tuyến thì mạng phải được phân thành 3 cấp như trên Chính vì vậy mà mạng báo hiệu kênh kết hợp CAS được sử dụng

để báo hiệu cho mạng thoại Nhưng với dịch vụ cho Mobile, cho truyền dữ liệu thì mạng CAS không đáp ứng được (như Mobile), hoặc có đáp ứng nhưng hiệu suất sẽ không cao (truyền dữ liệu) do kênh báo hiệu tồn tại suốt trong thời gian tiến hành cuộc gọi Để đáp ứng các dịch vụ

báo hiệu cho mạng thoại và mạng phi thoại thì báo hiệu kênh chung SS7 được thiết kế để đáp ứng các đòi hởi mới này Mô hình mạng SS7 được xây dựng như sau:

Để trách khả năng nghẽn trong mạng báo hiệu và đảm bảo khả năng phân phối, định tuyến các bản tin báo hiệu một cách tốt nhât thì mạng SS7 sử dụng một mạng gồm nhiều thành phần STP (chỉ thực hiện chức năng chuyển tiêp bản tin báo hiệu) tạo thành một mạng riêng tồn tại độc lập với mạng viễn thông Các STP này cùng cấp được nối theo dạng lưới với nhau Chính vì sự tổ chức cho các STP này mà mạng báo hiệu SS7 thỏa mãn cho cả dịch vụ truyền thoại và truyền dữ liệu

Chức năng của lớp 3 được chia thành hai nhóm chức năng chính Một trong nhóm chức năng đó là phải thực hiện cùng với tại nơi mà MTP gửi nhưng thông báo Nó nhận được và được xem như là chức năng xử lý bản tin báo hiệu (SMH - Signalling Message Handling) Chức năng thứ hai giải quyết cùng với MTP lớp 3 để điều khiển lưu lượng, kết nối, và định tuyến thông tin Nhóm này được xem như chức năng quản trị mạng báo hiệu (SNM -Signalling Network Management)

• Chức năng xử lý bản tin báo hiệu (SMH): xử lý việc truyền của những bản tin giữa cặp TUP, ISUP, và SCCP

• Chức năng quản trị mạng báo hiệu (SNM): để điều khiển lưu lượng, kết nối, và định tuyến thông tin Giữ chức năng kiểm soát lươu lượng bản tin dưới những điều kiện như sự tắc nghẽn, sự thất bại trong mạng báo hiệu

HÌnh 2.16 Sự miêu tả vè SMH và SNM

MTP3 primitives SIO: service information octet.

SSF: sub-service field SI: service indicator

SIF: signaling information field RL: routing label

OPC: originating point code DPC: destination point code

SLS: signaling link selector UM: user message

PAD: pointcode of affected destination

2.5.1 Chức năng xử lý bản tin báo hiệu

Gồm các chức năng chính

 Định tuyến bản tin (Message Routing)

 Nhận biết bản tin (Message Discrimination)

 Phân phối bản tin (Message Distribution)

Hình 2.17 Cấu trúc và giao diện của phần xử lý bản tin báo hiệu

Định tuyến bản tin

Chức năng định tuyến bản tin thực hiện việc chuyển các bản tin đã nhận được (từ chức năng phân loại từ 1 thực thể lớp 4) tới một kênh truyền thích hợp bằng cách kiểm tra mã điểm đích (DPC) trong nhãn định tuyến Nó sử dụng trường SLS để xác định kênh nào trong tuyến sẽ được sử dụng Chức năng này cũng thực hiện phân tải với mục đích phân bố lưu lượng một cách đồng đều trên các kênh của một tuyến Nó cũng có thể phân tải giữa các kênh không nằm trong cùng một tuyến

Nhận biết bản tin

Chức năng phân loại bản tin quyết định liệu một bản tin kết thúc ở điểm báo hiệu này hay tiếp tục được gửi đi Quyết định này được đưa ra dựa trên mã điểm báo hiệu đích DPC nhận được từ bản tin Nếu mã DPC này giống như DPC của điểm báo hiệu, bản tin sẽ được đưa tới chức năng phân phối bản tin, ngược lại nếu khác với SPC của điểm báo hiệu, bản tin sẽ được đưa tới chức năng định tuyến bản tin để gửi đi tới điểm báo hiệu đích cần thiết

Phân phối bản tin

Chức năng phân phối bản tin được sử dụng tại điểm báo hiệu làm nhiệm vụ đưa bản tin báo hiệu thu được tới:

o Phần người dùng TAP, ISDN

o Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP

o Phần quản trị mạng báo hiệu MTP3

o Phần kiểm tra và bảo dưỡng mạng của MTP

Chức năng phân phối bản tin được thực hiện dựa trên nội dung của byte thông tin dịch

vụ SI trong trường SIO

2.5.1.1 khuông dạng của bản tin báo hiệu

Khuôn dạng chung của bản tin MTP3 được chỉ ra trong hình trên đây Chúng ta phân biệt các Octet thông tin dịch vụ (SIO), và miền thông tin báo hiệu SIF được phân thành nhãn định tuyến (RL), và bản tin người dùng Toàn bộ thông tin gốc tại phần người dùng của MTP,

đó là nơi gửi bản tin và được chứa trong một bản tin MTP gốc (ban đầu) MTP3 sẽ xem xét dữ liệu bên trong SIO và RL Tuy nhiên, thông báo người sử dụng được chuyển rõ ràng

Hình 2.18 Khuôn dạng bản tin báo hiệu (a): CCITT No.7 (b): ANSI No.7

2.5.1.2 Các thành phần quan trọng trong bản tin

2.19 Khuôn dạng của SIO

Octec thông tin dịch vụ SIO (Service Information Octec) : Trường SIO được

chia thàn hai trường:

o Trường miền dịch vụ phụ (Subservice field) để chi ra các loại bản tin

o Trường chỉ thị dịch vụ (Service Indicator) để xác định phần người sử dụng (User Part), nó chỉ ra đối tượng sử dụng ở node đến, ví dụ nếu 0100 = TUP Ý nghĩa và nội dung các bit được cho trong hình sau

Trường dịch vụ phụ Bộ chỉ thị dịch vụ

D C B A Mạng quốc tế

Trường nhãn chứa đựng những thông tin định tuyến cho sự phân phát của MSUs

từ nguồn tới đích Nó được sử dụng bởi hai phần người dùng bản tin và quản lý những bản tin mạng Một trong số bốn kiểu nhãn khác nhau có thể được sử dụng, dựa trên phần người sử dụng

D C B A 0000

0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000

UP ISDN

UP số liệu

UP số liệu

Dự phòng