Đồ án tốt nghiệp cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7

Chương ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 Chương ΙΙ : CẤU TRÚC HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 Ι . Lĩnh vực áp dụng của hệ thống báo hiệu số 7 trong mạng viễn thông Hệ thống báo hiệu số 7 là hệ thống báo hiệu kênh chung , trong đó các kênh báo hiệu sử dụng các thông báo có nhãn để chuyển thông tin báo hiệu liên quan đến việc thiết lập cuộc gọi và các thông tin khác liên quan đến quản lý ,điều hành và bảo dưỡng mạng Hiển nhiên ứng dụng đầu tiên của mạng báo hiệu số 7 là ứng dụng cho mạng điện thoại thông thường PSTN .Hệ thống báo hiệu số 7 thực hiện cùng các chức năng như các hệ thống báo hiệu truyền thống nhưng với kỹ thuật cao ,phù hợp hơn đối với hệ thống tổng đài số hiện đại Đối với thuê bao ,hệ thống báo hiệu số 7 giúp việc thiết lập cuộc gọi nhanh hơn và có thể cung cấp nhiều dịch vụ mới Đối với việc quản lý từ xa ,báo hiệu số 7 đòi hỏi Ýt thiết bị báo hiệu trong mạng hơn và tăng dung lượng cuộc gọi Hiện nay mạng báo hiệu số 7 còn được ứng dụng vào nhiều chức năng như báo hiệu trong mạng ISDN ,mạng thông minh IN ,mạng thông tin di động GMS ΙΙ .Cấu trúc của hệ thống báo hiệu số 7 1.Mô hình hệ thống mở OSI Mô hình OSI cung cấp cấu trúc lý thuyết thuần tuý cho hệ thống thông tin máy tính ,bao gồm cấu trúc 7 lớp phân cấp được chỉ ra như hình sau - Đồ án tốt nghiệp - 13 Chương ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 Hình 2.1 Mô hình phân cấp OSI Mô tả tóm tắt các lớp như sau : Líp 1 - Lớp vật lý : Cung cấp các chức năng về vật lý ,điện và các thủ tục nguồn để hoạt hoá ,bảo dưỡng và khóa các trung kế để truyền các bít giữa các đường số liệu .Lớp vật lý còn có chức năng biến đổi số liệu thành các tín hiệu phù hợp với môi trường truyền dẫn Líp 2- Lớp liên kết dữ liệu : Cung cấp các mạch điểm nối điểm không lỗi giữa các lớp mạng .Lớp này gồm các nguồn nhận biết lỗi ,sửa lỗi ,điều khiển lưu lượng và phát lại Líp 3- Lớp mạng : Dịch vụ cơ bản của lớp mạng là cung cấp một kênh để truyền thông số liệu giữa các lớp vận chuyển trong các 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 tạo tuyến các trung kế Líp 4 - Lớp vận chuyển : Đảm bảo cho các dịch vụ mạng đáp ứng được chất lượng mà lớp áp dụng yêu cầu .Các chức năng của nó là :Nhận biết lỗi ,sửa lỗi và điều khiển lưu lượng - Đồ án tốt nghiệp - 14 Líp 1 Líp 2 Líp 3 Líp 4 Líp 5 Líp 6 Líp 7 Líp 1 Líp 2 Líp 3 Líp 4 Líp 5 Líp 6 Líp 7 Líp 1 Líp 2 Líp 3 Chương ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 Líp 5- Lớp hội nghị : Thiết lập đấu nối giữa các lớp trình bày trong các hệ thống khác nhau .Nó điều khiển đấu nối này ,đồng bộ thoại và cắt đấu nối .Nó cho phép lớp áp dụng định điểm kiểm tra để bắt đầu việc phát lại nếu truyền dẫn bị gián đoạn Líp 6 - Lớp trình bày : Định ra cú pháp biểu thị số liệu .Lớp trình bày biến đổi cú pháp được sử dụng trong lớp áp dụng thành cú pháp thông tin cần thiết để thông tin giữa các lớp áp dụng Ví dụ:Telex sử dụng mã ASCII Líp 7- Lớp ứng dụng: Cung cấp các dịch vụ để hỗ trợ cho thủ tục áp dụng của người sử dụng và điều khiển thông tin giữa các áp dụng .Ví dụ như chuyển File ,xử lý bản tin ,các dịch vụ quay số và công việc vận hành bảo dưỡng 2.Cấu trúc phân lớp của hệ thống báo hiệu số 7: Đặc trưng kỹ thuật đầu tiên của hệ thống báo hiệu số 7 được công bố vào đầu những năm 80 ở sách vàng của CCITT,cũng năm Êy ISO giới thiệu mô hình OSI .Hệ thống báo hiệu số 7 là một loại thông tin số liệu chuyển mạch gói ,nó cũng được cấu tạo theo cấu trúc module rất giống mô hình OSI.Nhưng thay vì có 7 lớp như CCS7 chỉ có 4 líp Ba lớp thấp nhất tạo thành phần chuyển giao tin báo MTP (Message Transfer Part).Lớp thứ tư chứa các phần của người sử dụng (UP-User Part) Như vậy hệ thống báo hiệu số 7 không hoàn toàn tương hợp với mô hình OSI Sự khác nhau cơ bản của hai mô hình này là quá trình thông tin trong mạng .Mô hình OSI mô tả sự trao đổi định hướng đấu nối số liệu trong quá trình thông tin bao gồm ba trạng thái :thiết lập đấu nối ,chuyển giao số liệu và cắt đấu nối .Trong khi đó MTP chỉ cung cấp dịch vụ vận chuyển không định hướng (chỉ có phần chuyển số liệu ) do vậy việc chuyển số liệu sẽ nhanh hơn nhưng với số lượng Ýt - Đồ án tốt nghiệp - 15 Chương ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 Hình 2.2 Mô hình phân lớp hệ thống báo hiệu số 7 Mô tả tóm tắt các lớp của SS7: +Phần chuyển bản tin (MTP-Message Transfer Part) đảm bảo khả năng chuyển giao thông tin tin cậy trong chế độ không liết kết (Không có kết nối logic nào trước khi chuyển giao thông tin) +Phần điều khiển kết nối báo hiệu (SCCP – Signalling Connection Control Part).MTP kết hợp với SCCP tạo thành phần dịch vụ mạng (NSP- Network Service Part) cung cấp cả hai dịch vụ là định hướng liên kết và không liên kết .Chức năng của NSP được sắp xếp tương đương với các lớp 1-3 trong mô hình chuẩn OSI(lớp vật lý ,lớp liên kết dữ liệu và lớp mạng ) - Đồ án tốt nghiệp - 16 C¸c líp 1-3 cña MTP SCCP TCAP TCISP ISDN-UP TUP Líp 1 Líp 2 Líp 3 Líp 4-6 Líp 7 C¸c kh¸ch hµng ccs7 Chương ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 +Phần tạo khả năng giao dịch (TC-Transaction Capabilities)gồm phần dịch vụ trung gian(ISP – Intermediate Service Part) và phần ứng dụng các khả năng giao dịch (TCAP-Transaction Capabilities Application Part).Phần TC ISP cung cấp các dịch vụ lớp 7 cho phần ứng dụng +Phần khách hàng ISDN-UP (ISDN User Part) cung cấp các chức năng tương ứng với lớp 4-7 của OSI dùng cho điều khiển cuộc gọi +Ngoài khách hàng ISDN còn có khách hàng điện thoại TUP (Telephone User Part ) và các khách hàng số liệu DUP (Data User Part ).Ngoài ra còn có khách hàng do ITU-T định nghĩa 3.Các khối chức năng trong hệ thống báo hiệu số 7 3.1.Phần chuyển giao tin báo MTP : Là phần chung đối với tất cả các phần của người sử dụng trong một tổng đài .Nó bao gồm 2 phần chính là +Đường kết nối dữ liệu báo hiệu (Signalling Data Link) +Hệ thống điều khiển chuyển giao tin báo (Message Tranfer Control System) (hình 2.3) - Đồ án tốt nghiệp - 17 H×nh 2.3 CÊu tróc hÖ thèng b¸o hiÖu sè 7 User Part User Part User Part User Part SCCP SCCP PhÇn ®iÒu khiÓn kÕt nèi b¸ohiÖu MTP MTCS MTCS MTCS §iÓm chuyÓn giao b¸o hiÖu Chương ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 MTCS : Message Trasfer Control System MTSC được chia làm 2 phần +Chức năng tuyến báo hiệu (Signalling Link Functions) +Chức năng mạng báo hiệu (Signalling Network Function) Hình 2.4 Cấu trúc tổng quan của khối hệ thống báo hiệu Chức năng tuyến báo hiệu :(Signalling Link Function) Có nhiệm vụ giám sát đường liên kết dữ liệu để đảm bảo việc truyền tin không bị lỗi ,thu nhận bản tin đúng tuần tự không bị mất hoặc bị lặp Chức năng mạng báo hiệu (Signalling Network Function ) Nã bao gồm các chức năng xử lý bản tin (Message Handling) và quản lý mạng báo hiệu (Signalling Network Management ) Chức năng xử lý bản tin : Có nhiệm vụ chuyển bản tin báo hiệu đến đúng User n Õu bản tin đó thuộc điểm báo hiệu đó hoặc chuyển đến tuyến nối thích hợp để chuyển đến điểm báo hiệu thích hợp - Đồ án tốt nghiệp - 18 MTP Signalling Link Functions Signalling Data Link Signalling Message Handling Signalling Network Management Signalling Link SignallingNetwork Functions UP Level 1Level 2Level 3Level 4 Chương ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 Chức năng quản lý mạng báo hiệu (Signalling Network Managemen Có chức năng giám sát trạng thái của mạng và đưa ra những xử lý hợp lý để đối phó lại 3.1.1.Tuyến báo hiệu dữ liệu (Mức 1): Là một tuyến truyền dẫn dữ liệu song hướng để báo hiệu ,bao gồm 2 kênh số liệu hoạt động hoạt động cùng nhau ở các hướng đối diện và ở cùng một tốc độ truyền dẫn Kênh số liệu báo hiệu số được tạo nên từ các kênh truyền dẫn số ,và các thiết bị đầu cuối mạch số (DCE-Data Communication Equipment) hay thiết bị truy nhập khe thời gian Khối chuyển mạch số cũng được dùng để truy nhập các kênh truyền dẫn thông tin cho các đường báo hiệu .Các kênh truyền dẫn số có thể thu được từ luồng ghép kênh số có cấu trúc khung như trong các thiết bị điều xung mã hoặc các thiết bị cho mạch số liệu Kênh số liệu báo hiệu được tạo nên từ những kênh truyền dẫn tương tự tần số thoại (4Khz) và Modem .Đối với với các kênh số liệu báo hiệu số ,tốc độ khuyến nghị theo ITU-T là 64kbps . Có thể dùng các kênh có tốc độ thấp hơn nhưng phải tính đến yêu cầu về thời gian trễ của bản tin người sử dụng MTP .Tốc độ tối thiểu cho phép đối với các ứng dụng điều khiển thoại là 4,8 kbps 3.1.2.Tuyến báo hiệu (mức 2) Mức này bao gồm các chức năng để đảm bảo việc truyền tin tức là chắc chắn trên các đường nối vật lý nghĩa là gồm các chức năng giới hạn các bản tin,tìm và sửa lỗi,tìm sai sót trong các đường liên kết dữ liệu Cùng với các đường số liệu ,các chức năng đường báo hiệu cung cấp một đường truyền số liệu SL .Các bản tin báo hiệu nhận được từ các lớp cao được chuyển trên các liên kết báo hiệu này dưới dạng các khối tín hiệu có độ dài thay đổi 3.1.2.1. Khối tín hiệu (Signal Unit): SUđơn giản là các gói tin .Trong SS7 có nhiều ứng dụng đòi hỏi khả năng và cấu trúc gói khác nhau - Đồ án tốt nghiệp - 19 Chương ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 Có 3 dạng gói cơ bản được sử dụng trong mạng báo hiệu số 7 đó là: +MSU(Message Signal Unit) :Khối này được sử dụng để mang thông tin của các lớp ứng dụng +FISU(Fill-In Signal Unit):Khối tín hiệu này được sử dụng để kiểm tra chất lượng của mạng trong thời gian rỗi +LSSU(Link Status Signal Unit):Mang thông tin về trạng thái kết nối giữa 2 Node kế cận Cấu tróc gói : Cấu tróc gói MSU FC S SIF SIO LI FIB FSN BIB BSN F 8 8-272 8 2 6 1 7 1 7 8 Cấu tróc gói LSSU: FC S SF LI FIB FSN BIB BSN FLAG 8 8 or 16 2 6 1 7 1 7 8 Cấu trúc gói FISU: FC S LI FIB FSN BIB BSN FLAG 8 2 6 1 7 1 7 8 Hình 2.5 Khuôn dạng các gói tin Các trường trong các dạng gói tin BIB – Bit chỉ thị hướng nghịch BSN - Số thứ tự hướng nghịch FIB – Bit chỉ thị hướng thuận FSN - Số thứ tự hướng thuận - Đồ án tốt nghiệp - 20 Chương ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 SF - Trường trạng thái SIF - Trường thông tin báo hiệu LI - Chỉ thị độ dài F - Cờ SIO - Octet thông tin dịch vụ +Cờ (Flag ) được dùng với mục đích phân định giữa các bản tin ,tại thời điểm bắt đầu và kết thúc của bản tin báo hiệu được chỉ thị bởi mô hình 8 bit duy nhất hay còn gọi là cờ(01111110) .Để đảm bảo trong các bản tin không có sự trùng lặp giữa cờ và tổ hợp bit thì bit chèn được sử dụng +Các bit chỉ thị :Các bit chỉ thị được sử dụng để yêu cầu phát lại trên kênh báo hiệu .Có 2 dạng bit chỉ thị là bit chỉ thị hướng thuận và bit chỉ thị hướng nghịch +Trường chỉ thị độ dài LI(Length Indicator):Được dùng để chỉ thị số các Octets giữa hai trường LI và CK .Nó được dùng để nhận biết các bản tin khác nhau LI = 0 :FISU LI = 1 hoặc 2: LSSU LI >2:MSU +Octes thông tin dịch vụ SIO (Service Information Octets ):Được phân thành 2 trường SI(Service Indicator) và SF(Subservice field).SI được sử dụng để kết hợp thông tin báo hiệu với đối tượng sử dụng riêng biệt và chỉ nằm trong các MSU +Số tuần tự :Có 2 dạng số tuần tự là : Số tuần tự hướng thuận FSN (Forward Sequence Number ) chỉ ra số thứ tự của bản tin được truyền đi theo hướng thuận Số tuần tự hướng nghịch BSN (Backward Sequence Number) :Chỉ thị số thứ tự bắt đầu xác nhận đơn vị tín hiệu - Đồ án tốt nghiệp - 21 Chương ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 Số thứ tự của FSN và BSN có dạng mã nhị phân theo chu kỳ tuần tự từ 0 - 127 +Các bit kiểm tra:Các đơn vị tín hiệu thông thường dùng 16 bit kiểm tra dành cho sửa lỗi +Trường thông tin báo hiệu SIF(Service information field):SIF chứa các octets thông tin có giá trị từ 2 đến 272 +Trường trạng thái SF(Status Field):Chỉ thị trạng thái thông tin báo hiệu +Các trường dự phòng (spare field):Có mã là 0 để dự phòng cho các chỉ thị trạng thái khác 3.1.2.2. Chức năng tuyến báo hiệu : Các chức năng tuyến báo hiệu (Signalling Link Function) kết hợp với Tuyến dữ liệu báo hiệu (Signalling Data Link) và Kết cuối báo hiệu (Signalling Terminal) tạo thành cơ chế truyền và môi trường truyền tin cậy Các chức năng tuyến báo hiệu bao gồm : +Đồng bộ và giới hạn các khối tín hiệu +Phát hiện lỗi +Sửa lỗi +Đồng bé ban đầu +Cắt bộ xử lý +Chỉ thị xung đột mức 3 +Giám sát lỗi kênh báo hiệu Mục đích của các chức năng tuyến báo hiệu nhằm bảo đảm sự phát bản tin một cách tin cậy ,đúng tuần tự không bị lặp hoặc mất .Đồng thời thực hiện sự đồng bộ ban đầu và giám sát sự hoạt động của tuyến Đồng bộ và giới hạn khối tín hiệu : - Đồ án tốt nghiệp - 22 [...]... hnh +Mó iu hnh + Mó li +Tham số - ỏn tt nghip - 47 Chng :Cu trỳc h thng bỏo hiu s 7 3.4.Phn ngi s dng in thoi - TUP Nh ta ó bit phn ngi s dng in thoi xỏc nh cỏc chc nng bỏo hiu cn thit trong mng bỏo hiu s 7 cho lu lng quc gia cng nh lu lng quc t Nú cung cp cỏc c tớnh bỏo hiu in thoi ging nh cỏc h thng bỏo hiu khỏc ca ITU Cỏc khuyn ngh ca ITU-T v phn ny c mụ t trong Q72X Phn ny s dng cỏc kh nng vn... d dng Nú gim yờu cu phi phỏt trin cỏc giao thc mi mi khi cú mt tớnh cht mi a ra 3.3.1.Chc nng tng quan Dialogue 7 TC-USER TCAP TC-USER Transaction TCAP 4-6 SCCP NSP 1-3 SCCP SCCP MTP MTP MTP SP STP SP Hỡnh 2.12 Phng thc giao dch ca SS7 - ỏn tt nghip - 42 Chng :Cu trỳc h thng bỏo hiu s 7 Khi ngi s dng TC mun bt u một thao tỏc (Vớ d nh din dch s in thoi min phớ ) mt node xa ,nú phi bt u m thoi vi ngi... bn tin TCAP (bao gm tt c cỏc component v cỏc tham số) Xỏc nh ID giao dch (Transaction ID Identifier): - ỏn tt nghip - 45 Chng :Cu trỳc h thng bỏo hiu s 7 Trng ny c dựng ch th rng trng ID xut hin trong bn tin giao dch di ID giao dch (Transaction ID Length) Trng ny c s dng ch th di ca ID bao gm c ID gc v ID ỏp ng Cỏc giao dch ID (Transaction Ids) Số giao dch ID a ra ph thuc vo kiu gúi tin Xỏc nh... thu v nhn - ỏn tt nghip - 27 Chng :Cu trỳc h thng bỏo hiu s 7 Chc nng x lý bn tin c xõy dng da trờn trng NI trong trng SIO v nhón nh tuyn trong bn tin Chc nng x lý bn tin c phõn chia thnh 3 chc nng - nh ng bn tin (Mesage Ruoting) - Phõn bit bn tin (Message Discrimination) - Phõn b bn tin(Mesage Distribution) Phân bổ bản tin Phân biệt bản tin Định đường bản tin Hỡnh 2 .7 Cỏc chc nng x lý bn tin bỏo... SCCP Trng SIF ca mi bn tin MSU cha bn tin SCCP (< 272 Octets) Ging nh bn tin ISUP mi bn tin SCCP bao gm mt s tham s i kốm vi thụng tin bỏo hiu Cỏc thụng s ny cú th l thay i hoc c nh Routing label Mesage type Mandatory fixed part Mandatory variable part Optional part 8 1 Hình 2.11 Khuôn dạng bản tin SCCP - ỏn tt nghip - 39 Chng :Cu trỳc h thng bỏo hiu s 7 3.2.6 a ch v nh ng trong bn tin SCCP Khi SCCP... dng a ch gi GT SSN SPC Adress Indicator Trng Address Indicator bao gm cỏc trng +Spare +Routing Indicator +GT Indicator +SSN Indicator - ỏn tt nghip - 40 Chng :Cu trỳc h thng bỏo hiu s 7 +Point Code Indicator 3.2 .7 Th tc bỏo hiu Th tc kt ni vi kt ni cú hng +Giai on thit lp kt ni :Th tc thit lp kt ni bao gm cỏc chc nng yờu cu thit lp mt ng ni tm thi gia 2 ngi s dng SCCP.Th tc thit lp kt ni c kớch... hiu lõn cn ny sau ú thit lp th tc khi ng li trờn hng ti im bỏo hiu b cụ lp ang khi ng li Nú s dng 2 ch thi gian i l T25 v T28 - ỏn tt nghip - 32 Chng :Cu trỳc h thng bỏo hiu s 7 Nu ch full restart ch thc hin thỡ Timer 27 c khi ng Cỏc tuyn ni u tiờn s c khi ng trc tiờn Sau khi tuyn u tiờn ó c s dng ,cỏc tuyn cũn li s ln lt c khi ng li Th tc hn ch iu hnh (Management inhibiting) Th tc ny c chc qun... Phn iu khin kt ni bỏo hiu SCCP c b xung cho lớp 3 ca MTP giỳp cho bỏo hiu s 7 phự hp vi mụ hỡnh OSI ỏp ng cỏc yờu cu v bỏo hiu trong tng lai ,mt phn mm mi gi l SCCP c b xung cho MTP.MTP cựng SCCP to nờn mt phn mm NSP (phn dch v mng )gm cỏc lp t 1 n 3 3.2.1.Mc ớch ca SCCP - ỏn tt nghip - 35 Chng :Cu trỳc h thng bỏo hiu s 7 Trong mt s trng hp bn tin bỏo hiu c truyn t im bỏo hiu ny ti im bỏo hiu khỏc... nng ca phõn h ny Chc nng nh ng SCCP:da trờn MTP thc hin chuyn cỏc bn tin t Node mng ny ti Node khỏc Nhng chc nng nh ng ca SCCP cũn cú thờm kh nng nh ng Global Title - ỏn tt nghip - 37 Chng :Cu trỳc h thng bỏo hiu s 7 Chc nng qun lý SCCP cung cp cỏc th tc duy trỡ s hot ng ca mng bng cỏch lu thụng hoc khụng lu thụng trong trng hp cú s c 3.2.4.Cỏc dch v truyn d liu SCCP Dch v u ni khụng liờn kt : Trong... bỏo hiu b hng bng cỏc tuyn bỏo hiu d phũng Khi khụng cú tuyn d phũng thỡ lu lng kờnh s b khoỏ ,ng thi cỏc bn tin ang lu ti cỏc b m s b xoỏ Th tc iu - ỏn tt nghip - 31 Chng :Cu trỳc h thng bỏo hiu s 7 khin lung s c s dng thụng bỏo cho ngi s dng ngng gi cỏc bn tin ng thi nú cng s phỏt cỏc bn tin TFP ti cỏc SP lõn cn Th tc khin tỏi nh tuyn (Controlled rerouting) Th tc ny c s dng khi nhn c bn tin TFA . ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 Chương ΙΙ : CẤU TRÚC HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 Ι . Lĩnh vực áp dụng của hệ thống báo hiệu số 7 trong mạng viễn thông Hệ thống báo hiệu số 7 là hệ thống. chuyển số liệu ) do vậy việc chuyển số liệu sẽ nhanh hơn nhưng với số lượng Ýt - Đồ án tốt nghiệp - 15 Chương ΙΙ :Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 Hình 2.2 Mô hình phân lớp hệ thống báo hiệu số 7 Mô. GMS ΙΙ .Cấu trúc của hệ thống báo hiệu số 7 1.Mô hình hệ thống mở OSI Mô hình OSI cung cấp cấu trúc lý thuyết thuần tuý cho hệ thống thông tin máy tính ,bao gồm cấu trúc 7 lớp phân cấp