Nghiên cứu các hệ thống báo hiệu đang được sử dụng trong mạng Viến thông Việt Nam

Đặc trưng của loại báo hiệu này là đối với mỗi kênh thoại có một đường tín hiệu báo hiệu xác định không rõ ràng

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 6

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU 7

1.1 Khái quát 7

1.2 Báo hiệu đường dây thuê bao 8

1.3 Báo hiệu liên tổng đài 8

1.3.1 Báo hiệu kênh liên kết (Channel Associated Signalling) 10

1.3.2 Báo hiệu kênh chung (Common Channel Signalling) 11

1.4 Các chức năng của báo hiệu 12

1.4.1 Chức năng giám sát 13

1.4.2 Chức năng tìm chọn 13

1.4.3 Chức năng vận hành và quản lý mạng 13

CHƯƠNG II HỆ THỐNG BÁO HIỆU R2 14

2.1 Khái quát 14

2.2 Phương thức truyền tín hiệu của báo hiệu R2 14

2.3 Phân loại báo hiệu của R2 16

2.3.1 Báo hiệu đường dây 16

2.3.2 Báo hiệu thanh ghi 21

2.3.3 Các phương pháp truyền tín hiệu báo hiệu thanh ghi 26

CHƯƠNG III HỆ THỐNG BÁO HIỆU KÊNH CHUNG SỐ 7 30

3.1 Khái quát 30

3.2 Các khái niệm cơ bản 30

3.2.1 Điểm báo hiệu SP (Signalling Point) 30

3.2.2 Điểm truyền báo hiệu STP (Signalling Transfer Point) 31

3.2.3 Liên kết báo hiệu SL (Signalling Link) và chùm liên kết báo hiệu (Link Set) 32

3.2.4 Các phương thức báo hiệu (Signalling Mode) 32

3.2.5 Tuyến báo hiệu (Signalling Route) và chùm tuyến báo hiệu (Signalling Route Set) 33

3.2.6 Mã điểm báo hiệu SPC (Signalling Point Code) 33

3.3 Cấu trúc của hệ thống báo hiệu số 7 34

3.3.1 Mô hình chuẩn hệ thống mở OSI 34

3.3.2 Cấu trúc phân lớp của hệ thống báo hiệu số 7 36

3.3.3 Các khối chức năng của hệ thống báo hiệu số 7 38

KẾT LUẬN 79

CHỮ VIẾT TẮT 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển hạ tầng cơ sở thông tin là yếu tố quan trọng thúc đẩy nền kinh tế phát triển và góp phần nâng cao đời sống xã hội Thừa kế những thành tựu của các ngành Công nghệ điện tử, bán dẫn, quang học, tin học và công nghệ thông tin … nền Công nghệ Viễn thông trên thế giới đã có những bước

tiến nhảy vọt đưa xã hội loài người bước sang một kỷ nguyên mới: Kỷnguyên thông tin.

Trong mạng Viễn thông, báo hiệu là một thành phần rất quan trọng,một cuộc gọi không thể thiếu báo hiệu được Báo hiệu được dùng để trao đổithông tin giữa các thành phần tham gia vào cuộc đàm thoại, đồng thời cũngđược dùng để vận hành quản lý mạng Viễn thông Chính vì vậy tôi được giao

đề tài " Nghiên cứu các hệ thống báo hiệu đang được sử dụng trong mạng Viến thông Việt Nam"

Nội dung của đồ án bao gồm 3 chương:

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống báo hiệu

Chương 2: Nghiên cứu về hệ thống báo hiệu R2

Chương 3: Nghiên cứu về hệ thống báo hiệu kênh chung số 7

Do thời gian hạn chế nên trong báo cáo này còn có nhiều vấn đề chưađược đề cập tới và không tránh được những thiếu sót nhất định, vì vậy tôi rấtmong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo, các chuyên gia, cùng nhữngngười quan tâm đến vấn đề này

Tôi xin trân trọng cám ơn Đại tá, Thạc Sỹ Mai Văn Quý đã tận tìnhgiúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành Đồ án này Đồng thời tôi cũng vôcùng biết ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Vô tuyến Điện tử, Họcviện Kỹ thuật quân sự cùng các bạn đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ tôi trongsuốt thời gian qua

Hà nội, ngày 10 tháng 02 năm

2004

Sinh viên NGUYỄN KIM SƠN

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU

1.1 KHÁI QUÁT

Trong mạng viễn thông, báo hiệu là việc trao đổi thông tin giữa cácthành phần tham gia vào cuộc nối để thiết lập, giám sát và giải phóng cuộcgọi Đồng thời báo hiệu cũng được dùng để vận hành và quản lý mạng viễnthông

Thông thường báo hiệu được chia thành 2 loại chính :

 Báo hiệu đường dây thuê bao (Subscriber Loop Signalling)

 Báo hiệu liên tổng đài (Inter - Exchange Signalling)

Hiện nay, báo hiệu liên tổng đài thường được chia thành 2 loại :

 Báo hiệu kênh liên kết CAS (Channel Associated Signalling)

 Báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signalling)

Báo hiệu kênh liên kết phát triển từ CCITT 1 (500Hz/20Hz ngắt quãng)đến nay phổ biến là CCITT 5 với báo hiệu đường dây 2400Hz và 2600Hz,báo hiệu thanh ghi sử dụng tổ hợp hai trong sáu tần số 700, 900, 1100, 1300,

1500 và 1700Hz

1.2 BÁO HIỆU ĐƯỜNG DÂY THUÊ BAO

Là báo hiệu được thực hiện giữa thuê bao với tổng đài hay giữa tổngđài với thuê bao

Báo hiệu kênh

Hình 1.1: Phân loại báo hiệu trong mạng viễn thông.

Để thiết lập cuộc gọi, thuê bao “nhấc tổ hợp” máy Trạng thái “nhấc tổhợp” được tổng đài phát hiện và nó gửi tín hiệu “mời quay số” đến thuê bao.Lúc này thuê bao có thể quay số của thuê bao cần gọi Khi quay số xong thuêbao nhận được một số tín hiệu của tổng đài tương ứng với từng trạng thái nhưtín hiệu “hồi âm chuông”, tín hiệu “báo bận” hay một số tín hiệu đặc biệtkhác

1.3 BÁO HIỆU LIÊN TỔNG ĐÀI

Là báo hiệu được thực hiện giữa các tổng đài với nhau

Các loại tín hiệu trong báo hiệu liên tổng đài có thể là: tín hiệu chiếm,tín hiệu công nhận chiếm (hay tín hiệu xác nhận chiếm), số hiệu thuê bao bịgọi, tình trạng tắc nghẽn, xoá thuận, xoá ngược

Tín hiệu xoá hướng về

Tín hiệu xoá hướng đi

THUÊ

THUÊ BAO BỊ GỌI

Nhấc tổ hợp

Âm mời quay số

Số hiệu thuê bao bị gọi

Tín hiệu trả lời Đàm thoại

Đặt tổ hợp

Đặt tổ hợp

Hình 1.2 Ví dụ về báo hiệu đường dây thuê bao.

Tín hiệu báo hiệu liên tổng đài bao gồm:

- Các tín hiệu báo hiệu thanh ghi (Register Signals): được sử dụngtrong thời gian thiết lập cuộc gọi để chuyển giao địa chỉ và thông tinthể loại thuê bao

- Các tín hiệu báo hiệu đường dây (Line Signals): được sử dụng trongtoàn bộ thời gian cuộc gọi để giám sát trạng thái của đường dây.Báo hiệu liên tổng đài ngày nay có 2 phương pháp đang được sử dụng là:báo hiệu kênh liên kết (CAS) và báo hiệu kênh chung (CCS)

1.3.1 Báo hiệu kênh liên kết (Channel Associated Signalling)

a) Khái quát báo hiệu kênh liên kết:

Là báo hiệu liên tổng đài mà tín hiệu báo hiệu được truyền cùng vớitrung kế tiếng

Đặc trưng của loại báo hiệu này là đối với mỗi kênh thoại có mộtđường tín hiệu báo hiệu xác định không rõ ràng Điều đó có nghĩa là:

- Tín hiệu báo hiệu có thể chuyển giao trên kênh thoại nếu sử dụng tín hiệu báo hiệu trong băng tần thoại

- Tín hiệu báo hiệu được chuyển giao trong một kênh báo hiệu riêng biệt như sắp xếp đa khung trong PCM, các tín hiệu báo hiệu đường dây được chuyển giao trong khe thời gian TS16

b) Các hệ thống báo hiệu kênh liên kết:

Hệ thống báo hiệu CCITT 1: Đây là hệ thống báo hiệu lâu đời nhất vàngày nay không còn được sử dụng nữa Hệ thống báo hiệu này sử dụng tần số500Hz, ngắt quãng 20Hz

Hệ thống báo hiệu CCITT 2: Đây là hệ thống báo hiệu sử dụng tần số600Hz, ngắt quãng 750Hz Hệ thống này ngày nay vẫn còn được sử dụng ởAustralia, New Zealand và Nam Mỹ

Hệ thống báo hiệu CCITT 3: Đây là hệ thống báo hiệu trong băng đầutiên sử dụng tần số 2280Hz cho cả báo hiệu đường dây và báo hiệu thanh ghi.Ngày nay hệ thống này được sử dụng ở Pháp, áo, Phần Lan và Hungary

Hệ thống báo hiệu CCITT 4: Đây là một biến thể của hệ thống báo hiệuCCITT 3 nhưng sử dụng tần số 2040Hz và 2400Hz cho báo hiệu đường dây

và báo hiệu thanh ghi

Hệ thống báo hiệu CCITT 5: Đây là hệ thống báo hiệu được sử dụngkhá rộng rãi với báo hiệu đường dây sử dụng tần số 2400Hz và 2600Hz, báo

hiệu thanh ghi sử dụng tổ hợp 2 trong 6 tần số 700Hz, 900Hz, 1100Hz,1300Hz, 1500Hz và 1700Hz.

Hệ thống báo hiệu R1: Đây là hệ thống báo hiệu gần giống với hệthống báo hiệu số 5, nhưng chỉ sử dụng một tần số 2600Hz cho báo hiệuđường dây Báo hiệu thanh ghi giống như trong báo hiệu số 5

Hệ thống báo hiệu R2: Đây là hệ thống báo hiệu sử dụng tần số 3825Hzcho báo hiệu đường dây (với phiên bản analog) và các tần số 540Hz tới1140Hz cho hướng về, tần số từ 1380Hz đến 1980Hz cho hướng đi với bướctần số 120Hz

c) Ưu điểm và nhược điểm của báo hiệu kênh liên kết:

Ưu điểm: Do báo hiệu kênh liên kết tương đối độc lập với nhau nên khi

có sự cố ở một kênh báo hiệu nào đó thì các kênh còn lại ít bị ảnh hưởng

1.3.2 Báo hiệu kênh chung (Common Channel Signalling)

a) Khái quát báo hiệu kênh chung:

Là báo hiệu liên tổng đài mà tín hiệu báo hiệu được truyền trên mộtđường số liệu tốc độ cao độc lập với trung kế tiếng Báo hiệu được thực hiện

ở cả 2 hướng, với một kênh báo hiệu cho mỗi hướng

Thông tin báo hiệu cần gửi đi được nhóm thành nhưng gói dữ liệu Bêncạnh những thông tin dành cho việc báo hiệu, cũng cần có thêm một số thông

tin nhận dạng kênh thoại mà nó báo hiệu cho, thông tin địa chỉ (nhãn) vàthông tin để điều chỉnh lỗi.

Các tổng đài điều khiển bằng chương trình lưu trữ (SPC) cùng với cáckênh báo hiệu sẽ tạo thành mạng báo hiệu “Chuyển mạch gói”

b) Các hệ thống báo hiệu kênh chung:

* Hệ thống báo hiệu CCITT 6: Ra đời đầu năm 1968, được sử dụngdành cho các đường dây Analog và cho lưu thoại quốc tế

* Hệ thống báo hiệu CCITT 7: Ra đời vào những năm 1979 - 1980dành cho các mạng chuyển mạch số trong nước và quốc tế, hệ thống truyềndẫn số tốc độ cao (64Kb/s)

c) Ưu điểm của hệ thống báo hiệu kênh chung:

- Thời gian thiết lập cuộc gọi nhanh do sử dụng đường truyền số liệutốc độ cao Trong hầu hết các trường hợp, thời gian thiết lập cuộc gọi giảmdưới một giây

- Dung lượng của báo hiệu kênh chung lớn do mỗi kênh báo hiệu cóthể xử lý tín hiệu báo hiệu cho vài nghìn cuộc gọi cùng một lúc

- Độ tin cậy của báo hiệu kênh chung cao nhờ sử dụng các tuyến báohiệu linh động

- Báo hiệu kênh chung có độ linh hoạt cao vì hệ thống có thể mangthông tin của nhiều loại tín hiệu khác nhau, có thể sử dụng cho nhiều mụcđích, không chỉ phục vụ cho riêng thoại

1.4 CÁC CHỨC NĂNG CỦA BÁO HIỆU

Báo hiệu trong mạng viễn thông bao gồm ba chức năng cơ bản;

- Chức năng giám sát

- Chức năng tìm chọn

- Chức năng vận hành và quản lý mạng

1.4.1 Chức năng giám sát

Chức năng này được sử dụng để giám sát và phát hiện sự thay đổi trạngthái của các phần tử (đường dây thuê bao, đường dây trung kế…) để đưa racác quyết định xử lý chính xác và kịp thời

1.4.2 Chức năng tìm chọn

Chức năng này liên quan đến thủ tục thiết lập cuộc gọi, đó là việctruyền số liệu thuê bao bị gọi và tìm tuyến nối tối ưu tới thuê bao bị gọi Điềunày phụ thuộc vào kiểu báo hiệu và phương pháp truyền báo hiệu

Yêu cầu đặt ra với chức năng tìm chọn cho tổng đài là phải có tính hiệuquả, độ tin cậy cao để thực hiện chính xác chức năng chuyển mạch, thiết lậpcuộc gọi thành công, giảm thời gian trễ quay số

1.4.3 Chức năng vận hành và quản lý mạng

Khác với hai chức năng trên, chức năng vận hành và quản lý mạng giúpcho việc sử dụng mạng một cách có hiệu quả và tối ưu nhất Nó thu thập cácthông tin báo cảnh, tín hiệu đo lường kiểm tra để thường xuyên thông báo tìnhhình của các thiết bị, các phần tử trong hệ thống để có quyết định xử lý đúng

Hệ thống báo hiệu R2 cũng thích hợp cho các phương thức tự động vàbán tự động Đồng thời nó có thể áp dụng cho các đường trung kế tương tự(Analog) hay trung kế số (Digital).

Hệ thống báo hiệu R2 được phân thành hai loại:

- Báo hiệu đường dây

- Báo hiệu thanh ghi

2.2 PHƯƠNG THỨC TRUYỀN TÍN HIỆU CỦA BÁO HIỆU R2

Hệ thống báo hiệu R2 được thực hiện theo giao thức bắt buộc Điều nàythể hiện ở chỗ tín hiệu hướng đi được gửi đi liên tục cho tới khi nhận được tínhiệu hướng về từ tổng đài đầu kia Việc báo hiệu được thực hiện giữa bộtruyền mã CS (Code Sender) và bộ nhận mã CR (Code Receiver) Trong bộtruyền mã CS, ngoài các thiết bị truyền để truyền tín hiệu, báo hiệu còn có cácthiết bị nhận để nhận tín hiệu điều khiển Tương tự như vậy, bộ nhận mã CRcũng có các thiết bị nhận và thiết bị truyền tín hiệu

Quá trình truyền bắt buộc trong báo hiệu R2 được thực hiện như sau:

a Tín hiệu được truyền liên tục dưới dạng mã đa tần từ bộ CS đến bộCR.

b Bộ CR sau khi nhận được tín hiệu thứ nhất này sẽ ra lệnh cho thiết bịtruyền của nó gửi về một tín hiệu điều khiển theo hướng ngược lại

c Tín hiệu điều khiển dưới dạng mã đa tần được truyền từ bộ CR về bộCS

d Bộ CS khi nhận được tín hiệu điều khiển sẽ ngừng truyền tín hiệuthứ nhất vì biết rằng CR đã nhận được tín hiệu này

g

Hình 2.1 Báo hiệu bắt buộc

e Bộ CR nhận thấy bộ CS đã ngừng truyền tín hiệu thứ nhất, nó ra lệnhcho thiết bị truyền của nó ngừng truyền tín hiệu điều khiển vì biết rằng CS đãnhận được tín hiệu này

f Bộ CS nhận thấy tín hiệu điều khiển đã ngừng truyền Nó chuẩn bịtruyền tín hiệu thứ hai

g Bộ CS tiếp tục truyền tín hiệu thứ hai và quá trình trên lại được lặplại

2.3 PHÂN LOẠI BÁO HIỆU CỦA R2

2.3.1 Báo hiệu đường dây

2.3.1.1 Các tín hiệu đường dây hướng đi

* Tín hiệu chiếm

Là tín hiệu được gửi đi khi bắt đầu cuộc gọi nhằm thiết lập lại trạngthái mạch vào từ trạng thái rỗi sang trạng thái bị chiếm

* Tín hiệu xoá thuận

Là tín hiệu được gửi đi để kết thúc cuộc gọi, nhằm giải phóng tổng đài

bị gọi và các khối chuyển mạch đang tham gia phục vụ cho cuộc gọi

2.3.1.2 Các tín hiệu đường dây hướng về

* Tín hiệu công nhận chiếm

Sau khi nhận được tín hiệu chiếm tổng đài bị gọi sẽ phát tín hiệu côngnhận chiếm cho tổng đài gọi xác nhận việc mạch vào đã chuyển từ trạng tháirỗi sang trạng thái bị chiếm

* Tín hiệu trả lời

Tín hiệu này được truyền từ tổng đài bị gọi về tổng đài gọi khi thuê bao

bị gọi nhấc tổ hợp nhằm phục vụ cho việc tính cước của tổng đài gọi

* Tín hiệu xoá ngược

Là tín hiệu gửi đến tổng đài gọi khi thuê bao bị gọi đặt máy Trong chế

độ bán tự động, tín hiệu này thực hiện chức năng giám sát

* Tín hiệu giải phóng hoàn toàn

Tại tổng đài bị gọi sau khi nhận được tín hiệu xoá thuận sẽ gửi về tổngđài gọi tín hiệu giải phóng hoàn toàn để xác định đã sẵn sàng phục vụ cáckhối chuyển mạch và tổng đài bị gọi hoàn toàn tự do, sẵn sàng phục vụ chocuộc gọi khác

* Tín hiệu khoá mạch

Tín hiệu này được gửi trên các mạch rỗi tới tổng đài gọi để gây nêntrạng thái bận nhằm bảo vệ việc chiếm mạch tiếp theo

2.3.1.3 Các phiên bản báo hiệu đường dây

Trong báo hiệu đường dây có hai phiên bản (Version), một phiên bảndùng cho báo hiệu đường dây tương tự (Analog) và một phiên bản dùng chobáo hiệu đường dây số (Digital)

a) Phiên bản báo hiệu đường dây tương tự:

Nguyên tắc truyền của phiên bản này là có âm hiệu khi rỗi và không có

âm hiệu khi bận

Trong báo hiệu đường dây kiểu tương tự, đối với mỗi hướng truyền dẫncần phải có một kênh báo hiệu sử dụng tần số ngoài băng thoại là 3825Hz.Trạng thái đường dây được phản ánh qua bảng sau đây:

Bảng 2.1 Trạng thái đường dây.

Trạng thái mạch Các trạng thái đường dây

Hướng đi Hướng về

Trả lời Không có âm hiệu Không có âm hiệu

Xoá thuận Có âm hiệu Có hoặc không có âm hiệuXoá ngược Không có âm hiệu Có âm hiệu

Giải phóng Có âm hiệu Có hoặc không có âm hiệu

Mở khoá mạch Có âm hiệu Có âm hiệu

Các điều kiện để thực hiện báo hiệu đường dây:

- Tần số báo hiệu danh định là 3825Hz

- Sai số so với tần số trên không vượt quá 4Hz

- Thời gian để chuyển trạng thái có âm hiệu sang không có âm hiệu là

40 ± 10 (ms)

- Thời gian nhỏ nhất để nhận biết có âm hiệu ở hướng đi và mất âmhiệu ở hướng về là 250 ± 50 (ms)

b) Phiên bản báo hiệu đường dây số:

Trong hệ thống truyền dẫn số PCM 30/32 người ta sử dụng một kênhthoại (TS16) để tổ chức hai kênh báo hiệu ở các khung 1 – 15 Sự sắp xếp cáckênh báo hiệu trong khe thời gian TS16 của hệ thống PCM 30 như sau:

Bảng 2.2 Quy định khe thời gian cho các kênh

thoại của báo hiệu R2.

Thông thường người ta không sử dụng hết 4 bit a, b, c, d cho báo hiệu

mà chỉ sử dụng hai bit a và b còn bit c và d sử dụng cho mục đích khác.

- Hướng đi gồm bit a f và bit b f

- Hướng về gồm bit a b và bit b b

Trong đó:

+ a f: : cho biết trạng thái hoạt động của các thiết bị chuyển mạch đầu gọi

ra và trạng thái của đường dây thuê bao gọi

+ b f.: cho biết có sự cố trên hướng từ tổng đài gọi tới tổng đài bị gọi

+ a b: cho biết trạng thái của thuê bao bị gọi

+ b b: cho biết thiết bị chuyển mạch ở tổng đài bị gọi rỗi hay bận

Bảng 2.3 Mã báo hiệu đường dây.

2.3.2 Báo hiệu thanh ghi

Báo hiệu thanh ghi trong hệ thống báo hiệu R2 được sử dụng ở nước ta

là kiểu báo hiệu bị khống chế, nghĩa là báo hiệu mà việc truyền thông tin giữacác tổng đài được thực hiện lần lượt theo sự hỏi đáp

Trong báo hiệu R2 người ta sử dụng mã đa tần là các tổ hợp hai trongsáu tần số để truyền báo hiệu thanh ghi giữa các tổng đài Các mã đa tần này

sẽ được thu và phát bởi các thiết bị mã đa tần

Thứ tự các tổ hợp mã theo hai hướng được quy định theo bảng sau đây:

Trọng số(y)

Các tín hiệu hướng đi được chia thành hai nhóm: tín hiệu nhóm I và tínhiệu nhóm 2.

a) Báo hiệu hướng đi nhóm I:

Các tín hiệu nhóm I chủ yếu mang thông tin về địa chỉ của thuê bao bịgọi

Bảng 2.5 Các tín hiệu hướng đi nhóm I.

Tổ

hợp

Tín hiệu Ý nghĩa của các tín hiệu

12 I-12 Yêu cầu không được chấp nhận

13 I-13 Truy nhập tới thiết bị kiểm tra

Không dùng trong tuyến vệ tinh

14 I-14 Không sử dụng đối với mạng viễn thông Việt Nam

15 I-15 Kết thúc mã truyền địa chỉ

(số hiệu của thuê bao bị gọi)

b) Báo hiệu hướng đi nhóm II:

Các tín hiệu nhóm II là tín hiệu chỉ thị về đặc tính cuộc gọi và thuê baochủ gọi.

Bảng 2.6 Các tín hiệu hướng đi nhóm II.

Tổ

hợp

Tínhiệu Ý nghĩa của các tín hiệu Chú thích

1 II-1 Thuê bao không ưu tiên

Những tín hiệu này chỉ

sử dụng cho mạng quốc

gia

2 II-2 Thuê bao có ưu tiên

3 II-3 Thiết bị bảo dưỡng

4 II-4 Dự phòng

5 II-5 Điện thoại viên

6 II-6 Truyền dẫn số liệu

7 II-7 Thuê bao quốc tế

Những tín hiệu nàyđược sử dụng cho mạng

quốc tế

8 II-8 Truyền dẫn số liệu quốc tế

9 II-9 Thuê bao có ưu tiên quốc tế

10 II-10 Điện thoại viên quốc tế

11 II-11 Cuộc gọi từ điện thoại công

cộng

Những tín hiệu này sửdụng nội bộ trong nước

12 II-12 Loại thuê bao chủ gọi

không dùng hoặc khôngnhận dạng được

13 II-13

Dự trữ cho mạng quốc gia

14 II-14

15 II-15

2.3.2.2 Báo hiệu hướng về

Báo hiệu hướng về được chia làm hai nhóm: báo hiệu hướng về nhóm

A và báo hiệu hướng về nhóm B

a) Báo hiệu hướng về nhóm A:

Các tín hiệu nhóm A được sử dụng để trả lời xác nhận cho các tín hiệuhướng đi nhóm I (trong một số trường hợp được dùng để trả lời cho các tín

hiệu hướng đi nhóm II) và thực hiện chức năng chuyển đưa các thông tin báohiệu

Bảng 2.7 Các tín hiệu hướng về nhóm A

Tổ

hợp

Tínhiệu Ý nghĩa của các tín hiệu

1 A-1 Gửi con số tiếp theo

2 A-2 Gửi con số trước con số cuối (n-1)

3 A-3 Kết thúc nhận tín hiệu địa chỉ, chuyển sang nhận tín

hiệu nhóm B

4 A-4 Tắc nghẽn trong mạng quốc gia

5 A-5 Gửi đặc tính thuê bao chủ gọi

6 A-6 Địa chỉ đầy đủ, thiết lập trạng thái thoại, tính cước

7 A-7 Gửi con số trước hai số cuối (n-2)

8 A-8 Gửi con số trước ba số cuối (n-3)

9 A-9 Phát lại số bị gọi từ đầu

15 A-15 Tắc nghẽn trong mạng quốc tế

b) Báo hiệu hướng về nhóm B:

Các tín hiệu hướng về nhóm B cũng dùng để trả lời xác nhận cho mộthướng đi nhóm II trong thủ tục báo hiệu bắt buộc Đồng thời các tín hiệu nàythực hiện chức năng chuyển đưa các thông tin về trạng thái thiết bị chuyểnmạch hay trạng thái đường dây thuê bao bị gọi

Bảng 2.8 Các tín hiệu hướng về nhóm B.

hợp hiệu

1 B-1 Thuê bao bị gọi rỗi, yêu cầu nhận dạng cuộc gọi phá

rối

2 B-2 Gửi âm hiệu đặc biệt hay thông báo về thuê bao bị

gọi đã di chuyển hay thay đổi

3 B-3 Đường dây thuê bao bị gọi bận

4 B-4 Tín hiệu bị tắc nghẽn

5 B-5 Số thuê bao không có trong danh bạ

6 B-6 Đường dây thuê bao bị gọi rỗi, có tính cước

7 B-7 Đường dây thuê bao bị gọi rỗi, không tính cước

8 B-8 Đường dây thuê bao bị gọi có sự cố

2.3.3 Các phương pháp truyền tín hiệu báo hiệu thanh ghi

Trong quá trình kết nối cuộc gọi từ tổng đài chủ gọi đến tổng đài bị gọi

có thể có một số tổng đài khác tham gia kết nối Và báo hiệu thanh ghi có baphương pháp truyền như sau:

- Truyền báo hiệu kiểu từng chặng (Link By Link)

- Truyền báo hiệu kiểu xuyên suốt (End To End)

- Truyền báo hiệu kiểu hỗn hợp (Mixed)

2.3.3.1 Phương pháp truyền báo hiệu kiểu từng chặng

Phương pháp này liên quan đến việc truyền tín hiệu giữa các tổng đài

kế cận Với báo hiệu kiểu từng chặng, số hiệu của thuê bao bị gọi sẽ bị giảmdần qua mỗi tổng đài quá giang, từ đầy đủ cho đến khi chỉ còn một phần của

số bị gọi

* Ưu điểm: Dễ dàng phát hiện các tín hiệu (nhiễu, méo do trễ, méo donhiễu…).

* Nhược điểm:

- Tại các tổng đài quá giang, các thanh ghi vừa phải có chức năng nhận

số hiệu vừa phải có chức năng gửi số hiệu Do vậy việc xử lý tại các thanh ghinày phức tạp hơn

- Thời gian thiết lập cuộc gọi lâu vì số các số hiệu truyền trên tuyếnlớn

- Khi sử dụng các tín hiệu thanh ghi hướng về thì thời gian chiếm cácthanh ghi quá giang tăng lên do tất cả các thanh ghi trên một kết nối nhiềuliên kết phải được kết nối để truyền về tín hiệu cuối cùng

2.3.3.2 Phương pháp truyền báo hiệu kiểu xuyên suốt

Trong báo hiệu kiểu xuyên suốt, các thanh ghi của tổng đài quá giangchỉ nhận các số đủ để định tuyến Thanh ghi của tổng đài xuất phát cuộc gọi

sẽ làm việc trong suốt thời gian thiết lập cuộc gọi, nó cần được chuẩn bị dể

Khu vực Hà Nội (04) Khu vực Nam Định (0350)

0350823477

0350823477

823477

3477

Hình 2.2 Ví dụ về báo hiệu kiểu Link By Link.

gửi một phần thông tin địa chỉ khi có yêu cầu bằng các tín hiệu hướng về.Thanh ghi quá giang sẽ được giải phóng khỏi kết nối khi kết nối được pháttriển lên phía trước từ tổng đài quá giang đó

* Ưu điểm:

- Các thanh ghi của tổng dài xuất phát cuộc gọi được phép điều khiểnthiết lập cuộc gọi Từ đó cho phép các khả năng định tuyến từ tổng đài xuấtphát

- Tại các tổng đài quá giang, các thanh ghi chỉ có chức năng nhận mộtphần số hiệu thuê bao bị gọi chứ không cần gửi Do đó quá trình xử lý tại cácthanh ghi này dễ dàng hơn

- Thời gian thiết lập cuộc gọi nhanh vì số các số hiệu truyền trên tuyếnít

- Thời gian chiếm các thanh ghi của các tổng đài quá giang giảmxuống

- Giảm lượng trễ sau khi quay số vì các thanh ghi được giải phóng sớmhơn, thông mạch nhanh hơn

2.3.3.3 Phương pháp truyền báo hiệu kiểu kết hợp

Đây là phương pháp vừa sử dụng báo hiệu kiểu từng chặng vừa sửdụng báo hiệu kiểu xuyên suốt

lý, điều hành và bảo dưỡng mạng

Hiển nhiên ứng dụng đầu tiên của mạng báo hiệu số 7 là ứng dụng chomạng điện thoại thông thường PSTN (Public Switching Telephone Network)

Hệ thống báo hiệu số 7 thực hiện cùng các chức năng như các hệ thống báohiệu truyền thống nhưng với kỹ thuật cao, phù hợp hơn đối với hệ thống tổngđài số hiện đại

Đối với thuê bao, hệ thống báo hiệu số 7 giúp việc thiết lập cuộc gọinhanh hơn và có thể cung cấp nhiều dịch vụ mới

Đối với việc quản lý từ xa, báo hiệu số 7 đòi hỏi ít thiết bị báo hiệutrong mạng hơn và tăng dung lượng cuộc gọi

Hiện nay mạng báo hiệu số 7 còn được ứng dụng vào nhiều chức năngnhư báo hiệu trong mạng số liệu liên kết đa dịch vụ ISDN (Intergrated ServiceDigital Network), mạng thông minh IN (Intelligent Network), mạng thông tin

di động mặt đất công cộng PLMN (Public Land Mobile Network)

3.2 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

3.2.1 Điểm báo hiệu SP (Signalling Point)

Điểm báo hiệu là nút chuyển mạch hay nút xử lý trong mạng báo hiệu,

có thể thực hiện các chức năng của hệ thống báo hiệu số 7

Một tổng đài điện thoại được xem như là một điểm báo hiệu SP thì phải

là tổng đài được điều khiển bằng chương trình lưu sẵn, vì báo hiệu số 7 làdạng thông tin số liệu giữa các bộ xử lý

Tất cả các điểm báo hiệu trong hệ thống báo hiệu số 7 là dạng thông tin

số liệu giữa các bộ vi xử lý

3.2.2 Điểm truyền báo hiệu STP (Signalling Transfer Point)

Điểm báo hiệu mà thông tin báo hiệu thu được trên một kênh báo hiệu

và sau đó chuyển giao cho kênh khác (mà không xử lý nội dung tin báo) đượcgọi là điểm truyền báo hiệu

Tuyến liên kết báo hiệu

3.2.3 Liên kết báo hiệu SL (Signalling Link) và chùm liên kết báo hiệu

(Link Set)

Liên kết báo hiệu là một phương tiện truyền dẫn bao gồm một liên kết

dữ liệu 64Kb/s và các chức năng điều khiển truyền Để truyền các thông điệp

từ một điểm báo hiệu này đến điểm báo hiệu khác người ta sử dụng liên kếtbáo hiệu Đối với báo hiệu tương tự thì các liên kết analog có tốc độ truyềnthấp hơn (cỡ 4,8Kb/s)

Mỗi liên kết báo hiệu trong mạng báo hiệu có khả năng xử lý 4096mạch thoại Vì thế để đảm bảo sự an toàn và tin cậy cho việc truyền tín hiệubáo hiệu, người ta sử dụng nhiều hơn một liên kết và do đó có được tập liênkết Một tập liên kết được gọi là đầy đủ nếu có 16 liên kết Một tập liên kết có

ít hơn 16 liên kết thì vẫn được phép nhưng gọi là tập liên kết không đầy đủ

3.2.4 Các phương thức báo hiệu (Signalling Mode)

Việc truyền thông tin báo hiệu từ điểm báo hiệu gốc OSP (OriginalSignalling Point) tới điểm báo hiệu đích (Destination Signalling Point) sẽ điqua một số liên kết báo hiệu và một số điểm truyền báo hiệu tuỳ thuộc vàophương thức báo hiệu Hệ thống báo hiệu số 7 có 2 phương thức:

- Báo hiệu kết hợp (Associated Signalling Mode)

- Báo hiệu nửa kết hợp (Quasi - Associated Signalling Mode)

b) Báo hiệu nửa kết hợp:

Với phương thức này thì tuyến thoại được nối trực tiếp giữa điểm báohiệu gốc và điểm báo hiệu đích còn tín hiệu báo hiệu được truyền thông quacác liên kết báo hiệu và điểm truyền báo hiệu khác

3.2.5 Tuyến báo hiệu (Signalling Route) và chùm tuyến báo hiệu

(Signalling Route Set)

Tuyến báo hiệu là một tuyến đường đã được xác định trước để các bảntin đi qua mạng báo hiệu giữa điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đích.Tuyến báo hiệu bao gômg một chuỗi SP/STP và được đấu nối với nhau bằngcác liên kết báo hiệu hay chùm liên kết báo hiệu

Tất cả các tuyến báo hiệu có thể sử dụng để truyền các thông tin báohiệu đi qua mạng báo hiệu giữa điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đíchthì được gọi là chùm tuyến báo hiệu ch mối quan hệ báo hiệu đó

3.2.6 Mã điểm báo hiệu SPC (Signalling Point Code)

Mỗi điểm báo hiệu đều có một mã nhị phân 14 bit duy nhất, tuỳ theo vịtrí và chức năng mà mã điểm báo hiệu được chia thành:

- Mã điểm báo hiệu gốc OPC (Original Point Code)

STP

Hình 3.4 Chế độ báo hiệu nửa kết hợp

- Mã điểm báo hiệu đích DPC ( Destination Point Code)

Mã điểm báo hiệu gồm có 3 trường sau:

3.3 CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7

3.3.1 Mô hình chuẩn hệ thống mở OSI

Mô hình chuẩn OSI do tổ chức tiêu chuẩn Quốc tế ISO (InternationalStandard Organisation) đưa ra năm 1980 với mục đích là do trong mạngtruyền số liệu, các giao thức rất khó xác định chính xác, vì thế người ta phảiphân nhỏ các giao thức này thành 7 lớp ISO đã công nhận mô hình chuẩn 7lớp là cơ sở cho các tiêu chuẩn kỹ thuật trong tương lai cho các hệ thốngtruyền số liệu

Lớp 3Lớp 2Lớp 1

Ưu điểm của mô hình này là giao thức của một lớp có thể thay đổi được

mà không ảnh hưởng tới các lớp khác và việc thực hiện các chức năng trongmột lớp là tuỳ chọn

Mô tả tóm tắt các lớp như sau:

Lớp 1 - Lớp vật lý (Physical Layer):

Cung cấp các chức năng về vật lý, điện và các thủ tục nguồn để hoạthoá, 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 vớimôi trường truyền dẫn

Lớp 2 - Lớp liên kết dữ liệu (Data Link Layer):

Cung cấp các mạch kết nối dữ liệu điểm nối điểm không có lỗi giữa cáclớp mạng Lớp này gồm các nguồn nhận biết lỗi, sửa lỗi, điều khiển lưu lượng

và phát lại

Lớp 3 - Lớp mạng (Network Layer):

Dịch vụ cơ bản của lớp mạng là cung cấp một kênh để truyền số liệugiữa các lớp vận chuyển trong các hệ thống khác nhau Lớp này có chức năngthiết lập bảo dưỡng, cắt đấu nối giữa các hệ thống, xử lý địa chỉ và tạo cáctuyến trung kế

Lớp 4 - Lớp vận chuyển (Transport Layer):

Đảm bảo cho các dịch vụ mạng đáp ứng được chất lượng truyền tin màlớp ứng dụng yêu cầu Các chức năng của nó là: nhận biết lỗi, sửa lỗi và điềukhiển lưu lượng Lớp này làm tối ưu hoá thông tin dữ liệu như ghép và táchluồng dữ liệu trước khi chúng đến lớp mạng

Lớp 5 - Lớp phiên (Session Layer):

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 ứngdụng định điểm kiểm tra để bắt đầu việc phát lại nếu truyền dẫn bị gián đoạn

Lớp 6 - Lớp trình bày (Presentation Layer):

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 thông tin cần thiết để thông tingiữa các lớp ứng dụng Ví dụ: Telex sử dụng mã ASCII

Lớp 7 - Lớp ứng dụng (Applicaton Layer):

Cung cấp các dịch vụ để hỗ trợ cho quá trình ứng dụng của người sửdụng và điều khiển thông tin giữa các ứng dụng Ví dụ như các giao thức chochuyển giao File, xử lý bản tin, các dịch vụ quay số và công việc vận hànhbảo dưỡng

3.3.2 Cấu trúc phân lớp của hệ thống báo hiệu số 7

Vào đầu những năm 80, trong cuốn Sách Vàng của CCITT, những đặctrưng kỹ thuật đầu tiên về hệ thống báo hiệu số 7 được công bố và mô hìnhOSI cũng được tổ chức ISO giới thiệu cùng năm ấy Hệ thống báo hiệu số 7 là

loại thông tin số liệu chuyển mạch gói, có cấu trúc theo modul và giống môhình OSI Tuy nhiên hệ thống báo hiệu số 7 chỉ có 4 lớp thay vì 7 lớp như môhình OSI.

Ba lớp thấp nhất trong cấu trúc phân lớp của hệ thống báo hiệu số 7 tạothành phần chuyển giao bản tin MTP (Message Transfer Part) Lớp thứ 4 làphần của người sử dụng (User Part)

Như vậy hệ thống báo hiệu số 7 không hoàn toàn tương hợp với môhình OSI Sự khác nhau cơ bản của 2 mô hình này là quá trình thông tin trongmạng Mô hình OSI mô tả thông tin có kết nối giữa các đầu cuối số liệu Quátrình thông tin gồm 3 trạng thái: thiết lập, đấu nối, chuyển giao số liệu và cắtđấu nối Trong khi đó phần chuyển giao bản tin chỉ có cung cấp dịch vụchuyển giao không kết nối Phần chuyển giao bản tin chỉ chuyển giao số liệuvới số lượng nhỏ và yêu cầu tốc độ nhanh

Lớp 2Lớp 3

- TUP (Telephone User Part): phần người sử dụng điện thoại.

- ISUP (ISDN User Part): phần người sử dụng mạng số liên kết đa dịchvụ

- DUP (Data User Part): phần người sử dụng số liệu

3.3.3 Các khối chức năng của hệ thống báo hiệu số 7

3.3.3.1 Phần chuyển giao bản tin MTP (Message Transfer Part)

Phần chuyển giao bản tin có các chức năng chính là chuyển đưa cácbản tin giữa những người sử dụng qua mạng báo hiệu số 7 một cách xuyênsuốt và đáng tin cậy đảm bảo tốc độ và độ chính xác

Có thể thấy đối tượng sử dụng UP gửi đi các bản tin đến phần chuyểngiao bản tin MTP Sau đó các bản tin sẽ được truyền đến đúng nơi nhận MTP

Hình 3.7 Cấu trúc cơ bản của hệ thống báo hiệu số 7.

phía đầu nhận sẽ phân chia các bản tin này đến đúng đối tượng sử dụng cầngửi Từ đó có được cấu trúc tổng quát của MTP:

Phần chuyển giao bản tin chiếm 3 mức thấp nhất trong hệ thống báohiệu số 7 như trong hình dưới đây:

3.3.3.1.1 Tuyến liên kết dữ liệu báo hiệu (Mức 1)

Là một tuyến truyền dẫn dữ liệu song hướng để báo hiệu, bao gồm 2kênh số liệu hoạt động với nhau trên 2 hướng ngược nhau và có cùng một tốc

độ truyền dẫn Kênh số liệu báo hiệu có thể thuộc dạng số hay dạng tương tự.Đối với kênh số liệu dạng số được thiết lập bằng các kênh truyền dẫn số và

Mức 3

Xử lý bản tin báo hiệu Các chức năng mạng

Mức 2 Các chức năng liên kết báo hiệu

Mức 1 Liên kết dữ liệu

Phần chuyển giao bản tin MTP

Mức 4

Các đối

tượng sử

dụng

Hình 3.9 Phần chuyển giao bản tin MTP.

Hình 3.8 Cấu trúc tổng quát của MTP

Đối tượng

sử dụng UP

Phần điều khiển kết nối báohiệu

Hệ thống điều khiển

chuyển giao bản tin

Điểm chuyển giao báo hiệu

Hệ thống điều khiển chuyển giao bản tin

chuyển mạch số, tốc độ kênh thoại cơ bản là 64Kb/s Còn đối với kênh sốliệu báo hiệu dạng tương tự được thiết lập bằng các kênh truyền dẫn tương tự(4KHz) và các Modem.

Các giao thức ở mức 1 này xác định tính chất về điện, vật lý và các đặcđiểm chức năng của kênh số liệu báo hiệu

Các phần cứng trong mức 1 này bao gồm các kênh dữ liệu, thiết bị đầucuối Khối chuyển mạch cũng được dùng để truy cập các kênh truyền dẫnthông tin cho các đường báo hiệu

3.3.3.1.2 Các chức năng liên kết báo hiệu (Mức 2)

Các chức năng liên kết báo hiệu đảm bảo cho việc truyền tin một cách

an toàn và chính xác Các chức năng chính của mức 2 bao gồm:

trạng thái liên kết

- Phát hiện lỗi

- Đồng bộ

- Giới hạn

Điều khiển

Mức 1

Các thông tin của hệ thống báo hiệu số 7 được đóng gói thành 3 loạiđơn vị bản tin: đơn vị bản tin báo hiệu MSU (Message Signal Unit), đơn vịbản tin trạng thái liên kết LSSU (Link Status Signal Unit), đơn vị bản tin lấpđầy FISU (Fill-In Signal Unit).

a) Cấu trúc các đơn vị bản tin:

+ Đơn vị bản tin báo hiệu MSU: chứa các bản tin báo hiệu được traođổi giữa những người sử dụng hay giữa các khối xử lý chức năng quản lýmạng báo hiệu ở 2 điểm báo hiệu với nhau

+ Đơn vị bản tin trạng thái liên kết LSSU: chứa đựng các thông tin liênquan đến hoạt động của kênh báo hiệu, phục vụ cho việc kiểm soát trạng tháiđường dây

+ Đơn vị bản tin lấp đầy FISU: phát hiện sự cố trên đường báo hiệu khikhông còn bản tin MSU nào được chuyển sang bên đối phương

F CK SIF SIO LI FIB FSN BIB BSN F

8 16 8*n,n>2 8 2 6 1 7 1 7 8

Hình 3.12 Bản tin MSU.

F CK SF LI FIB FSN BIB BSN F

8 16 8 hoặc 16 2 6 1 7 1 7 8

Hình 3.13 Bản tin LSSU.

F CK LI FIB FSN BIB BSN F

Các trường trong các dạng gói tin:

BIB - Bit chỉ thị hướng về

BSN - Số thứ tự hướng về

FIB - Bit chỉ thị hướng đi

FSN - Số thứ tự hướng đi

SF - Trường trạng thái

SIF - Trường thông tin báo hiệu

LI - Chỉ thị độ dài đơn vị báo hiệu

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 8bit duy nhất hay còn gọi là cờ (01111110) Để đảm bảo trong các bản tinkhông 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 về và bit chỉ thịhướng đi

* 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 bảntin khác nhau

LI = 0: bản tin FISU

LI = 1 hoặc 2: bản tin LSSU

LI >2: bản tin MSU

* Trường thông tin báo hiệu SIF (Service Information Field): SIF

chứa các thông tin báo hiệu thật sự của phần người sử dụng

Trường thông tin báo hiệu gồm có bản tin và nhãn định tuyến (Label).Trong nhãn định tuyến có:

- Mã nhận dạng mạch CIC (Circuit Identification Code): gồm có 12 bit,

để xác định kênh thoại liên quan đến báo hiệu giữa 2 điểm

Trong CIC người ta sử dụng 4 bit có số thấp nhất để thực hiện lựa chọnkênh liên kết báo hiệu SLS (Signalling Link Selector) Chức năng của SLS làphân phối phụ tải báo hiệu sao cho đồng đều giữa các liên kết thuộc tập liênkết

- Mã điểm báo hiệu gốc OPC (Originating Point Code): xác định nơixuất phát của bản tin

- Mã điểm báo hiệu đích DPC (Destination Point Code): xác định nơiđến của bản tin

* Octet thông tin dịch vụ SIO (Service Information Octet): Được

phân thành 2 trường là trường chỉ thị dịch vụ SI (Service Indicator) và trườngdịch vụ phụ SF (Subservice Field)

SIF

Nhãn định tuyến Bản tin

CIC OPC DPC SLS