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 L I NÓI UỜ ĐẦ .5 CH NG I ƯƠ T NG QUAN V H TH NG BÁO HI UỔ Ề Ệ Ố Ệ 6 1.1KHÁI QUÁT 6 1.2B O HI U Á Ệ Đ NG D Y THUÊ BAOƯỜ Â .7 1.3B O HI U LIÊN T NG IÁ Ệ Ổ ĐÀ .8 1.3.1Báo hi u kênh liên k t (Channel Associated Signalling)ệ ế .10 1.3.2 Báo hi u kênh chung (Common Channel Signalling)ệ 11 1.4C C CH C N NG C A B O HI U Á Ứ Ă Ủ Á Ệ 12 1.4.1Ch c n ng giám sátứ ă .13 1.4.2Ch c n ng tìm ch nứ ă ọ .13 1.4.3Ch c n ng v n h nh v qu n lý m ngứ ă ậ à à ả ạ .13 CH NG II ƯƠ H TH NG BÁO HI U R2Ệ Ố Ệ 14 2.1KHÁI QUÁT 14 2.2PH NG TH C TRUY N T N HI U C A B O HI U R2 ƯƠ Ứ Ề Í Ệ Ủ Á Ệ .14 2.3PH N LO I B O HI U C A R2Â Ạ Á Ệ Ủ .16 2.3.1Báo hi u ng dâyệ đườ .16 2.3.2Báo hi u thanh ghiệ .20 2.3.3Các ph ng pháp truy n tín hi u báo hi u thanh ghiươ ề ệ ệ 25 CH NG III ƯƠ H TH NG BÁO HI U KÊNH CHUNG S 7Ệ Ố Ệ Ố 29 3.1 KHÁI QUÁT 29 3.2C C KH I NI M C B NÁ Á Ệ Ơ Ả .29 3.2.1 i m báo hi u SP (Signalling Point)Đ ể ệ 29 3.2.2 i m truy n báo hi u STP (Signalling Transfer Point)Đ ể ề ệ .30 3.2.3Liên k t báo hi u SL (Signalling Link) v chùm liên k t báo hi u ế ệ à ế ệ (Link Set) 31 3.2.4Các ph ng th c báo hi u (Signalling Mode)ươ ứ ệ .31 4 3.2.5Tuy n báo hi u (Signalling Route) v chùm tuy n báo hi u ế ệ à ế ệ (Signalling Route Set) 32 3.2.6Mã i m báo hi u SPC (Signalling Point Code) đ ể ệ 32 3.3C U TR C C A H TH NG B O HI U S 7 Ấ Ú Ủ Ệ Ố Á Ệ Ố 33 3.3.1Mô hình chu n h th ng m OSIẩ ệ ố ở 33 3.3.2C u trúc phân l p c a h th ng báo hi u s 7ấ ớ ủ ệ ố ệ ố .35 3.3.3Các kh i ch c n ng c a h th ng báo hi u s 7ố ứ ă ủ ệ ố ệ ố .37 K T LU NẾ Ậ 79 CH VI T T TỮ Ế Ắ 80 TÀI LI U THAM KH OỆ Ả .81 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: Kỷ nguyên thông tin. 5 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 đổi thông tin giữa các thành phần tham gia vào cuộc đàm thoại, đồng thời cũng được 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 chưa được đề cập tới và không tránh được những thiếu sót nhất định, vì vậy tôi rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo, các chuyên gia, cùng những người quan tâm đến vấn đề này. Tôi xin trân trọng cám ơn Đại tá, Thạc Sỹ Mai Văn Quý đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành Đồ án này. Đồng thời tôi cũng vô cùng biết ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Vô tuyến Điện tử, Học viện Kỹ thuật quân sự cùng các bạn đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt 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 các thành phần tham gia vào cuộc nối để thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc 6 gọi. Đồng thời báo hiệu cũng được dùng để vận hành và quản lý mạng viễn thông. 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 tổng đài với thuê bao. Để thiết lập cuộc gọi, thuê bao “nhấc tổ hợp” máy. Trạng thái “nhấc tổ hợp” 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 thuê 7 THUÊ BAO GỌI TỔNG ĐÀI THUÊ BAO BỊ GỌI Nhấc tổ hợp Âm mời quay số Số hiệu thuê bao bị gọi Tín hiệu hồi âm chuông Tín hiệu chuông Tín hiệu trả lời Đàm thoại Đặt tổ hợp Đặt tổ hợp Hình 1.2. Ví dụ về báo hiệu đường dây thuê bao. BÁO HIỆU Báo hiệu đường dây thuê bao Báo hiệu liên tổng đài Báo hiệu kênh liên kết Báo hiệu kênh chung Hình 1.1: Phân loại báo hiệu trong mạng viễn thông. bao nhận được một số tín hiệu của tổng đài tương ứng với từng trạng thái như tín hiệu “hồi âm chuông”, tín hiệu “báo bận” hay một số tín hiệu đặc biệt khác. 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 bị gọi, tình trạng tắc nghẽn, xoá thuận, xoá ngược. 8 Thuê bao bị gọi Thuê bao gọi Tổng đài Tổng đài Tín hiệu chiếm Tín hiệu xác nhận chiếm Số hiệu máy bị gọi Tín hiệu trả lời Đàm thoại Tín hiệu xoá hướng về Tín hiệu xoá hướng đi Hình 1. 3. Ví dụ về báo hiệu liên tổng đài. Tín hiệu báo hiệu liên tổng đài bao gồm: - Các tín hiệu báo hiệu thanh ghi (Register Signals): được sử dụng trong thời gian thiết lập cuộc gọi để chuyển giao địa chỉ và thông tin thể loại thuê bao. - Các tín hiệu báo hiệu đường dây (Line Signals): được sử dụng trong toàn 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). 9 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 với trung kế tiếng. 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. 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 và ngày nay không còn được sử dụng nữa. Hệ thống báo hiệu này sử dụng tần số 500Hz, ngắt quãng 20Hz. Hệ thống báo hiệu CCITT 2: Đây là hệ thống báo hiệu sử dụng tần số 600Hz, ngắt quãng 750Hz. Hệ thống này ngày nay vẫn còn được sử dụng ở Australia, New Zealand và Nam Mỹ. Hệ thống báo hiệu CCITT 3: Đây là hệ thống báo hiệu trong băng đầu tiên 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 hiệu CCITT 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 dụng khá rộng rãi với báo hiệu đường dây sử dụng tần số 2400Hz và 2600Hz, báo 10 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 hệ thống báo hiệu số 5, nhưng chỉ sử dụng một tần số 2600Hz cho báo hiệu đường 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 3825Hz cho báo hiệu đường dây (với phiên bản analog) và các tần số 540Hz tới 1140Hz cho hướng về, tần số từ 1380Hz đến 1980Hz cho hướng đi với bước tần 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. Nhược điểm: Thời gian thiết lập cuộc gọi lâu do trao đổi thông tin báo hiệu chậm. Dung lượng của báo hiệu kênh liên kết nhỏ do có số đường dây trung kế giới hạn. Độ tin cậy của báo hiệu kênh liên kết không cao do không có đường dây trung kế dự phòng. 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 một đường 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. Bên cạnh những thông tin dành cho việc báo hiệu, cũng cần có thêm một số thông 11 tin nhận dạng kênh thoại mà nó báo hiệu cho, thông tin địa chỉ (nhãn) và thông tin để điều chỉnh lỗi. Các tổng đài điều khiển bằng chương trình lưu trữ (SPC) cùng với các kênh 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 dụng dành cho các đường dây Analog và cho lưu thoại quốc tế. * Hệ thống báo hiệu CCITT 7: Ra đời vào những năm 1979 - 1980 dành cho các mạng chuyển mạch số trong nước và quốc tế, hệ thống truyền dẫn 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 liệu tốc độ cao. Trong hầu hết các trường hợp, thời gian thiết lập cuộc gọi giảm dưới một giây. - Dung lượng của báo hiệu kênh chung lớn do mỗi kênh báo hiệu có thể 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 báo hiệu linh động. - Báo hiệu kênh chung có độ linh hoạt cao vì hệ thống có thể mang thông tin của nhiều loại tín hiệu khác nhau, có thể sử dụng cho nhiều mục đích, 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. 12 - 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 trạng thái của các phần tử (đường dây thuê bao, đường dây trung kế…) để đưa ra các 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 việc truyền số liệu thuê bao bị gọi và tìm tuyến nối tối ưu tới thuê bao bị gọi. Điều này 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 hiệu quả, độ tin cậy cao để thực hiện chính xác chức năng chuyển mạch, thiết lập cuộc 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 giúp cho việc sử dụng mạng một cách có hiệu quả và tối ưu nhất. Nó thu thập các thông tin báo cảnh, tín hiệu đo lường kiểm tra để thường xuyên thông báo tình hình của các thiết bị, các phần tử trong hệ thống để có quyết định xử lý đúng. 13 [...]...CHƯƠNG II HỆ THỐNG BÁO HIỆU R2 2.1 KHÁI QUÁT Hệ thống báo hiệu R2 là hệ thống báo hiệu kênh riêng, được thiết kế để phục vụ cho chức năng trao đổi thông tin giữa các tồng đài trong mạng viễn thông Hệ thống báo hiệu này được sử dụng cho cả mạng quốc gia và mạng quốc tế Hệ thống báo hiệu R2 cũng thích hợp cho các phương thức tự động và bán tự động Đồng thời nó có thể áp dụng cho các đường trung... vừa sử dụng báo hiệu kiểu từng chặng vừa sử dụng báo hiệu kiểu xuyên suốt Khu vực Nam Định (0350) Khu vực Hà Nội (04) TĐ A TĐ B TĐ C TĐ D TĐ E 035023477 0350 823477 82 3477 Hình 2.4 Ví dụ về báo hiệu kiểu kết hợp 28 CHƯƠNG III HỆ THỐNG BÁO HIỆU KÊNH CHUNG SỐ 7 3.1 KHÁI QUÁT 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. .. bao gômg một chuỗi SP/STP và được đấu nối với nhau bằng các 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 báo hiệu đi qua mạng báo hiệu giữa điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đích thì 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... hiệu đích còn tín hiệu báo hiệu được truyền thông qua các liên kết báo hiệu và điểm truyền báo hiệu khác STP OSP DSP Hình 3.4 Chế độ báo hiệu nửa kết hợp 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 bản tin đi qua mạng báo hiệu giữa điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đích Tuyến báo hiệu bao gômg một... chương trình lưu sẵn, vì báo hiệu số 7 là dạng 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 SP SP Hình 3.1 Các điểm báo hiệu Tuyến thoại Tuyến liên kết báo hiệu 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... dạng được 13 14 15 II-13 II-14 II-15 Những tín hiệu này sử dụng nội bộ trong nước Dự trữ cho mạng quốc gia 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 hiệu hướng đi nhóm I (trong một số trường hợp được dùng để trả lời cho các tín 23 hiệu. .. mạch 2.3.2 Báo hiệu thanh ghi Mã báo hiệu Hướng đi Hướng về af bf ab bb 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 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 giữa các 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 trong sáu... tượng sử dụng UP Phần điều khiển kết nối báohiệu SCCP Hệ thống điều khiển chuyển giao bản tin Kênh liên kết báo hiệu Đối tượng sử dụng UP Hệ thống điều khiển chuyển giao bản tin Kênh liên kết báo hiệu Hình 3.8 Cấu trúc tổng quát của MTP Phần chuyển giao bản tin chiếm 3 mức thấp nhất trong hệ thống báo hiệu số 7 như trong hình dưới đây: Mức 4 Các đối tượng sử dụng Mức 3 Xử lý bản tin báo hiệu Các chức... 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 (Public Switching Telephone Network) 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. .. tin báo) được gọi là điểm truyền báo hiệu SP SP STP Hình 3.2 Điểm báo hiệu và điểm truyền báo hiệu 30 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 kết báo . với m t kênh b o hi u cho m i h ng. Th ng tin b o hi u c n gửi đi đư c nh m th nh nh ng gói d li u. B n c nh nh ng th ng tin d nh cho vi c b o hi u, c ng. th nh t u c a c c ng nh C ng nghệ đi n t , b n d n, quang h c, tin h c và c ng nghệ th ng tin … n n C ng nghệ Vi n th ng tr n th giới đã c nh ng b ớc