Báo hiệu số 7 trong mạng NGN luận văn tốt nghiệp đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: BÁO HIỆU SỐ TRONG MẠNG NGN Người hướng dẫn : ThS ĐẶNG THÁI SƠN Sinh viên thực : NGUYỄN HỮU PHÚC Lớp 47K-ĐTVT : Vinh, 5/2011 MỞ ĐẦU Ngày nay, ngành công nghiệp viễn thông diễn hội tụ viễn thông với công nghệ thông tin, hội tụ dịch vụ thoại truyền thống dịch vụ liệu Điều đòi hỏi mạng viễn thông phải có cấu trúc mở, linh hoạt, cung cấp nhiều loại dịch vụ khác cho người sử dụng, hiệu khai thác cao, dễ phát triển Để đáp ứng yêu cầu này, số nhà sản xuất thiết bị viễn thông số tổ chức nghiên cứu viễn thông đưa ý tưởng mô hình cấu trúc mạng hệ sau NGN Trước xu hướng tự hoá thị trường, cạnh tranh hội nhập, việc phát triển theo cấu trúc mạng hệ sau (NGN) với công nghệ phù hợp bước tất yếu viễn thông giới mạng viễn thông Việt Nam Trên thực tế, VNPT bước triển khai hạ tầng sở kỹ thuật bước đầu cung cấp số dịch vụ NGN cho người sử dụng Việc xây dựng mạng báo hiệu phần tử mạng với giao thức phù hợp vấn đề then chốt định đến hoạt động chất lượng dịch vụ toàn mạng Trong nhiều năm qua, hệ thống báo hiệu số (SS7) với nhiều ưu điểm bật sử dụng rộng rãi mạng PSTN đem lại hiệu to lớn Với thực tế triển khai hệ thống mạng trọn vẹn, thay toàn hạ tầng sở mạng tại, vấn đề đặt phải có phối hợp hoạt động mạng mạng NGN, vấn đề phải truyền tải báo hiệu PSTN mà quan trọng SS7 qua tảng mạng NGN Điều có nghĩa phải xây dựng giao thức mới, phù hợp phép thực báo hiệu SS7 phần tử mạng IP (SS7 over IP) Xuất phát từ định hướng em chọn đề tài nghiên cứu " Báo hiệu số mạng NGN " làm đồ án tốt nghiệp Quá trình nghiên cứu làm đề tài, thời gian nhiều, khả thân có hạn, chắn đồ án không tránh khỏi sai sót nhiều vấn đề chưa thoả đáng, cần xem xét thấu đáo Em mong nhận dẫn thầy cô giáo đóng góp ý kiến bạn giúp em hoàn thiện đồ án tốt Em xin chân thành cảm ơn ThS Đặng Thái Sơn tạo điều kiện giúp đỡ tận tình hướng dẫn em suốt trình thực đồ án Xin chân thành cảm ơn thầy, cô khoa Điện tử - Viễn thông có ý kiến đóng góp giúp đỡ em thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: Nguyễn Hữu Phúc TÓM TẮT ĐỒ ÁN Nội dung tìm hiểu đồ án gồm chương: Chương Tổng quan mạng NGN Giới thiệu tổng quan mạng NGN, khái niệm, kiến trúc, đưa mô hình NGN vấn đề để kết nối báo hiệu mạng PSTN mạng NGN Chương Hệ thống báo hiệu số Trình bày khái quát vấn đề hệ thống báo hiệu số 7: đặc điểm, ưu điểm, thành phần mạng, chồng giao thức… Chương Truyền tải báo hiệu số mạng NGN Trong chương tìm hiểu chồng giao thức SIGTRAN giao thức truyền tải báo hiệu SCTP Trình bày chi tiết giao thức nằm phân lớp thích ứng hỗ trợ truyền tải báo hiệu SS7 qua mạng NGN, là: M2PA, M2UA, M3UA, SUA PROJECT SUMMARY Learn the contents of the project includes three chapters: Chapter Overview of NGN Overview of NGN, concept, architecture, NGN given model as well as the basics to connect PSTN signaling network and NGN Chapter Signalling System No Outline the basics of signaling system No 7: The characteristics and advantages, network components, protocol stack Chapter Transmit signals of in the NGN In this chapter we will explore the SIGTRAN protocol stack and transmission protocol SCTP new signal Presented details of the protocols are in layered adaptive transmission support SS7 over NGN, namely: M2PA, M2UA, M3UA, SUA MỤC LỤC Mở đầu .1 Tóm tắt đồ án Mục lục Danh sách hình vẽ .6 Danh sách bảng biểu Các thuật ngữ từ viết tắt Chương Tổng quan mạng NGN 10 1.1 Giới thiệu mạng NGN 10 1.1.1 Khái niệm 10 1.1.2 Đặc điểm NGN .11 1.1.3 Kiến trúc mạng NGN 12 1.1.4 Các thành phần mạng NGN 14 1.2 Kết nối mạng NGN mạng PSTN truyền thống 17 1.2.1 Sơ lược báo hiệu PSTN 18 1.2.2 Báo hiệu mạng IP 19 1.2.3 Kết nối báo hiệu mạng PSTN mạng IP 20 1.3 Kết luận 21 Chương Hệ thống báo hiệu số .22 2.1 Giới thiệu chung báo hiệu hệ thống báo hiệu số 22 2.2 Cấu trúc hệ thống mạng báo hiệu số .24 2.2.1 Các thành phần mạng báo hiệu số 24 2.2.2 Các kiểu kiến trúc báo hiệu 27 2.2.3 Các tin báo hiệu mạng báo hiệu số 27 2.3 Chồng giao thức báo hiệu số 30 2.3.1 Phần truyền tin MTP 32 2.3.2 Các chức người sử dụng MTP 34 2.3.3 Người sử dụng SS7 (SS7 Users) 37 2.3.4 Các phần ứng dụng INAP, MAP, OMAP 38 2.4 Ví dụ thiết lập gọi đơn giản sử dụng hệ thống báo hiệu số 42 2.5 Kết luận 44 Chương Truyền tải báo hiệu số mạng NGN 45 3.1 SIGTRAN 45 3.1.1 Giới thiệu khái quát SIGTRAN .45 3.1.2 Các kiến trúc sử dụng SIGTRAN 46 3.1.3 Kiến trúc giao thức SIGTRAN .48 3.1.4 Các yêu cầu chức SIGTRAN .49 3.1.5 Các yêu cầu bảo mật SIGTRAN 51 3.2 Giao thức truyền dẫn điều khiển luồng SCTP 51 3.2.1 Khái niệm SCTP 51 3.2.2 Sự phát triển SCTP .52 3.2.3 Các chức SCTP 53 3.2.4 Khuôn dạng gói tin SCTP 55 3.2.5 Cơ chế phân phát liệu SCTP 57 3.2.6 Cơ chế node đa địa STCP (Multi Homed Node) 58 3.3 Các giao thức thích ứng truyền tải báo hiệu số mạng NGN 59 3.3.1 Giao thức lớp thích ứng ngang hàng người sử dụng phần truyền tin mức SS7 (M2PA) .59 3.3.2 Giao thức lớp thích ứng người sử dụng phần truyền tin mức SS7 (M2UA) 63 3.3.3 Giao thức lớp thích ứng người sử dụng phần truyền tin mức SS7 (M3UA) 66 3.3.4 Giao thức lớp thích ứng người sử dụng SCCP (SUA) 71 3.4 kết luận .78 Kết luận hướng phát triển đề tài .79 Tài liệu tham khảo 80 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mạng hệ sau NGN 11 Hình 1.2 Kiến trúc mạng NGN 13 Hình 1.3 Các thành phần mạng NGN 14 Hình 2.1 Các thành phần mạng báo hiệu số 24 Hình 2.2 Các tuyến báo hiệu mạng báo hiệu số 26 Hình 2.3 Khuôn dạng tin SS7 28 Hình 2.4 Kiến trúc chồng giao thức báo hiệu số 31 Hình 2.5 Kiến trúc chồng giao thức báo hiệu số tương quan với mô hình OSI 31 Hình 2.6 Cấu trúc tin ISUP SIF .35 Hình 2.7 Chức SCCP 35 Hình 2.8 Cấu trúc tin SCCP SIF 37 Hình 2.9 Ví dụ thiết lập gọi đơn giản sử dụng SS7 .42 Hình 3.1 Kiến trúc chức SIGTRAN 46 Hình 3.2 Các ví dụ thực thi SIGTRAN .47 Hình 3.3 Báo hiệu TCAP over IP 48 Hình 3.4 Kiến trúc giao thức SIGTRAN .49 Hình 3.5 Các chức SCTP .53 Hình 3.6 Khuôn dạng gói tin SCTP 55 Hình 3.7 Khuôn dạng tiêu đề chung SCTP 56 Hình 3.8 Khuôn dạng chuk SCTP .56 Hình 3.9 Kiến trúc ngang hàng đối xứng M2PA 60 Hình 3.10 Kiến trúc M2PA SG 60 Hình 3.11 Kiến trúc M2UA SG 63 Hình 3.12 Ví dụ SG phân chia mặt logic hai mạng 69 Hình 3.13 Kiến trúc giao thức cho truyền tải không kết nối .73 Hình 3.14 Kiến trúc giao thức cho truyền tải hướng kết nối .73 Hình 3.15 Kiến trúc toàn IP 74 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Tổng hợp số so sánh M2PA M2UA 66 Bảng 3.2 Tổng hợp số so sánh M3UA SUA 77 CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT Thuật ngữ AAL ACK ACM ANM API APM ASP AT ATM BICC CIC CS DSP ETSI GGSN GUI HTTP IAM ID IDD IETF IN INAP IP ISDN ISUP ITU LEX MFC Tiếng Anh ATM Adaptation Layer Acknowledgement Address Complete Message Answer Message Application Programming Interface Application Transport Mechanism Application Server Process Access Tandem Asynchronous Transfer Mode Bearer Independent Call Control Circuit Identification Code Capability Set Digital Signal Processing European Telecommunications Standard Institute Gateway GPRS Support Node Graphical User Interface HyperText Transfer Protocol Initial Address Message Identifier Interface Identifier Internet Engineering Task Force Intelligent Network Intelligent Network Application Part Internet Protocol Integrated Services Digital Network ISDN User Part International Telecommunications Union Local Exchange Multi Frequency Code Tiếng Việt Lớp thích ứng ATM Bản tin xác nhận gói (SS7) Bản tin hoàn thành địa (SS7) Bản tin trả lời (SS7) Giao diện chương trình ứng dụng Cơ chế truyền dẫn ứng dụng Tiến trình server ứng dụng Tổng đài truy nhập Phương thức truyền không đồng Giao thức điều khiển gọi độc lập kênh mang Mã nhận dạng kênh (SS7) Tập lực Bộ xử lý tín hiệu số Viện chuẩn hoá viễn thông châu Âu Node hỗ trợ GPRS cổng Giao diện người dùng đồ hoạ Giao thức truyền tải siêu văn Bản tin khởi tạo địa (SS7) Nhận dạng Nhận dạng giao diện Nhóm kỹ thuật Internet Mạng thông minh Phần ứng dụng mạng thông minh Giao thức Internet Mạng số đa dịch vụ tích hợp Phần người dùng ISDN Hiệp hội viễn thông quốc tế Tổng đài nội hạt Mã tần MG MGC Media Gateway Media Gateway Controller MGCP Media Gateway Controller Protocol MGU Media Gateway Unit MPLS Multi-Protocol Label Switching NAS Network Access Servers NGN Next Generation Network OAM Operation Administration and Maintenance PBX Private Branch Exchange POTS Plain Old Telephone System PRI Primary Interface PSTN Public Switched Telephone Network QoS RFC RGW RLC SCN SCF SDH SG SGP SGSN SGU SIP SRF SRP SS7 SSF STP TCAP TCP TDM VNPT Quality of Service Request For Common Resident Gateway Release Complete Switched Circuit Network Service Control Function Synchronous Digital Hierarchy Signalling Gateway Signalling Gateway Process Serving GPRS Support Node Signalling Gateway Unit Session Initiation Protocol Specialised Resource Function Special Resource Point Signalling System number Service Switching Function Signalling Transfer Point Transaction Capabilities Application Part Transfer Control Protocol Time Division Multiplex VietNam Posts and elecommunications Cổng phương tiện Thiết bị điều khiển cổng phương tiện Giao thức điều khiển cổng phương tiện Đơn vị cổng phương tiện Chuyển mạch nhãn đa giao thức Các máy chủ truy nhập mạng Mạng hệ sau Vận hành khai thác bảo dưỡng Tổng đài nhánh nội hạt Hệ thống điện thoại truyền thống Giao diện Mạng thoại chuyển mạch công cộng Chất lượng dịch vụ Các chuẩn IETF Gateway nội hạt Hoàn thành giải phóng gọi Mạng chuyển mạch kênh Chức điều khiển dịch vụ Phân cấp số đồng Cổng báo hiệu Tiến trình cổng báo hiệu Node hỗ trợ GPRS phục vụ Đơn vị cổng báo hiệu Giao thức khởi tạo phiên Chức tài nguyên đặc biệt Điểm tài nguyên đặc biệt Hệ thống báo hiệu số Chức chuyển mạch dịch vụ Điểm chuyển tiếp báo hiệu Phần ứng dụng khả phiên Giao thức điều khiển truyền tải Ghép kênh phân chia theo thời gian Tổng công ty bưu viễn thông Việt Nam 10 tuyến SS7 Nó mở rộng MTP2 tới node xa Mã điểm SG node SS7 với SG node mã điểm SS7 mã điểm Các lớp SS7 cao SG có lớp SS7 SG lớp SS7 cao hơn, ví dụ SCCP cao MTP3 Quản lý Dựa MTP3 Sử dụng thủ tục quản lý M2UA 3.3.3 Giao thức lớp thích ứng người sử dụng phần truyền tin mức SS7 (M3UA) a Giới thiệu M3UA M3UA giao thức hỗ trợ truyền tải báo hiệu người sử dụng SS7 MTP3 qua mạng IP sử dụng dịch vụ SCTP Các thành phần giao thức cho phép hoạt động không theo kiểu luồng thực thể ngang hàng người sử dụng MTP3 mạng SS7 mạng IP Giao thức sử dụng SG MGC hay sở liệu IP, hay ứng dụng IP Nhìn chung, chế phân phát báo hiệu từ SG tới MGC hay sở liệu IP phải đáp ứng yêu cầu sau: - Hỗ trợ truyền tải tất tin người sử dụng MTP3 SS7 (ví dụ ISUP, SCCP, TUP…) - Hỗ trợ hoạt động không theo kiểu luồng thực thể giao thức người sử dụng MTP3 - Hỗ trợ quản lý liên kết truyền tải SCTP lưu lượng SG hay nhiều MGC hay sở liệu IP - Hỗ trợ chia tải và khả định tuyến lại (fail-over) MGC hay sở liệu IP - Hỗ trợ thông báo không đồng thay đổi trạng thái tới chức quản lý 68 b Kiến trúc giao thức M3UA Kiến trúc khung xác định để truyền báo hiệu chuyển mạch kênh qua mạng IP sử dụng nhiều thành phần, bao gồm giao thức truyền tải báo hiệu chung module thích ứng để hỗ trợ dịch vụ yêu cầu giao thức báo hiệu chuyển mạch kênh từ lớp giao thức bên [6] Trong kiến trúc khung đó, M3UA xác định nằm module thích ứng người sử dụng MTP3 phù hợp cho việc hỗ trợ truyền tải tin lớp giao thức xác nhận MTP mức Các lớp giao thức bao gồm ISUP, SCCP, TUP… M3UA sử dụng dịch vụ SCTP giao thức truyền tải báo hiệu chung tin cậy bên Điều tận dụng nhiều ưu điểm SCTP nêu phần M2UA c Các dịch vụ cung cấp lớp M3UA + Hỗ trợ truyền tải tin người sử dụng MTP3 Lớp MTP3 cho phép truyền tải hàm nguyên thuỷ qua liên kết SCTP thiết lập SGP ASP hay IPSP Tại ASP, trường hợp đến điểm đích qua nhiều SGP, lớp M3UA phải chọn lựa qua SGP tin định tuyến hay hỗ trợ cân tải qua SGP, giảm thiểu truyền sai thứ tự + Các chức quản lý chủ động Lớp M3UA cung cấp khả thị lỗi tin M3UA nhận thông báo cần thiết quản lý nội M3UA ngang hàng + Phối hợp hoạt động với chức quản lý mạng MTP3 Tại SGP, lớp M3UA cho phép phối hợp hoạt động với chức quản lý MTP3 để hỗ trợ hoạt động không theo kiểu luồng ứng dụng báo hiệu chuyển mạch kênh mạng SS7 mạng IP Điều bao gồm: 69 - Cung cấp thị tới người sử dụng MTP3 ASP đến điểm đích mạng SS7 - Cung cấp thị tới người sử dụng MTP3 ASP đến điểm đích - Cung cấp thị tới người sử dụng MTP3 ASP tin tới điểm đích mạng SS7 tình trạng nghẽn SS7 + Hỗ trợ quản lý liên kết SCTP SGP ASP Lớp M3UA SGP trì trạng thái khả dụng tất ASP xa thiết lập cấu hình để quản lý liên kết SCTP lưu lượng thực thể ngang hàng M3UA M3UA trì trạng thái nghẽn tình trạng kích hoạt hay không ASP xa d Chức M3UA + Biểu diễn mã điểm báo hiệu Trong mạng báo hiệu SS7, để định tuyến được, SG phải chịu trách nhiệm trình bày tập node mạng IP thành mạng SS7 Bản thân SG điểm báo hiệu mạng SS7 đánh địa với mã điểm SS7 mục đích quản lý MTP3 Mã điểm SG sử dụng cho đánh địa người sử dụng MTP3 SG chẳng hạn lớp SCCP nội Một SG phân chia mặt logic để hoạt động nhiều mạng SS7 Trong trường hợp vậy, SG đánh địa với mã điểm mạng, biểu diễn tập node mạng IP sang mạng SS7 Hình vẽ sau cho thấy SG phân chia mặt logic hai mạng: 70 Hình 3.12 Ví dụ SG phân chia mặt logic hai mạng + Routing Context Routing Key Việc phân chia tin SS7 SGP server ứng dụng xác định Routing Key Routing Context gắn liền với Một Routing Key tập cần thiết thông số SS7 sử dụng để lọc tin SS7, thông số Routing Context giá trị nguyên byte kết hợp với Routing Key theo quan hệ 1:1 Do Routing Context xem mục tới bảng phân phối tin node gửi chứa Routing Key - Giới hạn Routing Key Routing Key phải cho tin báo hiệu SS7 nhận phải hoàn toàn phù hợp hay phần với kết định tuyến Giá trị dải thông số Routing Key không cần thiết phải liên tiếp - Quản lý Routing Key Routing Context Có hai cách để giám sát Routing Key SGP Một Routing Key cấu hình tĩnh cách sử dụng giao diện quản lý thực độc lập hay cách động thủ tục đăng ký Routing Key M3UA Khi sử dụng giao diện quản lý để cấu hình Routing Key, chức phân phối tin SGP không bị giới hạn tập thông số mà thuật toán phân phối tin khác sử dụng [6] + Phối hợp hoạt động SS7 M3UA Trong trường hợp phối hợp hoạt động SS7 M3UA, lớp thích ứng M3UA thiết kế phép mở rộng hàm nguyên thuỷ xác định MTP3 - Lớp SS7 cổng báo hiệu SG chịu trách nhiệm kết cuối MTP mức giao thức SS7 cung cấp mở rộng sở IP tới người sử dụng 71 Từ phía mạng SS7, SG phải truyền nhận tin SS7 MSU tới từ mạng PSTN qua giao diện mạng SS7 chuẩn, sử dụng phần truyền tin SS7 MTP để cung cấp truyền dẫn tin cậy tin - Phối hợp hoạt động SS7 M3UA SG SGP cung cấp phối hợp hoạt động mặt chức chức truyền tải mạng SS7 mạng IP cách hỗ trợ lớp thích ứng M3UA Nó cho phép truyền tải tin báo hiệu người sử dụng MTP3 tới từ ASP IP, nơi mà có lớp giao thức người sử dụng MTP ngang hàng - Server ứng dụng (AS) Các nhóm AS chịu trách nhiệm cung cấp hỗ trợ chung cho hay nhiều lớp cao SS7 Nhìn từ phía mạng SS7, Các nhóm quản lý điểm báo hiệu SPMC cung cấp hỗ trợ đầy đủ cho dịch vụ lớp cao cho mã điểm xác định Trong trường hợp ASP kết nối tới nhiều SGP, lớp M3UA phải trì trạng thái điểm đích SS7 thiết lập cấu hình gửi tin phụ thuộc vào trạng thái hạn chế/tắc nghẽn/khả dụng tuyến đường tới điểm đích SS7 + Mô hình dự phòng bảo vệ AS Tất tin người sử dụng MTP3 (ví dụ ISUP, SCCP) phù hợp với Routing Key giám sát SGP xếp vào AS AS tập tất ASP gắn với Routing Key xác định Mỗi ASP tập kích hoạt, không kích hoạt hay không khả dụng ASP kích hoạt xử lý lưu lượng, ASP không kích hoạt dùng để dự phòng Mô hình định tuyến lại chống lỗi hỗ trợ dự phòng "n+k", n số ASP tối thiểu xử lý lưu lượng k số ASP khả dụng để thay cần 72 + Điều khiển dòng Sự quản lý nội hạt ASP phải dừng lưu lượng qua liên kết SCCP để tạm thời để liên kết không phục vụ để tiến hành kiểm tra hay bảo dưỡng Chức lựa chọn để sử dụng để điều khiển việc bắt đầu truyền lưu lượng liên kết SCTP khả dụng 3.3.4 Giao thức lớp thích ứng người sử dụng SCCP (SUA) a Giới thiệu SUA SUA giao thức dùng để truyền tải báo hiệu người sử dụng SCCP qua mạng IP, chẳng hạn MAP, INAP, RANAP , sử dụng Giao thức truyền dẫn điều khiển luồng SCTP Giao thức thiết kết theo kiểu module đối xứng, cho phép làm việc kiến trúc mạng khác nhau, chẳng hạn kiến trúc từ SG tới điểm báo hiệu IP kiến trúc báo hiệu IP ngang hàng Cơ chế phân phối tin phải đáp ứng yêu cầu sau: - Hỗ trợ truyền tải tin phần người sử dụng SCCP - Hỗ trợ dịch vụ không kết nối SCCP - Hỗ trợ dịch vụ hướng kết nối SCCP - Hỗ trợ hoạt động thực thể giao thức người sử dụng SCCP - Hỗ trợ quản lý liên kết truyền tải SCCP SG node báo hiệu IP - Hỗ trợ node báo hiệu IP phân tán - Hỗ trợ thông báo không đồng thay đổi trạng thái cho chức quản lý b Kiến trúc truyền tải báo hiệu Kiến trúc khung cho truyền tải báo hiệu chuyển mạch kênh qua mạng IP – SIGTRAN sử dụng nhiều thành phần bao gồm giao thức IP, giao thức truyền tải báo hiệu chung module thích ứng để hỗ trợ dịch vụ cho giao thức báo hiệu mạng chuyển mạch kênh riêng biệt từ lớp giao thức bên 73 Nhìn chung, kiến trúc SUA xây dựng theo kiểu ngang hàng peer – to – peer Ta xem xét kiến trúc cho phối hợp hoạt động từ SS7 tới IP để truyền tải hướng kết nối không kết nối Trong trường hợp này, giả sử ASP khởi tạo thiết lập liên kết SCTP với SG + Kiến trúc giao thức cho truyền tải không kết nối Trong kiến trúc này, lớp SUA SCCP giao tiếp với SG Cần phải có chức phối hợp hoạt động lớp SCCP SUA để cung cấp truyền tải tin người sử dụng tin quản lý - SG đóng vai trò điểm đầu cuối Trong trường hợp này, tin SCCP không kết nối định tuyến mã điểm (PC) số phân hệ (SSN) Phân hệ xác định SSN Routing Context coi nội SG - SG đóng vai trò điểm chuyển tiếp Chức GTT thực SG trước điểm đến tin xác định Vị trí thực tế người sử dụng SCCP không liên quan đến mạng SS7 GTT tạo "tập thực thể SCCP" mà từ nhận server ứng dụng AS Sự lựa chọn AS dựa địa SCCP bên bị gọi Hình 3.13 Kiến trúc giao thức cho truyền tải không kết nối 74 + Kiến trúc giao thức cho truyền tải hướng kết nối Trong kiến trúc này, lớp SCCP SUA chia sẻ giao diện tiến trình cổng báo hiệu SGP để kết hợp hai phiên kết nối cần thiết cho việc truyền tải liệu hướng kết nối SEP ASP Cả hai phiên kết nối thiết lập định tuyến tin yêu cầu kết nối từ điểm cuối báo hiệu SEP qua SGP tới ASP ngược lại Hình 3.14 Kiến trúc giao thức cho truyền tải hướng kết nối + Kiến trúc toàn IP Kiến trúc sử dụng để mang giao thức sử dụng dịch vụ truyền tải SCCP mạng IP Nó cho phép phát triển mạng cách mềm dẻo, đặc biệt không cần thiết phải tương tác với mạng báo hiệu cũ Kiến trúc loại bỏ nhu cầu chức cổng báo hiệu Hình 3.15 Kiến trúc toàn IP 75 + Kiến trúc fail – over ASP fail – over khả định tuyến lại lưu lượng báo hiệu yêu cầu đến ASP, hay nhóm ASP thay AS trường hợp lỗi hay không khả dụng ASP sử dụng Giao thức SUA hỗ trợ chức fail – over ASP để hỗ trợ độ khả dụng cao khả xử lý biên dịch c Các dịch vụ cung cấp lớp SUA + Hỗ trợ truyền tải tin người sử dụng SCCP SUA hỗ trợ truyền tải tin người sử dụng SCCP Lớp SUA SG ASP hỗ trợ truyền tải không theo kiểu luồng tin người sử dụng SG ASP + Hỗ trợ lớp giao thức SCCP Phụ thuộc vào người sử dụng SCCP hỗ trợ, SUA hỗ trợ lớp giao thức SCCP cách suốt Các lớp giao thức xác định sau: - Giao thức lớp cung cấp truyên tải không thứ tự tin người sử dụng SCCP theo chế không kết nối - Giao thức lớp cho phép người sử dụng SCCP lựa chọn việc phân phát tin người sử dụng SCCP theo chế không kết nối - Giao thức lớp cho phép truyền tải song hướng tin người sử dụng SCCP cách thiết lập kết nối báo hiệu cố định hay tạm thời - Giao thức lớp cho phép đặc tính giao thức lớp với chức điều khiển dòng xác định tin bị hay sai thứ tự Giao thức lớp thực dịch vụ SCCP không kết nối Giao thức lớp thực dịch vụ SCCP hướng kết nối + Các chức quản lý chủ động Lớp SUA cung cấp khả để thị lỗi tin giao thức SUA để cung cấp thông báo cho chức quản lý nội thực thể ngang hàng xa cần thiết 76 + Phối hợp hoạt động với chức quản lý mạng SCCP SUA sử dụng tin quản lý ASP sẵn có để xử lý trạng thái ASP Sự phối hợp hoạt động với tin quản lý SCCP bao gồm DUNA, DAVA, DAUD, DRST, DUPU hay SCON nhận tin SSP, SSA, SST hay SSC ASP thích hợp Những hàm nguyên thuỷ sau gửi chức quản lý SUA SCCP SG có kiện xảy mạng IP SS7 d Các chức cung cấp bên lớp SUA + Sắp xếp địa SG Thông thường, hay nhiều ASP kích hoạt AS trường hợp chuyển tiếp hay lỗi đó, ASP kích hoạt SGP đệm tin thuộc AS thời gian T(r) hay ASP trở lại khả dụng Khi ASP khả dụng trước hết thời gian T(r), SGP đưa tất tin khỏi đệm khởi tạo thủ tục từ chối hay trả lại phù hợp + Sắp xếp địa ASP Để chuyển tin tới mạng SS7, ASP thực xếp địa để chọn SGP thích hợp cho tin Điều thực cách đọc DPC thành phần khác tin đi, trạng thái mạng SS7, độ khả dụng SGP, bảng cấu hình Routing Context Một SG bao gồm hay nhiều SGP Tuy nhiên, tin SUA sử dụng để quản lý trạng thái SGP Bất tồn liên kết SCTP tới SGP, coi khả dụng + Chức xếp địa node chuyển tiếp Chức chuyển tiếp thực khi: - Định tuyến tiêu đề chung (Gloal Title) - Định tuyến tên node (Hostname) - Định tuyến SSN PC hay SSN địa IP địa node chuyển tiếp 77 Việc biên dịch / định thông tin địa tạo kết sau: - Định tuyến SSN: ID liên kết SCTP tới node đích, SSN Routing Context / địa IP - Định tuyến GT: ID liên kết SCTP tới node chuyển tiếp tiếp theo, GT SSN / Routing Context - Định tuyến Hostname: ID liên kết SCTP tới node chuyển tiếp Hostname mói SSN / Routing Context - Một người sử dụng SUA nội (node đầu cuối / chuyển tiếp kết hợp) + Sắp xếp luồng SCTP SUA sử dụng luồng cho tin quản lý SUA Việc phân phát sử dụng để dự phòng cho việc yêu cầu phân phối tin quản lý Việc lựa chọn luồng dựa lớp giao thức sau: - Giao thức lớp 0: SUA lựa chọn chế phân phát không thứ tự Luồng chọn dựa thông tin lưu lượng khả dụng SGP ASP - Giao thức lớp 1: SUA phải lựa chọn chế phân phát thứ tự Luồng lựa chọn dựa thông số thứ tự cung cấp lớp cao thông qua giao diện nguyên thuỷ thông tin lưu lượng khác có SGP hay ASP - Giao thức lớp 3: SUA phải lựa chọn việc phân phát Luồng chọn dựa tham khảo nội kết nối thông tin lưu lượng khác có SGP ASP e So sánh M3UA SUA Bảng 3.2 Tổng hợp số so sánh M3UA SUA M3UA SUA Các điểm báo hiệu Vấn đề bị loại trừ Các tính chất yêu cầu để hỗ trợ đặc sử dụng SUA 78 SCCP tính khác SCCP phải tương tác với hệ thống quốc gia khác Việc loại trừ SCCP làm giảm độ phức tạp Độ phức tạp M3UA cần dịch vụ node mạng (việc thực thi thực SCCP tốt việc quản lý), làm giảm cước phí Về mặt định tuyến Về mặt đánh địa Các dịch vụ ISUP Trong M3UA tin SUA cho phép mạng IP điều khiển từ mã định tuyến tin điểm tới mã điểm sử dụng thông tin tiêu đề toàn cục Sử dụng M3UA, node IP yêu cầu phải có địa IP mã điểm ấn định dành cho Được hỗ trợ Sử dụng SUA, node IP không tiêu thụ tài nguyên mã điểm Không hỗ trợ 3.4 Kết luận Trong chương cuối, sau tìm hiểu tổng quan mạng NGN mạng báo hiệu số chương trước, đồ án trình bày chồng giao thức SITRAN giao thức truyền dẫn báo hiệu luồng SCTP Trong chương trình bày chi tiết giao thức nằm phân lớp thích ứng để hỗ trợ truyền tải báo hiệu SS7 qua mạng NGN như: M2PA, M2UA, M3UA, SUA 79 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Mạng hệ sau NGN nghiên cứu, chuẩn hoá tổ chức viễn thông lớn giới nhằm đáp ứng nhu cầu tăng tính mở, tương thích linh hoạt để cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện với tính ngày mở rộng Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, đồ án hoàn thành đạt số nội dung sau: 80 - Giới thiệu tổng quan mạng NGN; số khái niệm phối hợp báo hiệu mạng PSTN mạng NGN - Tóm tắt vấn đề hệ thống báo hiệu số lý để tiếp tục triển khai sử dụng hệ thống báo hiệu mạng mới, IP mạng NGN - Mô tả chồng giao thức SIGTRAN giao thức SCTP; yêu cầu nguyên nhân dẫn đến phát triển giao thức - Tìm hiểu giao thức nằm phân lớp thích ứng chồng giao thức SIGTRAN Trên sở đó, hướng phát triển đề tài sau : - Nghiên cứu sâu hoạt động SIGTRAN, phối hợp hoạt động với giao thức khác Nắm bắt bám sát tình hình triển khai nghiên cứu giao thức giới - Nghiên cứu sâu yêu cầu bảo mật SIGTRAN Giải vấn đề có ý nghĩa việc thực bước trình lên xây dựng mạng NGN từ mạng PSTN tại, cung cấp dịch vụ với độ tin cậy an toàn lớn Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn ThS Đặng Thái Sơn tận tình hướng dẫn em trình tìm hiểu, nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, gia đình bạn bè động viên giúp đỡ trình học tập nghiên cứu để hoàn thành đồ án TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ThS Nguyễn Thị Thanh Kỳ, Bài giảng báo hiệu mạng viễn thông, Học viện bưu viễn thông, Hà Nội, 1999 [2] Lê Ngọc Giao, Nghiên cứu phương án ứng dụng hệ thống báo hiệu số vào mạng viễn thông Việt Nam, NXB ĐHQGHN, Hà Nội, 2000 81 [3] ThS Bùi Quốc Nam, Bài giảng NGN, Học viện bưu viễn thông, Hà Nội, 2006 [4] Nguyễn Khánh Toàn, Tổng quan hệ thống báo hiệu số 7, Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN, Hà Nội, 2006 [5] Đỗ Thành Chung, Signalling Transport (SIGTRAN), Trung tâm Ứng dụng Công nghệ mới, Viện KHKT Bưu điện, NXB Bưu Điện, Hà Nội, 2008 [6] Nguyễn Anh Quân, Mạng NGN giao thức báo hiệu điều khiển, Đại Học Công nghệ - ĐHQGHN, Hà Nội, 2008 [7] NGN 2004 Project Description, Version 3, ITU, 12 Fecbruary 2004 82 [...]... với sự phát triển của mạng trong tương lai [4] 2.2 Cấu trúc hệ thống mạng báo hiệu số 7 2.2.1 Các thành phần chính của mạng báo hiệu số 7 a Điểm báo hiệu (Signalling Points) Mạng báo hiệu số 7 hoạt động song song với mạng truyền tải Kiến trúc mạng báo hiệu số 7 định nghĩa ba tập các node gọi là các điểm báo hiệu (SPs), được kết nối với nhau bởi các tuyến báo hiệu Mỗi một điểm báo hiệu SP được phân biệt... báo hiệu Trong thuật ngữ của CCS No .7, khi hai nút báo hiệu có khả năng trao đổi các bản tin báo hiệu với nhau thông qua mạng báo hiệu ta nói giữa chúng tồn tại một liên kết báo hiệu Các mạng báo hiệu có thể sử dụng 3 kiểu báo hiệu khác nhau, trong đó ta hiểu “kiểu” là mối quan hệ giữa đường đi của bản tin báo hiệu và đường tiếng có liên quan [4] + Kiểu kết hợp: Trong kiểu kết hợp các bản tin báo hiệu. .. kênh báo hiệu này được sử dụng chung cho một số lượng lớn các kênh tiếng Trong báo hiệu CCS, thông tin báo hiệu cần truyền được tạo thành các đơn vị tín hiệu gọi là các gói số liệu Ngoài các thông tin về báo hiệu, trong đơn vị báo hiệu còn có các chỉ thị về kênh tiếng và các thông tin địa chỉ, thông tin điều khiển lỗi, thông tin quản trị và vận hành mạng Hệ thống báo hiệu số 7 (CCS7 hay SS7) là một... đường số liệu báo hiệu, nó tương đương với mức vật lý trong mô hình OSI Đường số liệu báo hiệu là một đường truyền dẫn số liệu hai chiều Nó bao gồm hai kênh số liệu hoạt động đồng thời trên hai hướng ngược nhau với cùng một tốc độ Đường số liệu báo hiệu có thể là đường tín hiệu số hoặc tương tự Đường số liệu báo hiệu số được xây dựng trên kênh truyền dẫn số (64 Kb/s) và tổng đài chuyển mạch số Đường số. .. báo hiệu được chia làm hai loại : Báo hiệu đường thuê bao và báo hiệu liên tổng đài Báo hiệu đường thuê bao là báo hiệu giữa các máy đầu cuối tức là giữa máy điện thoại và tổng đài nội hạt Báo hiệu liên tổng đài là báo hiệu giữa các tổng đài với nhau Báo hiệu liên tổng đài gồm hai loại: Báo hiệu kênh riêng CAS (Channel Associated Signalling) và báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signalling) 23 Báo. .. Báo hiệu kênh riêng là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong kênh tiếng hoặc trong một số kênh có liên quan chặt chẽ với kênh tiếng Hệ thống báo hiệu này có nhược điểm là tốc độ thấp, dung lượng thông tin bị hạn chế, chính vì vậy mà không đáp ứng được yêu cầu của các dịch vụ mới Báo hiệu kênh chung là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong một kênh tách biệt với các kênh tiếng và kênh báo. .. vì có lỗi 2.2.3 Các bản tin báo hiệu trong mạng báo hiệu số 7 Trong mạng báo hiệu số 7, các node thông tin với nhau bằng các bản tin dưới dạng gói gọi là các đơn vị báo hiệu (Signal unit – SU) Có ba kiểu bản tin báo hiệu được phân biệt với nhau bởi trường chỉ thị độ dài (LI – Length Indicator), đó là: + Đơn vị tín hiệu bản tin MSU: đây là bản tin quan trọng và phức tạp nhất trong ba loại bản tin Không... biến nhất trong giai đoạn đó Ví dụ, kỹ thuật xung quay số ( Dial Pulse) đã được thay thế bằng MFC Đó là một kiểu báo hiệu trong băng” hay còn gọi là báo hiệu kênh riêng CAS (Channel Associated Signalling), sử dụng cùng một mạng để truyền báo hiệu và tín hiệu thoại Kỹ thuật báo hiệu trong băng được thay thế bởi mạng SS7 vào những năm 1 970 Giao thức SS7 trao đổi thông tin giữa các phần tử trong mạng PSTN... ngay báo hiệu SS7 bằng công nghệ IP mà phải tính đến một giải pháp cho phép truyền tải báo hiệu số 7 trên nền IP 2.1 Giới thiệu chung về báo hiệu và hệ thống báo hiệu số 7 Trong mạng viễn thông, báo hiệu được coi là một phương tiện để chuyển thông tin và các lệnh từ điểm này đến điểm khác Các thông tin và các lệnh này có liên quan đến quá trình thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi Thông thường báo. .. lỗi (1 bit) - LI (Chỉ thị độ dài): Trường LI chỉ ra số lượng Octet có trong một đơn vị báo hiệu tính từ sau trường LI đến trước trường CK Trong đó: LI = 0 : Đơn vị báo hiệu thay thế (FISU) LI = 1 hoặc 2 : Đơn vị báo hiệu trạng thái đường (LSSU) LI thuộc (2;63) : Đơn vị báo hiệu bản tin (MSU) 2.3 Chồng giao thức báo hiệu số 7 Chồng giao thức báo hiệu số 7 có 4 mức : 3 mức của phần truyền bản tin MTP – ... tuyến báo hiệu mạng báo hiệu số 27 2.2.2 Các kiểu kiến trúc báo hiệu Trong thuật ngữ CCS No .7, hai nút báo hiệu có khả trao đổi tin báo hiệu với thông qua mạng báo hiệu ta nói chúng tồn liên kết báo. .. mạng Điều có nghĩa thay báo hiệu SS7 công nghệ IP mà phải tính đến giải pháp cho phép truyền tải báo hiệu số IP 2.1 Giới thiệu chung báo hiệu hệ thống báo hiệu số Trong mạng viễn thông, báo hiệu. .. thống mạng báo hiệu số 2.2.1 Các thành phần mạng báo hiệu số a Điểm báo hiệu (Signalling Points) Mạng báo hiệu số hoạt động song song với mạng truyền tải Kiến trúc mạng báo hiệu số định nghĩa