Hệ thống báo hiệu CCS 7

Báo hiệu trong mạng Viễn thông được sử dụng để phát tín hiệu điều khiển hoặc thông tin để kết nối cuộc gọi, cung cấp dịch vụ cho người sử dụng. Chẳng hạn báo hiệu giữa người sử dụng và mạng Viễn thông bao gồm : Quay số, cấp âm mời quay số, âm báo bận...

GIỚI THIỆU Báo hiệu trong mạng Viễn thông được sử dụng để phát tín hiệu điều khiển hoặc thông tin để kết nối cuộc gọi, cung cấp dịch vụ cho người sử dụng. Chẳng hạn báo hiệu giữa người sử dụng và mạng Viễn thông bao gồm : Quay số, cấp âm mời quay số, âm báo bận . Do đó báo hiệu được coi là phương tiện thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi, nó có chức năng quan trọng đảm bảo sự kết nối giữa các tổng đài, đường truyền và thiết bị đầu cuối mạng. Khi đưa ra một hệ thống mới vào khai thác nó sẽ ảnh hưởng lớn và lâu dài tới chức năng mạng. Vì vậy báo hiệu đòi hỏi phải có tính mềm dẻo sao cho dễ thích nghi với sự mở rộng trong tương lai. Hệ thống báo hiệu CCS 7 là cơ sở của công nghệ Viễn thông hiện đại, là mục tiêu đầu tiên nhưng cũng đầy khó khăn mà mạng Viễn thông của bất cứ quốc gia nào cũng phải trải qua trên con đường phát triển của mình. Khác với báo hiệu trước đây, hệ thống báo hiệu CCS 7 có nhiều ưu điểm nổi bật : Giảm thời gian thiết lập cuộc gọi, nâng cao độ tin cậy, linh hoạt trong việc định tuyến báo hiệu, tăng cường năng lực truyền tải các thông tin báo hiệu dễ sử dụng cho các mục đích khác nhau trong quản lý khai thác, quản lý và phát triển mạng. Tuy nhiên hệ thống báo hiệu CCS 7 là một tập hợp các thiết bị vàgiải pháp kỹ thuật phức tạp mà lõi của nó nằm trong phần mềm các hệ thống chuyển mạch hiện đại. Vì vậy việc kiểm tra sử lý báo hiệu đều thông qua các thiết bị chuyên dụng, các thủ tục nghiêm ngặt. Trong Đồ án tốt nghiệp “Hệ thống báo hiệu CCS 7” này tôi xin nghiên cứu một số vấn đề cơ bản sau : Chương I: Giới thiệu về hệ thống báo hiệu Chương II: Cấu trúc mạng báo hiệu CCS 7 Chương III: Phần chuyển bản tin MTP Chương IV: Phần điều khiển đấu nôi báo hiệu (SCCP) Chương V: Phần ứng dụng khả năng giao dịch (TCAP) Chương VI: Phần ứng dụng vận hành bảo dưỡng và qunả lý mạng (OMAP) 1 Chương VII: ứng dụng báo hiệu số 7 trong tổng đài Alcatel 1000 E10 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU I. Khái quát chung về báo hiệu Trong mạng Viễn thông, báo hiệu được coi là một phương tiện được truyền thông tin và các lệnh từ điểm này đến điểm khác. Các thông tin này có liên quan đến việc thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi. Thông thường báo hiệu được chia làm hai loại: + Báo hiệu đường thuê bao (báo hiệu giữa tổng đài và thêu bao) + báo hiệu liên tổng đài (Báo hiệu giữa tổng đài và tổng đài ) - Báo hiệu đường thuê bao là báo hiệu giữa máy đầu cuối, thường đó là máy điện thoại với tổng đài nội hạt. - Báo hiệu liên tổng đài là báo hiệu giữa các tổng đài với nhau. Báo hiệu liên tổng đài được chia thành hai loại: + Báo hiệu kênh riêng (CAS) + Báo hiệu kênh chung (CSS) - Báo hiệu kênh riêng là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong một kênh tiếng hoặc một kênh có liên quan chặt chẽ với kênh tiếng 2 - Báo hiệu kênh chung là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong một kênh tách biệt với các kênh tiếng (nó được truyền trong các gói dữ liệu) báo hiệu này được sử dụng chung cho một số lượng lớn kênh tiếng. Hình 1.I Phân loại hệ thống báo hiệu  Đặc điểm của 2 loại báo hiệu này là: + Báo hiệu liền kênh: Là loại báo hiệu trong đó các tín hiệu được truyền trên một đường báo hiệu riêng biệt đã được ấn định, các tín hiệu có thể truyền theo nhiều cách khác nhau : trong băng, ngoài băng, hoặc trong khe thời gian16 trong 3 Báo hiệu BH đường thuê bao BH liên tổng đài BH kênh riêng BH kênh chung tổ chức đa khung của các đường( PCM) Có nhiều hệ thống báo hiệu CAS khác nhau được sử dụng: - Hệ thống báo hiệu xung thập phân còn gọi là đơn tần - Hệ thống báo hiệu hai tần số (2VF) - Hệ thống báo hiệu xung đa tần bị khống chế, như là hệ thống báo hiệu mã đa tần R2 của CCITT - Hệ thống báo hiệu xung đa tần Ta thấy trong các hệ thống báo hiệu này, thông thường các tín hiệu được truyền dưới dạng xung hoặc theo( tone) hoặc tổ (hpj ) của các tần số. Phương thức báo hiệu đơn tần được sử dụng chủ yếu cho chức năng giám sát, ví dụ thông báo trạng thái rỗi hay bận của trung kế bằng cách phát một âm đơn tần thường dùng tần số (2600Hz) lên trung kế rỗi, điều này có nghĩa là khi không có âm trung kế ở trạng thái đa tần mã R2 của( CCITT ) + Báo hiệu kênh chung (CCS): Trong phương thức báo hiệu mới này, các đường truyền số liệu cao giữa các bộ sử lý của tổng đài ( SPC ) được sử dụng để mang mọi thông tin báo hiệu . Báo hiệu được truyền trên cả hai hướng với mỗi hướng một kênh số liệu. Các đường truyền này được tách rời với các kênh tiếng, mỗi đường báo hiệu này có thể mang thông tin báo hiệu cho nhiều kênh tiếng Trong báo hiệu kênh chung thông tin báo hiệu cần phải được gói lại thành các gói số liệu. Ngoài các thông tin về báo hiệu trong các gói số liệu cần có các chỉ thị về kênh tiếng và các thông tin địa chỉ, thông tin điều khiển…Các tổng đài ( SPC ) cùng với các đường báo hiệu tạo thành một mạng chuyển mạch gói riêng biệtvới mạng điện thoại. Mạng chuyển mạch gói này chính là mạng báo hiệu kênh chung 4 II. Phõn loi bỏo hiu v h thng bỏo hiu Loi Bỏo hiu ng thuờ bao Bỏo hiu liờn i Tớn hiu giỏm sỏt Tớn hiu chim gi Tớn hiu xoỏ hng thun Tớn hiu tr li Tớn hiu xoỏ hng nghch Tớn hiu ang chim gi Tớn hiu tr li Tớn hiu ang lp li Tớn hiu Release - Guad Tớn hiu Clear - Back Tớn hiu a ch Tớn hiu DP, tớn hiu PB Tớn hiu DP, tớn hiu MF Tớn hiu õm nghe thy Âm báo quay số, âm báo bận chuông và âm báo nghe đợc Tớn hiu bỏo chuụng Tớn hiu chuụng Tớn hiu o lng Tớn hiu bỏo nhn tin xu (i vi mỏy Playphone) tớn hiu o xung õy l nhng tớn hiu chớnh 5 III. Các chức năng báo hiệu Báo hiệu rất cần thiết cho quá trình vận hành và bảo dưỡng mạng Viễn thông và liên quan đến một khía cạnh của mạng. Đối với một mạng Viễn thông công cộng rộng lớn thì yêu cầu về mặt kế hoạch điều khiển là rất phức tạp và khi mạng lưới trở nên phức tạp hơn thì các chức năng báo hiệu cần phải được phát triển theo. Một số chức năng quan trọng nhất là: - Thông tin có thể nghe thấy ở các thuê bao, bao gồm: Âm mời quay số, âm báo bận. - Gửi các con số bị gọi đến các tổng đài để thực hiện đấu nối. - Truyền các thông tin giữa các tổng đài, mà nó chỉ ra rằng cuộc gọi không thể hoàn thành. - Tín hiệu chuông. - Truyền các thông tin sử dụng trong việc dự đoán và cô lập lỗi hệ thống. - Điều khiển các thiết bị đặc biệt như thiết bị kênh vệ tinh. 6 Thuê bao Đường dây Trung kế Đường dây Thuê bao chủ gọi bị gọi Đặt máy Nhấc máy Âm mời Quay số Địa chỉ Cắt chuông Các thuê bao Đặt máy Ngắt đấu nối Báo hiệu thuê bao Rỗi 1 Nhấc máy Nhấc nối Nhấc máy Đặt máy Địa chỉ 7 Chuông 5 Nhấc máy trả lời Cắt hồi âm chuông được cắt đấu nối đàm thoại sảy ra sau đó 2 9 Nhấc máy trả lời Nhấp nháy 10 4 Đổ chuông Thời gian 5 6 Ví dụ về việc sử dụng báo hiệu được thể hiện ở hình 2 sẽ minh hoạ trình tự đấu nối cho một cuộc gọi thông thường. 1. Trước khi tiến hành cuộc gọi cả hai máy đều ở trạng thái “Đặt máy” tức là không sử dụng. Cuộc gọi bắt đầu khi một máy điện thoại nhấc tổ hợp “Nhấc máy”. tín hiệu này được gửi đến tổng đài một cách tự động. 2. Khi đó tổng đài sẽ cấp âm mời quay số cho thuê bao chủ gọi báo hiệu rằng thuê bao có thể quay số. 7 sảy ra sau đó Cắt chuông Đặt máy Báo hiệu liên đài Báo hiệu thuê bao 8 6 Đặt máy Nhấc máy trả lời báo hiệu thuê bao 3. Thuê bao chủ gọi quay số, báo hiệu cho tổng đài đại chỉ của thuê bao chủ gọi. 4. Nếu thuê bao bị gọi báo rỗi. Tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến thuê bao bị gọi thông báo rằng có một cuộc gọi tới. a. Nếu thuê bao bị gọi rỗi tổng đài sẽ gửi hồi âm chuông về thuê bao chủ gọi trong khi đâng cấp chuông thì bị gọi. b. Nếu thuê bao bị gọi bận, tổng đài sẽ gửi tín hiệu báo bận về thuê bao chủ gọi (không được minh hoạ trong hình vẽ) c. Nếu cuộc gọi không thể hoàn thành qua tổng đài thì tổng đài sẽ gửi bản thông báo cho chủ gọi (không được minh hoạ trong hình vẽ) 5. Bị gọi chấp nhận cuộc gọi bằng cách nhấc máy trả lời, tín hiệu này được gửi tới tổng đài. 7 Tổng đài cắt chuông và hồi âm chuông thiết lập tuyến nối giữa hai thuê bao 8. Tuyến nối được giả phóng khi một trong hai thuê bao đặt máy. Khi thuê bao bị gọi thuộc tổng đài khác so với thuê bao chủ gọi thì các chức năng báo hiệu tổng đài sau đây sẽ được yêu cầu. 9.Tổng đài chủ gọi chiếm một trung kế rỗi, gửi chiếm đường lên trung kế và yêu cầu tổng đài chủ gọi chuẩn bị thanh ghi để trao đổi thông tin địa chỉ 10.Tổng đài bị gọi tín hiệu nhấc máy sau đó là tín hiệu đặt máy. Tín hiệu nhấc máy được hiểu như là tín hiệu dặt máy. “Nhấp nháy” thông báo thanh ghi đã sẵn sàng. 11. Tổng đài chủ gọi con số địa chỉ. Tổng quan chi tiết của các chức năng báo hiệu được phân thành các phân nhóm sau: - Chức năng giám sát - Chức năng địa chỉ - Các thông tin cuộc gọi - chức năng quản lý 1. Chức năng giám sát 8 Giám sát dùng đẻ chỉ đặc tính đôi (bình thường có sự cố, đang hoạt động – không hoạt động) như là yêu cầu về dịch vụ, trả lời, trở về trạng thái rỗi . Giám sát liên quan đến đặc tính sẵn có của thuê bao gọi và các thiết bị trên mạng, các tín hiệu báo hiệu giám sát được xác định để xem liệu các thiết bị cần thiết có sẵn sàng hay không để chiếm dữ chúng. Giám sát cũng được dùng để trao đổi trạng thái thiết bị yêu cầu. Như vậy báo hiệu giám sát cung cấp các thiết bị nhằm đạt được các phương tiện để thiết lập một cuộc gọi. Báo hiệu giám sát được sử dụng để khởi tạo một cuộc gọi duy trì hoặc giải phóng tuyến nối đã được thiết lập, để bắt đầu hoặc kết thúc quá trình tính cước, gọi lại người điều hành cho một cuộc nối thiết lập, cảnh báo cho thuê bao. Báo hiệu giám sát liên quan đến cả chức năng trạng thái và điều khiển. Phân loại chính của các tín hiệu giám sát như sau: + Tín hiệu chiếm giữ: Báo cho tổng đài được chọn rằng một thuê bao hoặc đầu cuối đã bắt đầu hoạt động + Tín hiệu đang chiếm giữ chiếm giữ: Với tín hiệu này tổng đài trước đó sẽ làm cho tổng đài sẵn sàng nhận tín hiệu đỉa chỉ (Đối với luồng tín hiệu của một cuộc gọi thì tổng đài trước đó sẽ gọi cho tổng đài gần bên gọi hơn, tổng đài gần bên bị gọi sẽ là tổng đài tiếp theo. + Tín hiệu Clear – Forward: Tín hiệu xoá hướng thuận thông báo tới tổng đài là bên gọi nhấc máy + Tín hiệu trả lời: Cho biết là bên bị gọi đã trả lời + Tín hiệu Proeed – to – sent: Thông báo cho tổng đàI trước đó rằng tổng đàI kế tiếp nhận được địa chỉ + Tín hiệu Realease – Guard: Tổng đàI kế tiếp báo cho tổng đàI trước đó rằng tất cả các thiết bị đã được phục hồi và bây giờ đã sẵn sàng nhận nhận một tín hiệu giám sát cuộc gọi khác. 9 2. Chức năng địa chỉ Các tín hiệu địa chỉ xác định ra một thuê bao. Ban đầu tín hiệu địa chỉ được tạo ra khi thuê bao chủ gọi quay số. Các địa chỉ này có thể được truyền qua mạng để trợ giúp cho việc định tuyến cuộc gọi, định vị và cấp chuông thuê bao chủ gọi. Báo hiệu địa chỉ cung cấp các thiết bị cho việc xác định thuê bao tham gia vào một cuộc gọi, hoặc phần cuộc. báo hiệu địa chỉ chuyển các thông tin như là con số thuê bao chủ gọi hoặc bị gọi, mã quốc gia, mã vùng hoặc mã tiếp cận trung kế PABX. Báo hiệu địa chỉ liên quan đến việc truyền các số thuê bao bị gọi đến thuê bao tổng đài hoặc từ tổng đài này đến tổng đầi khác. Báo hiệu địa chỉ bao gồm các tín hiệu liên quan đến việc định tuyến. Các loại chính của tín hiệu địa chỉ + Tín hiệu DP (xung quay số): Một tín hiệu xung DP truyền tải số được quy định chập ngắt mạch vòng của đường một chiều. DP được sử dụng trong báo hiệu đường truyền thuê bao và báo hiệu liên đài. Một tín hiệu DP có hai tốc độ tuyến là 10 và 20 xung trên một giây Một tín hiệu DP có ưu điểm là chỉ cần một máy tạo xung và nhận xung tương đối đơn giản. DP có nhược đIểm là việc truyền và nhận tín hiệu mất thờ gian dài. + Tín hiệu ấn phím số PB (Push – Button): Một tín hiệu PB sử dụng 3 tần số cao và 4 tần số thấp của dải tần thoại. Tín hiệu cho biết số đã quay bởi tổ hợp của một tần số của mỗi nhóm tần số cao và nhóm tần số thấp, tín hiệu này được sử dụng trong báo hiệu đường thuê bao. Tín hiệu PB có ưu điểm chỉ cần một thao tác đơn giản và truyền tín hiệu trong thời gian ngắn. Tuy nhiên do tín hiệu được truyền thông qua kênh thoịa nên cần có một vài cách ngăn chặn việc sử dụng sai chức năng thoại. + Tín hiệu đa tần MF: 10 [...]... khiển IV Vai trò của baó hiệu CCS 7 trong mạng Viễn thông hiện đại 11 Hệ thống báo hiệu kênh chung CCS 7 là hệ thống báo hiệu mà trong đó các kênh báo hiệu được sử dụng các bản tin có nhán để truyền thông tin báo hiệu có liên quan đến việc vận hành, quản lý và bảo dưỡng mạng + Mục tiêu chính của hệ thống báo hiệu CCS 7 theo khuyến nghị CCITT quy định là cung cấp một hệ thống báo hiệu kênh chung đạt tiêu... báo hiệu cùng các đường báo hiệu kết nối chúng 2 Các khái niệm a Điểm báo hiệu ( SP ) Điểm báo hiệu là một nút chuyển mạch hoặc một nút sử lý trong một mạng báo hiệu đã được cài đặt chức năng báo hiệu CCS 7 của CCITT Một tổng đài điện thoại hoạt động như một nút báo hiệu phải là tổng đài SPC và mạng báo hiệu CCS 7 là dạng thông tin số liệu giữa các bộ vi xử lý Mọi điểm báo hiệu trong một mạng báo hiệu. .. cuối báo hiệu (SP) Để nâng cao độ tin cậy của mạng báo hiệu CCS 7 và STP thường phảI có cấu trúc kép Các STP đều bao gồm cả hai chức năng (SP) và (STP) tức là chúng đều có thể gửi đI kết cuối và chuyển các bản tin báo hiệu 3 Cấu trúc mạng báo hiệu CCS 7 I.1 Cấu hình mạng tương hỗ và không tương hỗ Trong báo hiệu số 7 khi hai nút có khả năng trao đổi các bản tin báo hiệu giữa chúng thông qua mạng báo hiệu. .. trên, nó được xác định bằng một mã điểm báo hiệu riêng trong từng mạng báo hiệu 19 Vùng 2 STPquốc gia STP quốc tế Vùng 1 Hình 4.II: Mạng báo hiệu quốc gia Quốc gia 4 Quốc gia 1 20 Quốc gia 2 Quốc gia 3 Hình 3.II: Mạng báo hiệu quốc tế II Cấu trúc phân mức của hệ thống CCS 7 1 Mô hình chuẩn OSI Mạng báo hiệu kênh chung sử dụng hệ thông báo hiệu kênh chung CCS 7 vễ cơ bản là một dạng truyền số liệu Nó... các giao thức báo hiệu CCS 7có thể đơn giản hoá việc liên kết mạng để truy nhập tới các kho dữ liệu ở xa mạng đó 13 2.Sơ đô hệ thống báo hiệu kênh kết hợp và hệ thống báo hiệu kênh chung Các trung kế SF M¹ng chuyÓn m¹ch SF M¹ng chuyÓn m¹ch SF SF SF SF Phát MF MF µF µF Các trung kế m¹ng chuyÓn chuyÓn m¹ch m¹ch m¹ng chuyÓn m¹ch 14 CCS CCS µP Đầu cuối Đầu cuối µP Đường báo hiệu Hình 3.I Báo hiệu kênh kết... cuối của báo hiệu, có khả năng xử lý các bản tin báo hiệu có liên quan A B C D Đường thoại Liên kết báo hiệu Hình 1.II Các diểm báo hiệu 16 b Điểm chuyển tiếp báo hiệu (STP) ĐIểm chuyển tiếp báo hiệu là đIểm báo hiệu có khả năng định tuyến cho các bản tin, chuyển tiếp bản tin báo hiệu từ đường này đến đường kia mà không có khả năng xử lý bẩn tin này Một STP có thể là một nút định tuyến báo hiệu thuần... tinh Kết cuối báo hiệu tạI từng đầu cuối của đường báo hiệu gồm có tổ chức chức năng của MTP mức 2 để phát và thu các bản tin báo hiệu số 7 Các lớp trong OSI 7 Các lớp trong CCS 7 OMAP ASE ISUP - UP TCAP 6 5 30 4 SCCP MTP - 3 3 MTP - 2 MTP - 1 2 1 Hình 3.III: MTP mức 1 trong cấu trúc phân lớp của CCS 7 1 Đường báo hiệu số Một đường báo hiệu số gồm một kênh truyền dẫn số đấu nối hai hệ thống chuyển mạnh... thành các tín hiệu phù hợp với môi trường truyền dẫn 4 Mối quan hệ giữa hệ thống báo hiệu CCS 7 và mô hình chuẩn OSI Hệ thống báo hiệu CCS 7 là một kiểu thông tin số liệu chuyển mạch gói, nó được cấu trúc theo kiểu Module, rất giống với mô hình OSI, nhưng nó chỉ có 4 mức Ba mức thấp nhất hợp thành phần chuyển bản tin MTP, mức thứ 4 gồm các phần ứng dụng Ta có thể thấy ở hình dưới Như vậy CCS 7 không hoàn... báo hiệu quốc gia và mạng báo hiệu quốc tế Để đáp ứng nhu cầu phát triển của mạng Viễn thông hiện đại, mạng báo hiệu CCS 7 phải có cấu trúc phân mức Thông thường một mạng quốc gia bao gồm hai mức ứng với hai mcs STP là mức quốc gia và mức vùng Mạng báo hiệu quốc gia được phân chia thành các vùng báo hiệu, mỗi vùng do một cặp STP đảm nhiệm Mỗi vùng báo hiệu lại có thể phân chia thành từng vùng báo hiệu. .. chuyÓn m¹ch m¹ch m¹ng chuyÓn m¹ch 14 CCS CCS µP Đầu cuối Đầu cuối µP Đường báo hiệu Hình 3.I Báo hiệu kênh kết hợp (CAS) Báo hiệu kênh chung (CCS) CHƯƠNG II: CẤU TRÚC MẠNG BÁO HIỆU I Cấu trúc mạng 1 Giới thiệu về mạng báo hiệu CCS 7 Trong báo hiệu kênh chung (CCS) các bản tin báo hiệu được định hướng qua mạng để thực hiện các chức năng quản lý cuộc gọi (Thiết lập duy trì và giải phóng cuộc gọi ) và