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... 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”

giới thiệu Báo hiệu trong mạng Viễn thông đợc sử dụng để phát tín hiệu điều khiển hoặc thông tin để kết nối cuộc gọi, cung cấp dịch vụ cho ngời sử dụng. Chẳng hạn báo hiệu giữa ngời sử dụng và mạng Viễn thông bao gồm : Quay số, cấp âm mời quay số, âm báo bận . Do đó báo hiệu đợc coi là phơng 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, đờng truyền và thiết bị đầu cuối mạng. Khi đa ra một hệ thống mới vào khai thác nó sẽ ảnh hởng 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 tơng lai. Hệ thống báo hiệu CCS 7 là cơ sở của công nghệ Viễn thông hiện đại, là mục tiêu đầu tiên nhng cũng đầy khó khăn mà mạng Viễn thông của bất cứ quốc gia nào cũng phải trải qua trên con đờng phát triển của mình. Khác với báo hiệu trớc đây, hệ thống báo hiệu CCS 7 có nhiều u điểm nổi bật : Giảm thời gian thiết lập cuộc gọi, nâng cao độ tin cậy, linh hoạt trong việc định tuyến báo hiệu, tăng cờng 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 : Ch ơng I : Giới thiệu về hệ thống báo hiệu Ch ơng II : Cấu trúc mạng báo hiệu CCS 7 Ch ơng III : Phần chuyển bản tin MTP Ch ơng IV : Phần điều khiển đấu nôi báo hiệu (SCCP) Ch ơng V : Phần ứng dụng khả năng giao dịch (TCAP) Ch ơng VI : Phần ứng dụng vận hành bảo dỡng và qunả lý mạng (OMAP) Ch ơng VII : ứng dụng báo hiệu số 7 trong tổng đài Alcatel 1000 E10 Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa Điện Tử Viễn Thông, đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy giáo: Nguyễn hữu Chung đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Vì thời gian và trình độ bản thân còn có hạn nên phần đề tài này sẽ có những thiếu sót nhất định, tôi rất mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên T-1 mục lục Nội dung Giới thiệu1 1 . . . . . . Mục lục Chơng i : Giới thiệu về hệ thống báo hiệu .6 I.Khái quát chung .6 II. Phân loai báo hiệu và hệ thống báo hiệu .8 III.Các chức năng báo hiệu .8 IV. Vai trò của báo hiệu trong mạng viễn thông hiện đại 12 1. Ưu điểm của CCS 7 12 2. Sơ đồ hệ thông báo hiệu kênh kết hợp và báo hiệu kênh chung 14 Chơng II: Cấu trúc mạng báo hiệu 15 I. Cấu trúc mạng 15 1. Khái quát chung về mạng báo hiệu CCS 7 15 2. Các khái niệm 15 3. Cấu trúc mạng báo hiệu CCS 7 .16 3.1. Cấu hình mạng tơng hỗ và không tơng hỗ 16 3.2.Cấu trúc mạng báo hiệu quốc gia và mạng báo hiệu quốc tế .17 II. Cấu túc phân mức của hệ thống CCS 7 19 1. Mô hình chuẩn OSI 19 T-2 2. Thủ tục thông tin 20 3. Mô tả các lớp 21 4. Mối quan hệ giữa hệ thống báo hiệu CCS7 và mô hình chuẩn OSI.22 Chơng III. Phần chuyển bản tin MTP 24 I. Cấu trúc chứ năng MTP ở mức 1 .25 1 Đờng báo hiệu số .25 2 Đờng báo hiệu Analog 26 II. Cấu trúc chức năng của MTP ở mức 2 33 III. Cấu trúc chức năng của MTP ở mức 3 .33 1 Giới thiệu .33 2 Xử lý bản tin báo hiệu 36 2.1. Chức năng định tuyến bản tin .36 2.2. Chức năng phân biệt bản tin 36 2.3. Chức năng phân phối bản tin 37 3. Chức năng quản lý mạng báo hiệu .37 3.1. Quản lý lu lợng báo hiệu .38 3.2. Quản lý đờng báo hiệu 38 3.3. Quản lý tuyến báo hiệu .38 Chơng IV. Phần điều khiển đấu nối báo hiệu (SCCP) 40 I. Giới thiệu chung 40 1 Giới thiệu .40 2.Sơ đồ khối cấu trúc của SCCP 40 II. Các dịch vụ của SCCP .41 1 Dịch vụ đấu nối định hớng 41 2 Dịch vụ không đấu nối 41 T-3 III. Các loại giao thức 42 IV. Cấu trúc bản tin SCCP .42 1 Khuôn dạng bản tin .43 2 Loai bản tin .43 3 Các tham số của bản tin 44 V. Thủ tục báo hiệu .45 1 Các thủ tục không đấu nối _ Giao thức loại 0 và 1 .45 2 Các thủ tục đấu nối theo định hớng 45 2.1 Thiết lập đấu nối .45 2.2 Chuyển giao số liệu .46 2.3 Giải phóng đấu nối 46 VI. Cấu trúc chứ năng của SCCP .46 1 Khối điều khiển đấu nối theo định hớng .47 2 Khối điều khiển không đấu nối .47 3 Khối điều khiển định tuyến .47 Chơng V: Phần ứng dụng khả năng giao dịch (TCAP) 49 I. Giới thiệu .49 II. Cấu trúc của TCAP 50 1 Phân lớp thành phần 51 2 Phân lơp giao dịch .51 2.1. Xử lý hội thoại 51 2.2. Xử lý thành phần .52 2.3. Phân đoạn bản tin 52 2.4. Chất lợng dịch vụ 52 2.5. Báo cáo phản hồi .53 III. Cấu trúc bản tin TCAP 53 1 Các phần tử thông tin 53 T-4 2 Cấu trúc bản tin TCAP 54 3 Chuyển thông tin TCAP trong mạng báo hiệu 55 Chơng VI: Phần ứng dụng vận hành và bảo dỡng 56 I. Phần ứng dụng vận hành_ quản lý bảo dỡng .56 1 Mô hình quản lý 56 2 Các phần tử dịch vụ ứng dụng OMAP 57 II. Phần ngời sử dụng điện thoại TUP .57 1 Dạng thức cơ bản của các bản tin .57 2 Các tín hiệu thoại 57 3 Khuôn dạng và mã 58 III. Phần ngời sử dụng ISDN ISUP 58 CHƯƠNG: IV ứng dụng báo hiệu số 7 trong tổng đài Alcatel 1000 E10 .60 I. Tổng quan vè tổng đài Alcatel 1000 E10 60 II. Cấu trúc chung của tổng đài Alcatel 1000 E10 .60 III. ứng dụng báo hiệu số 7 trong tổng đài Alcatel 1000 E10 61 IV. Mô hình hệ thống báo hiệu số 7 trong tổng đài Alcatel 1000 E10 62 1 Cấu trúc chức năng của MTP mức 1 .63 2 Cấu trúc chức năng của MTP mức 2 .64 3 Cấu trúc chức năng của MTP mức 3 .64 4 Cấu trúc chức năng của MTP mức 4 .65 5 Phòng vệ phần mềm báo hiệu số 7 65 V. Thủ tục quản lý hệ thống báo hiệu số 7 .67 VI. Nhận xét 68 Các thuật ngữ viết tắt .69 T-5 Chơng I: Giới thiệu về hệ thống báo hiệu I. Khái quát chung về báo hiệu Trong mạng Viễn thông, báo hiệu đợc coi là một phơng tiện đợc 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 thờng báo hiệu đợc chia làm hai loại: + Báo hiệu đờng 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 đờng thuê bao là báo hiệu giữa máy đầu cuối, thờng 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 đợc 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 - Báo hiệu kênh chung là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong một kênh tách biệt với các kênh tiếng (nó đợc truyền trong các gói dữ liệu) báo hiệu này đợc sử dụng chung cho một số lợng lớn kênh tiếng. T-6 Báo hiệu BH đờng thuê bao BH liên tổng đài BH kênh riêng BH kênh chung 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 đợc truyền trên một đờng báo hiệu riêng biệt đã đợc ấn định, các tín hiệu có thể truyền theo nhiều cách khác nhau : trong băng, ngoài băng, hoặc trong khe thời gian16 trong tổ chức đa khung của các đờng( PCM) Có nhiều hệ thống báo hiệu CAS khác nhau đợc 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, nh 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 thờng các tín hiệu đợc truyền dới dạng xung hoặc theo( tone) hoặc tổ (hpj ) của các tần số. Phơng thức báo hiệu đơn tần đợc 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 thờng 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 phơng thức báo hiệu mới này, các đờng truyền số liệu cao giữa các bộ sử lý của tổng đài ( SPC ) đợc sử dụng để mang mọi thông tin báo hiệu . Báo hiệu đợc truyền trên cả hai hớng với mỗi hớng một kênh số liệu. Các đờng truyền này đợc tách rời với các kênh tiếng, mỗi đờng 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 đợc 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 đờng 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 T-7 II. Phân loại báo hiệu và hệ thống báo hiệu Loại Báo hiệu đờng thuê bao Báo hiệu liên đài Tín hiệu giám sát Tín hiệu chiếm giữ Tín hiệu xoá hớng thuận Tín hiệu trả lời Tín hiệu xoá hớng nghịch Tín hiệu đang chiếm giữ Tín hiệu trả lời Tín hiệu đang lập lại Tín hiệu Release - Guad Tín hiệu Clear - Back Tín hiệu địa chỉ Tín hiệu DP, tín hiệu PB Tín hiệu DP, tín hiệu MF Tín hiệu âm nghe thấy Âm báo quay số, âm báo bận chuông và âm báo nghe đợc Tín hiệu báo chuông Tín hiệu chuông Tín hiệu đo lờng Tín hiệu báo nhận tiền xu (đối với máy Playphone) tín hiệu đo xung Đây là những tín hiệu chính III. Các chức năng báo hiệu Báo hiệu rất cần thiết cho quá trình vận hành và bảo dỡng 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 lới trở nên phức tạp hơn thì các chức năng báo hiệu cần phải đợc 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 nh thiết bị kênh vệ tinh. T-8 5 6 Ví dụ về việc sử dụng báo hiệu đợc thể hiện ở hình 2 sẽ minh hoạ trình tự đấu nối cho một cuộc gọi thông thờng. 1. Trớc 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 đợc 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. 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. T-9 Thuê bao Đờng dây Trung kế Đờng 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 đợc cắt đấu nối đàm thoại sảy ra sau đó 2 9 sảy ra sau đó Nhấc máy trả lời Cắt chuông Đặt máy Báo hiệu liên đài Báo hiệu thuê bao 8 6 Nhấp nháy 10 4 Đổ chuông Thời gian Đặt máy Nhấc máy trả lời báo hiệu thuê bao 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 đợc 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 đợc minh hoạ trong hình vẽ) 5. Bị gọi chấp nhận cuộc gọi bằng cách nhấc máy trả lời, tín hiệu này đợc gửi tới tổng đài. 7 Tổng đài cắt chuông và hồi âm chuông thiết lập tuyến nối giữa hai thuê bao 8. Tuyến nối đợc 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 đợc yêu cầu. 9.Tổng đài chủ gọi chiếm một trung kế rỗi, gửi chiếm đờng 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 đợc hiểu nh 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 đợc 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 Giám sát dùng đẻ chỉ đặc tính đôi (bình thờng có sự cố, đang hoạt động không hoạt động) nh 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 đợc xác định để xem liệu các thiết bị cần thiết có sẵn sàng hay không để chiếm dữ chúng. Giám sát cũng đợc dùng để trao đổi trạng thái thiết bị yêu cầu. Nh vậy báo hiệu giám sát cung cấp các thiết bị nhằm đạt đợc các ph- ơng tiện để thiết lập một cuộc gọi. Báo hiệu giám sát đợc sử dụng để khởi tạo một cuộc gọi duy trì hoặc giải phóng tuyến nối đã đợc thiết lập, để bắt đầu hoặc kết thúc quá trình tính cớc, gọi lại ngời 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 nh sau: + Tín hiệu chiếm giữ: Báo cho tổng đài đợc chọn rằng một thuê bao hoặc đầu cuối đã bắt đầu hoạt động T-10