Truyền tải báo hiệu trong mạng ngn

Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục TRNG I HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU TRONG MẠNG NGN Giảng viên hướng dẫn: THS CAO THÀNH NGHĨA Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN THỊNH Lớp 48K TVT NGH AN, THNG 1-2012 i Đồ án tốt nghiệp §¹i häc Mơc lơc MỤC LỤC MỤC LỤC i CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT iv LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGN 1.1.1 khái niệm 1.1.2 Đặc điểm NGN 1.1.3 Kiến trúc mạng NGN 1.1.4 Các thành phần mạng NGN 10 1.2 KẾT NỐI GIỮA MẠNG NGN VÀ MẠNG PSTN TRUYỀN THỐNG 13 1.2.1 Sơ lược báo hiệu PSTN 13 1.2.2 Báo hiệu mạng IP 15 1.2.3 Kết nối báo hiệu mạng PSTN mạng IP 16 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 18 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÁO HIỆU VÀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 19 2.2 CẤU TRÚC HỆ THỐNG MẠNG BÁO HIỆU SỐ 20 2.2.1Các thành phần mạng báo hiệu số 20 2.2.2Các kiểu kiến trúc báo hiệu 23 2.2.3Các tin báo hiệu mạng báo hiệu số 23 2.3 CHỒNG GIAO THỨC BÁO HIỆU SỐ 27 2.3.1Phần truyền tin MTP 29 2.3.2 Các chức người sử dụng MTP 31 2.3.3 Người sử dụng SS7 34 2.3.4 Các phần ứng dụng INAP,MAP,OAMP 37 2.4 VÍ DỤ VỀ THIẾT LẬP CUỘC GỌI ĐƠN GIẢN SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 40 CHƯƠNG TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ TRONG NGN 43 3.1 SIGTRAN 44 3.1.1 Giới thiệu khái quát SIGTRAN 44 3.1.2Các kiến trúc sử dụng SIGTRAN 45 3.1.3 Kiến trúc giao thức SIGTRAN 49 ii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 3.1.4 Các yêu cầu chức SIGTRAN 49 3.1.5 Các yêu cầu bảo mật SIGTRAN 52 3.2 GIAO THỨC TRUYỀN DẪN ĐIỀU KHIỂN LUỒNG SCTP 53 3.2.1Khái niệm SCTP 53 3.2.2 Động lực thúc đẩy để phát triển SCTP 53 3.2.3 Mơ hình chức SCTP 55 3.2.4 Khn dạng gói tin SCTP 59 3.2.5 Cơ chế phân phát liệu SCTP 61 3.2.6 Cơ chế nốt đa địa STCP (MULTI HOMED NODE) 62 3.2.7 Quá trình thiết lập,truyền liệu hủy bỏ liên kết hai đầu cuối SCTP 63 CHƯƠNG CÁC GIAO THỨC THÍCH ỨNG TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ TRONG NGN 66 4.1 GIAO THỨC LỚP THÍCH ỨNG NGANG HÀNG NGƯỜI SỬ DỤNG PHẦN TRUYỀN BẢN TIN MỨC CỦA SS7 (M2PA) 66 4.1.1 Tổng quan M2PA 66 4.1.2 Kiến trúc chức sử dụng M2PA 67 4.1.3 Các dịch vụ cung cấp M2PA 69 4.1.4 Các chức cung cấp M2PA 70 4.2 GIAO THỨC LỚP THÍCH ỨNG NGƯỜI SỬ DỤNG PHẦN TRUYỀN BẢN TIN MỨC CỦA SS7 (M2UA) 71 4.2.1 Tổng quan M2UA 71 4.2.2 Sử dụng M2UA SG MGC 71 4.2.3 Các chức cung cấp M2UA 72 4.2.4 So sánh M2PA M2UA 75 4.3 GIAO THỨC LỚP THÍCH ỨNG NGƯỜI SỬ DỤNG PHẦN TRUYỀN BẢN TIN MỨC CỦA SS7 (M3UA) 78 4.3.1 Tổng quan M3UA 78 4.3.2 Kiến trúc giao thức M3UA 78 4.3.3 Các dịch vụ cung cấp lớp M3UA 79 4.3.4 Chức M2UA 82 4.3.5 Các cấu hình sử dụng điển hình 89 4.4 GIAO THỨC LỚP THÍCH ỨNG NGƯỜI SỬ DỤNG SCCP (SUA) 92 4.4.1 Tổng quan SUA 92 4.4.2 Kiến trúc truyền tải báo hiệu 93 4.4.3 Các dịch vụ cung cấp lớp SUA 95 4.4.4 Các chức cung cấp bên lớp SUA 97 iii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 4.4.5 So sánh M3UA SUA 100 4.5 CẤU TRÚC BẢN TIN M2PA, M2UA, M3UA, SUA 101 KẾT LUẬN 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT AAL ACF ACK ACM ANM API APM ARQ ASP AT ATM BICC CIC CS DPE DSP DTMF ETSI GGSN GK GUI GW HTTP IAM ID IDD IETF ATM Adaptation Layer Admission Confirmation Acknowledgement Acknowledgement Address Complete Message Answer Message Application Programming Interface Application Transport Mechanism Admission Request Application Server Process Access Tandem Asynchronous Transfer Mode Bearer Independent Call Control Circuit Identification Code Capability Set Distributed Processing Environment Digital Signal Processing Dual Tone Multiple Frequency European Telecommunications Standard Institute Gateway GPRS Support Node Gatekeeper Graphical User Interface Gateway HyperText Transfer Protocol Initial Address Message Identifier Interface Identifier Internet Engineering Task Force Lớp thích ứng ATM Xác nhận chấp nhận đăng nhập Bản tin xác nhận gói (SS7) Bản tin hồn thành địa (SS7) Bản tin trả lời (SS7) Giao diện chương trình ứng dụng Cơ chế truyền dẫn ứng dụng Yêu cầu đăng nhập 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 Môi trường xử lý phân tán Bộ xử lý tín hiệu số Xung đa tần Viện chuẩn hố viễn thơng châu Âu Node hỡ 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 iv Đồ án tốt nghiệp Đại học IN INAP IP ISDN ISUP ITU LEX MFC MG MGC Intelligent Network Intelligent Network Application Part Internet Protocol Integrated Services Digital Network ISDN User Part International Telecommunications Union Local Exchange Multi Frequency Code Media Gateway Media Gateway Controller MGCP Media Gateway Controller Protocol Media Gateway Unit MGU MPLS Multi-Protocol Label Switching Maximum Transmission Unit MTU Network Access Servers NAS Next Generation Network NGN Operation Administration and OAM Maintenance Private Branch Exchange PBX POTS Plain Old Telephone System Primary Interface PRI PSTN Public Switched Telephone Network Quality of Service QoS Registration, Admission and RAS Status Release REL Request For Common RFC RGW Resident Gateway Release Complete RLC RTP SCN SCF SDH SG SGCP SGP Thuật ngữ từ viết tắt Mng thụng 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 đã tần 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 Đơn vị truyền dẫn lớn 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 Đăng ký, chấp nhận trạng thái Bản tin giải phóng gọi (SS7) Các chuẩn IETF Gateway nội hạt Hồn thành giải phóng gọi (SS7) Real Time Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực Switched Circuit Network Mạng chuyển mạch kênh Service Control Function Chức điều khiển dịch vụ Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng Signalling Gateway Cổng báo hiệu Simple Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng đơn giản Signalling Gateway Process Tin trỡnh cng bỏo hiu v Đồ án tốt nghiệp Đại học SGSN SGU SIP SRF SRP SS7 SSF STP TCAP TCP TDM UDP VNPT VoIP 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 User Data gram Protocol VietNam Posts and Telecommunications Voice over Internet Protocol Thuật ngữ từ viÕt t¾t Node hỡ 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 Giao thức truyền datagram người sử dụng Tổng cơng ty bưu viễn thơng Việt Nam Truyền thoại qua giao thức Internet vi §å án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu LI NOI 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 có ảnh hưởng lớn đến mạng viễn thơng, đòi hỏi mạng viễn thơng 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 đã đưa ý tưởng mơ hình cấu trúc mạng hệ sau NGN Trong xu đó, ngành viễn thơng Việt Nam cũng có bước chuyển biến phát triển Mạng viễn thông Tổng Cơng ty Bưu Viễn thơng đã số hố với thiết bị đại loại hình dịch vụ ngày gia tăng số lượng chất lượng Bên cạnh VNPT, số công ty khác cũng đã từng bước tham gia vào việc khai thác thị trường cung cấp dịch vụ viễn thơng Đứng trước xu hướng tự hố 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 từng bước triển khai hạ tầng sở kỹ thuật đã bước đầu cung cấp số dịch vụ NGN cho người sử dụng Với xu hướng chuyển dần sang mạng hệ sau vậy, loạt vấn đề đặt kiến trúc mạng, phối hợp điều khiển, báo hiệu phần tử mạng, chất lượng dịch vụ cho mạng hệ sau Trong đó, 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 đã 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, v mt Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu nhng ú l phi truyn ti 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) Để làm điều này, loạt câu hỏi đặt như: SS7 over IP có sẵn sàng khơng? Có thể phát triển lên từ mạng SS7 không? độ khả dụng tin cậy? Sự mềm dẻo phân cấp? Để giải vấn để này, IETF đã xây dựng giao thức mới, cho phép truyền tải tin cậy báo hiệu PSTN nói riêng đặc biệt SS7 IP – giao thức SIGTRAN Đồ án "Truyền tải báo hiệu SS7 NGN" sẽ mô tả chi tiết đặc điểm, kiến trúc giao thức, vị trí ứng dụng SIGTRAN cũng giao thức truyền tải báo hiệu SCTP, sau đã trình bày khái niệm chung có tính chất tảng mạng NGN hệ thống báo hiệu số Đờ án cũng sẽ trình bày kỹ lưỡng lớp thích ứng hỡ trợ truyền tải báo hiệu số qua mạng NGN Đồ án gồm chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan mạng hệ sau NGN, khái niệm, kiến trúc, đưa mô hình NGN cũng vấn đề để kết nối báo hiệu mạng PSTN mạng NGN Chương 2: Trình bày khái quát vấn đề hệ thống báo hiệu số 7: đặc điểm, ưu điểm, thành phần mạng, chồng giao thức Chương 3: Trình bày chờng giao thức SIGTRAN giao thức truyền tải báo hiệu SCTP Chương 4: Trình bày chi tiết giao thức nằm phân lớp thích ứng hỡ trợ truyền tải báo hiệu SS7 qua mạng NGN, là: M2PA, M2UA, M3UA, SUA Tuy SIGTRAN đã ứng dụng triển khai thực tế nhiều thiết bị hãng việc nghiên cứu chồng giao thức vấn đề liên quan đòi hỏi kiến thức sâu rộng đầu tư thoả đáng thời gian Do vậy, chắc chắn đờ án khơng tránh khỏi sai sót cũng còn nhiều vấn đề chưa thoả đáng, cần xem xét thấu đáo Rất mong nhận bảo thầy giáo cùng góp y v phờ bỡnh ca cỏc bn Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu Em xin chõn thành cảm ơn Th.S Cao Thành Nghĩa thầy cô giáo khoa Điện tử viễn thông đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tận tình hướng dẫn em suốt q trình thực đờ án Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng I Một sè vÊn ®Ị vỊ NGN CHƯƠNG MỢT SỐ VẤN ĐỀ VỀ MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN Ngày chứng kiến thay đổi mang tính cách mạng thị trường dịch vụ thông tin Sự thay đổi không liên quan đến nhà sản xuất thiết bị, nhà cung cấp dịch vụ nhà nghiên cứu thị trường viễn thông mà còn nhiều người nhiều lĩnh vực khác xã hội Phương thức mà người trao đổi thông tin với nhau, giao tiếp với kinh doanh dịch vụ viễn thông cũng thay đổi theo cùng công nghiệp viễn thông Các kênh thông tin mạng viễn thông đại không còn mang thông tin thoại truyền thống mà còn truyền tải số liệu, video, tin nhắn Thông tin thoại, số liệu, fax, video dịch vụ khác cung cấp tới thiết bị đầu cuối điện thoại, thiết bị di động, máy tính cá nhân hàng loạt thiết bị khác Lưu lượng thông tin số liệu ngày đã vượt xa lưu lượng thông tin thoại vẫn không ngừng tăng với tốc độ gấp nhiều lần tốc độ gia tăng lưu lượng thông tin thoại truyền thống Chuyển mạch kênh, vốn đặc trưng mạng PSTN truyền thống đã khơng còn thích hợp nhường bước cho hệ thống chuyển mạch mạng hệ sau NGN (Next Generation Network) Tuy nhiên, lý kỹ thuật kinh tế mà hạ tầng mạng PSTN truyền thống bị thay cách tức thì, mạng NGN phải tính đến tương thích với mơi trường mạng có sẵn Trong q trình phát triển, vốn đầu tư sẽ dần dịch chuyển từ hạ tầng mạng chuyển mạch kênh sang hạ tầng mạng hệ sau Chương đồ án sẽ đề cập đến số vấn đề tổng quan mạng NGN như: khái niệm, kiến trúc mạng, thành phần mạng NGN Tiếp vấn đề quan tâm việc kết nối mạng hin ti v mng NGN Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV Các giao thức thích ứng xPA, xUA Bên SGP, điều đạt bằng cách sử dụng chức phối hợp hoạt động node SGP mà thực bên SCCP định tuyến tin thị / yêu cầu MTP-TRANSFER tới / từ MTP3 lớp M3UA, dựa SS7 DPC hay thông tin địa DPC/SSN Chức phối hợp hoạt động node khơng có giao thức ngang hàng thực với ASP SEP Chú ý rằng dịch vụ giao diện cung cấp lớp M3UA cấu hình truyền tải tin ISUP chức thực thực thể SCCP suốt lớp M3UA Các chức giao thức SCCP không tạo giao thức M3UA 4.4 Giao thức lớp thích ứng người sử dụng SCCP (SUA) 4.4.1 Tổng quan SUA SUA giao thức dùng để truyền tải bất kỳ 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 cũng 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 Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV Các giao thøc thÝch øng xPA, xUA 4.4.2 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 hỡ trợ dịch vụ cho giao thức báo hiệu mạng chuyển mạch kênh riêng biệt từ lớp giao thức bên Nhìn chung, kiến trúc SUA xây dựng theo kiểu ngang hàng peer – to – peer Trong phần tiếp theo, 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 rằng ASP khởi tạo thiết lập liên kết SCTP với SG 4.4.2.1 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 cũng tin quản lý SEP hay STP SS7 IP SGP ASP SUAP SUAP SCCP SCCP MTP3 MTP3 MTP2 MTP2 MTP1 MTP1 SUA SUA SCTP SCTP IP IP SUAP - Giao thức người sử dụng SCCP/SUA (ví dụ TCAP) Hình 4.10 Kiến trúc giao thức cho truyền tải không kết nối SG đóng vai trò là điểm đầu cuối Trong trường hợp này, tin SCCP không kết nối định tuyến bằng mã điểm (PC) số phân hệ (SSN) Phõn h c xỏc nh bi SSN v Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV Các giao thức thích øng xPA, xUA Routing Context coi nội SG Điều có nghĩa từ quan điểm mạng SS7, người sử dụng SCCP đặt SG SG đóng vai trò là 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 (và thông số SS7 khác phụ thuộc vào việc triển khai) 4.4.2.2 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 Việc định tuyến tin yêu cầu kết nối thực giống đã miêu tả phần trước SEP hay STP SS7 IP SGP ASP SUAP SUAP SCCP SCCP MTP3 MTP3 MTP2 MTP2 MTP1 MTP1 SUA SUA SCTP SCTP IP IP SUAP - Giao thức người sử dụng SCCP/SUA (ví dụ RANAP/RNSAP) Hình 4.11 Kiến trúc giao thức cho truyền tải hướng kết nối 4.4.2.3 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 cỏch Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV Các giao thøc thÝch øng xPA, xUA 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 IPSP IP IPSP SUAP SUAP SUA SUA SCTP SCTP IP IP Hình 4.12 Kiến trúc toàn IP 4.4.2.4 Kiến trúc fail – over ASP Như ta đã tìm hiểu từ chương trước, 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 Một AS xem danh sách tất ASP đã thiết lập cấu hình hay đăng ký để xử lý tin người sử dụng SCCP dải xác định thông tin định tuyến gọi Routing Key Một hay nhiều ASP danh sách thơng thường kích hoạt để xử lý lưu lượng ASP khác khơng kích hoạt khả dụng để thay trường hợp lỗi hay không khả dụng ASP kích hoạt 4.4.3 Các dịch vụ cung cấp bởi lớp SUA 4.4.3.1 Hỗ trợ truyền tải các 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 v ASP Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV Các giao thức thích ứng xPA, xUA 4.4.3.2 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 bằng cách thiết lập kết nối báo hiệu cố định hay tạm thời - Giao thức lớp cho phép đặc tính giao thức lớp cùng 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 4.4.3.3 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 4.4.3.4 Phối hợp hoạt động với các 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 4.4.3.5 Hỗ trợ quản lý giữa SGP ASP Lớp SUA cung cấp chức phối hợp hoạt động với chức quản lý SCCP SG để hoạt động mạng chuyển mạch kờnh v mng IP Nú phi: Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV Các giao thức thích ứng xPA, xUA - Cung cấp thị cho người sử dụng SCCP ASP rằng liên lạc với node / thực thể ngang hàng SS7 - Cung cấp thị cho người sử dụng SCCP ASP rằng liên lạc với node / thực thể ngang hàng SS7 - Cung cấp thị tắc nghẽn cho người sử dụng ASP - Cung cấp khởi tạo kiểm tra điểm cuối SS7 SG 4.4.3.6 Chức chuyển tiếp Để đạt mục đích độ phân cấp mạng, SUA phát triển với chức chuyển tiếp để xác định liên kết SCTP chặng tới điểm đích SUA Sự xác định chặng dựa thơng tin tiêu đề chung (ví dụ chuẩn đánh số E.164) tương tự SCCP GTT mạng SS7 Nó cũng dựa thông tin tên node chủ (Hostname), địa IP hay mã điểm chứa địa bên bị gọi Điều cho phép độ phân cấp, tin cậy mềm dẻo lớn ứng dụng triển khai rộng rãi SUA Sự sử dụng chức chuyển tiếp hay không phụ thuộc vào định triên khai mạng 4.4.4 Các chức được cung cấp bên lớp SUA Để thực khả chuyển tiếp đánh địa chỉ, SUA sử dụng chức sắp xếp địa (AMF) AMF yêu cầu tin nhận giao diện đầu vào AMF chịu trách nhiệm phân tích địa tin SCCP/SUA đầu vào tới liên kết SCTP tới đích mạng IP AMF sẽ lựa chọn liên kết SCTP thích hợp dựa thơng tin Routing Context / Routing Key đã có Đích đến node SUA cuối hay node SUA chuyên tiếp Routing Key tham chiếu đến AS, nơi mà có hay nhiều ASP xử lý lưu lượng cho AS Độ khả dụng trạng thái ASP xử lý tin quản lý SUA ASP Thông tin định tuyến / địa SS7 bao gờm Routing Key OPC, DPC, SIO nhãn định tuyến MTP3, số phân hệ SCCP hay ID biên dịch Địa IP tên host cũng sử dụng thơng tin Routing Key §å án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV Các giao thức thÝch øng xPA, xUA 4.4.4.1 Sắp xếp địa chỉ tại SG Thơng thường, hay nhiều ASP kích hoạt AS trường hợp chuyển tiếp hay lỡi đó, khơng có ASP kích hoạt SGP sẽ đệm tin thuộc AS thời gian T(r) hay ASP trở lại khả dụng Khi khơng có ASP khả dụng trước hết thời gian T(r), SGP sẽ đưa tất tin khỏi đệm khởi tạo thủ tục từ chối hay trả lại phù hợp Nếu khơng có sơ đờ địa phù hợp cho tin đến, chế xử lý mặc định xác định Các giải pháp cung cấp AS mặc định để định hướng tất lưu lượng chưa cung cấp vị trí cho tập ASP mặc định hay bỏ tin cung cấp thông báo cho chức quản lý 4.4.4.2 Sắp xếp địa chỉ tại ASP Để chuyển tin tới mạng SS7, ASP thực sắp xếp địa để chọn SGP thích hợp cho mỡi tin Điều thực bằng cách đọc DPC thành phần khác tin đi, trạng thái mạng SS7, độ khả dụng SGP, bảng cấu hình Routing Context Một SG bao gờm hay nhiều SGP Tuy nhiên, khơng có tin SUA sử dụng để quản lý trạng thái SGP Bất tồn liên kết SCTP tới SGP, coi khả dụng Cũng vậy, mỗi SGP SG thông tin với ASP liên quan đến AS cung cấp kết nối SS7 đồng tới ASP 4.4.4.3 Chức sắp xếp địa chỉ tại một 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 Việc biên dịch / định thông tin địa to mt nhng kt qu sau: Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV Các giao thức thích øng xPA, xUA - 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) Để tránh việc lặp vòng, đếm chặng SS7 sử dụng Node đầu cuối gốc (là node IP hay SS7) lập giá trị đếm chặng SS7 thành giá trị nhỏ (15 hay hơn) Mỗi lần chức chuyển tiếp thực mộ node trung gian hay chuyển tiếp, đếm chặng SS7 giảm xuống đơn vị Khi giá trị đạt đến 0, thủ tục trả lại hay từ chối thực với lý "vi phạm đếm chặng" 4.4.4.4 Sắp xếp luồng SCTP SUA hỗ trợ luồng SCTP SG AS cần phải trì danh sách SCTP người sử dụng SUA để sắp xếp Người sử dụng SCCP yêu cầu truyền tải tin cần gửi qua l̀ng với việc phân phát có thứ tự 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 khơng thứ tự Luồng chọn dựa thông tin lưu lượng khả dụng SGP ASP - Giao thức lớp 1: SUA phải lựa chọn chế phân phát khơng có thứ tự L̀ng lựa chọn dựa thông số thứ tự cung cấp lớp cao thông qua giao diện nguyên thuỷ thơng tin lưu lượng khác có SGP hay ASP Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV C¸c giao thøc thÝch øng xPA, xUA - 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 4.4.4.5 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 4.4.4.6 Quản lý tắc nghẽn Lớp SUA thông báo tình trạng tắc nghẽn cục hay mạng IP bằng chức thực phụ thuộc (ví dụ thị phụ thuộc thực từ SCTP) Tại ASP hay IPSP, lớp SUA thị tắc nghẽn tới người sử dụng SCCP nội bằng hàm nguyên thuỷ để yêu cầu đáp ứng phù hợp lớp cao Khi SG xác định rằng truyền tải tin SS7 gặp tình trạng tắc nghẽn SG tạo tin tắc nghẽn SS7 SCCP tới node SS7 gốc thủ tục tắc nghẽn chuẩn SCCP liên quan Việc tạo tin quản lý SCCP SS7 từ SG chức phụ thuộc thực Lớp SUA ASP hay IPSP thị tình trạng tắc nghẽn cục tới thực thể ngang hàng SUA với tin SCON Khi SG nhận tin tắc nghẽn (SCON) từ ASP, SG xác định rằng điểm cuối bị nghẽn, tạo thủ tục điều khiển tắc nghẽn chuẩn SCCP liên quan 4.4.5 So sánh M3UA SUA M3UA Các tính SCCP chất SUA Các điểm báo hiệu Vấn đề bị loại trừ yêu cầu để hỗ trợ sử dụng SUA đặc tính khác SCCP nu nú phi Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV C¸c giao thøc thÝch øng xPA, xUA tương tác với hệ thống quốc gia khác Độ phức tạp thực M3UA cần dịch vụ Việc loại trừ SCCP làm SCCP giảm độ phức tạp node mạng (việc thực thi tốt việc quản lý), làm giảm cước phí Về mặt định tuyến Trong M3UA SUA cho phép mạng IP tin điều khiển từ định tuyến tin mã điểm tới mã điểm sử dụng thông tin tiêu đề toàn cục Về mặt đánh địa Sử dụng M3UA, mỗi Sử dụng SUA, mỗi node IP yêu cầu node IP khơng tiêu thụ phải có địa IP tài nguyên mã điểm mã điểm đã ấn định dành cho Các dịch vụ ISUP Được hỡ trợ Khơng hỡ trợ Như thấy, nhìn chung, SUA giải pháp tốt SUA cung cấp mềm dẻo linh hoạt nhiều để thực kiến trúc mạng toàn IP so với dùng SCCP hay M3UA Việc đánh địa hiệu khả định tuyến SUA làm giảm đáng kể độ trễ truyền tải báo hiệu 4.5 Cấu trúc tin M2PA, M2UA, M3UA, SUA M2PA, M2UA, M3UA, SUA (gọi chung xUA, xPA) có cấu trúc tin tương tự Bản tin xUA, xPA bao gồm tiêu đề chung theo sau nhiều thông số độ dài thay đổi định nghĩa kiểu tin Cấu trúc tiêu đề chung tin xUA, xPA sau: §å án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV Các giao thức thÝch øng xPA, xUA 3 9 Version Spare Message Class Message Type Message Length Hình 4.13 Khuôn dạng tiêu đề chung tin xUA, xPA Ý nghĩa trường tiêu đề này: - Phiên (Version): gồm bit, phiên lớp tương thích xUA, xPA - Dự phòng (Spare): phần dự phòng gờm bit Nó phải thiết lập thành tồn phía gửi phía thu sẽ phải bỏ qua phần - Lớp tin (Message Class): gồm bit, thị lớp tin Các tin là: tin điều khiển, tin truyền tải, tin quản lý mạng báo hiệu SS7, tin bảo dưỡng trạng thái ASP, tin bảo dưỡng lưu lượng ASP… - Kiểu tin (Message Type): gồm bit, thị kiểu tin Đối với mỗi kiểu tin khác nhau, ví dụ như: tin tương thích người sử dụng MTP2, tin trì trạng thái tiến trình server ứng dụng, tin quản lý lưu lượng tiến trình server ứng dụng bit thị lại có ý nghĩa khác - Độ dài tin (Message Length): phần xác định độ dài tin theo octet, bao gồm phần tiêu đề Phần phải bao gồm byte độn thông số cần - Khuôn dạng thông số độ dài thay đổi: tin xUA bao gờm tiêu đề chung theo sau thông số độ dài thay đổi định nghĩa kiểu tin Các thông số độ dài thay đổi chứa tin xác định khuôn dạng giá trị độ dài thẻ sau: 3 9 Parameter Tag Parameter Length Patameter Value Hình 4.14 Khn dạng thơng số độ di thay i Đồ án tốt nghiệp Đại học Ch-ơng IV C¸c giao thøc thÝch øng xPA, xUA Các thơng số bắt buộc phải đặt trước thống số lựa chọn tin + Thẻ thông số (Parameter Tag): trường gồm 16 bit xác định loại thông số Nó nhận giá trị từ đến 65534 Các thông số chung sử dụng lớp thích ứng dải từ 0x00 đến 0xFF Các thơng số xác định M2UA dải từ 0x300 đến 0x3FF + Độ dài thông số (Parameter Length): 16 bit, chứa kích thước thơng số theo byte, bao gờm Thẻ thông số, độ dài thông số, trường giá trị thơng số Do đó, thơng số với trường giá trị thơng số độ dài phải có trường độ dài Độ dài thông số không bao gồm byte độn + Giá trị thông số (Parameter Value): độ dài thay đổi Trường giá trị thông số chứa thông tin thực truyền thông số Tổng độ dài thông số phải bội byte Nếu độ dài thông số không bội byte phía gửi phải đệm thêm vào sau trường giá trị thơng số byte tồn khơng Độ dài phần độn thêm không bao gồm trường độ dài thơng số Phía gửi khơng đệm thêm byte Phía thu sẽ bỏ qua byte m ny Đồ án tốt nghiệp Đại học Kết luËn KẾT LUẬN Mạng hệ sau NGN nghiên cứu, chuẩn hố tổ chức viễn thơng 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 Mạng viễn thơng Việt Nam ngày phát triển để đáp ứng nhu cầu kinh tế hội nhập giới việc phát triển mạng viễn thông lên NGN việc làm thiết nhằm đáp ứng nhu cầu Quá trình xây dựng phát triển mạng NGN phải tiến hành từng bước, có tính đến tương thích phối hợp với tảng mạng Trên sở phân tích đờ án đã tiến hành nội dung sau:  Giới thiệu tổng quan mạng NGN, mơ hình NGN số tổ chức viễn thông lớn; 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 chờng giao thức SIGTRAN Do mạng NGN vẫn đang trình xây dựng, phát triển chuẩn hoá nên việc triển khai SIGTRAN để truyền tải báo hiệu số qua mạng NGN phần nhiều vẫn phụ thuộc vào từng nhà cung cấp giải pháp thiết bị Trên sở kết đạt đờ án, nhận thấy còn số vấn đề cần nghiên cứu tiếp như:  Nghiên cứu sâu hoạt động SIGTRAN, phối hợp hoạt động với giao thức khác Nắm bắt bám sát tình hình triển khai cũng nghiên cứu giao thức giới  Nghiên cứu sâu yêu cầu bảo mt ca SIGTRAN Đồ án tốt nghiệp Đại học KÕt luËn Giải vấn đề sẽ có ý nghĩa việc thực bước trình lên xây dựng mạng NGN từ mạng PSTN hiên tại, đồng thời cung cấp nhiều dịch vụ với độ tin an toàn lớn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] NGN 2004 Project Description, Version 3, ITU, 12 February 2004 [2] Eurescom Project P1109 “Next Generation Network: The service offering standpoint”, 11-2001 [3] ThS Nguyễn Thị Thanh Kỳ, Bài giảng báo hiệu mạng viễn thông, Học viện công nghệ bưu viễn thơng, 1999 [4] Ericsson, Common Channel Signalling, 1992 [5] Uyless Black, ISDN and SS7 Architecture for Digital Signalling Networks, Prentice Hall, 1997 [6] “VNPT Lab trial NGN - Scope of work” Alcatel, 11/2003 [7] Dick Knight, Broadband Signalling Explained, John Wiley & Sons, 2000 [8] IETF RFC 2719: " Framework Architecture for Signalling Transport", October 1999 [9] IETF RFC 2960: "Stream Control Transmission Protocol", October 2000 [10] IETF RFC 3331: "Signalling System Message Transfer Part – User Adaptation Part", September 2002 [11] IETF RFC 3332: "Signalling System Message Transfer Part – User Adaptation Part", September 2002 [12] IETF RFC 3868: "Signalling Connection Control Part User Adaptation Layer", October 2004 [13] IETF Draft: "Signalling System Message Transfer Part – User Peer-topeer Adaptation Layer", February 2005 [14] http://www.iec.org Đồ án tốt nghiệp Đại học [15] http://www.siemens.com [16] http://www.ulticom.com [17] http://technology-report.com [18] http://openss7.org Tµi liƯu tham kh¶o ... chuyển mạch mạng truyền tải giao diện mạng báo hiệu số mạng truyền tải Trong mạng truyền tải điều khiển báo hiệu số 7, tất tổng đài, kể tổng đài trung tâm giang, kết nối tới mạng báo hiệu số thông... sử dụng tuyến dành riêng để truyền tin báo hiệu đặc biệt Kiểu báo hiệu gọi báo hiệu “ngoài băng” hay báo hiệu kênh chung CCS mạng báo hiệu tách biệt khỏi mạng truyền tải thoại Sự tách biệt làm... song song với mạng truyền tải Kiến trúc mạng báo hiệu số định nghĩa ba tập node gọi điểm báo hiệu (SPs), kết nối với tuyến báo hiệu Mỗi điểm báo hiệu SP phân biệt với mã điểm báo hiệu nhị phân