11. Cấu trúc mạng GSM
3.3.Hệ thống báo hiệu số 7
3.3.1.Sơ lược về báo hiệu số 7.
Những năm 1960, khi các tổng đài được điều chỉnh bằng trương trình lưu trữ được đưa vào sử dụng trong mạng thoại đã nảy sinh yêu cầu cần phải có một phương thức báo hiệu mới với nhiều đặc tính ưu việt hơn so với các phương thức cổ điển. Trong phương thức này, các đường số liệu tốc độ cao được nối giữa các bộ sử lý của tổng đài SPC để mang mọi thông tin báo hiệu.
Các đường trung kế
Đầu cuối Đầu cuối
Mạng chuyển mạch Mạng chuyển mạch MP
Đường báo hiệu
Hình 3.2. Báo hiệu CCS7.
Các tổng đài SPC cùng với các đường báo hiệu tạo thành một mạng báo hiệu chuyển mạch gói riêng biệt.
Năm 1968 CCITT đưa ra khuyến nghị về hệ thống báo hiệu kênh chung, và đầu tiên là báo hiệu CCS6.
Năm 1979/80, CCITT giới thiệu hệ thống báo hiệu kênh chung mới CCS7, CCS7 mới được thiết kế cho mạng quốc gia và quốc tế sử dụng các trung kế số, tốc độ 64kbps.
3.3.2. Vai trò của hệ thống báo hiệu số 7 (CCS7).
Hệ thống báo hiệu kênh liền kề CSA (Channel Associated Signalling) sử dụng chung một đường truyền cho cả tín hiệu báo hiệu và dữ liệu nên hạn chế về tốc độ truyền dữ liệu cũng như tốc độ truyền thoại vì thế mà tốc độ truyền báo hiệu cũng không thể nâng cao được.
Hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 với những ưu điểm khắc phục được những nhược điểm của báo hiệu liền kênh. Nó thích hợp cho cả thông tin dùng kỹ thuật tương tự và thông tin dùng kỹ thuật số. Trong hệ thống báo hiệu kênh chung CCS này các đường báo hiệu được tách rời riêng biệt với các đường trung kế của mạng dữ liệu thông tin nên có những ưu điểm sau:
- Được chuẩn hoá theo tiêu chuẩn quốc tế nên rất dễ dàng áp dụng vào mạng báo hiệu của từng quốc gia.
- Tốc độ truyền dữ liệu cao, có thể đạt tới tốc độ 64kb/s bằng tốc độ truyền tin hay cũng có thể truyền với tốc độ thấp hơn để thực hiện báo hiệu cho các đường trung kế tương tự. Do vậy đã rút ngắn thời gian thiết lập cuộc gọi.
- Dung lượng truyền báo hiệu lớn do một đường báo hiệu có thể cho phép mạng báo hiệu vài nghìn cuộc gọi cùng một lúc.
- Tính kinh tế: Do mạng báo hiệu kênh chung CCS7 so với các mạng báo hiệu khác cần ít thiết bị hơn nên chi phí ít hơn.
- Hệ thống báo hiệu kênh chung CCS7 sử dụng đường dây báo hiệu riêng biệt với đường truyền tin nên nó có thể thích hợp cho các dịch vụ viễn thông phi thoại khác như truyền số liệu, Fax, máy tính…
- Độ tin cậy cao do CCS7 sử dụng đường truyền báo hiệu dự phòng.
- Tính mềm dẻo: Do hệ thống báo hiệu này gồm rất nhiều loại tín hiệu vì vậy có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau đáp ứng cho nhiều loại mạng khác nhau như:
• Mạng thông tin di động mặt đất PLMN (Public Land Mobile Network).
• Mạng chuyển mạch thoại công cộng PSTN (Public Switching Telephone Network).
• Mạng số liệu đa dịch vụ ISDN (Intergreted Service Digital Network). • Mạng trí tuệ IN (Intelligent Network).
3.3.3. Cấu trúc mạng báo hiệu số 7.
Hệ thống báo hiệu số 7 được thiết kế tách rời khỏi mạng điện thoại. Mạng này dùng để chuyển mạch và truyền đi các bản tin báo hiệu dạng gói phục vụ cho thiết lập, giải phóng các cuộc gọi. Phương thức truyền báo hiệu trong mạng cũng như truyền từ mạng này sang mạng khác đều được thực hiện trên đường truyền X.25. Các thành phần báo hiệu trong mạng CCS7 bao gồm các điểm báo hiệu SP và các đường báo hiệu kết nối các điểm báo hiệu với nhau
STP STP STP STP SSP SSP SSP SSP SSP SSP SSP SSP SPC SSP: SPC: Mã Điểm chuyđiểm báo hiển mệạuch dịch vụ STP: Điểm chuyển tiếp báo hiệu
Hình 3.3. Cấu trúc chung mạng báo hiệu số 7.
Điểm báo hiệu SP (Signalling Point). Là nơi thực hiện chức năng kết nối mạch thoại trong một tổng đài hay thực hiện chuyển mạch để kết nối mạch thoại từ tổng đài này đến tổng đài khác bằng việc:
• Phát đi các bản tin báo hiệu, sử lý các bản tin báo hiệu do các điểm báo hiệu khác gửi tới.
• Khả năng truy cập dữ liệu vào một hệ thống trong mạng. Hệ thống đầu cuối này phải có khả năng nhận các bản tin, định hướng tới cơ sở dữ liệu tương ứng đồng thời phải có khả năng duy trì việc truyền bản tin từ mạng báo hiệu CCS7 vào môi trường cơ sở dữ liệu một cách tin cậy.
Các điểm báo hiệu SP thường được phân chia làm 3 loại: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
.
3.3.4. Các kiểu báo hiệu trong CCS7.
Để trao đổi thông tin với nhau giữa hai điểm báo hiệu. Mạng sử dụng 3 kiểu báo hiệu khác nhau tuỳ theo tuyến nối báo hiệu và kênh thoại mà nó phục vụ. • Mode báo hiệu kênh kết hợp (Associated Signalling).
Trong phương thức này thì tín hiệu báo hiệu và tín hiệu thoại được truyền trên các kênh khác nhau nhưng cùng truyền đi từ điểm báo hiệu này đến điểm báo hiệu khác. Phương thức báo hiệu này không tối ưu, không lý tưởng vì nó đòi hỏi phải có đường báo hiệu từ tổng đài này tới tổng đài khác trong mạng.
: Kết nối tiếng.
: Đường truyền báo hiệu.
Hinh 3.4. Kiểu báo hiệu kết hợp.
S
P SP
• Kiểu bái hiệu không kết hợp (Non Associated Signalling).
Trong trường hợp này, các bản tin báo hiệu giữa hai đểm báo hiệu được truyền trên một hoặc nhiều tập hợp quá giang STP khác nhau đối với tuyến thoại. Trong khi kênh thoại được kết nối trực tiếp từ tổng đài này đến tổng đài kia.
Hình 3.5. Kiểu báo hiệu không kết hợp. • Báo hiệu tựa kết hợp (Quasi Associated Signalling).
Trong trường hợp báo hiệu này thì đường báo hiệu được chọn truyền tới đích là ngắn nhất. Do đó có thể coi là trường hợp riêng của báo hiệu không kết hợp. Do Vậy thời gian trễ là nhỏ nhất.
Hình 3.6. Kiểu báo hiệu tựa kết hợp.
3.3.5. Các đường báo hiệu.
Các đường dữ liệu được gọi tên theo chức năng, vị trí kết nối các điểm báo hiệu trên mạng. Không có sự khác nhau thực chất trong mạng mà chỉ khác nhau về loại bản tin mà nó truyền đi với cách thức quản lý mạng tác động đến nó. Tất cả các đường báo hiệu CCS7 được nối với nhau bằng các đường dữ liệu báo
STP STP STP SS P SS P STP SS P STP SS P
hiệu với tốc độ 56kbps (theo tiêu chuẩn bắc Mỹ) hoặc 64kbps (theo tiêu chuẩn Châu Âu), với tốc độ 4,8kb/s (là của Nhật Bản). Các đường báo hiệu là hai chiều, sử dụng cả phát và thu kép để thực hiện truyền dẫn đồng thời. Trong đó tập hợp các đường báo hiệu nối trực tiếp hai điểm báo hiệu liền kề với nhau được gọi là cụm (Link set). Khi một đường báo hiệu trong một cụm bị lỗi thì thiết bị chuyển mạch sẽ chuyển lưu lượng trên đường báo hiệu bị lỗi sang đường báo hiệu khác trong cùng một cụm. Trong đó tối đa một cụm là 16 đường báo hiệu. Ngoài các đương báo hiệu, cụm báo hiệu thì trong mạng báo hiệu số 7 còn phân biệt tuyến báo hiệu (Signalling-Route) bao gồm việc định tuyến báo hiệu từ một điểm báo hiệu này đến một điểm báo hiệu bất kỳ trong mạng. Trong quá trình hoạt động nếu một tuyến báo hiệu nào đó bị lỗi thì sẽ được thay thế bằng một tuyến khác ngay lập tức để đảm bảo các bản tin báo hiệu luôn đến đích an toàn. Mỗi một đích là một địa chỉ có trong bảng tạo tuyến của một nút mạng.
Tập hợp các tuyến báo hiệu cho phép kết nối hai điểm bất kỳ trong mạng gọi là cụm tuyến (Route Set).
Hình 3.7. Sáu loại hình báo hiệu dùng trong CCS7.
STP STP STP STP STP STP SCP SCP A A C D D E A B B C C A A F E
• Đường truyền báo hiệu kiểu A (Asccess Link).
Đường kết nối giữa SSP với STP hay kết nối giữa SCP với STP đường này dùng để truy cập vào đường truyền dữ liệu trong mạng thông qua STP. Do trong mạng báo hiệu CCS7 các điểm báo hiệu thường được thiết kế theo kiểu dự phòng nên tại một điểm báo hiệu thường có ít nhất hai đường báo hiệu kiểu A được kết nối với một cặp STP là 32 đường.
• Đường truyền báo hiệu kiểu B (Bridge Link).
Đường B dùng để nối một cặp STP dự phòng này tới một cặp STP dự phòng khác. Mỗi cặp STP này có thể có tối đa là 8 đường báo hiệu kiểu B.
• Đường truyền báo hiệu kiểu C (Cross link).
Đường C dùng để nối các cặp STP trong một cặp STP dự phòng. Khi mạng làm việc bình thường thì các đường truyền kiểu C chỉ làm nhiệm vụ truyền đi các bản tin quản lý mạng giữa STP. Khi có hiện tượng tắc nghẽn trong mạng mà chỉ còn mỗi đường truyền báo hiệu kiểu C thì lúc này các bản tin trong mạng mới có thể được phép truyền trên đường báo hiệu này.Tối đa kiểu C gồm 8 đường để nối giữa STP trong một cặp.
• Đường truyền báo hiệu kiểu D (Diagonal link).
Đường truyền báo hiệu kiểu D dùng để kết nối cặp STP ở mức cơ bản với một cặp STP ở mức thứ cấp. Chỉ khi có sự phân cấp về mạng thì mới có đường này. Nhiệm vụ của nó giống như kiểu đường B, số lượng lớn nhất là cho phép kết nối cặp STP với một cặp STP ở mức cao hơn 8 đường. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Đường truyền báo hiệu kiểu E (Extended Link).
Đường truyền báo hiệu kiểu E dùng để kết nối một cặp STP ở xa (Remote STP) với một cặp SSP. Khi một cawp STP bị tắc nghẽn thì đường này làm nhiệm vụ truyền bản tin báo hiệu thay cho đương kiểu A để đảm bảo việc thông suốt tín hiệu báo hiệu. Số đường truyền báo hiệu kiểu E có thể đấu tới đích STP ở xa là 16 đường.
• Đường truyền báo hiệu kiểu F (Fully Associated Link).
Việc truyền bản tin giữa hai tổng đài với lưu lượng lớn khi đó lưu lượng truyền bản tin giữa hai SSP là lớn thì lúc đó giữ hai SSP sẽ được nối bằng đường báo hiệu kiểu F cho phép truyền bảm tin trực tiếp với nhau, hoặc khi SSP không thể
kết nối được với STP thì cũng thiết lập đương kiểu F. Đường này cho phép thâm nhập vào cơ sở dữ liệu trong mạng CCS7.
Khi thiết lập đường tới STP hơi khó khăn thì chỉ có các thủ tục thiết lập, giải phóng cuộc gọi giữa hai tổng đài mới truyền trên đường báo hiệu kiểu này.