11. Cấu trúc mạng GSM
3.6. Các chức năng đường truyền số liệu báo hiệu MTP – 1
3.6.1.Liên kết báo hiệu MTP-1.
Lớp này xác định các đặc tính chức năng điện và vật lý của một đường truyền số liệu báo hiệu và phương tiện để thâm nhập đến đường truyền báo hiệu này. Đây là một đường truyền dẫn song phương các bản tin báo hiệu giữa hai điểm
MTP MTP TUP DUP ISSD- UP SCC TCAP MAP BSSA TUP DUP ISSD- UP SCC TCAP MAP BSSA Tổng đài A Tổng đài B
báo hiệu. Nó được tạo ra từ một kênh truyền dẫn số 64kb/s và các tổng đài số hay các thiết bị đầu cuối đảm bảo giao tiếp với các đầu cuối báo hiệu.
Hình 3.11. Liên kết báo hiệu MTP-1.
Các ký hiệu:
ETC: Mạch đầu cuối tổng đài.
PCD-D: Mạch ghép kênh số (luồng 64kb/s). GSD: Thiết bị chuyển mạch nhóm.
ST-7: Đầu cuối báo hiệu số 7.
Đường truyền báo hiệu được truyền qua thiết bị truyển mạch nhóm GSD theo lệnh của tổng đài sau đó được nối thông bán vĩnh cửu. Thiết bị mã hoá số (PCD- D) phân chia/ ghép luồng 2Mb/s thành các luồng 64kb/s nối với các đầu báo hiệu ST-&.
3.6.2. Các chức năng đường truyền báo hiệu MTP - 2:
Số liệu nhận được từ đường truyền số liệu được biến đổi vào các tín hiệu tương ứng, sau đó được sử lý ở lớp 2 của MTP, lớp này kiểm tra số liệu để sửa và phát hiện các lỗi xảy ra trên đường truyền. Các chức năng đường truyền sử lý báo hiệu lưu lượng trên đường truyền báo hiệu và được thực hiện ở đầu cuối báo hiệu số 7. Các chức năng lớp 2 cũng giống như đường truyền số liệu lớp 1 tạo nên vật mang để cung cấp đường tuyền báo hiệu tin cậy cho các bản tin giữa hai điểm báo hiệu. Khi bản tin ở lớp cao hơn được truyền trên đường báo hiệu bằng các khối bản tin có độ dài thay đổi. Để đảm bảo truyền tin cậy, khối chức năng
GSD GSD ETC ETC PCD-D ST-7 PCD-D ST-7
Đường truyền số liệu báo hiệu 64kb/s 0 1 31 0 1 31 GSD Kênh báo hiệu Kênh báo hiệu 2Mb/s Mức1 Mức2 Mức2
C7ST chứa các chức năng để giới hạn các khối tín hiệu, để tránh việc lặp lại cờ, để phát hiện lỗi, để sửa lỗi và để giám sát đường truyền số liệu báo hiệu.
Khuôn mẫu bản tin báo hiệu.
Với các loại thông tin báo hiệu của phần người sử dụng (User Part) được truyền trên đường báo hiệu bằng các đơn vị báo hiệu (SU) với 3 loại bản tin cơ bản:
• Đơn vị tín hiệu bản tin MSU (Message Signalling Unit).
8 16 8n,n>=2 8 2 6 1 7 1 7 8
• Đơn vị tín hiệu trạng thái đường truyền LSSU (Link Status Signal Unit).
8 16 8hay16 2 6 1 7 1 7 8 • Đơn vị tín hiệu đệm FISU (Fill In Signal Unit).
8 16 2 6 1 7 1 7 8
Hình 3.12. Các đơn vị tín hiệu trong CCS7.
Các ký hiệu:
BIB: Bít chỉ thị ngược (Back Indicator Bit). LI: Chỉ thị độ dài (Length Indicator).
BSN: Số trình tự ngược (Backward Sequence Number). n: Số Byte ở SIF (Number).
CK: Các bit kiểm tra (Check Bit). SF: Trường trạng thái (Status Field). F: Cờ (Flag).
FIB: Bit chỉ thị thuận (Forward Indicator Bit).
F B F CK SIF SIO LI I FSN I BSN F B B F B F CK SF LI I FSN I BSN F B B F B F CK LI I FSN I BSN F B B Truyền bít thứ nhất Truyền bít thứ nhất Truyền bít thứ nhất
SIF: Trường thông tin báo hiệu (Signalling Information Field). SIO: Bit thông tin dịch vụ (Service Information Octet).
FSN: Số trình tự thuận (Forward Sequence Number).
FIB và FSN: phục vụ chiều phát bản tin tín hiệu đến phần tử nhận. LI: chỉ thị độ dài, số byte (Length Indicator) của khối giữa CK và LI
BIB và BSN: phục vụ việc xác nhận (phúc đáp) là đã nhận được bản tin cho phần tử phát biết.
• F (Flag) cờ: Là một mẩu tin gồm 8 bit để chỉ thị mở đầu và kết thúc một khối tín hiệu, ở phía phát tạo ra cờ có mẫu 01111110 (7E).
• CK (Check Bit) Bít kiểm tra: Lớp 2 của MTP chỉ chuyển lên lớp 3 các bản tin đúng. Các bít kiểm tra này được tạo ra ở phía phát bằng cách thực hiện một thuật toán đặc biệt, và phía thu cũng sử dụng thuật toán này để kiểm tra. Vì thế khối này có 16 bit kiểm tra phát hiện lỗi.
• SIF (Signalling Information Field): Trường thông tin báo hiệu ở bản tin MSU. Báo hiệu truyền tải thông tin từ phần người sử dụng. Nó gồm có nhãn định tuyến cung cấp thông tin cho lớp 3 định tuyến ở phần người sử dụng phía thu đến từng mạch riêng. Độ dài của SIF yêu cầu lớn hơn 2 Octet và giới hạn có thể 62 Octet 272 Octet (1 Octet = 8bit).
• SIO Byte thông tin dịch vụ: Được chia thành chỉ thị dịch vụ và trường dịch vụ con.
Chỉ thị dịch vụ để chỉ định bản tin báo hiệu ứng với mỗi người sử dụng riêng biệt của một MTP.
Trường phân dịch vụ chỉ thị về mạng.
• BSN: Số tuần tự ngược (Backward Sequence Number): Khi nhận được bản tin báo hiệu nó xem bản tin có lỗi thì phúc đáp (để công nhận bản tin đã nhận được).
• BIB: Bít chỉ thị ngược (Back Indicator Bit): Dùng để khôi phục bản tin bị lỗi trong quá trình truyền bản tin báo hiệu. Khi phía thu nhận được bản tin nó sẽ kiểm tra và phúc đáp. Lúc đó phía phát sẽ thực hiện phát lại thì giá trị bit BIB sẽ được lấy giá trị đảo kể từ bản tin đó trở đi.
• FSN: Số trình tự hướng đi (Forward Sequence Number): Để khôi phục lại bản tin bị lỗi. Nó chỉ ra bản tin này là được phát lần đầu tiên hay là bản tin được phát lại.
Cả 4 trường FIB, FSN, BIB, BSN tạo thành trường sửa lỗi 16 bit dùng để sửa các bản tin báo hiệu.
• LI: Chỉ thị độ dài (Length Indicator): Có giá trị trong khoảng 0 đến 63 được dùng để chỉ thị các byte đứng sau trường chỉ thị độ dài, trước các bit kiểm tra và cũng để chỉ thị dạng khối tín hiệu:
Nếu: LI = 0 Là tín hiệu thay thế (FISU).
LI = 1 hoặc 2 Đơn vị trạng thái đường dây LSSU. LI>2 Là đơ vị tín hiệu bản tin (MSU).
• SF: Trường trạng thái (Status Field): Nó có thể là 8 hoặc 16 bit
Hình 3.13. Trường trạng thái FS.
• Đơn vị tín hiệu bản tin MSU:
Mang thông tin điều khiển cuộc gọi, quản lý mạng viễn thông và bảo dưỡng.
• Đơn vị tín hiệu trạng thái đường truyền LSSU.
Cung cấp các chỉ thị về trạng thái đường truyền số liệu cùng một số chỉ thị các đường truyền trung kế. Khi khởi tạo lần đầu và khôi phục lại các đường báo hiệu. Còn khi bị sự cố thì hệ thống đồng chỉnh bắt đầu gửi đi.
• Đơn vị tín hiệu thay thế FISU.
Trường trạng thái FS (8hoặc 16 bit) Dự phòng CBA Chỉ thị trạng thái chưa 000 Mất đồng chỉnh sử dụng 001 Bình thường 010 Trạng thái khẩn 011 Không hoạt động 100 Sự cố bộ sử lý 101 Bận
Bản tịn này thường được truyền đi khi các đơn vị tín hiệu MSU, LSSU không truyền trên mạng. Với nhiêm vụ nhận các thông báo tức thời về sự cố trên mạng.
3.6.3. Các chức năng đường truyền mạng báo hiệu lớp 3 MTP - 3.
Các chức năng liên kết mạng báo hiệu của MTP – 3 được mô tả như hình sau:
: Chuyển tiếp báo hiệu. : Điều khiển báo hiệu.
Hình 3.14. Các chức năng báo hiệu MTP-3.
MTP-3 sử lý các chức năng báo hiệu. Có thể chia các chức năng thành 2 loại: Chức năng sử lý bản tin báo hiệu và chức năng quản lý mạng báo hiệu.
• Chức năng sử lý bản tin báo hiệu:
Có thể phân phối các bản tin từ người sử dụng đến người sử dụng bằng một đường truyền báo hiệu nối trực tiếp từ điểm phát tới điểm thu hay có thể gửi bản tin này qua các điểm truyền báo hiệu trung gian. Các chức năng báo hiệu này dựa trên nhãn định tuyến. Xử lý bản tin gồm 3 loại :
- Chức năng định tuyến bản tin: Nhằm xác định đường truyền để gửi đi trực tiếp. Phần truyền bản tin MTP Liên kết báo hiệu Chứcnăng liên kết báo hiệu Liên kết dữ liệu báo hiệu Chức năng mạng báo hiệu Chuyển tiếp bản tin báo hiệu Điều khiển mạng báo hiệu
- Chức năng phân loại bản tin: Để xác định bản tin thu được là bản tin cần nhận hay không phải nhận.
- Chức năng phân phối bản tin : Được sử dụng để phân phối bản tin thu được đến phần người sử dụng.
Chức năng quản lý mạng báo hiệu: (gồm 3 chức năng ).
Cần phải có quản lý mạng báo hiệu khi có sự cố thì chức năng này làm những công việc:
- Điều khiển lưu lương trong trường hợp ứ nghẽn nó được thực hiện ở khối quản lý điểm thu C7DP (C7 Destination Management), quản lý tập đường truyền C7SL (C7 Link Set Management) và quản lý đường truyền báo hiệu C7SL (C7 Signalling Management).
- Quản lý đường truyền báo hiệu: Để thông báo rằng đã sảy ra sự thay đổi việc định tuyến bản tin do đường truyền báo hiệu bị sự cố. Lúc đó mạng phải gán thông tin về đường truyền cần sử dụng.
- Quản lý định tuyến báo hiệu: Là để định tuyến bản tin để xác định bản tin ra rồi gởi đi tiếp.
Phần truyền bản tin lớp 3
Hình 3.15. Các chức năng mạng báo hiệu MTP-3
: Luồng bản tin báo hiệu. : Các chỉ thị và điều khiển. Xử lý bản tin báo hiệu Quản lý mạng báo hiệu Phân loại bản tin Phân phát bản tin Định tuyến bản tin Quản lý lưu lượng báo hiệu Quản lý định tuyến báo hiệu Quản lý đường truyền báo hiệu Các chức năng mạng báo hiệu truyPhền bần ản tin lớp 2 Phần người sử dụng MTP Kiển tra và bảo dưỡng MTP
3.6.3.1. Chức năng phân loại bản tin (Discrimination).
Chức năng này là để xác định xem bản tin có được gửi tới điểm báo hiệu này hay không. Nếu không đúng bản tin báo hiệu của điểm này thì nó chuyển đến chức năng định tuyến để đến đích mà nó cần đến. Còn bản tin báo hiệu là đúng thì bản tin nhận được sẽ chuyển xang chức năng phân phối.
Để phát hiện các bản tin báo hiệu này dựa vào mã báo hiệu DPC của bản tin đó cùng với dịch vụ địa chỉ mạng NI của bản tin nhận được.
3.6.3.2. Cức năng phân phối bản tin (Message Distribution).
Khi bản tin báo hiệu được truyền tới có địa chỉ của người sử dụng thì chức năng phân phối sẽ xem xét các thông tin cần thiết trong bản tin và gửi đến phần người sử dụng thích hợp. Việc phân phối các bản tin chính xác dựa vào phần chỉ thị dịch vụ SI (Service Indicator) trong trường SIO của đơn vị bản tin báo hiệu.
3.6.3.3. Chứ năng định tuyến bản tin (Message Routing).
Chức năng này được sử dụng để xác định các tham số trong bản tin báo hiệu và định tuyến bản tin này tới đích mà nó cần đến.
Việc định tuyến một bản tin báo hiệu dựa vào phần chỉ thị mạng NI (Network Indication) chỉ thị mạng nằm trong trường chỉ thị SIO. Nếu một đường báo hiệu có sự cố thì việc định tuyến sẽ được thay đổi theo một nguyên tắc đã định trước. Lưu lượng các báo hiệu trên đường truyền báo hiệu đã bị sự cố sẽ được chuyển sang một đường báo hiệu thay thế khác trong cụm đường báo hiệu đó.
Nếu như tất cả các đường báo hiệu trong cụm đó bị sự cố thì thông tin báo hiệu trên tuyến đó sẽ được chuyển sang cum đường báo hiệu khác. Mà cụm đường báo hiệu này cũng được đấu nối tới điểm thu báo hiệu đó.
3.6.3.4. Chức năng quản trị lưu lượng báo hiệu (Signalling Traffic Managmant).
Chức năng này dùng để thay đổi hướng đi từ một đường hoặc một tuyến báo hiệu tới một hoặc nhiều đương báo hiệu khác. Ngoài ra nó còn được sử dụng để giảm tạm thời lưu lượng báo hiệu khi có tắc nghẽn tại thời điểm nào đó, các chức năng quản lý lưu lượng báo hiệu bao gồm:
- Chức năng khởi tạo lại điểm báo hiệu.
- Chức năng định tuyến cưỡng bức: Để dảm bảo chắc chắn khả năng khôi phục báo hiệu giữa 2 điểm báo hiệu.
- Chức năng định tuyến bị điều khiển: Đảm bảo việc khôi phục các thủ tục báo hiệu tối ưu và giảm tối đa sai số trịnh tự các bản tin.
- Cức năng thủ tục thay thế: Khi một chức năng báo hiệu bị trục trặc thì thủ tục này sẽ được thực hiện nhằm đưa toàn bộ đường báo hiệu của đường báo hiệu đó sang đường báo hiệu mới, để tránh mất mát bản tin.
- Chức năng điều khiển luồng lưu lượng báo hiệu: Thực hiện phân chia lưu lượng báo hiệu trên các đường báo hiệu trong mạng dảm bảo khả năng tắc nghẽn là tối thiểu nhất.
- Chức năng hạn chế quản trị: Do nhân viên vận hành mạng yêu cầu.