SS7 do ITU đưa ra. SS7 dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, báo hiệu được truyền đi ngoài băng. Nghĩa là, trong số các kênh điện thoại kết nối giữa 2 tổng đài thì thường có 2 kênh 64kb/s được tách riêng ra dùng để truyền báo hiệu cho toàn tuyến.
Hệ thống báo hiệu kênh chung là hệ thống báo hiệu trong đó các kênh báo hiệu sử dụng các bản tin có nhãn, được định tuyến để chuyển thông tin có liên quan đến việc vận hành , quản lý và bảo dưỡng mạng. Mục đích chính của CCS7 là cung cấp một hệ thống báo hiệu kênh chung đạt tiêu chuẩn quốc tế.
CCS7 tạo thuận lợi cho việc hoạt động liên kết giữa các tổng đài điện tử số SPC trong mạng viễn thông.
CCS7 đáp ứng nhu cầu hiện tại và tương lai về yêu cầu trao đổi thông tin giữa các bộ xử lý trong mạng viễn thông để báo hiệu điều khiển cuộc gọi, điều khiển từ xa…
CCS7 đóng vai trò cho việc hỗ trợ phần lớn các lĩnh vực ứng dụng của mạng viễn thông đặc biệt là giữa các tổng đài của mạng kết nối đa dịch vụ ISDN, các dịch
vụ của mạng thông minh IN, các dịch vụ thoại di động GMS và các ứng dụng trong khai thác, quản lý, bảo dưỡng mạng OMAP.
Hệ thống báo hiệu số 7 có các đặc điểm chính sau : Được chuẩn hoá quốc tế.
Phù hợp với mạng trong nước và quốc tế ( liên lục địa ). Phù hợp với các dịch vụ thông tin đa dạng thoại và phi thoại. Có tính linh hoạt cao khi có yêu cầu mới.
Có độ tin cậy cao trong quá trình chuyền bản tin. Có cấu trúc xử lý liên kết các bản tin.
Đường báo hiệu tồn tại trong suốt cuộc gọi. Sử dụng các thiết bị truyền dẫn đa dạng:
9Cáp đồng trục, cáp sợi quang 9Sóng vô tuyến
9Vệ tinh ( có tới hai đường vệ tinh ). Tốc độ truyền 64 Kbps trong mạng số.
Có thể sử dụng tốc độ thấp và đường báo hiệu Analog nếu cần thiết. Từ những đặc điểm và vai trò trên CCS7 có những ưu điểm sau:
Cấu trúc module với kiến trúc lớp cho phép nhanh chóng đưa vào những dịch vụ mới.
Tốc độ cao: Thời gian thiết lập cuộc gọi giảm đến nhỏ hơn 1s trong hầu hết các trường hợp. Việc giảm bớt thời gian thiết lập hoặc giải phóng tuyến nối làm khả năng chiếm dùng đường cao hơn, có hiệu quả hơn.
Dung lượng lớn : Mỗi đường báo hiệu có thể mang thông tin báo hiệu cho hàng trăm đến hàng nghìn cuộc gọi đồng thời.
Độ tin cậy cao: Bằng cách sử dụng các tuyến và các nút báo hiệu dự phòng, mạng báo hiệu có thể hoạt động với độ tin cậy rất cao. Có khả năng tựđộng điều chỉnh cấu hình mạng độc lập với mạng thoại.
Tính kinh tế: Hệ thống báo hiệu số 7 cần rất ít thiết bị báo hiệu so với các hệ thống báo hiệu truyền thống.
Tính mềm dẻo: Hệ thống cung cấp nhiều tín hiệu báo hiệu, có khả năng cung cấp báo hiệu cho nhiều dịch vụ và mục đích khác nhau, đáp ứng được sự phát triển mạnh mẽ của mạng viễn thông ngày nay và trong tương lai. Vì những lý do này trong tương lai CCS7 sẽđóng vai trò rất quan trọng đối với các dịch vụ mới trong mạng như:
Mạng điện thoại công cộng - PSTN ( Public Switch Telephone Network ). Mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN ( Intergradted Switch Data Network ). Mạng thông minh IN ( Intelligent Network ).
Mạng thông tin di động số GMS ( Global Mobile System ). 2.5.2 Cấu trúc của hệ thống báo hiệu số 7
Hình 2. 11 Cấu trúc cơ bản của hệ thống báo hiệu số 7
Hệ thống báo hiệu số 7 được chia thành một số khối chức năng như sau:
Phần truyền bản tin ( MTP ) là hệ thống vận chuyển chung để chuyển bản tin báo hiệu giữa hai SP.
Phần người sử dụng ( UP ) là một số định nghĩa phần người sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu sử dụng của hệ thống báo hiệu .
TUP ( Telephone User Part ): Phần người sử dụng cho mạng điện thoại thông thường.
DUP ( Data User Part ): Phần sử dụng cho mạng số liệu.
ISUP ( ISDN User Part ): Phần sử dụng cho mạng số liên kết đa dịch vụ.
UP UP
MTUP ( Mobile Telephone User Part): Phần sử dụng cho mạng điện thoại di động.
2.5.3 Các khái niệm cơ bản của hệ thống báo hiệu số 7 Điểm báo hiệu SP ( Signalling Point ) Điểm báo hiệu SP ( Signalling Point )
SP là một nút chuyển mạch hoặc nút xử lý trong mạng báo hiệu được cài đặt chức năng báo hiệu số 7 của CCITT. Nó có khả năng nhận và gửi các bản tin báo hiệu. Một tổng đài điện thoại hoạt động như một nút báo hiệu phải là tổng đài SPC và báo hiệu số 7 là dạng thông tin số liệu giữa các bộ vi xử lý.
Điểm chuyển tiếp báo hiệu STP ( Signalling Transfer Point )
Điểm chuyển tiếp báo hiệu là điểm báo hiệu có khả năng định tuyến cho các bản tin, chuyển bản tin báo hiệu từđường này đến đường kia mà không có khả năng xử lý bản tin này. Một STP có thể là một nút định tuyến báo hiệu thuần tuý hoặc cũng có thể gồm cả chức năng của một điểm kết cuối.
SP/STP tích hợp
Là nút trên mạng có cả hai chức năng SP và STP. Quan hệ báo hiệu ( Signalling Relationship )
Giữa hai điểm báo hiệu có quan hệ báo hiệu nếu nó có khả năng thông tin với nhau thông qua mạng báo hiệu kênh chung.
Đường báo hiệu SL ( Signalling Link ) Đường báo hiệu là đường truyền dẫn tốc độ 64 kbps với các chức năng điều khiển chuyển đổi của nó. Đường báo hiệu được dùng để chuyển các bản tin từđiểm báo hiệu này đến điểm báo hiệu khác.
Mã điểm báo hiệu SPC ( Signalling Point Code )
Mỗi một điểm báo hiệu SP hay một điểm chuyển tiếp báo hiệu STP đều có một mã điểm báo hiệu, đây là mã nhị phân. Tuỳ theo vị trí của nó có thể là mã điểm gốc OPC ( Originating Point Code ) hay mã điểm đích DPC ( Destination Point Code ).
Các kiểu báo hiệu
Trong thuật ngữ của CCS No.7, khi hai nút báo hiệu có khả năng trao đổi các bản tin báo hiệu với nhau thông qua mạng báo hiệu ta nói giữa chúng tồn tại một liên
kết báo hiệu. Các mạng báo hiệu có thể sử dụng 3 kiểu báo hiệu khác nhau, trong đó ta hiểu “kiểu” là mối quan hệ giữa đường đi của bản tin báo hiệu và đường tiếng có liên quan.
Kiểu kết hợp: Trong kiểu kết hợp các bản tin báo hiệu và các đường tiếng giữa hai điểm được truyền trên một tập hợp đường đấu nối trực tiếp giữa hai điểm này với nhau
Kiểu không kết hợp: Trong kiểu này các bản tin báo hiệu có liên quan đến các đường tiếng giữa hai điểm báo hiệu được truyền trên một hoặc nhiều tập hợp đường
quá giang, qua một hoặc nhiều điểm chuyển tiếp báo hiệu
Kiểu tựa kết hợp: Kiểu báo hiệu này là trường hợp đặc biệt của kiểu báo hiệu không kết hợp, trong đó các đường đi của bản tin báo hiệu được xác định trước và cốđịnh, trừ trường hợp định tuyến lại vì có lỗi
Nhóm đường báo hiệu ( Signalling Link Set )
Để nâng cao tính an toàn cho hệ thống trong trường hợp một đường báo hiệu có sự cố thì cần có hai hay nhiều hơn đường báo hiệu song song, tối đa là 16 đường báo hiệu gọi là nhóm đường báo hiệu. Các đường báo hiệu này sẽ hoạt động chia sẻ tải cho nhau và khi một đường có sự cố thì đường khác sẽđảm nhận thay thế.
Bản tin báo hiệu ( Signalling Message )
Là một tập hợp các thông tin, được định nghĩa tại lớp 3 hay lớp 4, thuộc về một cuộc gọi, sau đó được chuyển như một thực thể bởi chức năng chuyển bản tin.
Thông tin báo hiệu ( Signalling Information )
Thông tin báo hiệu của bản tin bao gồm các thông tin đối tượng sử dụng như dữ liệu hay tín hiệu điều khiển cuộc gọi, thông tin quản lý và bảo dưỡng, kiểu và dạng bản tin. Trên các đường báo hiệu, những thông tin báo hiệu được bao hàm trong các đơn vị bản tin báo hiệu Message Signalling Unit ( MSU ).
Cấu trúc mạng
Đểđáp ứng được nhu cầu phát triển của mạng viễn thông, mạng báo hiệu số 7 phải có cấu trúc phân mức. Theo khuyến nghị của CCITT, mạng báo hiệu số 7 phải
được xây dựng sao cho càng ít mức càng tốt, thông thường trong một mạng quốc gia nó gồm 2 mức ứng với 2 mức STP là mức quốc gia và mức vùng.
2.5.4 Mối tương quan giữa CCS No.7 và OSI
Hệ thống báo hiệu số 7 kết hợp các chức năng mức cao thành một khối gọi là phần người sử dụng. Mức 3 ( SCCP ) tương ứng với lớp 3 của OSI . TC tương ứng với các lớp 4, 5, 6. TC ở hình vẽ bao gồm phần xử lý dịch vụ trung gian TC - ISP ( TC- Intermediate Service Part ) và phần ứng dụng các khả năng giao dịch ( TC Application Part ). Theo các khuyến nghị của CCITT thì TC - ISP được dành cho tương lai còn TC hiện nay chủ yếu chứa TCAP. Việc trang bị TCAP cho mỗi tổng đài cho phép thâm nhập đến phần các cơ sở
dữ liệu. Như vậy, ngoài việc kết nối các cuộc thu, phát trong quá trình xử lý còn thực hiện các xử lý đặc biệt như phát thông tin quay số bởi thuê bao đến trung tâm điêu khiển các dịch vụ và thu thông tin về nơi nhận thông tin kết nối cho các kiểu mạng khác nhau ( ví dụ: vị trí đầu cuối di động ) và tính cước thông tin cho các phần cơ sở dữ liệu đểđưa ra các dịch vụ trên cơ sở thông tin thu được .
Lớp ứng dụng Lớp trình bày Lớp phiên Lớp vận chuyển Lớp mạng Lớp đường số liệu Lớp đường vật lý Mạng báo hiệu Đường báo hiệu Kênh báo hiệu TUP ISUP OMAP OSI CCS No.7 MTP 4 3 2 1 TCAP SCCP
Hình 2. 12 Mối tương quan giữa CCS no 7 và OSI
với OSI. Ba mức thấp nhất hợp thành phần chuyển bản tin ( MTP ), mức thứ tư gồm các phần ứng dụng. Sự khác nhau lớn nhất giữa CCS No.7 và OSI trong Version đầu tiên là thủ tục thông tin trong mạng. Mô hình OSI mô tả sự trao đổi số liệu có định hướng đấu nối ( Connection Oriented ). Thủ tục thông tin gồm ba pha thực hiện là thiết lập đấu nối, chuyển số liệu và cắt đấu nối. Còn MTP chỉ cung cấp dịch vụ vận chuyển không định hướng ( Connectionless ) tức chỉ có pha chuyển số liệu, do vậy việc chuyển số liệu sẽ nhanh hơn nhưng với số lượng ít hơn.
2.5.5 Giới hạn của hệ thống báo hiệu số 7
Nhân của hệ thống báo hiệu số 7 đối với mỗi ứng dụng khách hàng cung cấp khả năng để nhận dạng 16384 điểm báo hiệu.
Số lượng mạch cho mỗi nối liên hệ báo hiệu phần khách hàng có thể đến 4096 mạch (4096 kênh mỗi hướng).
Số lượng cuộc kết nối SCCP khả dụng ở một điểm báo hiệu đối với mối liên hệ báo hiệu có thểđến 224 SCCP cuộc nối .
Kết luận Chương 2
Trong các Chương 2 em đã trình bày tổng quan về các giao thức báo hiệu chính trong mạng NGN. Qua đó thấy được vai trò quan trọng của giao thức SIP trong mô hình mạng NGN. Các giao thức trên vẫn đang được sử dụng trong các mạng viễn thông thế giới do những ưu điểm của chúng vẫn còn phù hợp với cơ sở hạ tầng mạng, nhu cầu dịch vụ và điều kiện của các quốc gia. Hiện nay hai giao thức đang được sử dụng chủ yếu là các giao thức báo hiệu ngang hàng trong các giao thức báo là giao thức H.323 và giao thức SIP. Giao thức H.323 ra đời trước và đã được ứng dụng khá rộng rãi. Tuy nhiên, nhờ sự đơn giản, khả năng mở rộng và khả năng thích ứng cao trong mạng Internet mà giao thức báo hiệu SIP đã và đang dần thay thế H323. Mô hình tập trung vào SIP sẽ sử dụng MGCP/Megaco trong nội bộ chỉđểđiều khiển các Gateway thoại IP. Đểđiều khiển các media gateway người ta thấy được megaco/248 là giao thức ra đời sau nhưng đã cho thấy được ưu điểm rõ
dệt của nó so với giao thức MGCP, nó cũng đang dần được sử dụng để thay thế cho MGCP.
Chương 3 Giao thức Sip
3.1 Giới thiệu
- Theo định nghĩa của IETF, SIP là “giao thức báo hiệu lớp ứng dụng mô tả việc khởi tạo, thay đổi và huỷ các phiên kết nối tương tác đa phương tiện giữa những người sử dụng”.
- SIP có thể sử dụng cho rất nhiều các dịch vụ khác nhau trong mạng IP như dịch vụ thông điệp, thoại, hội nghị, email, dạy học từ xa, quảng bá, …
- SIP sử dụng khuôn dạng text, một khuôn dạng thường gặp trong mạng IP. Nó kế thừa các các nguyên lý và khái niệm của các giao thức Internet như HTTP và SMTP. Nó được định nghĩa như một giao thức client-server, trong đó các yêu cầu được phía client đưa ra và các đáp ứng được server trả lời. SIP sử dụng một số kiểu bản tin và các trường mào đầu của HTTP, xác định nội dung luồng thông tin theo mào đầu.
Chức năng của Sip
SIP hỗ trợ 5 dịch vụ trong việc thiết lập và kết thúc các phiên truyền thông: - Định vị người dùng: Xác định vị trí của người dùng tiến hành hội thoại. - Năng lực người dùng: Xác định các phương thức (phương tiện) và các tham
số tương ứng trong hội thoại.
- Xác định những người sẵn sàng tham gia hội thoại. - Thiết lập các tham số cần thiết cho cuộc gọi.
- Điều khiển cuộc gọi: Bao gồm cả quá trình truyền và kết thúc cuộc gọi. SIP là một phần trong bộ giao thức chuẩn cho truyền dòng tin đa phương thức do IETF khuyến nghị như RSVP ( giao thức giữ trước tài nguyên ), RTP ( giao thức truyền tải theo thời gian thực ), RTSP ( giao thức phân phối dòng tin đa phương thức ), SAP ( giao thức thông báo phiên ), SDF ( giao thức mô tả phiên ). Tuy nhiên SIP hoạt động độc lập với các giao thức trên.
3.2 Khái quát về hoạt động của SIP
SIP hoạt động theo cơ chế trao đổi các yêu cầu và đáp ứng. Ta sẽ xem xét thủ tục báo hiệu trong SIP thông qua một ví dụ trao đổi thông tin giữa hai người là A và B sử dụng hệ thống SIP.
A’s softphone Atlanta.com proxy Biloxi.com proxy B’s SIP phone INVITE F1 INVITE F2 100 Trying F3 INVITE F4 100 Trying F5 180 Ringing F6 180 Ringing F7 180 Ringing F8 200 OK F9 200 OK F10 200 OK F11 ACK F12 BYE F13 200 OK F14 Hình 3. 1 Cơ chế hoạt động của giao thức SIP
Đầu tiên, A gọi B bằng cách sử dụng địa chỉ SIP của mình được gọi là SIP URI. Địa chỉ này tương tự như một địa chỉ e - mail bao gồm hai phần user name và host name. Vì A’s softphone không biết được vị trí của B cũng như máy chủ SIP phục vụ miền biloxi.com, nên nó gửi bản tin INVITE tới náy chủ SIP phục vụ miền của A, đó là atlanta.com
Máy chủ SIP tại Atlanta là một proxy server. Nó nhận yêu cầu INVITE sẽ gửi trở lại máy tính của A một đáp ứng 100 ( Trying ) để chỉ thị rằng INVITE đã được nhận và nó đang là đại diện cho thiết bị của A để định
tuyến bản tin INVITE tới đích của cuộc gọi. Tiếp sau đó, máy chủở Atlanta sẽ xác định máy chủ của miền biloxi.com và chuyển tiếp bản tin yêu cầu INVITE tới đó. Khi máy chủở Biloxi nhận được bản tin INVITE, nó gửi trở lại một bản tin 100 ( Trying ) để trả lời cho máy chủ tại Atlanta biết nó đã nhận được yêu cầu và đang xử lý yêu cầu này. Tiếp đến, nó truy vấn cơ sở dữ liệu, được gọi chung là dịch vụđịnh vị, để xác định địa chỉ IP hiện tại của B. Tại các điểm trung gian, trước khi được truyền đi bản tin INVITE sẽ được bổ xung thêm vào đầu trường “Via” địa chỉ của điểm trung gian để sử dụng sau này.
Máy điện thoại của B khi nhận được bản tin này nó sẽ rung chuông để báo cho B biết có một cuộc gọi từ A tới để quyết định xem có trả lời cuộc gọi