Trong mạng viễn thông thì SSP chính là một tổng đài (SPC) nội hạt trong mạng, nó bao gồm chuyển mạch thoại và chuyển mạch báo hiệu CCS7 hoặc cũng có thể là một máy tính đợc nối với trờng chuyển mạch của tổng đài nội hạt trong mạng.
Điểm chuyển mạch SSP đợc liên kết với hệ thống chuyển mạch trong tổng đài để tạo ra những gói giữ liệu báo hiệu và các bản tin báo hiệu để truyền trong mạng báo hiệu CCS7. Nó chuyển từ mạch thao tác thoại thành bản tin báo hiệu CCS7 truyền đi trong mạng tới tổng đài khác.
3.3.2. Điểm chuyển tiếp báo hiệu STP (Signalling Transfer Point).
STP STP SSP SSP SSP SSP SPC
Việc truyền các bản tin trong hệ thống báo hiệu CCS7 từ một SSP đến một SSP khác trong mạng đợc thực hiện qua các điểm chuyển tiếp báo hiệu STP. STP làm nhiệm vụ định tuyến các bản tin báo hiệu trong mạng, nó nhận các bản tin khác nhau trong mạng và thực hiện các bản tin đó tới đích thích hợp dựa trên nội dung nó nhận đợc. Các STP là một hệ thống sử lý đợc kết nối với hệ thống chuyển mạch của tổng đài. Các tổng đài này ngoài chức năng chuyển mạch thoại nó còn truyển mạch gói báo hiệu.
Để nâng cao độ tin cậy của CCS7 các STP thờng phải có cấu trúc kép. Có thể phân STP theo 3 mức :
• Điểm truyền báo hiệu cấp quốc gia:
Nó nằm trong chính mạng quốc gia, nó truyền bản tin bằng cách sử dụng các giao thức chuẩn quốc gia. Các bản tin trong mạng có thể đợc định tuyến qua các cấp STP khác nhau. Ngoài ra còn đợc phân nhỏ nh hình sau:
: STP cấp quốc gia. : STP cấp vùng.
: SP
Thông thờng các STP cấp quốc gia không có khả năng chuyển đổi các bản tin từ giao thức chuẩn quốc gia thành các giao thức chuẩn quốc tế. Thờng việc chuyển đổi này đợc thực hiện tại điểm truyền báo hiệu cổng (Gate Way STP).
• Điểm truyền báo hiệu cấp quốc tế.
Mạng báo hiệu
cấp quốc gia Mạng báo
hiệu cấp vùng
Mạng báo hiệu cấp vùng
Nó thực hiện các chức năng nh STP cấp quốc gia nhng sử dụng giao thức chuẩn quốc tế theo tiêu chuẩn do ITU-TS (bộ phận tiêu chuẩn viễn thông của ITU) đợc sử dụng để kết nối mạng trên toàn thế giới cho các nớc, mặc dù các nớc có thể khác nhau về cấu trúc mã điểm báo hiệu và quản trị mạng.
STP cấp quốc tế STP cấp quốc gia
Hình 3.2.2. Mạng báo hiệu quốc tế.
• Điểm truyền báo hiệu cổng (Gate Way).
Thực hiện chức năng chuyển đổi giao thức từ các loại chuẩn khác nhau ở mỗi quốc gia thành các giao thức chuẩn quốc tế ITU-TS hay thành một số chuẩn khác. Do đó không cần chuyển đổi giao thức trong mạng mà chính STP Gate way sẽ đảm nhận trách nhiệm này.
3.3.3. Điểm điều khiển dịch vụ SCP (Service Control Point).
Quốc gia 1 Quốc gia 2
Điểm SCP làm nhiệm vụ nh bộ kết nối giữa mạng báo hiệu CCS7 với hệ thống cơ sở dữ liệu. Bản thân SCP không lu trữ thông tin mà nó làm nhiệm vụ kết nối với hệ thông cơ sở dữ liệu. Các hệ thống dữ liệu này thờng kết nối với SCP thông qua chuyển mạch gói X.25. Do vậy bản thân SCP có thể thực hiện việc chuyển đổi giữa giao thức X.25 với các giao thức báo hiệu số 7.
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 phơng thức này thì tín hiệu báo hiệu và tín hiệu thoại đợc truyền trên các kênh khác nhau nhng cùng truyền đi từ điểm báo hiệu này đến điểm báo hiệu khác. Phơng thức báo hiệu này không tối u, không lý tởng vì nó đòi hỏi phải có đờng báo hiệu từ tổng đài này tới tổng đài khác trong mạng.
: Kết nối tiếng.
: Đờng truyền báo hiệu.
Hinh 3.3.1. Kiểu báo hiệu kết hợp.
• Kiểu bái hiệu không kết hợp (Non Associated Signalling).
Trong trờng hợp này, các bản tin báo hiệu giữa hai đểm báo hiệu đợc truyền trên một hoặc nhiều tập hợp quá giang STP khác nhau đối với tuyến thoại. Trong khi kênh thoại đợc kết nối trực tiếp từ tổng đài này đến tổng đài kia.
S
P SP
Hình 3.3.4. Kiểu báo hiệu không kết hợp.
• Báo hiệu tựa kết hợp (Quasi Associated Signalling).
Trong trờng hợp báo hiệu này thì đờng báo hiệu đợc chọn truyền tới đích là ngắn nhất. Do đó có thể coi là trờng hợp riêng của báo hiệu không kết hợp. Do Vậy thời gian trễ là nhỏ nhất.
Hình 3.3.3. Kiểu báo hiệu tựa kết hợp.
3.3.5. Các đờng báo hiệu.
Các đờng dữ liệu đợc 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 đờng báo hiệu CCS7 đợc nối với nhau bằng các đờng dữ liệu báo 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 đờng báo hiệu là hai chiều, sử dụng cả phát và thu kép để thực hiện truyền dẫn đồng thời. Trong đó tập hợp các đờng báo hiệu nối trực tiếp hai điểm báo hiệu liền kề với nhau đợc gọi là cụm (Link set). Khi một đờng báo hiệu trong một cụm bị lỗi thì thiết bị chuyển mạch sẽ chuyển lu lợng trên đờng báo hiệu bị lỗi sang đờng báo hiệu khác trong cùng một cụm. Trong đó tối đa một cụm là 16 đờng báo hiệu. Ngoài các đơng
STP STP SS SS STP SS STP SS
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 đợc 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).
STP STP STP STP SCP SCP A A C D D E A B A E
Hình 3.3.5. Sáu loại hình báo hiệu dùng trong CCS7.
• Đờng truyền báo hiệu kiểu A (Asccess Link).
Đờng kết nối giữa SSP với STP hay kết nối giữa SCP với STP đờng này dùng để truy cập vào đờng truyền dữ liệu trong mạng thông qua STP. Do trong mạng báo hiệu CCS7 các điểm báo hiệu thờng đợc thiết kế theo kiểu dự phòng nên tại một điểm báo hiệu thờng có ít nhất hai đờng báo hiệu kiểu A đợc kết nối với một cặp STP là 32 đờng.
• Đờng truyền báo hiệu kiểu B (Bridge Link).
Đờng 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 đờng báo hiệu kiểu B.
• Đờng truyền báo hiệu kiểu C (Cross link).
Đờng C dùng để nối các cặp STP trong một cặp STP dự phòng. Khi mạng làm việc bình thờng thì các đờng truyền kiểu C chỉ làm nhiệm vụ truyền đi các bản tin quản lý mạng giữa STP. Khi có hiện tợng tắc nghẽn trong mạng mà chỉ còn mỗi đờng truyền báo hiệu kiểu C thì lúc này các bản tin trong mạng mới có thể đợc phép truyền trên đờng báo hiệu này.Tối đa kiểu C gồm 8 đờng để nối giữa STP trong một cặp.
• Đờng truyền báo hiệu kiểu D (Diagonal link).
STP STP B C C A F
Đờng 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 đờng này. Nhiệm vụ của nó giống nh kiểu đờng B, số lợng lớn nhất là cho phép kết nối cặp STP với một cặp STP ở mức cao hơn 8 đờng.
• Đờng truyền báo hiệu kiểu E (Extended Link).
Đờng 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 đờng này làm nhiệm vụ truyền bản tin báo hiệu thay cho đơng kiểu A để đảm bảo việc thông suốt tín hiệu báo hiệu. Số đờng truyền báo hiệu kiểu E có thể đấu tới đích STP ở xa là 16 đờng.
• Đờng truyền báo hiệu kiểu F (Fully Associated Link).
Việc truyền bản tin giữa hai tổng đài với lu lợng lớn khi đó lu lợng truyền bản tin giữa hai SSP là lớn thì lúc đó giữ hai SSP sẽ đợc nối bằng đờng báo hiệu kiểu F cho phép truyền bảm tin trực tiếp với nhau, hoặc khi SSP không thể kết nối đợc với STP thì cũng thiết lập đơng kiểu F. Đờng này cho phép thâm nhập vào cơ sở dữ liệu trong mạng CCS7.
Khi thiết lập đờng tới STP hơi khó khăn thì chỉ có các thủ tục thiết lập, giải phóng cuộc gọi giữa hai tổng đài mới truyền trên đờng báo hiệu kiểu này.
3.4. Sự tơng ứng giữa CCS7 và mô hình OSI.
CCS7 đợc CCITT công bố vào đầu năm 1980. Cùng măm này tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO) đã giới thiệu mô hình OSI. CCS7 là kiểu thông tin chuyển mạch gói, có cấu trúc gần giống với mô hình OSI.
Báo hiệu số 7 có 4 mức, 3 mức thấp hợp thành phần chuyển bản tin MTP, Mức thứ t gồm các phần ứng dụng hay có thể phân ra 2 phần chính:
- Phần cung cấp dịch vụ cho ngời sử dụng.
Trong đó MTP đợc phân ra làm 3 mức tơng ứng với 3 phân lớp trong mô hình OSI.
MTP-1: Tơng ứng với lớp vật lý.
MTP-2: Tơng ứng với lớp liên kết dữ liệu. MTP-3: Tơng ứng với lớp mạng. OSI 4 3 2 1
Hình 3.4. Mối quan hệ giữa CCS7 và OSI.
3.5. Cấu trúc phần truyền tải bản tin MTP.
MTP là phần chung cho tất cả ngời sử dụng, nó bao gồm các lớp liên kết số
liệu báo hiệu (lớp 1) và hệ thống điều khiển chuyển bản tin.
Hệ thống điều khiển chuyển bản tin lại đợc chi làm 2 phần: Chức năng liên kết báo hiệu (Lớp 2) và chức năng mạng báo hiệu (Lớp 3).
Lớp 4 Lớp 3 Lớp 2 Lớp 1 ứng dụng Trình bày Lớp phiên Truyền tải Lớp mạng Liên kết dữ liệu Lớp vật lý Lớp mạng Lớp liên kết dữ liệu TUP ISUP TCAP TCAP OMAP MTP CCS7
Phần truyền bản tin-MTP
: Bản tin báo hiệu. : Điều khiển báo hiệu.
Hình 3.5. Cấu trúc chung các chức năng hệ thống báo hiệu.
MTP đảm bảo truyền tải và phân phối thông tin của phần ngời sử dụng qua mạng báo hiệu CCS7. Nó cũng có khả năng phản ứng các sự cố của mạng và hệ thống khi các sự cố này ảnh hởng đến thông tin của các UP và khả năng đa ra các biện pháp cần thiết để đảm bảo truyền các thông tin một cách tin cậy. Phần ngời sử dụng MTP là: ISDN-UP, TUP, SCCP, và DUP.
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 UPs MTP MTP TUP DUP ISSD-UP SCCP TCAP MAP BSSAP TUP DUP ISSD-UP SCCP TCAP MAP BSSAP Tổng đài A Tổng đài B
Hình 3.5. MTP là môi trờng truyền dẫn chung giữa các ngời sử dụng. Các ký hiệu:
TUP: Phần ngời sử dụng điện thoại (Telephone Use Part). DUP: Phần ngời sử dụng số liệu (Data Uer Part).
ISUP-UP: Phần ngời sử dụng ISDN (ISDN Use Part).
SCCP: Phần điều khiển nối thông báo hiệu (Signalling Connec Control Part). TCAP: Phần ứng dụng các khả năng trao đổi (Trânsction Capabilities
Application Part).
MAP: Phần ứng dụng di động (Mobile Application Part).
BSSAP: Phần ứng dụng trạm gốc (Base Station System Application Part).
Các chức năng của MTP đợc chia thành các mức chức năng sau:
- MTP lớp 1: các chức năng đờng truyền số liệu báo hiệu.
- MTP lớp 2: các chức năng đờng truyền.
- MTP lớp 3: các chức năng mạng báo hiệu.
3.6.1. Các chức năng đờng truyền số liệu báo hiệu MTP - 1:
Lớp này xác định các đặc tính chức năng điện và vật lý của một đờng truyền số liệu báo hiệu và phơng tiện để thâm nhập đến đờng truyền báo hiệu này. Đây là một đờng truyền dẫn song phơng các bản tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu. Nó đợc 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.
GSD GSD ETC ETC PCD-D ST-7 PCD-D ST-7
Đờng truyền số liệu báo hiệu
64kb/s
GSD
Mức1 Mức2
Hình 3.6.1. 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.
Đờng truyền báo hiệu đợc truyền qua thiết bị truyển mạch nhóm GSD theo lệnh của tổng đài sau đó đợc 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 đờng truyền báo hiệu MTP - 2:
Số liệu nhận đợc từ đờng truyền số liệu đợc biến đổi vào các tín hiệu tơng ứng, sau đó đợc sử lý ở lớp 2 của MTP, lớp này kiểm tra số liệu để sửa và phát hiện các lỗi xảy ra trên đờng truyền. Các chức năng đờng truyền sử lý báo hiệu lu lợng trên đờng truyền báo hiệu và đợc thực hiện ở đầu cuối báo hiệu số 7. Các chức năng lớp 2 cũng giống nh đờng truyền số liệu lớp 1 tạo nên vật mang để cung cấp đờng tuyền báo hiệu tin cậy cho các bản tin giữa hai điểm báo hiệu. Khi bản tin ở lớp cao hơn đợc truyền trên đờng báo hiệu bằng các khối bản tin có độ dài thay đổi. Để đảm bảo truyền tin cậy, khối chức năng 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 đờng truyền số liệu báo hiệu.
Khuôn mẫu bản tin báo hiệu.
Với các loại thông tin báo hiệu của phần ngời sử dụng (User Part) đợc truyền trên đờng 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).
0 1 31 0 1 31
Kênh báo hiệu Kênh báo hiệu
8 16 8n,n>=2 8 2 6 1 7 1 7 8
• Đơn vị tín hiệu trạng thái đờng 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 3.6.2. Các đơn vị tín hiệu trong CCS7. Các ký hiệu:
BIB: Bít chỉ thị ngợc (Back Indicator Bit). LI: Chỉ thị độ dài (Length Indicator).
BSN: Số trình tự ngợc (Backward Sequence Number). n: Số Byte ở SIF (Number).
CK: Các bit kiểm tra (Check Bit). SF: Trờng trạng thái (Status Field). F: Cờ (Flag).
FIB: Bit chỉ thị thuận (Forward Indicator Bit).
SIF: Trờng thông tin báo hiệu (Signalling Information Field). SIO: Bit thông tin dịch vụ (Service Information Octet).
FSN: Số trình tự thuận (Forward Sequence Number).
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
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 đợc 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 đợc 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.