Hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) là một hệ thống báo hiệu kênh chung được công bố vào những năm 80 ở sách vàng của CCITT. Ban đầu, SS7 được thiết kế cho các ứng dụng điều khiển cuộc gọi trong mạng thoại nhưng cho tới nay các ứng dụng SS7 đã được mở rộng rất lớn bao gồm các chức năng như truy vấn cơ sở dữ liệu, giao dịch, vận hành mạng, mạng số tích hợp đa dịch vụ (ISDN).
SS7 thực hiện báo hiệu ngoài băng trong mạng PSTN. SS7 hỗ trợ mạng PSTN xử lý, thiết lập cuộc gọi, trao đổi thông tin định tuyến, vận hành, tính cước, và hỗ trợ các dịch vụ mạng thông minh (IN).
Hình 3.12. Cấu trúc mạng SS7 Mạng SS7 bao gồm những phần tử sau:
Điểm chuyển mạng dịch vụ (SSP)
SSP là chức năng báo hiệu CSS#7 thực hiện trong các tổng đài nội hạt hoặc các thành phần khác (mạng dành riêng, mạng di động).
Các SSP kết cuối khởi tạo và kết thúc cuộc gọi còn các tổng đài trong mạng có trách nhiệm chuyển tiếp cuộc gọi đến SSP kết cuối. SSP có khả năng khởi tạo và truyền tải các bản tin báo hiệu dựa trên kênh thoại tới các SSP khác nhằm mục đích kết nối, ngắt kết nối và duy trì cuộc gọi còn những bản tin không dựa trên kênh thoại thì được trao đổi với SCP để truy vấn cơ sở dữ liệu khi số điện thoại được quay không đủ
40
để hoàn thành cuộc gọi. Ngoài ra, việc truy cập cơ sở dữ liệu được sử dụng trong các dịch vụ mạng thông minh và các dịch vụđặc biệt.
Các SSP thực hiện chức năng chuyển đổi các hệ thống báo hiệu trực tiếp. Điểm chuyển tiếp báo hiệu (STP)
STP có chức năng chuyển tiếp các bản tin báo hiệu đến các SSP hoặc đến STP khác. STP cung cấp các kết nối logic giữa các SSP do đó không yêu cầu cần phải có các kết nối trực tiếp giữa các SSP. Thông thường, STP được đặt cấu hình theo từng cặp và được kết nối với nhau nhằm mục đích dự phòng và đảm bảo cho mạng báo hiệu có độ sẵn sàng cao. Cặp STP thực hiện các chức năng giống hệt nhau và được gọi là STP địa phương nếu chúng kết nối trực tiếp với SSP hoặc SCP.
Điểm điều khiển dịch vụ (SCP)
SCP là điểm truy cập cơ sở dữ liệu khách hàng của các nhà cung cấp dịch vụ. Nó cũng là nơi lưu trữ các thông tin và dịch vụ của thuê bao cũng như các thủ tục xử lý các dịch vụ mà thuê bao cài đặt. Giao thức truy cập trao đổi thông tin chủ yếu dựa trên giao thức X.25.
Các liên kết báo hiệu chính là các kết nối các điểm báo hiệu trong mạng SS7 với nhau. Các liên kết này là các đường truyền song công độc lập hợac được xen vào trong các đường trung kế E1.
Các liên kết báo hiệu và chùm liên kết báo hiệu
Các bản tin báo hiệu số 7 được trao đổi giữa các phần tử mạng thông qua các kênh 64kbps – các link báo hiệu. Các liên kết báo hiệu trong mạng SS7 được xác định theo chức năng tương ứng với các điểm báo hiệu mà chúng được dùng để liên kết.
Hình 3.13. Các kiểu liên kết báo hiệu Có 6 loại liên kết báo hiệu sau:
41
72.Liên kết A (A-link): Được dùng để liên kết SSP và SCP với cặp STP địa phương.
73.Liên kết B (B-link): liên kết bắc cầu giữa các STP cùng mức và nằm trong cùng một cấu trúc mạng.
74.Liên kết C (C-link): là liên kết giữa hai STP trong một cặp.
75.Liên kết D (D-link): là liên kết giữa các STP khác mức như STP quốc gia – STP gateway.
76.Liên kết E (E-link): liên kết giữa một SSP và một STP khác ngoài cặp STP địa phương.
77.Liên kết F (F-link): liên kết trực tiếp giữa hai điểm báo hiệu. Liên kết này chỉ được dùng khi không có STP hoặc lưu lượng báo hiệu quá lớn.
Các đường liên kết được nhóm thành các chùm liên kết khi chúng cùng kết nối tới một điểm báo hiệu cuối. Các điểm báo hiệu cuối thực hiện chia sẻ tải giữa các liên kết trong chùm.
Hình 3.14. Cấu trúc các giao thức của báo hiệu SS7
Hệ thống báo hiệu SS7 truyền thông tin báo hiệu trên kênh dữ liệu riêng biệt với kênh lưu lượng thoại. Mạng SS7 là mạng chuyển mạch gói độc lập với mạng thoại chuyển mạch kênh. Hình 3.14 mô tả mô hình chồng SS7 giao thức theo mô hình OSI. Tất cả các thông tin báo hiệu được đóng gói qua các lớp MTP (Message Transfer Part). Các giao thức MTP 1-2-3 tạo ra một mạng chuyển mạch gói an toàn, tin cậy, hiệu quả,
42
chuyên dụng và có độ sẵn sàng (availability) cao để truyền các thông tin báo hiệu. Cấu trúc các bản tin MTP rất giống với bản tin của X25.
II.1. Các MTP
Phần truyền tải bản tin MTP bao gồm 3 lớp riêng biệt. Lớp thấp nhất MTP1, định nghĩa các đặc tính vật lý của tuyến liên kết báo hiệu. Nó tương ứng với lớp vật lý của mô hình báo hiệu OSI.
Lớp tiếp theo MTP2, cung cấp các dịch vụ truyền trên từng tuyến liên kết báo hiệu (link) cho lớp mạng (MTP3). MTP2 cũng đồng thời làm các nhiệm vụ kiểm tra, theo dõi, duy trì kênh báo hiệu. MTP2 tương ứng với lớp điều khiển liên kết dữ liệu trong mô hình OSI. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lớp cao nhất là phần chuyển giao bản tin MTP3 cung cấp một số chức năng trong lớp mạng trong mô hình OSI. MTP3 cung cấp khả năng truyền rộng rãi các bản tin trên mạng tới các user của nó, thường là ISUP và SCCP. Tất cả các thực thể ttrong mạng báo hiệu đều được đánh địa chỉ, các địa chỉ này gọi là mã điểm báo hiệu, sử dụng trong lớp MTP3.
II.2. ISUP – Phần ứng dụng ISDN
ISUP là giao diện giao tiếp mạng với mạng, thực hiện giữa các nút trong mạng điện thoại. Giao thức này được ITU định nghĩa (Q76x) gồm nhóm các bản tin và các hoạt động tương ứng. ISUP xác định cả giao thức và chức năng của các phần tử mạng. Chức năng bao gồm xác định điều khiển cuộc gọi cho các loại tổng đài khác nhau, các thủ tục duy trì bảo dưỡng mạng …
ISUP gồm 2 loại chức năng: liên quan đến cuộc gọi và không liên quan đến cuộc gọi. Tính năng không liên quan đến cuộc gọi thường được sử dụng trong việc duy trì mạng. Tính năng liên quan đến cuộc gọi cần để thiết lập và giải phóng cuộc gọi. Thêm vào đó, định nghĩa cơ chế chuyển tải dữ liệu liên quan đến cuộc gọi trong suốt cuộc gọi.
II.3. Giao thức điều khiển kết nối báo hiệu – SCCP
Phần điều khiển kết nối báo hiệu sử dụng dịch vụ truyền các bản tin tin cậy trên mạng được cung cấp bởi lớp MTP3. SCCP tăng cường cơ chế đánh địa chỉ của mạng SS7 bằng cách cung cấp các bản tin định tuyến tới nhiều user sử dụng dịch vụ xác định bởi địa chỉ SubSystemNumber. Các dịch vụ SS7 nằm trong các thực thể mạng trong một phân hệ và được đánh địa chỉ bằng số SSN (SubSystemNumber) của nó. SCCP cũng tăng cường cung cấp cơ chếđánh địa chỉ phía trên lớp đánh địa chỉ mã điểm báo hiệu dựa trên địa chỉđánh theo nhãn toàn cầu (Global Title). Có thể so sánh địa chỉ GT và mã điểm báo hiệu như là dịch vụ tên miền và địa chỉ số trong mạng IP.
43
II.4. Phần ứng dụng khả năng giao dịch – TCAP
Phần ứng dụng khả năng giao dịch là một lớp giao thức, nằm trong lớp phiên, trình diễn và ứng dụng trong mô hình OSI. Nó cung cấp cơ chếđòi hỏi đáp tin cậy và các dịch vụ khai thác từ xa tới các user của chính nó như INAP, MAP, CAP và các ứng dụng mới. TCAP thông báo cho các user tương ứng kết quả thực thi thành công hay thất bại. TCAP cũng nằm phía trên SCCP và sử dụng các dịch vụ không kết nối.