Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7
CHƯƠNG 1
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BÁO HIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ BÁO HIỆU
Chức năng chính của báo hiệu là thiết lập, giám sát và điều khiển việc truyền tin trên mạng
viên thông.
Với các phương pháp truyền dẫn:
•Truyền dẫn gói (Virtual circuit)
•Truyền dẫn kênh (Circuit)
Truyền dẫn kênh:
Kênh dành riêng cho cuộc gọi do đó không chúa thông tin điều khiển cuộc gọi, do vậy
các thông tin điều khiển thường độc lập với các thông tin cuộc gọi được gọi là báo hiệu sẽ
phải truyển một cách riêng biệt nhằm để thiết lập, duy trì, hủy bỏ kênh truyền tin.
Truyền dẫn gói:
Thông tin cuộc gọi được “đóng gói “ bao giờ cũng gồm 2 phần gắn kết với nhau :
oPhần Data : giữ thông tin cuộc gọi.
oPhần Header: chứa thông tin điều khiển cuộc gọi.
Do vậy không cần phải có thêm thông tin báo hiệu. Tuân thủ mô hình mạng truyền dữ
liệu được chuẩn hóa theo mô hình OSI.
Các phương pháp báo hiệu được phân biệt theo các tiêu chí khác nhau như:
•Loại tín hiệu báo hiệu
oBáo hiệu Analog (như DC, 1VF, 2VF, MF).
oBáo hiệu Digital (như CAS, DSS1, No 7).
•Thông tin báo hiệu:
oBáo hiệu trên đường thuê bao (user-net)
oBáo hiệu trên đường trung kế (net-net).
oBáo hiệu qua mạng (user-user)
•Chế độ báo hiệu
oBáo hiệu lựa chọn
oBáo hiệu đường.
Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN
1
Header Data
Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7
•Chiều báo hiệu
oBáo hiệu hướng thuận (call – called)
oBáo hiệu hướng ngược(called – call)
•Phương thức báo hiệu
oBáo hiệu kênh kết hợp (CAS)
oBáo hiệu kênh chung (CCS)
Hình 1.1 Báo hiệu trong tổng đài
DTMF dual tone multi frequency signaling.
PLMN public land mobile network
1.2. BÁO HIỆU TRÊN CÁC ĐƯỜNG TRNG KẾ (CAS và CCS)
1.2.1. Báo hiệu kênh kết hợp CAS.
Là phương thức báo hiệu mà mỗi kênh cuộc gọi lại tồn tại một kênh báo hiệu dành riêng
cho kênh cuộc gọi đó. Các thông tin báo hiệu chứa các Code điều khiển cuộc gọi, các Code
được truyền trong kênh dành riêng cho báo hiệu trên cùng một tuyến kết hợp với tuyến của
kênh cuộc gọi.
Các loại hệ thống báo hiệu kênh kết hơp đã được sử dụng là:
•Hệ thống báo hiệu xung thâm nhập, hay đơn tần 1VC.
•Hệ thống báo hiệu hai tần số 2 VC, hay chính là hệ thống (CCITT số 4).
•Hệ thống báo hiệu xung đa tần MFP (hay chính là hệ thống CCITT số 5, R1).
•Hệ thống báo hiệu đa tần (CCITT, R2).
Các vấn đề gặp phải đối với CAS:
Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN
2
Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7
Hiệu suất báo hiệu không cao do 1 cuộc gọi chiếm 2 kênh (kênh cho thoại và kênh
cho báo hiệu). Khi đó kênh báo hiệu này tồn tại trong suốt thời gian cuộc gọi dù cuộc
gọi có truyền tin hay không (thông thường các thông tin báo hiệu lại chỉ được truyền
trước khi và sau khi kết thúc cuộc gọi). Dẫn đến sự lãng phí không thuận tiện nhất là
cho các cuộc gọi chiém nhiều thời gian (như các cuộc gọi truyền dữ liệu…
Vì sử dụng mã để báo hiệu nên số lượng các thông tin báo hiệu rất ít do đó hạn
chế các khả năng điều khiển , thông tin báo hiệu cho các dịch vụ giá trị gia tăng qua
mạng
Kênh báo hiệu được truyền kết hợp cùng tuyến với kênh cuộc gọi do vậy khả năng
tìm kiếm và định tuyến kém cho các đầu cuối không cố định, đồng thời làm tăng lưu
lượng mạng báo hiệu trong quá trình tìm kiếm thuê bao di động do đó hạn chế khả năng
ứng ngày càng cao của các dịch vụ giá trị gia tăng ..
Hình 1.2 Mô hình mạng báo hiệu CAS đi cùng với mạng viễn thông
Yêu cầu được đặt ra là cần phải có một mạng báo hiệu mới đáp ứng được mọi dịch vụ
mới của công nghệ mạng truyền thông (Cả về dịch vụ thoại và dữ liệu) ở thời điểm hiện tại và
trong tương lai, các đòi hỏi ngày một lớn hơn về nhiều mặt của khách hàng như đảm bảo chất
lượng dịch vụ, tính bảo mật, lưu lượng lớn và khả năng đáp ứng nhanh…
Một ví dụ cụ thể là vào năm 1960 những tổng đài được điều khiển theo chương trình
được lưu chữ sẵn (Store Program Control - SPS) với viêc truyền số liệu tốc độ cao giữa các
bộ vi xử lý, báo hiệu ở đây được truyền trên cả hai hướng trên một kênh số liệu..
Tất cả những điều này dẫn đến sự ra đời của mạng báo hiệu mới là mạng báo hiệu kênh
chung CCS đáp ứng được hầu hết các dịch vụ giá trị ra tăng và những đòi hởi mới của mạng
viễn thống số hiện đại.
Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN
3
Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7
1.2.2 Báo hiệu kênh chung CCS
Báo hiệu kênh chung là báo hiệu mà kênh báo hiệu không dành riêng cho kênh cuộc gọi
nào. Đây là phương thức báo hiệu theo bản tin sao cho mỗi một bản tin được dùng trong báo
hiệu cho một cuộc gọi. Bản tin có khuôn dạng chung cho cho mọi cuộc gọi. trong đó bản tin
có thể được truyền trên kênh dành riêng cho báo hiệu cùng tuyến với cuộc gọi hoặc có thể
truyền trên 1 hoặc nhiều kênh chung trên các tuyến khác tuyến cuộc gọi. Do đó nó lập thành
một mạng báo hiệu độc lập với mạng truyền tin, song song và đè lên mạng truyền tin đó.
Hiện nay có hai loại tín hiệu chuẩn khác nhau cho báo hiệu kênh chung khả dụng: Hệ
thống thứ nhất là hệ thống báo hiệu kênh chung số 6 của CCITT, nó ra đời vào đầu năm1968
được sử dụng dành cho đường dây analog và cho lưu lượng thoại quốc tế. Các đường làm việc
với tốc độ thấp 2,4kb/s với độ dài bản tin bị hạn chế và không có cấu trúc phân mức mà có
cấu trúc đơn. Vì những hạn chế trên mà hệ thống này không đáp ứng được sự phát triển của
mạng.
Hệ thống thứ 2 là hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) của CCITT, ra đời vào những năm 1979
– 1980 dành cho mạng chuyển mạch số trong nước và quốc tế, nơi có thể sử dụng hệ thống
truyền dẫn số tốc độ cao (64Kb/s) hoặc cho các đường dây analog. Hệ thống báo hiệu số 7 của
CCITT không những được thiết kế để điều khiển, thiết lập, giám sát cho dịch vụ thoại mà còn
sử dụng cho các cuộc gọi của dịch vụ phi thoại. Thích ứng với nhiều loại mạng thông tin như:
PSTN, Mobile, Data, ISDN, IN….
Nhưng ưu điểm đáng kể được kể ra như sau:
•Tốc độ nhanh: trong phần lớn các trường hợp thời gian thiết lập cuộc nối dưới 1s. Là
do thông tin báo hiệu được truyền trực tiếp giữa các bộ vi xử lý, tín hiệu được điều chế
dưới dạng số và theo tốc độ chuẩn 64kb/s của CCITT.
•Dung lượng cao: mỗi kênh báo hiệu có thể xử lý tín hiệu báo hiệu cho rất nhiều cuộc
gọi trong cùng một lúc. Nâng cao hiệu suất của việc sử dụng kênh thông tin trong
mạng.
•Tính kinh tế: SS7 cần ít thiết bị hơn so với thiết bị truyền thống. Một ưu điểm nữa là
SS7 chỉ chiếm kênh khi thuê bao bị gọi nhắc máy
•Độ tin cậy cao: nhờ sử dụng mạng báo hiệu dành riêng độc lập và đè lên tuyến truyền
tin. Cùng với việc sử dụng các mã sửa sai ( như sử dụng các tổ hợp bít phát hiện lỗi,
giám sát và sử lỗi cho các bản tin báo hiệu).
•Tính mềm dẻo: do thực hiện việc truyền tin theo gói mà tốc độ báo hiệu có thể thay
đổi và đáp ứng được nhiều hơn các dịch vụ giá trị gia tăng.
Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN
4
Tổng quan về hệ thống báo hiệu số 7
1.3. CÁC PHẦN TỬ CẤU THÀNH MẠNG BÁO HIỆU SỐ 7
Mạng báo hiệu SS7 về bản chất là một mạng chuyển mạch gói hoạt động riêng biệt và
song song với hệ thống mạng thoại. Các bản tin được truyền trên mạng thực hiện các chức
năng thiết lập, duy trì, giải phóng và quản trị mạng. Như trong hình 1.2, các node cấu thành
lên mạng báo hiệu được thiết kế, cấu tạo gồm có: các điểm báo hiệu SP, các điểm chuyển tiếp
báo hiệu TP, các điểm vừa báo hiệu vừa chuyển tiếp báo hiệu STP được kí hiệu như trong
hình 1.3 dưới đây:
Hình 1.3 : Các loại trạm báo hiệu CCS
1.3.1. Điểm báo hiệu (signalling point)
Điểm báo hiệu (SP) là một node (đầu cuối báo hiệu) trên mạng thực hiện việc chuyển
mạch thoại cho các kênh thoại và thực hiện việc chuyển mạch gói cho các gói tin của báo hiệu
SS7. Điểm báo hiệu giữ vai trò như một tổng đài (chức năng truyền dẫn và định hướng lưu
lượng qua mạng) trong mạng viễn thông
Mỗi điểm báo hiệu được xác định duy nhất bởi một mã điểm (Point Code - PC). Các mã
điểm (point code) được mang bên trong bản tin báo hiệu để xác định mã điểm nguồn
(Origination PC - OPC) và mã điểm đích ( Destination PC - DPC). Mỗi điểm báo hiệu sử
dụng bảng định tuyến để chon đích đến chính xác cho mỗi bản tin báo hiệu.
Các dạng của điểm báo hiệu
Điểm chuyển tiếp dịch vụ: (Service Switching Point – SSP)
Một điểm SSP gửi những bản tin báo hiệu tới các SSP khác để thiết lập, quản lý, và giải
phong kênh cuộc gọi được yêu cầu để hoàn tất 1 cuộc gọi. một SSP cũng có thể gửi bản tin tới
điểm điều khiển dịch vụ (SCP) để xác định làm thế nào để định tuyến một cuộc gọi.
Điểm chuyển tiếp báo hiệu: (Signaling Transfer Points - STP)
Đại Học Công Nghệ -ĐHQGHN
5
ST
Điểm chuyển tiếp báo hiệu (chỉ chuyển tiếp, không có chức năng xử lý)
SP
Điểm báo hiệu (điểm đầu cuối báo hiệu)
ST
Điểm chuyển tiếp báo hiệu (vừa có chức năng đầu cuối vùa có
chức năng của thiết bị chuyển tiếp )