Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM “TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN” Chương 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 2.1. VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 (CCS7) Hệ thống báo hiệu kênh chung số 6 (CCS6) có hạn chế so với CCS7 đó là: các trung kế làm việc với tốc độ thấp (2,4 kb/s). Độ dài của các bản tin bị hạn chế và không có cấu trúc phân mức mà có cấu trúc đơn nên hệ thống này không đáp ứng được với sự phát triển của mạng lưới. Hệ thống CCS7 được thiết kế tối ưu cho mạng quốc gia và quốc tế sử dụng trung kế số. Tốc độ đạt 64 kb/s, có cấu trúc phân lớp. Hệ thống báo hiệu số 7 cũng có thể sử dụng trên các đường dây tương tự (analog). Hệ thống CCS7 được thiết kế không chỉ cho điều khiển thiết lập, giám sát các cuộc gọi điện thoại mà cho cả các dịch vụ phi thoại. SS7 là hệ thống báo hiệu kênh chung tối ưu để điều hành trong mạng viễn thông số, nó có sự phối hợp với các tổng đài SPC. SS7 có thể thoả mãn các yêu cầu hiện tại và trong tương lai cho các hoạt động giao dịch giữa các bộ vi xử lý trong mạng viễn thông để báo hiệu điều khiển cuộc gọi, điều khiển từ xa, báo hiệu quản lý và bảo dưỡng. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7 SS7 cung cấp các phương tiện tin cậy để truyền thông tin theo trình tự chính xác, không bị mất hoặc lặp lại thông tin. Hiện nay và trong tương lai, CCS7 sẽ đóng vai trò rất quan trọng đối với các dịch vụ trong các mạng như:  Mạng điện thoại công cộng – PSTN.  Mạng số tích hợp đa dịch vụ – ISDN.  Mạng thông minh – IN.  Mạng thông tin di động mặt đất – PLMN. 2.2. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG CCS7 Mạng báo hiệu CCS7 có các khái niệm cơ bản sau:  Điểm báo hiệu (SP: Signalling Point): là một nút chuyển mạch hoặc nút xử lý trong mạng báo hiệu được cài đặt chức năng báo hiệu số 7 của CCITT. Một tổng đài điện thoại hoạt động như một điểm báo hiệu phải là tổng đài được điều khiển bằng chương trình lưu trữ SPC và báo hiệu số 7 là dạng thông tin số giữa các bộ vi xử lý. SP có thể là điểm kết cuối báo hiệu khi nó có khả năng xử lý các bản tin báo hiệu có liên quan.  Điểm chuyển tiếp báo hiệu (STP: Signalling Transfer Point): là các điểm báo hiệu có khả năng định tuyến cho các bản tin, chuyển các bản tin CCS7 tới các tuyến báo hiệu một cách chính xác dựa trên các thông tin chứa trong trường địa chỉ của bản tin đó.  Kênh báo hiệu/chùm kênh báo hiệu: Kênh báo hiệu là một đường truyền dẫn 64 kb/s kết nối giữa các điểm báo hiệu để chuyển tải các thông tin báo hiệu. Chùm kênh báo hiệu là một tập gồm một số kênh báo hiệu (tối đa 16 kênh) hoạt động chia sẻ tải cho nhau để nâng cao độ an toàn cho hệ thống. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7  Bản tin báo hiệu: là một tập hợp các thông tin thuộc về một cuộc gọi, được định nghĩa tại lớp 3 hay lớp 4, sau đó được chuyển như một thực thể bởi chức năng chuyển tiếp bản tin.  Tuyến báo hiệu/nhóm tuyến báo hiệu: Tuyến báo hiệu là một đường đã được xác định trước để bản tin đi qua mạng báo hiệu từ điểm báo hiệu nguồn đến điểm báo hiệu đích. Nó gồm một chuỗi các SP/STP được đấu nối với nhau bằng các kênh báo hiệu. Nhóm tuyến báo hiệu là tất cả các tuyến báo hiệu mà thông tin báo hiệu có thể sử dụng để đi qua mạng báo hiệu.  Mã điểm báo hiệu: là một mã nhị phân được gán cho mỗi một SP hoặc STP. 2.3. CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA CCS7 2.3.1. Sơ đồ khối chức năng Hệ thống CCS7 được chia thành một số khối chức năng chính sau (Hình 2.1): Hình 2.1. Cấu trúc cơ bản của hệ thống CCS7  Phần truyền bản tin (MTP: Message Transfer Part): đây là hệ thống vận chuyển chung để truyền các bản tin báo hiệu giữa hai SP. MTP truyền các bản tin báo hiệu giữa các UP khác nhau và hoàn toàn độc lập với nội dung các bản tin được truyền. MTP chịu trách nhiệm chuyển chính xác bản tin từ một UP này tới một UP khác. Điều này có nghĩa là bản tin báo hiệu được chuyển sẽ được kiểm tra chính xác trước khi chuyển cho UP. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7  Phần người sử dụng (UP: User Part): đây thực chất là một số định nghĩa phần người sử dụng khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu sử dụng của hệ thống báo hiệu. UP là phần tạo ra và phân tích bản tin báo hiệu. Chúng sử dụng MTP để chuyển thông tin báo hiệu đến một UP khác cùng loại. Hiện đang tồn tại một số UP trên mạng lưới:  TUP (Telephone User Part): phần người sử dụng cho mạng thoại.  DUP (Data User Part): phần người sử dụng cho mạng số liệu.  ISUP (ISDN User Part): phần người sử dụng cho mạng ISDN.  MTUP (Mobile Telephone User Part): Phần người sử dụng cho mạng điện thoại di động. 2.3.2. Mối tương quan giữa CCS7 và mô hình OSI Hệ thống CCS7 là một kiểu thông tin số liệu chuyển mạch gói, nó được cấu trúc theo kiểu module, rất giống với mô hình OSI nhưng nó chỉ có 4 mức. Trong đó 3 mức thấp nhất hợp thành phần chuyển bản tin (MTP), mức thứ tư gồm các phần ứng dụng (Hình 2.2). Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7 Hình 2.2. Mối tương quan giữa CCS7 và mô hình OSI 2.4. PHẦN CHUYỂN GIAO BẢN TIN – MTP MTP là phần chung cho tất cả các UP khác nhau. Nó bao gồm đường số liệu báo hiệu (MTP mức 1), để đấu nối giữa 2 tổng đài và hệ thống báo hiệu bản tin. Hệ thống điều khiển chuyển bản tin được chia làm 2 phần: Chức năng đường báo hiệu (MTP mức 2) và chức năng mạng báo hiệu (MTP mức 3). Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7 Hình 2.3. Cấu trúc chung của MTP  Chức năng đường báo hiệu: chức năng này thực hiện giám sát đường báo hiệu như phát hiện các bản tin lỗi, điều khiển việc gửi và nhận các bản tin một cách tuần tự, không để mất hoặc lặp bản tin.  Chức năng mạng báo hiệu: bao gồm các chức năng xử lý bản tin báo hiệu và quản lý mạng báo hiệu. – Xử lý bản tin báo hiệu: bao gồm các chức năng tạo tuyến cho các bản tin và phân phối chính xác các bản tin nhận được cho các UP. – Quản lý mạng báo hiệu: chức năng này có khả năng cấu hình lại và hoạt hóa đường báo hiệu để duy trì các dịch vụ trong các trường hợp có sự cố. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7 2.4.1. MTP mức 1 (đường số liệu báo hiệu) Hình 2.4. Cấu trúc MTP 1 Đường số liệu báo hiệu là một đường truyền dẫn số liệu hai chiều. Nó bao gồm 2 kênh số liệu hoạt động đồng thời trên hai hướng ngược nhau với cùng một tốc độ (Hình 2.4). Đường số liệu báo hiệu có thể là đường tín hiệu số hoặc tương tự. Đường số liệu báo hiệu được xây dựng trên kênh truyền dẫn số (64 kb/s) và tổng đài chuyển mạch số. Đường số liệu báo hiệu tương tự được xây dựng trên kênh truyền dẫn tương tự tần số thoại (4 kHz) và Modem. 2.4.2. MTP mức 2 (chức năng đường báo hiệu) MTP mức 2 cùng với MTP mức 1 cung cấp 1 đường số liệu cho chuyển giao tin cậy các bản tin báo hiệu giữa 2 điểm báo hiệu được đấu nối trực tiếp. Chức năng đường báo hiệu bao gồm:  Chức năng điều khiển đường báo hiệu.  Các trường điều khiển được xử lý trong mức 2 để chuyển chính xác các bản tin.  Sự phân định ranh giới các đơn vị báo hiệu.  Phát hiện lỗi. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7  Sửa sai.  Đồng chỉnh ban đầu.  Xử lý ngừng hoạt động.  Điều khiển lưu lượng mức 2.  Chỉ thị hiện tượng tắc nghẽn lên mức 3.  Giám sát lỗi đường báo hiệu. 2.4.3. MTP mức 3 (chức năng mạng báo hiệu) Các chức năng của MTP mức 3 được phân chia thành 2 loại cơ bản là các chức năng xử lý bản tin báo hiệu và các chức năng quản trị mạng báo hiệu (Hình 2.5). a. Xử lý bản tin báo hiệu Mục đích của chức năng xử lý bản tin báo hiệu là đảm bảo cho các bản tin báo hiệu bắt nguồn từ một UP tại một điểm báo hiệu phát được chuyển đến UP tại điểm báo hiệu thu. Chức năng này gồm:  Định tuyến bản tin báo hiệu.  Phân biệt bản tin báo hiệu.  Phân phối bản tin báo hiệu. b. Quản trị mạng báo hiệu Mục đích của các chức năng quản trị mạng báo hiệu là để hoạt hóa các đường báo hiệu mới, để duy trì các dịch vụ báo hiệu, để điều khiển lưu lượng khi xảy ra tắc nghẽn và để cấu hình lại mạng báo hiệu nếu có sự cố. Trong trường hợp đường báo hiệu bị hư hỏng, lưu lượng sẽ được chuyển đến các đường khác trong cùng một nhóm kênh báo hiệu với đường hỏng. Các chức năng này gồm: Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7  Quản trị mạng báo hiệu.  Quản trị tuyến báo hiệu.  Quản trị lưu lượng báo hiệu. Hình 2.5. Các chức năng mạng báo hiệu 2.5. PHẦN ĐIỀU KHIỂN ĐẤU NỐI BÁO HIỆU – SCCP 2.5.1. Các dịch vụ của SCCP  Phiên dịch, đánh địa chỉ của SCCP.  Dịch vụ phi kết nối.  Dịch vụ hướng kết nối. 2.5.2. Cấu trúc chức năng của SCCP Chức năng SCCP bao gồm 4 chức năng chính (Hình 2.6): Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7  Điều khiển hướng kết nối SCCP (SCOC): cung cấp các thủ tục cho thiết lập, chuyển giao và giải phóng 1 đấu nối báo hiệu tạm thời. Nó cũng điều khiển công việc truyền số liệu trên các đấu nối này.  Điều khiển phi kết nối SCCP (SCLC): cung cấp các thủ tục chuyển giao số liệu phi kết nối giữa các người dùng; phân phối và tiếp nhận các bản tin quản trị.  Định tuyến SCCP (SCR): là chức năng dựa vào MTP để tạo tuyến vật lý từ điểm báo hiệu này đến điểm báo hiệu khác.  Quản trị SCCP (SCM): cung cấp các thủ tục đảm bảo duy trì sự hoạt động của mạng bằng phương pháp định tuyến dự phòng hoặc điều chỉnh lại lưu lượng nếu xảy ra sự cố, tắc nghẽn,… Hình 2.6. Cấu trúc chức năng của SCCP [...].. .Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2 Tổng quan về hệ thống CCS7 2. 5.3 Các thủ tục báo hiệu a Các thủ tục hướng kết nối – Giao thức mức 2 và 3 Các thủ tục hướng kết nối bao gồm các pha: thiết lập kết nối, truyền số liệu và giải phóng đấu nối (Hình 2. 7)  Thiết lập kết nối: bao gồm các chức năng yêu cầu thiết lập kết nối báo hiệu tạm thời giữa 2 người sử dụng SCCP Thủ tục này... user bằng cách gửi và nhận các bản tin, được gọi là các thành phần và hội thoại nguyên thủy Chương 2 Tổng quan về hệ thống CCS7 Đồ án tốt nghiệp Đại học Hình 2. 10 Các phân lớp của TCAP b Phân lớp giao dịch (Transaction Sublayer – TSL) Phân lớp giao dịch cung cấp khả năng gửi các bản tin giữa các TCAP Các bản tin này có thể chứa các thành phần từ phân lớp thành phần Phân lớp này sử dụng các dịch vụ... TCAP TCAP được chia thành 2 phân lớp: Phân lớp giao dịch và phân lớp thành phần (Hình 2. 9) Phân lớp thành phần có nhiệm vụ nhận các thành phần từ các người sử dụng TC và phân chia các thành phần này đến các người sử dụng TC phía đối phương Phân lớp giao dịch có nhiệm vụ quản trị sự trao đổi các bản tin gồm các thành phần giữa các thực thể của 2 TCAP Sự trao đổi này của các phần tử để thực hiện một ứng... tự khác và mức giao thức được chọn bởi SCCP nhận Khi SCCP phát nhận được bản tin CC, đường kết nối báo hiệu được thiết lập  Truyền số liệu: số liệu được chuyển đi trong các bản tin số liệu DT1 hoặc DT2  Giải phóng kết nối: đường kết nối báo hiệu được giải phóng bằng các bản tin giải phóng RLSD và giải phóng hoàn toàn RLC b Các thủ tục phi kết nối – Giao thức mức 0 và 1 Chương 2 Tổng quan về hệ thống... đi trong các bản tin UDT 2. 6 PHẦN ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG GIAO DỊCH – TCAP CCITT đã định nghĩa khái niệm khả năng giao dịch, viết tắt là TC để cung cấp một số lượng lớn các dịch vụ khác nhau mà trong đó các ứng dụng không bị ràng buộc lẫn nhau TCAP là thủ tục ứng dụng của hệ thống báo hiệu số 7 TCAP cung cấp khả năng chuyển giao thông tin không liên quan đến kênh trung kế và các dịch vụ của lớp ứng dụng Đồ. .. gọi là hội thoại Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2 Tổng quan về hệ thống CCS7 Hình 2. 9 Cấu trúc của TCAP a Phân lớp thành phần (Component Sublayer – CSL) Phân lớp thành phần cung cấp cho TC – user khả năng gửi các yêu cầu thực hiện cho phía đối phương và nhận trả lời Phân lớp thành phần lại được chia thành 2 chức năng nhỏ là: Chức năng xử lý hội thoại (DHA) và chức năng xử lý thành phần (CHA) Hai chức... gửi đến TCAP một hàm nguyên thủy (primitive) và nó kết thúc do một quá trình ứng dụng gửi đến TCAP một hàm nguyên thủy khác Trong một quá trình trao đổi có thể có nhiều hơn một hoạt động xảy ra Trong mỗi hoạt động có thể có một hoặc nhiều thành phần Các thành phần đó là: yêu cầu, báo cáo kết quả, báo lỗi và hủy bỏ Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2 Tổng quan về hệ thống CCS7 Một số quá trình trao đổi... dụng Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2 Tổng quan về hệ thống CCS7 Các dịch vụ của TCAP dựa trên nền dịch vụ không đấu nối Hiện nay lớp phiên, lớp trình bày, lớp vận chuyển chưa cung cấp một dịch vụ nào.TCAP giao tiếp trực tiếp với SCCP để tạo khả năng sử dụng dịch vụ không đấu nối của SCCP để chuyển thông tin giữa các TCAP (Hình 2. 8) Hình 2. 8 Vị trí của TCAP trong hệ thống báo hiệu số 7 2. 6.1 Cấu... cấp bởi NSP TSL xử lý một phần của bản tin TCAP được gọi là phần giao dịch (TP) Khi phát hiện ra lỗi trong thành phần, bản tin sẽ bị loại bỏ và nếu gặp quá nhiều lỗi thì quá trình giao dịch sẽ bị loại bỏ 2. 6 .2 Các hoạt động của TCAP Hoạt động của TCAP là sự trao đổi thông tin giữa các thực thể trong lớp TCAP này hoặc là phục vụ sự trao đổi thông tin của lớp trên nhằm cung cấp các dịch vụ thông minh Quá... tin phục vụ cho nó Bản tin ở đây là đơn vị chuyển giao của lớp dưới Các bản tin trong cùng một quá trình trao đổi có cùng tham số ID trao đổi (Transaction ID) Tham số này để phân biệt với các bản tin của quá trình trao đổi khác đang đồng thời hoạt động Có 2 phương thức trao đổi thông tin: phương thức 1 chiều và phương thức 2 chiều Việc lựa chọn phương thức trao đổi thông tin nào là do quá trình ứng dụng . Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM “TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN” Chương 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ.  Quản trị mạng báo hiệu.  Quản trị tuyến báo hiệu.  Quản trị lưu lượng báo hiệu. Hình 2. 5. Các chức năng mạng báo hiệu 2. 5. PHẦN ĐIỀU KHIỂN ĐẤU NỐI BÁO HIỆU – SCCP 2. 5.1. Các dịch vụ. thống báo hiệu bản tin. Hệ thống điều khiển chuyển bản tin được chia làm 2 phần: Chức năng đường báo hiệu (MTP mức 2) và chức năng mạng báo hiệu (MTP mức 3). Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2.