ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM “TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG NGN” CHƯƠNG 2 pptx

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 được người sử dụng
SCCP khởi tạo bằng cách đưa ra yêu cầu kết nối (N – CONNECT
REQUEST). Trước tiên, SCCP gốc phát đi bản tin CR yêu cầu kết nối. Bản
tin này chứa một con số thứ tự (do SCCP gốc chọn), mức giao thức và địa
chỉ của SCCP nhận. Bản tin CR có thể chứa những thông tin địa chỉ của
SCCP phát và dữ liệu của người sử dụng.
Khi nhận được bản tin CR, SCCP nhận trả lời bằng một bản tin xác nhận
CC. Bản tin này mang con số thứ tự đã được chọn bởi SCCP phát, một con
số thứ 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
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

Hình 2.7. Thủ tục hướng kết nối SCCP
Các thủ tục phi kết nối cho phép người sử dụng SCCP yêu cầu truyền dẫn số
liệu mà không cần thiết lập đường đấu nối.
Yêu cầu N – UNIT DATA được người sử dụng SCCP đưa ra để yêu cầu thực
hiện chức năng truyền số liệu. Yêu cầu này cũng được SCCP thu sử dụng để phân
phát các bản tin số liệu tới những người sử dụng cuối cùng. Số liệu được truyền 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 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 trúc của 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 dụng được 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 năng này liên lạc với TC – user bằng cách gửi và nhận các
bản tin, được gọi là các thành phần và hội thoại nguyên thủy.

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2. Tổng quan về hệ thống CCS7

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 phi kết nối được cung 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 trình trao đổi thông tin được khởi đầu khi một quá trình ứng dụng 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 có thể có một hoặc nhiều bản 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
lựa chọn khi nó khởi đầu một quá trình trao đổi.