Đồ án tốt nghiệp Báo hiệu kênh chung số 7 trong tổng đài Alcatel 1000 E10

Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

Mục lục
Lời nói đầu ..4

Chơng I: Tổng quan về hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 .. .6
1.1

Vai

trò

của

báo

hiệu

trong

mạng

viễn

thông ..6
1.2 Các thành phần của mạng báo hiệu kênh chung số 7 .15
1.2.1 Điểm báo hiệu SP .15
1.2.2 Điểm truyền báo hiệu STP16
1.2.3 Liên kết báo hiệu SL và chùm liên kết báo hiệu LS..16

1.2.4 Các chế độ báo hiệu ...17
1.2.5 Tuyến báo hiệu và chùm tuyến báo hiệu19
1.2.6 Mã điểm báo hiệu SPC.. 19
1.3.

Tổ

chức

mạng

báo

hiệu

kênh

chung

số

7 .19
1.4. Mô hình tổng quát của mạng báo hiệu kênh số 7 ....................................21
1.5

Giao

thức

báo

hiệu

kênh

chung

số

7 ..21
1.6 Báo hiệu kênh chung CCS7 trong Alcatel 1000E10
25
Chơng 2: Cấu trúc chức năng của tổng đài Alcatel 1000E10 27
2.1Vị trí, vai trò và các ứng dụng của tổng đài Alcatel 1000E10 ... 27
2.1.1Vị trí, vai trò28
2.1.2.Các ứng dụng của tổng đài 29
2.1.2.1 Các chức năng chung .29
2.1.2.2 Khi alcatel E10 đóng vai trò của tổng đài nội hạt..30
2.1.2.3 Khả năng hoạt động nh 1 tổng đài chuyển tiếp30
2.1.2.4 Chuyển tiếp quốc tế ...31
Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

1

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

2.1.2.5 Cung cp các dịch vụ di động và liên lạc không dây....... ..32
2.1.2.6 Vai trò của Alcatel 1000E10 trong mng thông minh ...33
2.1.2.7 Tính nng Trung tâm giao dch Centre33
2.1.2.8Đim truyn báo hiệu..33
2.1.2.9. Kh nng a dch v ca Alcatel 1000 E10.35
2.2 Các phân hệ và các tham số đặc trng ..38
2.2.1Các phân hệ .38
2.2.2.Các tham số đặc trng38
2.3. Cu trúc chc nng ...39
2.3.1 Cu trúc h thng ca tng i Alcatel 1000E10.39
2.3.2 Cu trúc chc nng ca tng i Alcatel 1000 E10.. 43
Chơng 3: Tổ chức mạng báo hiệu kênh chung số 7 trong tổng đài

Alcatel 1000E10
49
3.1. Đặc điểm tổ chức truy nhập của tổng đài alcatel 1000 E 10 .49
3.1.1 Tổ chức nhóm thuê bao và phơng thức báo hiệu thuê bao 49
3.1.1. Kết nối các đơn vị thuê bao gần tới ma trận chuyển mạch chính MCX.51
3.1..2 Kết nối Đơn vị thuê bao xa đến tới ma trận chuyển mạch chính MCX.52
3.1.2 Tổ chức hệ thống báo hiệu trong tổng đài Alcatel 1000E1054
3.2 Tổ chức mạng báo hiệu trong tổng đài alcatel 1000E10 .59
3.2.1 Giới thiệu về các mạng báo hiệu ..59
3.2.2 Các chế độ kết nối giữa hai tổng đài.60
3.2.3 Những điểm báo hiệu 61
3.3 Quản lý mạng báo hiệu .
63
3.3.1 Khái quát chung .63
3.3.2 Phân tích báo hiệu.65
3.3.3

Tuyến

báo

hiệu

........68

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

2

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

3.3.4 Quy tắc phân phối lu lợng. 68
3.3.5 Chùm liên kết báo hiệu ..69
3.3.6 Mã kênh báo hiệu ..69
3.3.7 Liên kết dữ liệu báo hiệu .......72
3.3.8 Luồng lu lợng.72
3.4

Những

chức

năng

MMC .74
3.4.1 Khái quát chung .75
3.4.2 Phân tích báo hiệu .76
3.4.3 Tuyến báo hiệu 76
3.4.4 Chùm liên kết báo hiệu78
3.4.5 Kênh báo hiệu .78
3.4.6 Quy tắc phân phối 79
3.4.7 Luồng lu lợng ..79
3.5

Mạng

ITU

-

NO.7 ...80
3.5.1 Sự mô tả tổng quát về SCCP.80
3.5.2 Quản lý SCCP80
Kết luận chung 83
Tài liệu tham khảo......84

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

3

Lớp :Điện tử viễn thông K10B

T


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

Lời nói đầu

Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật và công nghệ đang diễn ra sôi nổi
trên toàn cầu đã đa toàn nhân loại tiến sang một kỷ nguyên mới, kỷ nguyên của
công nghiệp trí tuệ. Đồng thời khoa học kỹ thuật và công nghiệp cũng góp phần
thúc đẩy nền kinh tế phát triển tạo ra một nền kinh tế mới Nền kinh tế tri
thức.
Điện tử viễn thông là ngành công nghiệp mũi nhọn trong nền kinh tế tri
thức đó.
Trong quá trình phát triển và hiện đại hoá mạng viễn thông, báo hiệu là
một vấn đề then chốt và phức tạp phản ánh trình độ công nghệ và quyết định tính
hiệu quả của mạng.
Để góp phần vào công tác khai thác thông tin trong mạng viễn thông em
đã quyết định chọn đề tài: Báo hiệu kênh chung số 7 trong tổng đài

Alcatel 1000 E10
Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

4

Lớp :Điện tử viễn thông K10B

Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

Nội dung cơ bản của đồ án gồm 3 chơng:
Chơng 1: Tổng quan về hệ thống báo hiệu kênh chung số 7
Vai trò của báo hiệu trong mạng viễn thông:
Các thành phần của mạng báo hiệu kênh chung số 7
Tổ chức mạng báo hiệu kênh chung số 7
Mô hình tổng quát của mạng báo hiệu kênh số 7
Giao thức báo hiệu kênh chung số 7
Báo hiệu kênh chung CCS7 trong Alcatel 1000E10
Chơng 2: Cấu trúc chức năng của tổng đài Alcatel 1000E10
Vị trí, vai trò và các ứng dụng của tổng đài Alcatel 1000E10
Các phân hệ và các tham số đặc trng
Cu trúc chức năng
Chơng 3: Tổ chức mạng báo hiệu kênh chung số 7 trong tổng đài Alcatel
1000E10
Đặc điểm tổ chức truy nhập của tổng đài alcatel 1000 E 10
Tổ chức mạng báo hiệu trong tổng đài alcatel 1000E10
Quản lý mạng báo hiệu
Những chức năng MMC
Mạng ITU - T NO.7
Em xin chân thành cảm ơn giảng viên: Nguyễn Hữu Kiên cùng các thầy
cô và các bạn trong học viện đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Vì còn thiếu kinh nghiệm thực tế cũng nh thời gian hoàn thành đồ án
ngắn nên trong đồ án không tránh khỏi thiếu sót, em rất mong nhận đợc sự đóng
góp ý kiến và bổ xung của các thầy cô cùng các bạn để hoàn thiện hơn nữa đồ án
này.

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

5

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp
Hà nội, ngày tháng năm 2009
Học viên
Đỗ Thị Hải Yến

CHƯƠNG I
TổNG QUAN Về Hệ THốNG BáO HIệU
KÊNH CHUNG Số 7
1.1 Vai trò của báo hiệu trong mạng viễn thông:
Để hiểu đợc khái niệm về báo hiệu và vai trò của báo hiệu trong mạng
viễn thông thì chúng ta có thể lấy một ví dụ nh sau: Chúng ta có trong tay một
máy điện thoại đã nối mạng, muốn nói chuyện với ngời thân ở một máy điện
thoại khác thì trớc tiên chúng ta phải thực hiện một số thao tác gọi đi, nh bấm
các chữ số địa chỉ của máy cần gọi, giống nh ta yêu cầu mạng hãy nối máy của
ta tới máy của ngời cần gặp ở đầu kia. Mạng cũng cần phải tìm tới máy đầu kia
và nếu máy đó đang rỗi thì phát thông báo (phát chuông chẳng hạn) để cho ngời
đầu kia biết đang có ngời cần gặp. Khi ngời đợc gọi tiếp nhận cuộc gọi thì mạng
tạo nên một đờng kết nối giữa 2 máy để hai đầu nói chuyện với nhau. Mạng sẽ
theo dõi để nhận biết khi nào cuộc gọi kết thúc để giải phóng kết nối đó.
Trong ví dụ này, mạng là tập hợp của rất nhiều các thiết bị, phân bố ở

khắp nơi và đợc liên kết với nhau, phối hợp hoạt động với nhau một cách chặt
Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

6

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

chẽ dựa trên việc trao đổi và xử lý các thông tin điều khiển mà chúng ta quen gọi
là báo hiệu. Ví dụ các tín hiệu chọn số từ máy điện thoại, các bản tin điều khiển
đợc truyền giữa các tổng đài
Trong mạng viễn thông, báo hiệu là việc trao đổi thông tin điều khiển giữa
các thành phần tham gia vào quá trình thiết lập, kết nối và giải phóng cho một
cuộc gọi. Dịch vụ mạng càng nhiều, độ phức tạp của dịch vụ càng cao thì càng
yêu cầu sự hoàn thiện của hệ thống báo hiệu, nghĩa là sự thông minh của mạng
càng cần đợc cải thiện để đáp ứng yêu cầu xử lý dịch vụ. Ngày nay, cùng sự phát
triển không ngừng của công nghệ, thì báo hiệu còn tham gia vào quá trình vận
hành cũng nh quản lý mạng viễn thông.
Báo hiệu trong mạng viễn thông gồm ba chức năng cơ bản: giám sát, tìm
chọn, vận hành và quản lý mạng.
- Chức năng giám sát: dùng để giám sát và phát hiện sự thay đổi trạng thái
của các phần tử (đờng dây thuê bao, đờng dây trung kế ) để đa ra các
quyết định xử lý chính xác và kịp thời.
- Chức năng tìm chọn: liên quan đến thủ tục thiết lập cuộc gọi, truyền số
liệu thuê bao bị gọi và tìm tuyến nối tối u tới thuê bao bị gọi. Yêu cầu đặt
ra là phải có tính hiệu quả, độ tin cậy cao để thực hiện chính xác chức

năng chuyển mạch, thiết lập cuộc gọi thành công, giảm thời gian trễ quay
số.
- Chức năng vận hành và quản lý mạng: giúp cho việc sử dụng mạng một
cách có hiệu quả và tối u nhất. Nó thu thập các thông tin cảnh báo, tín
hiệu đo lờng, kiểm tra để thờng xuyên thông báo tình hình các thiết bị, các
phần tử trong hệ thống để có quyết định xử lý đúng.
Thông thờng các cuộc gọi điện thoại bao gồm ba vùng báo hiệu nối tiếp
nhau là báo hiệu giữa thuê bao với tổng đài, báo hiệu bên trong tổng đài và báo
hiệu giữa các tổng đài (báo hiệu liên tổng đài) nh minh hoạ trên hình sau:
Báo hiệu thuê bao

hiệu bên
Học viên: Đỗ Thị Hải Báo
Yến
trong
tổng đài

Báo hiệu liên tổng đài

7

Báo hiệu thuê bao

Báo hiệu bên
Lớp
:Điện
trong
tổng đàitử viễn thông K10B

Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1: Phân chia các phạm vi báo hiệu
Trong phạm vi đồ án này chỉ đề cập đến báo hiệu liên tổng đài và ứng
dụng của hệ thống báo hiệu CCS7 trong tổng đài Alcatel 1000E10
Báo hiệu liên tổng đài gồm các tín hiệu báo hiệu thanh ghi (sử dụng trong
thời gian thiết lập cuộc gọi để chuyển giao thông tin địa chỉ và thông tin thể loại
thuê bao), và các tín hiệu báo hiệu đờng dây (sử dụng trong toàn bộ thời gian
cuộc gọi để giám sát trạng thái cuộc gọi, làm cơ sở điều khiển các quá trình thiết
lập và giải phóng kết nối).
Hai phơng thức báo hiệu liên tổng đài, đó là báo hiệu kênh liên kết CAS
(Channel Associated Signalling) và báo hiệu kênh chung CCS (Common
Channel signalling).
Báo hiệu kênh liên kết CAS: là hình thức báo hiệu liên tổng đài mà thông
tin báo hiệu đợc truyền trên cùng kênh dùng để truyền thông tin thoại/dữ liệu.
Mỗi kênh thoại có một đờng truyền tín hiệu báo hiệu xác định. Mô hình báo hiệu
kênh kết hợp đợc minh hoạ trên hình 2:

Tổng đài

A

Kênh thoại dữ liệu
kết hợp báo hiệu
Kênh thoại dữ liệu
kết hợp báo hiệu
Kênh thoại dữ liệu
kết hợp báo hiệu

Tổng đài

B

Mô hình hệ thống báo hiệu kênh kết hợp (cas)

Hình 2: Mô hình báo hiệu kênh kết hợp CAS
Một ví dụ tiêu biểu cho hệ thống CAS là hệ thống báo hiệu R2. Phiên bản
tơng tự (Analog) sử dụng tần số 3825Hz cho báo hiệu đờng dây và các tần số 540
~ 1140 Hz cho báo hiệu thanh ghi hớng về, 1380 ~1980 Hz cho báo hiệu thanh
ghi hớng đi với bớc tần là 120 Hz. Báo hiệu đờng dây và báo hiệu thanh ghi đều đHọc viên: Đỗ Thị Hải Yến

8

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

ợc truyền trên cùng kênh mà kênh đó sẽ đợc dùng cho truyền thông tin thoại/dữ
liệu của ngời sử dụng.
Trong phiên bản số (Digital), mỗi hệ thống PCM 30/32 đều dành khe thời
gian 16 (TS16) để truyền thông tin báo hiệu đờng dây cho tất cả 30 kênh
thoại/dữ liệu. Mỗi khung truyền báo hiệu cho hai kênh thoại/dữ liệu trong TS16.
Còn thông tin báo hiệu thanh ghi (hay còn gọi là báo hiệu địa chỉ) của kênh
thoại/dữ liệu nào thì sẽ đợc truyền trên bản thân kênh đó, tại giai đoạn thiết lập
cuộc gọi (khi mà thông tin thoại/dữ liệu cha đợc truyền).

Nh thế, trong cả phiên bản tơng tự và phiên bản số sử dụng hệ thống báo
hiệu kênh kết hợp R2 thì thông tin báo hiệu đợc truyền trên cùng kênh với thông
tin thoại/dữ liệu, dĩ nhiên là không đồng thời. Chính vì sử dụng cùng kênh để
truyền cả báo hiệu và thoại/dữ liệu nh thế nên mới có tên gọi là báo hiệu liền
kênh hoặc báo hiệu kênh kết hợp.
Các đặc điểm của hệ thống CAS:
-

Báo hiệu kênh kết hợp là phơng pháp báo hiệu tín hiệu, nghĩa
là sử dụng tín hiệu để thể hiện nội dung báo hiệu nên thiết bị báo hiệu
khá đơn giản.

- Do báo hiệu của từng kênh độc lập với nhau nên khi có sự cố xảy ra ở
một kênh nào đó thì các kênh còn lại ít bị ảnh hởng.
- Tốc độ trao đổi thông tin báo hiệu phụ thuộc kênh thoại/dữ liệu nên thời
gian thiết lập cuộc gọi bị kéo dài .
- Thông tin báo hiệu phụ thuộc kết nối kênh nên không đầy đủ, không
hỗ trợ quản lý mạng. Ví dụ trớc khi thiết lập cuộc gọi đến thuê bao B
hoặc sau kết nối đã bị giải phóng thì thuê bao A hoàn toàn không có
bất cứ thông tin gì về trạng thái của thuê bao B hoặc tình trạng của
tổng đài B
- Khả năng cung cấp dịch vụ bị hạn chế do số lợng các tín hiệu báo
hiệu không lớn, khó đa thêm các dịch vụ mới.
* Báo hiệu kênh chung CCS: là phơng thức báo hiệu liên tổng đài mà các thông
tin báo hiệu của mọi kênh thoại/dữ liệu đợc truyền chung trên liên kết dành riêng
Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

9

Lớp :Điện tử viễn thông K10B

Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

cho báo hiệu, độc lập với các kênh thoại/dữ liệu. Kênh dành riêng cho báo hiệu
giữa hai tổng đài đó đợc gọi là kênh báo hiệu chung CSC (Common Signalling
Channel) cho các kênh lu lợng; có thể sử dụng một kênh bất kỳ trong một hệ
thống PCM nào đó (ngoại trừ kênh 0) để làm kênh báo hiệu chung.

Việc báo

hiệu đợc thực hiện ở cả hai hớng trên liên kết báo hiệu. Liên kết báo hiệu đợc
dùng chung để truyền thông tin báo hiệu cho tất cả các kênh thoại/dữ liệu giữa
hai tổng đài. Mô hình hệ thống báo hiệu kênh chung CCS đợc thể hiện trên hình
3

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

10

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự
Tổng đài

A
ccnc

Đồ án tốt nghiệp
Kênh thoại/dữ liệu
Kênh thoại/dữ liệu
Kênh thoại/dữ liệu
Kênh thoại/dữ liệu
Kênh thoại/dữ liệu
Message Label

Tổng đài

B

ccnc

đơn vị báo hiệu

Hình 3: mô hình hệ thống báo hiệu kênh chung
(ccs)

Trên hình 3 cho thấy, mỗi điểm báo hiệu (tổng đài) có một bộ điều khiển
mạng báo hiệu kênh chung CCNC (Common Channel Signalling Network Control).
Các bộ điều khiển báo hiệu kênh chung này đợc nối với nhau bằng liên kết báo hiệu
(kênh báo hiệu chung). Thông tin báo hiệu cho các kênh thoại/dữ liệu giữa hai tổng
đài này đợc trao đổi qua liên kết báo hiệu đó, dới dạng các Đơn vị báo hiệu (Signal
Unit). Đơn vị báo hiệu gồm phần bản tin báo hiệu Message mang thông tin báo
hiệu và nhãn (Label) dùng để định tuyến bản tin đến đích và phân phối đến đúng
đối tợng báo hiệu.
Để đảm bảo an toàn, một kênh báo hiệu dự phòng đợc bố trí trên một hệ
thống PCM khác. Các bản tin báo hiệu đợc trao đổi trong hệ thống báo hiệu kênh

chung CCS là các gói dữ liệu độ dài khác nhau với tốc độ truyền là 64 Kbps. Nhãn
(Label) nhận biết các gói dữ liệu liên quan tới kênh thoại/dữ liệu cụ thể.

Hình 4: Bản tin báo hiệu đợc trao đổi cùng vói nhãn nhận dạng
Các đặc điểm:
Nhợc điểm:
-Báo hiệu dới dạng các tín hiệu
Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

11

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

-Truyền báo hiệu phụ thuộc tiến trình thiết lập kênh thoại/dữ liệu
-Thông tin báo hiệu nghèo nàn (không có thông tin báo hiệu khi không có
kết nối thoại/dữ liệu).
-Khó khăn trong việc đa các dịch vụ mới (khả năng tạo tín hiệu)
-Ưu điểm: Phạm vi ảnh hởng của các sự cố không lớn (Do các CAS độc lập
nhau nên khi có sự cố xảy ra ở 1 kênh báo hiệu nào đó thì các kênh còn lại
ít bị ảnh hởng).
*Đặc điểm nổi bật của hệ thống báo hiệu kênh chung CCS so với báo hiệu kênh
kết hợp CAS là:
- Khả năng báo hiệu cao hơn đáng kể (mỗi kênh báo hiệu chung có thể
truyền thông tin báo hiệu cho vài nghìn kênh thoại/dữ liệu).
- Giảm đợc lợng thông tin báo hiệu cần truyền (chỉ khi nào có sự kiện báo

hiệu thì mới tạo bản tin báo hiệu truyền đi, không áp dụng báo hiệu giám sát),
giảm đợc số kênh dành cho báo hiệu, tăng thêm số kênh thoại/dữ liệu .
- Độ tin cậy cao do sử dụng các tuyến báo hiệu linh động.
-Tốc độ truyền báo hiệu cao hơn (gấp 10 lần so với xung tín hiệu LD và
gấp 2 lần so với tín hiệu MFC) nên kênh thoại/dữ liệu đợc sử dụng với hiệu quả
cao hơn.
-Thời gian thiết lập cuộc gọi nhanh do sử dụng đờng truyền số liệu tốc độ
cao, hầu hết thời gian thiết lập cuộc gọi nhỏ hơn 1s.
-Hệ thống CCS không đòi hỏi thanh ghi MFC. Báo hiệu đờng dây và báo
hiệu thanh ghi đợc truyền trong quá trình chia tách kênh giống nh các gói dữ liệu
số và đợc xử lý bởi bộ điều khiển chung (CCNC-Common Channel Signalling
Control).
- Các tổng đài có thể trao đổi các thông tin đa dạng, kể cả các thông tin
không có mối quan hệ với các kênh thoại/dữ liệu hiện hành (nh dữ liệu thuê
bao). Do đó độ linh hoạt của hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 cao.
- Hệ thống mang thông tin của nhiều khía cạnh khác nhau có thể sử dụng
cho nhiều mục đích chứ không riêng phục vụ kết nối thoại.
Ví dụ về khả năng sử dụng thông tin báo hiệu của hệ thống báo hiệu kênh
chung số 7 cho tính năng tự động gọi lại đợc thể hiện trên các hình dới đây:
Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

12

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

Hình 5:Thiết lập kết nối từ thuê bao A đến thuê bao B
- Bớc 1: Thuê bao A thiết lập một kết nối tới thuê bao B (link-by-link).
- Bớc 2: Thuê bao B bận, vì thế kết nối đờng dài bị huỷ bỏ. Và thuê bao
A nhận đợc tín hiệu báo bận do tổng đài gửi tới.
- Bớc 3: Thuê bao A yêu cầu tự động gọi lại. Tổng đài A sử dụng kênh
báo hiệu chung CSC đăng ký để tổng đài B thông báo lại cho nó khi thuê bao B
trở lại trạng thái rỗi (end-to-end).

Hình 6: Yêu cầu tự động gọi lại khi thuê bao B đợc giải phóng đợc truyền sang
tổng đài B trên kênh báo hiệu chung theo hình thức End-to-End
Kênh thoại/dữ liệu đã đợc giải phóng, thông tin kênh báo hiệu chung
CSC đợc xử lý chỉ bởi tổng đài B.

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

13

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

- Bớc 4: Thuê bao B đợc giải phóng, tổng đài B thông báo tới tổng đài A
rằng thuê bao B đang rỗi.

Hình 7: Trạng thái rỗi của thuê bao B đợc thông báo sang tổng đài A trên kênh
báo hiệu chung theo hình thức End-to-End
- Bớc 5: Kết nối tới thuê bao B đợc tái thiết lập (link-by-link).

Hình 8: Tự động thiết lập lại kênh thoại giữa hai thuê bao
Qua ví dụ trên ta thấy đặc điểm nổi trội của báo hiệu bản tin, đó là chỉ tạo
bản tin báo hiệu khi có sự kiện cần thông báo, vì thế giảm đợc đáng kể lợng
thông tin báo hiệu cần truyền giữa các điểm báo hiệu. Điều này cũng dẫn đến
một loạt các lợi thế khác của báo hiệu kênh chung, nh giàm thời gian thiết lập
cuộc gọi, tăng hiệu suất sử dụng kênh, cho phép đa thêm nhiều dịch vụ nâng
cao

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

14

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

Tuy nhiên, báo hiệu kiểu bản tin cũng đòi hỏi trang bị các bộ điều khiển
báo hiệu có độ phức tạp và mức độ thông minh hơn rất nhiều so với các thiết bị
báo hiệu dùng cho báo hiệu kiểu tín hiệu. Bộ điều khiển báo hiệu kênh chung
CCNC tại các điểm báo hiệu của mạng báo hiệu kênh chung số 7 phải có khả
năng đóng gói bản tin báo hiệu thành các đơn vị báo hiệu, phải có các khả năng
xử lý bản tin nh khả năng định tuyến, khả năng phân biệt và khả năng phân phối
bản tin. Bộ điều khiển báo hiệu CCNC còn phải có khả năng đảm bảo an toàn,
tin cậy cho việc truyền bản tin trong mạng báo hiệu, phải có khả năng quản lý
trạng thái các liên kết báo hiệu và điều khiển chuyển đổi liên kết khi có sự cố
hoặc khi mức độ lỗi trên liên kết báo hiệu vợt ngỡng cho phép.

Từ những đặc điểm nêu trên ta thấy hệ thống báo hiệu kênh chung có rất
nhiều u thế vợt trội so với hệ thống báo hiệu kênh kết hợp; tuy thế báo hiệu kênh
chung cũng có những yêu cầu rất cao đối với thiết bị báo hiệu nh đã nêu trên, và
vì thế báo hiệu kênh chung chỉ đợc áp dụng tại các cung đoạn tập trung lu lợng
(thông thờng là báo hiệu liên tổng đài, giữa các node mạng). Nếu so với phân
chia phạm vi báo hiệu mô tả trên hình 1 thì báo hiệu kênh chung đợc áp dụng
cho báo hiệu giữa các tổng đài.
ứng dụng của mạng báo hiệu kênh chung số 7 là sử dụng trong mạng
điện thoại thông thờng PSTN (Public Switching Telephone Network), trong
mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN (Intergrated Service Digital Network), trong
mạng thông minh IN (Intelligent Network) và mạng thông tin di động mặt đất
công cộng PLMN (Public Land Mobile Network). Trong các ứng dụng này, báo
hiệu kênh chung số 7 chỉ cung cấp việc trao đổi báo hiệu giữa các node mạng,
còn việc trao đổi các thông tin điều khiển giữa các thành phần trong một node
mạng (ví dụ giữa các bộ xử lý cuộc gọi và bộ điều khiển chuyển mạch trong
cùng tổng đài hoặc giữa các thiết bị ngoại vi với bộ điều khiển giao tiếp thì đợc
hỗ trợ bởi các giao thức khác, nh LAPD hoặc X25)

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

15

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

1.2 Các thành phần của mạng báo hiệu kênh chung số 7

CCITT đa ra các quy định cụ thể cho hệ thống báo hiệu kênh chung
số 7 nh một chuẩn để đảm bảo rằng hệ thống báo hiệu kênh chung làm việc đợc
với những tổng đài đợc cung cấp bởi các nhà sản xuất khác nhau. Hệ thống báo
hiệu kênh chung số 7 đợc sử dụng với những hệ thống chuyển mạch số điều
khiển theo chơng trình lu trữ SPC (Stored Program Control) trong mạng số
toàn cầu.
1.2.1 Điểm báo hiệu SP:
Điểm báo hiệu SP (Signalling Point) là một nút chuyển mạch hay một
nút xử lý mạng báo hiệu đợc cài đặt chức năng báo hiệu của mạng báo hiệu kênh
chung số 7, nơi các bản tin báo hiệu đợc tạo ra hoặc đợc xử lý; nghĩa là nơi đó
phải đợc trang bị một Bộ điều khiển báo hiệu kênh chung CCNC. Các tổng đài
trong mạng báo hiệu đợc gọi chung là điểm báo hiệu.

Hình 9: Điểm báo hiệu SP (Signalling Point), mã điểm báo hiệu SPC (Signalling
Point Code), liên kết báo hiệu (Signalling Link) và chùm liên kết báo
hiệu (Signalling Link Set)
Một tổng đài hoạt động nh một nút báo hiệu phải là tổng đài điều khiển
theo chơng trình lu sẵn SPC vì hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 là một hệ
thống thông tin số liệu giữa các bộ vi xử lý.
Mọi điểm báo hiệu trong một mạng báo hiệu đều đợc xác định bằng một
mã nhận dạng riêng biệt 14 bit còn gọi là mã điểm báo hiệu SPC (Signalling
Point Code).

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

16

Lớp :Điện tử viễn thông K10B

Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

1.2.2 Điểm truyền báo hiệu STP:
Hình 10: Điểm báo
hiệu SP (Signalling
Point)

và điểm

truyền

báo

hiệu

STP

(Signalling

Transfer Point)
Điểm truyền báo hiệu STP (Signalling Transfer Point) chuyển tiếp các
bản tin báo hiệu nhận đợc từ liên kết báo hiệu này đến liên kết báo hiệu kia (định
tuyến lại bản tin báo hiệu), mà không xử lý nội dung của bản tin báo hiệu đó.
Một điểm truyền báo hiệu STP có thể là một nút định tuyến thuần tuý hay cũng
có thể bao gồm chức năng của điểm báo hiệu SP.
Để nâng cao độ tin cậy của mạng báo hiệu kênh chung số 7, các điểm
truyền báo hiệu STP thờng phải đợc tổ chức dự phòng theo cặp.
1.2.3 Liên kết báo hiệu SL và chùm liên kết báo hiệu LS:

- Liên kết báo hiệu SL (Signalling Link): hệ thống báo hiệu kênh chung
số 7 sử dụng các liên kết báo hiệu SL để truyền các bản tin báo hiệu giữa hai
điểm báo hiệu SP liền kề. Một liên kết báo hiệu SL bao gồm một liên kết dữ liệu
báo hiệu và các chức năng điều khiển của nó.
Về mặt vật lý, liên kết báo hiệu SL gồm hai thiết bị đầu cuối báo hiệu ở
mỗi đầu của kênh đợc đấu nối với nhau bởi phơng tiện truyền dẫn (thờng là một
khe thời gian trong tuyến PCM).
Thông thờng có nhiều hơn một liên kết báo hiệu tồn tại giữa hai điểm
báo hiệu SP để cung cấp khả năng dự phòng. Trong trờng hợp một liên kết báo
hiệu SL bị hỏng thì các chức năng của mạng báo hiệu kênh chung số 7 đảm bảo
cho luồng lu lợng báo hiệu đợc định tuyến lại sang một liên kết báo hiệu khác
còn rỗi. Đờng đi của các luồng báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu SP có thể khác
nhau.
Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

17

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

Vì lý do an toàn cho hệ thống, đề phòng sự cố của liên kết báo hiệu SL, ngời ta sử dụng hai hay nhiều hơn các liên kết báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu liền
kề tạo thành chùm liên kết báo hiệu LS (Link Set) nh thể hiện trên hình 9
1.2.4 Các chế độ báo hiệu:
Việc truyền thông tin báo hiệu từ điểm báo hiệu gốc OSP (Original
Signalling Point - điểm báo hiệu SP mà bản tin báo hiệu đợc tạo ra) tới điểm
báo hiệu đích DSP (Destination Signalling Point điểm báo hiệu SP mà bản tin

báo hiệu đợc gửi tới) sẽ đi qua một số liên kết báo hiệu SL và một số điểm
truyền báo hiệu STP tuỳ thuộc vào phơng thức báo hiệu.
Hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 có hai chế độ báo hiệu (Signalling
Mode):
- Chế độ báo hiệu kết hợp (Associated Mode): định tuyến liên kết báo hiệu
SL song song với tuyến thoại và đợc thực hiện truyền trực tiếp từ điểm báo hiệu
gốc OSP đến điểm báo hiệu đích DSP. Chế độ vận hành này đợc áp dụng nếu
liên kết giữa hai tổng đài có yêu cầu một số lợng lớn kênh thoại/dữ liệu kết nối
giữa hai tổng đài.

Hình 11: Chế độ báo hiệu kết hợp (Associated Mode)
- Báo hiệu nửa kết hợp (Quasi-Associated Mode):
Do các kênh thoại/dữ liệu và mạng báo hiệu trong mạng báo hiệu kênh
chung là độc lập với nhau nên các kênh thoại/dữ liệu và các liên kết báo hiệu có
thể đợc định tuyến theo các đờng khác nhau.

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

18

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

Hình 12: Chế độ báo hiệu bán kết hợp (Quasi-Associated Mode)
Đây là chế độ hoạt động bán kết hợp của mạng báo hiệu kênh chung số
7. Nó rất hữu hiệu cho các trờng hợp, khi mà lu lợng tải giữa các tổng đài là

không lớn lắm. Nếu sử dụng liên kết báo hiệu giữa các tổng đài này thì hiệu suất
sử dụng liên kết đó sẽ không cao
Trong trờng hợp này việc sử dụng một CSC dành cho các bản tin báo
hiệu giữa hai tổng đài là không có hiệu quả. Trên hình 12 cho thấy báo hiệu cho
các kênh lu lợng giữa tổng đài A và tổng đài B có thể truyền qua tổng đài C. Khi
đó tổng đài C đóng vài trò nh điểm truyền báo hiệu cho các kết nối kênh thoại/dữ
liệu giữa tổng đài A và tổng đài B. Chế độ bán kết hợp cho phép bản tin báo hiệu
giữa điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đích không cần đi theo cùng đờng
giống đờng đi của thông tin thoại/dữ liệu, điều này có thể thấy rõ qua ví dụ minh
họa trên hình 13

Hình 13: Định tuyến bản tin báo hiệu.
Trong mạng báo hiệu kênh chung số 7, một bản tin báo hiệu có thể
truyền trên nhiều đờng khác nhau. Tổng đài A có thể chọn lựa giữa ba đờng để
gửi một bản tin tới tổng đài B (Route 1, Route 2, Route 3).
Ví dụ nếu tuyến 2 (Route 2) đợc chọn thì tổng đài C sẽ điều khiển chọn lộ
trình kế tiếp. Nếu tuyến b đợc lựa chọn tiếp theo thì tổng đài E sẽ tiếp tục chọn lộ
trình đến tổng đài B.
Một nguyên tắc của chế độ báo hiệu bán kết hợp là mặc dù thông tin báo
hiệu và thông tin thoại/dữ liệu có thể không đi cùng đờng nhng thông tin báo hiệu
phải đợc gửi đến tất cả các node mạng mà thông tin thoại đi qua để điều khiển chức
Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

19

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

năng chuyển mạch tại các node này tạo thành tuyến truyền thoại/dữ liệu giữa tổng đài
đầu và tổng đài cuối của cuộc gọi.
1.2.5 Tuyến báo hiệu và chùm tuyến báo hiệu:
Tuyến báo hiệu (Signalling Route) là một tuyến đờng đã đợc xác định trớc để các bản tin đi qua mạng báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu nguồn OSP và
điểm báo hiệu đích DSP. Nó có thể bao gồm một dãy điểm báo hiệu SP/STP và
đợc đấu nối với nhau bằng các liên kết báo hiệu SL và chùm liên kết báo hiệu
LS.
Tất cả các tuyến báo hiệu có thể sử dụng để truyền các bản tin báo hiệu
đi qua mạng báo hiệu giữa điểm báo hiệu nguồn OSP và điểm báo hiệu đích DSP
đợc gọi là chùm tuyến báo hiệu.
1.2.6 Mã điểm báo hiệu SPC:
Mỗi điểm báo hiệu đều có một mã nhị phân 14 bit duy nhất, tuỳ theo vị trí và
chức năng mà mã điểm báo hiệu SPC (Signalling Point Code) đợc chia thành:
- Mã điểm báo hiệu gốc OPC (Original Point Code).
- Mã điểm báo hiệu đích DPC (Destination Point Code).
Mã điểm báo hiệu gồm ba trờng sau:
NML

KJIHGFED

CBA

Trờng 3 bit NML: xác định khu vực địa lý trên thế giới với 6 vùng địa lý
đợc đánh số từ 2 đến 7, Việt Nam thuộc vùng thứ 4.
Trờng 8 bit (K D): xác định vùng địa lý hay mạng trong một khu vực
địa lý cụ thể nào đó.
Trờng 3 bit CBA: xác định một điểm báo hiệu SP trong một vùng địa lý hay
một mạng.

Sự kết hợp của các trờng thứ 1 và thứ 2 đợc gọi là mã khu vực/mạng báo hiệu
SANC (Signalling Areal Network Code). Mã SANC của Việt Nam là 4 104.
1.3. Tổ chức mạng báo hiệu kênh chung số 7

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

20

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

Để đáp ứng đợc nhu cầu phát triển của mạng viễn thông, mạng báo
hiệu kênh chung số 7 phải có cấu trúc phân mức. Thông thờng trong một mạng
quốc gia nó gồm hai mức là mức quốc gia và mức vùng.
Mạng báo hiệu quốc gia đợc chia thành các vùng báo hiệu mức 0
(NAT0). Mỗi vùng báo hiệu
lại có thể phân chia thành các
vùng báo hiệu nội hạt gồm các
nhóm điểm báo hiệu SP.
Mã điểm báo hiệu
trong mạng quốc gia không
nhất thiết phải sử dụng đầy đủ
cả 14 bit. Ví dụ với mạng
vùng báo hiệu nội hạt thì mã
điểm báo hiệu không cần mã
quốc gia cũng nh mã vùng. Hình 14: Kiến trúc mạng báo hiệu kênh chung

số 7 trong mạng quốc gia.
Điều này cho phép mã điểm
báo hiệu nội hạt tại các vùng
báo hiệu khác nhau có thể giống nhau.
Vùng báo hiệu NAT0 sử dụng tổng đài để trao đổi thông tin với các vùng
báo hiệu NAT0 khác, đợc gọi là các tổng đài cổng. Các tổng đài cổng này là các
tổng đài tiếp giáp giữa các vùng, hình thành nên mạng báo hiệu quốc gia mức 1
(NAT1). Tất cả các tổng đài cổng có một mã điểm báo hiệu SPC cho NAT0 và
một mã điểm báo hiệu cho NAT1.
Ngoài ra để hoà mạng quốc gia với mạng quốc tế cần phải có thêm mức
mạng báo hiệu quốc tế INAT0 và INAT1 với các mã điểm báo hiệu điểm truyền
báo hiệu STP quốc tế. Về nguyên tắc, một tổng đài cổng có thể truy cập tới 4 mức
mạng.

Hình 15: Quan hệ giữa các mạng
Học viên: Đỗ Thị Hải Yến báo hiệu
21 quốc gia
Lớpmức
:Điện tử viễn thông K10B
NAT0, NAT1 và quốc tế
mức INAT0 và INAT1


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

1.4. Mô hình tổng quát của mạng báo hiệu kênh số 7
Hình 16: Kiến trúc tổng thể của mạng báo hiệu kênh chung số 7

Hình 16 trên đây cho ta thấy một mô hình đơn giản của mạng báo hiệu
kênh chung số 7. Ta thấy, ngoài các thành phần mà chúng ta đã đề cập trong các
mục trên đây thì trong mạng báo hiệu kênh chung số 7 còn có một số các thành
phần bổ trợ khác nh các điểm điều khiển dịch vụ SCP (Service Control Point),
phân hệ quản lý dịch vụ SMS (Service Management System), phân hệ hỗ trợ điều
hành OSS (Operation Support System). Những thành phần bổ trợ này là cần thiết
cho các hoạt động chung của mạng nh quản lý dịch vụ chẳng hạn hoặc cần để hỗ
trợ các tính năng nâng cao của mạng.

1.5 Giao thức báo hiệu kênh chung số 7

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

22

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

tu
p
Level

Isu
p
Level

4

4

User part
Ph#n
ng#êi s# dông

scc
p
Level
4

Message transfer
part
ph#n truyòn b#n tin

Level 3: Signaling Network - Ch#c n#ng m#ng b#o
hi#u
Level 2: Signaling Link - Ch#c n#ng li#n kõt b#o
hi#u
Level 1: Signaling Data Link - Ch#c n#ng li#n kõt d# li#u b#o
hi#u
Hình 17: Cấu trúc phân lớp của giao thức báo hiệu kênh chung số 7
Giao thức báo hiệu kênh chung số 7 ra đời cùng thời gian với mô hình
tham chiếu hệ thống mở OSI của viện chuẩn hóa quốc tế ISO, vì thế, mặc dù có
kiến trúc phân lớp giống mô hình OSI nhng số lớp và chức năng của chúng trong
mô hình giao thức CCS7 có những nét đặc thù riêng.
Mô hình giao thức báo hiệu số 7 chia thành 2 phần: Phần Ngời sử dụng
(User Part) và Phân truyền bản tin (MTP: Message Transfer Part). Chức năng của

từng phần và nguyên lý hoạt động của giao thức này đợc minh họa trên hình 18.
Trong hình minh họa này, điểm báo hiệu A đợc quy ớc là điểm báo hiệu gốc, nơi
sinh ra bản tin báo hiệu, còm điểm báo hiệu B đợc quy ớc là điểm báo hiệu đích
của bản tin đang xét.

Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

23

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

Hình 18: Mô hình phân lớp của giao thức báo hiệu CCS7
- Phần truyền bản tin MTP (Message Transfer Part) bao gồm các lớp dới
của mô hình, đó là:
Mức 1 Mức liên kết dữ liệu báo hiệu (Signalling Data Link Level) tơng đơng Lớp Vật lý (Physical Layer):theo mô hình tham chiếu OSI, cung cấp chuẩn
giao tiếp liên kết báo hiệu nh dạng thức tín hiệu, tốc độ truyền,đầu cắm hoắc phơng tiện truyền
Mức 2 Mức liên kết báo hiệu (Signalling Link Level) tơng đơng Lớp Liên
kết (Link Layer): theo mô hình tham chiếu OSI, đảm nhiệm các chức năng đảm
bảo truyền không lỗi các bản tin báo hiệu, bao gồm các công việc tạo khung
truyền và các thủ tục phát hiện và sửa lối
Mức 3 Mức Mạng báo hiệu (Signalling Network Level) tơng đơng Lớp
Mạng (Network Layer):theo mô hình tham chiếu OSI, đảm nhiệm các chức năng
xử lý bản tin báo hiệu và các chức năng quản lý mạng báo hiệu.
- Phần Ngời sử dụng UP (User Part) bao gồm một số phần ngời sử dụng tơng ứng với các dịch vụ mạng, nh Phần Ngời sử dụng điện thoại TUP
(Telephony User Part), Phần Ngời sử dụng ISDN ISUP (ISDN User Part)

chúng tơng đơng với các lớp cao hơn trong mô hình tham chiếu OSI. Chức năng
của Phần ngời sử dụng là chuyển đổi thông tin báo hiệu thành định dạng phù hợp
cho các nhu cầu trao đổi thông tin điều khiển trong quá trình phục vụ các cuộc
gọi. Nghĩa là theo hớng phát, điểm báo hiệu nguồn thực hiện việc chuyển thông
Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

24

Lớp :Điện tử viễn thông K10B


Học viện Kỹ thuật Quân sự

Đồ án tốt nghiệp

tin điều khiển thành định dạng bản tin báo hiệu để truyền đi trong mạng báo
hiệu; còn tại điểm báo hiệu đích, bản tin báo hiệu nhận đợc sẽ đợc chuyển đổi
thành thông tin điều khiển để điều khiển dịch vụ liên quan.
Hình 18 minh họa các chức năng vừa miêu tả của các lớp trong mô hình
giao thức báo hiệu CCS7 mà chúng ta vừa đề cập. Giả sử có một thông tin liên
quan đến một dịch vụ điện thoại cần chuyển từ điểm báo hiệu A đến điểm báo
hiệu B. Trong trờng hợp này, A là điểm báo hiệu nguồn, còn B là điểm báo hiệu
đích của bản tin báo hiệu đang xét.
Tại điểm A, thông tin báo hiệu hiệu cần truyền đợc phần TUP chuyển đổi
thành phần bản tin Message và thêm vào đó phần địa chỉ định tuyến Addr tạo
thành bản tin ngời sử dụng User Message chuyển xuống phần MTP.
Chức năng mức 3 của điểm báo hiệu A căn cứ vào phần Addr trong bản tin
User Message tiến hành định tuyến bản tin (xử lý địa chỉ đích, chọn tuyến, chọn
liên kết báo hiệu để phát bản tin đi)
Chức năng mức 2 thực hiện đóng gói bản tin thành các đơn vị tín hiệu

MSU (bao gồm phân đoạn bản tin, gán thêm các trờng MTP nh các trờng thứ tự,
mã phát hiện lối)
Chức năng mức 1 chuyển đổi bản tin thành chuỗi bít và truyền theo liên
kết báo hiệu đến điểm báo hiệu đích (điểm B)
Tại điểm B, chuỗi bít vật lý đợc chuyển đổi trở lại thành bản tin ỏ thiết bị
kết cuối liên kết dữ liệu báo hiệu và chuyển lên mức 2
Các chức năng mức 2 kiểm tra cờ và các thủ tục truyền. Nếu đơn vị báo
hiệu đợc thu đúng thì sẽ đợc chuyển lên mức 3 để xử lý; còn trờng hợp thu có lỗi
thì đơn vị báo hiệu đó sẽ bị loại và yêu cầu truyền lại
Các chức năng mức 3 tiến hành xử lý đối với các đơn vị báo hiệu đã thu
đúng, bao gồm xử lý địa chỉ đích để phân biệt đó là bản tin kết thúc tại điểm báo
hiệu này hay đó là bản tin chuyển tiếp đến một điểm báo hiệu khác. Nếu đó là
bản tin chuyển tiếp thì mức 3 sẽ tiến hành định tuyến lại bản tin đó đến liên kết
báo hiệu thích hợp để chuyển nó đến đích cần thiết. Nếu đó là bản tin kết cuối tại
điểm báo hiệu này thì mức 3 tiến hành phân phát bản tin đó đến Phần Ngời sử
dụng tơng ứng; trong trờng hợp ví dụ này đó là Phần Ngời sử dụng điện thoại
Học viên: Đỗ Thị Hải Yến

25

Lớp :Điện tử viễn thông K10B