TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7
Ngày nay, hệ thống báo hiệu số 7 được xác định như là một kỹ thuật cơ bản và rất
quan trọng để truyền tải thông tin báo hiệu giữa các mạng thoại di động và cố định, các
mạng gói cũng như là giữa các mạng thông minh. Chồng giao thức báo hiệu số 7 được
chuẩn hoá bởi ITU-T và ANSI cho phép kết nối bất kỳ nhà cung cấp nào trên bất cứ mạng
nào. Được phát triển và ứng dụng từ những năm 80 của thế kỷ 20, hệ thống báo hiệu số 7
với nhiều ưu điểm nổi bật của mình đã đem lại cho người sử dụng nhiều tiện ích như nâng
cao chất lượng dịch vụ, độ tin cậy và các dịch vụ mới…, cũng như đã và đang đem đến
cho các nhà khai thác và quản lý mạng những khoản lợi nhuận khổng lồ.
Gần đây, IP đã nổi lên như là một sự thay thế hiệu quả và chi phí thấp cho hệ thống
SS7 trong việc truyền tải thông tin báo hiệu trong mạng thế hệ mới NGN, cho phép các nhà
khai thác mạng quản lý sự tăng trưởng và giảm chi phí trong khi vẫn thỏa mãn các nhu cầu
về các dịch vụ mới của khách hàng. Sử dụng IP như là một cơ chế truyền tải báo hiệu cho
phép hệ thống mạng đáp ứng được với sự bùng nổ nhu cầu về băng thông tạo ra bởi ứng
dụng mới. Tại cùng một thời điểm, IP là một sự lựa chọn hiệu quả hơn báo hiệu số 7 truyền
thống, cho phép các nhà cung cấp dịch vụ tối đa hoá lợi nhuận của họ.
Tuy nhiên, như đã đề cập ở chương trước, trong quá trình phát triển lên mạng NGN,
vì nhiều lý do kỹ thuật và kinh tế mà chúng ta không thể ngay lập tức thay thế và loại bỏ cơ
sở hạ tầng mạng hiện tại. Triển khai mạng NGN, chúng ta phải tiến hành từng bước, và
phải tính đến việc tương thích với mạng hiện tại. Điều đó cũng có nghĩa là chúng ta không
thể thay thế ngay báo hiệu SS7 bằng công nghệ IP mà phải tính đến một giải pháp cho phép
truyền tải báo hiệu số 7 trên nền mạng mới – trên nền IP.
Trước khi xem xét kỹ vấn đề truyền tải báo hiệu số 7 qua mạng NGN, chương này
được dành để tìm hiểu những vấn đề tổng quan và cơ bản nhất của hệ thống báo hiệu số 7.
2.1 Giới thiệu chung về báo hiệu và hệ thống báo hiệu số 7
Trong mạng viễn thông, báo hiệu được coi là một phương tiện để chuyển thông tin và
các lệnh từ điểm này đến điểm khác. Các thông tin và các lệnh này có liên quan đến quá
trình thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi.
Thông thường báo hiệu được chia làm hai loại : Báo hiệu đường thuê bao và báo hiệu
liên tổng đài. Báo hiệu đường thuê bao là báo hiệu giữa các máy đầu cuối tức là giữa máy
điện thoại và tổng đài nội hạt. Báo hiệu liên tổng đài là báo hiệu giữa các tổng đài với

nhau.
Báo hiệu liên tổng đài gồm hai loại: Báo hiệu kênh riêng CAS (Channel Associated
Signalling) và báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signalling).
Báo hiệu kênh riêng là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong kênh tiếng
hoặc trong một số kênh có liên quan chặt chẽ với kênh tiếng. Hệ thống báo hiệu này có
nhược điểm là tốc độ thấp, dung lượng thông tin bị hạn chế, chính vì vậy mà không đáp
ứng được yêu cầu của các dịch vụ mới.
Báo hiệu kênh chung là hệ thống báo hiệu trong đó báo hiệu nằm trong một kênh tách
biệt với các kênh tiếng và kênh báo hiệu này được sử dụng chung cho một số lượng lớn các
kênh tiếng. Trong báo hiệu CCS, thông tin báo hiệu cần truyền được tạo thành các đơn vị
tín hiệu gọi là các gói số liệu. Ngoài các thông tin về báo hiệu, trong đơn vị báo hiệu còn
có các chỉ thị về kênh tiếng và các thông tin địa chỉ, thông tin điều khiển lỗi, thông tin quản
trị và vận hành mạng.
Hệ thống báo hiệu số 7 (CCS7 hay SS7) là một hệ thống báo hiệu kênh chung được
Hội đồng tư vấn về Điện báo và Điện thoại quốc tế (CCITT, nay là ITU – T) đưa ra những
năm 79/80, được thiết kế tối ưu cho mạng quốc gia và quốc tế sử dụng trung kế số. Tốc độ
của đường báo hiệu đạt 64kbps. Trong thời gian này, mô hình tham chiếu các hệ thống mở
OSI cũng đã được phát triển tương đối hoàn chỉnh và được áp dụng cho báo hiệu số 7.
Hệ thống báo hiệu số 7 được thiết kế không những chỉ cho điều khiển thiết lập, giám
sát các cuộc gọi điện thoại mà cả các dịch vụ phi thoại, với các ưu điểm sau đây :
 Tốc độ cao : thời gian thiết lập gọi giảm đến nhỏ hơn 1s trong hầu hết các
trường hợp.
 Dung lượng lớn : mỗi đường báo hiệu có thể mang báo hiệu cho đến vài trăm
cuộc gọi đồng thời.
 Độ tin cậy cao : bằng cách sử dụng các tuyến dự phòng, mạng báo hiệu có thể
hoạt động với độ tin cậy cao.
 Tính kinh tế : so với hệ thống báo hiệu truyền thống, hệ thống báo hiệu số 7 cần
rất ít thiết bị báo hiệu.
 Tính mềm dẻo : hệ thống gồm rất nhiều tín hiệu, do vậy có thể sử dụng cho
nhiều mục đích khác nhau, đáp ứng được với sự phát triển của mạng trong

tương lai.
2.2 Cấu trúc hệ thống mạng báo hiệu số 7
2.2.1 Các thành phần chính của mạng báo hiệu số 7
2.2.1.1 Điểm báo hiệu (Signalling Points)
Mạng báo hiệu số 7 hoạt động song song với mạng truyền tải. Kiến trúc mạng báo
hiệu số 7 định nghĩa ba tập các node gọi là các điểm báo hiệu (SPs), được kết nối với nhau
bởi các tuyến báo hiệu. Mỗi một điểm báo hiệu SP được phân biệt với nhau bởi một mã
điểm báo hiệu nhị phân duy nhất. Tuỳ theo vị trí của nó có thể là mã điểm gốc OPC
(Originating Point Code) hay mã điểm đích DPC (Destination Point Code).
- Điểm chuyển mạch dịch vụ (Service Switching Point – SSP)
SSP được kết hợp với các node chuyển mạch của mạng truyền tải và là giao diện giữa
mạng báo hiệu số 7 và mạng truyền tải. Trong mạng truyền tải được điều khiển bởi báo
hiệu số 7, tất cả các tổng đài, kể cả tổng đài trung tâm và quá giang, đều được kết nối tới
mạng báo hiệu số 7 thông qua các SSP. Một SSP chỉ kết nối trực tiếp với các nốt gần kề và
việc liên lạc với các điểm báo hiệu xa phụ thuộc hoàn toàn vào khả năng đánh địa chỉ và
định tuyến của mạng. Về mặt vật lý, SSP là một máy tính tạo ra các bản tin để gửi đến các
thành phần khác của mạng báo hiệu số 7 và nhận các bản tin trả lời.
- Điểm chuyển tiếp báo hiệu (Signal Transfer Point)
Hình 2.1 Các th nh phà ần của mạng báo hiệu số 7
STP là các node chuyển mạch có thêm chức năng biên dịch nhãn định tuyến và định
tuyến lưu lượng mạng SS7 giữa các SP không kề nhau. STP cũng định tuyến các bản tin
SS7 đến các Điểm điều khiển dịch vụ (Service Control Point – SCP) mà tại đó lưu giữ cơ
sở dữ liệu. Toàn bộ quá trình thông tin trong mạng SS7 đều được thực hiện qua STP ngay
cả đối với các node kề nhau. Cuối cùng, STP cung cấp các dịch vụ gateway, phân phối và
nhận các cuộc gọi SS7 từ các mạng khác, bao gồm cả các nhà cung cấp dịch vụ quốc tế và
vô tuyến mà có thể triển khai SS7 một cách khác nhau. Trong thực tế, STP thường được
triển khai theo từng cặp để nâng cao hiệu năng hệ thống và độ tin cậy của mạng.
- Điểm điều khiển dịch vụ (Service Control Point)
SCP cho phép truy nhập vào cơ sở dữ liệu thông tin cần thiết cho quá trình hoạt động
của mạng, thường là biên dịch số và chỉ dẫn ứng dụng, nhưng cũng bao gồm ngày càng

nhiều các dữ liệu cần thiết cho các dịch vụ vô tuyến và thông minh. Các STP có thể truy
nhập những dữ liệu này thông qua các tuyến không phải là của SS7, ví dụ như X.25, và trả
lại thông tin cho định tuyến cuộc gọi giữa các SSP, kết hợp số quay với đích đến thực tế,
cung cấp hướng dẫn để chuyển tiếp cuộc gọi..v.v.. SCP cũng cho phép kết nối tới các thành
phần mạng thông minh như Hệ thống quản lý dịch vụ và Ngoại vi thông minh. SCP thường
được dự phòng kép để nâng cao hiệu năng hệ thống và độ tin cậy của mạng.
2.2.1.2 Các kiểu tuyến báo hiệu
Các tuyến báo hiệu trong mạng báo hiệu số 7 được phân chia phụ thuộc vào ứng
dụng của chúng trong mạng báo hiệu. Thực tế chúng không có gì khác nhau về mặt vật lý,
đều là các tuyến dữ liệu song hướng 56kbps hoặc 64kbps. Các tuyến báo hiệu này được
phân loại như sau:
- Tuyến A (Access): kết nối giữa một STP và một SSP hay một SCP. Tuyến A được sử
dụng cho mục đích duy nhất là phân phát báo hiệu xuất phát từ hay đến các điểm cuối báo
hiệu (SSP hay SCP).
- Tuyến C (Cross): kết nối các STP với nhau. Chúng được sử dụng để tăng độ tin cậy
của mạng báo hiệu trong trường hợp một hay vài tuyến báo hiệu gặp sự cố.
- Tuyến E (Extend): trong khi một SSP được kết nối với STP “nhà” của nó bằng một
số các tuyến A thì có thể tăng độ tin cậy bằng cách triển khai thêm một số các tuyến nối tới
một cặp STP thứ hai. Những tuyến này được gọi là tuyến E, thực chất là các tuyến kết nối
dự phòng trong trường hợp không thể kết nối được với SSP “nhà” qua các tuyến A. Tuyến
E có thể được triển khai hay không hoàn toàn phụ thuộc vào nhà cung cấp mạng.
- Tuyến F (Fully associated): đây là các tuyến mà kết nối trực tiếp hai điểm báo hiệu
với nhau. Các tuyến F chỉ được cho phép thực hiện trong kiến trúc mạng báo hiệu kiểu kết
hợp và việc có triển khai các tuyến F hay không là phụ thuộc vào nhà cung cấp mạng.
Ngoài các tuyến báo hiệu trên còn có một số tuyến báo hiệu khác như: tuyến B
(Bridge), tuyến D (Diagonal). Dù tên có khác nhau nhưng chức năng chung của chúng đều
là truyền tải các bản tin báo hiệu từ điểm khởi đầu vào mạng đến đúng địa chỉ đích.
2.2.2 Các kiểu kiến trúc báo hiệu
Trong thuật ngữ của CCS No.7, khi hai nút báo hiệu có khả năng trao đổi các bản tin
báo hiệu với nhau thông qua mạng báo hiệu ta nói giữa chúng tồn tại một liên kết báo hiệu.

Các mạng báo hiệu có thể sử dụng 3 kiểu báo hiệu khác nhau, trong đó ta hiểu “kiểu” là
mối quan hệ giữa đường đi của bản tin báo hiệu và đường tiếng có liên quan.
• Kiểu kết hợp: Trong kiểu kết hợp các bản tin báo hiệu và các đường tiếng giữa hai
điểm được truyền trên một tập hợp đường đấu nối trực tiếp giữa hai điểm này với nhau.
• Kiểu không kết hợp: Trong kiểu này các bản tin báo hiệu có liên quan đến các
đường tiếng giữa hai điểm báo hiệu được truyền trên một hoặc nhiều tập hợp đường quá
giang, qua một hoặc nhiều điểm chuyển tiếp báo hiệu.
Hình 2.2 Các tuyến báo hiệu trong mạng báo hiệu số
7
Hình 2.2 Các tuyến báo hiệu trong mạng báo hiệu số
7
• Kiểu tựa kết hợp: Kiểu báo hiệu này là trường hợp đặc biệt của kiểu báo hiệu
không kết hợp, trong đó các đường đi của bản tin báo hiệu được xác định trước và cố định,
trừ trường hợp định tuyến lại vì có lỗi.
2.2.3 Các bản tin báo hiệu trong mạng báo hiệu số 7
Trong mạng báo hiệu số 7, các node thông tin với nhau bằng các bản tin dưới dạng
gói gọi là các đơn vị báo hiệu (Signal unit – SU). Có ba kiểu bản tin báo hiệu được phân
biệt với nhau bởi trường chỉ thị độ dài (LI – Length Indicator), đó là:
 Đơn vị tín hiệu bản tin MSU: đây là bản tin quan trọng và phức tạp nhất trong ba
loại bản tin. Không giống như FISU và LSSU chỉ có thể được đánh địa chỉ tới
node lân cận và do đó chỉ hỗ trợ những lớp thấp nhất trong chồng giao thức SS7,
MSU chứa nhãn định tuyến và trường thông tin báo hiệu. Do đó chúng cung cấp
phương tiện để mang thông tin điều khiển kênh và bản tin thực hiện sử dụng bởi
các lớp cao hơn của chồng giao thức SS7. Các trường thông tin của MSU cũng
có thể mang thông tin bảo dưỡng và quản lý mạng.
 Đơn vị tín hiệu trạng thái đường LSSU: LSSU được sử dụng để cung cấp các chỉ
thị về trạng thái đường tới đầu kia của đường số liệu. Các thông tin về trạng thái
đường có thể là: bình thường, không hoạt động, mất tín hiệu đồng chỉnh, trạng
thái khẩn.., trong đó có thủ tục đồng chỉnh ban đầu, được sử dụng khi khởi tạo
lần đầu các đường báo hiệu và khôi phục lại sau sự cố.

 Đơn vị tín hiệu thay thế FISU: FISU được truyền khi trên đường truyền số liệu
không truyền các bản tin MSU và LSSU, mục đích là để nhận các thông báo tức
thời về sự cố của đường báo hiệu.
Các trường trong đơn vị báo hiệu:
- F (Cờ): Mẫu riêng biệt 8 bit này được sử dụng để bắt đầu và kết thúc một đơn vị
báo hiệu và được gọi là cờ. Nó không xuất hiện ở bất cứ nơi nào khác trong đơn vị báo
hiệu. Người ta phải đưa ra các phương pháp đo lường, kiểm tra để tránh cờ giả xuất hiện
trong đơn vị báo hiệu. Cờ được đặc trưng bằng từ mã 01111110.
- CK (mã kiểm tra dư vòng): CK là một con số tổng (ChechSum) được truyền trong
từng đơn vị báo hiệu. Nếu tại điểm báo hiệu thu nhận được Checksum không phù hợp thì
đơn vị báo hiệu đó được coi là có lỗi và phải loại bỏ.
- SIF (Trường thông tin báo hiệu): Trường này chỉ tồn tại trong bản tin MSU. Nó
gồm các thông tin về định tuyến và thông tin thực về báo hiệu của bản tin.
Cấu trúc của SIF gồm có 2 phần: nhãn định tuyến (mức 3) và thông tin người sử dụng
(mức 4)
Nhãn định tuyến: điểm đích của một đơn vị tín hiệu được xác định trong một nhãn
định tuyến. Nhãn định tuyến trong một đơn vị tín hiệu bản tin bao gồm các trường mã
điểm đích (DPC), mã điểm gốc (OPC) và lựa chọn tuyến báo hiệu (SLS).
Một mã được gán cho mỗi điểm báo hiệu trong mạng báo hiệu phụ thuộc vào một kế
hoạch đánh số. Phần truyền bản tin sử dụng mã để định tuyến bản tin. DPC xác định điểm
báo hiệu mà bản tin được truyền đến đó. OPC xác định điểm báo hiệu mà từ đó bản tin
được truyền.
Nội dung của trường SLS xác định tuyến báo hiệu mà theo đó bản tin được truyền.
Bằng cách này, trường SLS được sử dụng để chia tải trong các tuyến báo hiệu giữa hai
điểm báo hiệu.
Thông tin người sử dụng: thông tin người sử dụng chứa dữ liệu được tạo ra bởi
phần ngưởi sử dụng ở điểm gốc và dữ liệu được ước lượng của phần người sử dụng ở điểm
đích.
- SIO (Octet thông tin dịch vụ): Trường này chỉ tồn tại trong bản tin LSSU. Octet này
gồm chỉ thị dịch vụ và phần chỉ thị mạng.

Chỉ thị dịch vụ được sử dụng để phối hợp bản tin báo hiệu với một User riêng biệt
của MTP tại một điểm báo hiệu, có nghĩa là các chức năng lớp 3 phân phối bản tin tới các
phần người sử dụng tương ứng, với sự trợ giúp của chỉ thị dịch vụ.
Trường chỉ thị mạng gồm chỉ thị về mạng được sử dụng để phân biệt giữa các cuộc
gọi trong mạng quốc gia và quốc tế hoặc giữa các sơ đồ định tuyến khác nhau trong một
mạng. Chỉ thị mạng cũng xác định mạng tương ứng trong đó có nơi gửi và nhận bản tin.
NAT0 = mạng chủ.
NAT1 = mạng báo hiệu chung với các nhà cung cấp mạng trong nước khác.
INAT0 = mạng báo hiệu chung với các nhà cung cấp mạng quốc tế khác.
INAT1 = không sử dụng.
- ERROR CORRECTION được dùng để kiểm tra lỗi tuần tự và yêu cầu truyền lại,
nó gồm:
+ BSN (Số thứ tự hướng về): Trường BSN được sử dụng để công nhận các đơn vị
báo hiệu mà đầu cuối của đường báo hiệu phía đối phương nhận được. BSN là số thứ tự
đơn vị báo hiệu được công nhận (7 bits)
+ BIB (Bít chỉ thị hướng về): BIB được sử dụng để khôi phục lại bản tin khi có lỗi (1
bit)
+ FSN (Số thứ tự hướng đi): FSN là con số thứ tự hướng đi của đơn vị báo hiệu
mang nó (7 bits)
+ FIB (Bít chỉ thị hướng đi): FIB được sử dụng để khôi phục lại các bản tin khi có lỗi
(1 bit)
+ LI (Chỉ thị độ dài): Trường LI chỉ ra số lượng Octet có trong một đơn vị báo hiệu
tính từ sau trường LI đến trước trường CK.
Trong đó: LI = 0 : Đơn vị báo hiệu thay thế (FISU)
LI = 1 hoặc 2 : Đơn vị báo hiệu trạng thái đường (LSSU)
LI thuộc (2;63) : Đơn vị báo hiệu bản tin (MSU)
2.3 Chồng giao thức báo hiệu số 7
Chồng giao thức báo hiệu số 7 có 4 mức : 3 mức của phần truyền bản tin MTP – cung
cấp một hệ thống truyền dẫn tin cậy cho tất cả người sử dụng ; và mức thứ tư bao gồm các
người sử dụng của MTP (MTP User). Có hai MTP User : thứ nhất, là phần người sử dụng

ISDN (ISDN User Part) cung cấp báo hiệu điều khiển cuộc gọi chuyển mạch kênh cơ bản
và hỗ trợ các dịch vụ phụ của ISDN. MTP User thứ hai là Phần điều khiển kết nối báo hiệu
SCCP, cung cấp các dịch vụ định tuyến và đánh địa chỉ mạng không phải là chuyển mạch
kênh, thông qua giao thức Các khả năng biên dịch TC tới người sử dụng của SS7 – tức là
các ứng dụng. Các ứng dụng của SS7 yêu cầu phải truy nhập đến cơ sở dữ liệu xa và các
node, do đó yêu cầu khả năng đánh địa chỉ mạng.
Kiến trúc chồng giao thức báo hiệu này được chỉ ra ở hình sau :