ĐỒ ÁN " MẠNG DI ĐỘNG GSM" PHẦN 2 ( CHƯƠNG 5 MẠNG BÁO HIỆU SÔ S7)
Tham khảo tài liệu 'đồ án " mạng di động gsm" phần 2 ( chương 5 mạng báo hiệu sô s7)', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
CHƯƠNG 5
MẠNG BÁO HIỆU SỐ 7
5.1 Cấu trúc mạng báo hiệu
Theo quan điểm chung, mạng viễn thông được cấu trúc theo hai mức khác
nhau : mức quốc tế và mức quốc gia. Cấu trúc này cũng được áp dụng cho
mạng báo hiệu. Người ta chia ra mạng báo hiệu quốc gia và mạng báo hiệu
quốc tế. Các mạng báo hiệu này có thể có các cấu trúc riêng (Hình 5.1).
International
Network
National
Network
Country 1 Country 2
Hình 5.1 Cấu trúc mạng báo hiệu
Mạng được chia thành các vùng báo hiệu (Hình 5.2), mỗi vùng được phục
vụ bởi một cặp tổng đài STP. Một mạng báo hiệu quốc gia như vậy được
dùng để báo hiệu tới các tổng đài trong các vùng báo hiệu kề nhau. Vì vậy ta
có một hệ thống báo hiệu gồm 3 mức :
1. Các điểm chuyển giao báo hiệu quốc gia (STP).
2. Các điểm chuyển giao báo hiệu vùng (STP).
3. Các điểm báo hiệu (SP).
Lượng tải ở các tổng đài điểm chuyển giao báo hiệu sẽ giảm xuống do đặt
các
90
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
tổng đài này ở hai mức. Một thuận lợi khác của sự sắp xếp này là một mạng
báo
hiệu mạnh hơn bởi vì khi các lỗi xuất hiện ở trong một vùng báo hiệu thì
hầu như không ảnh hưởng tới phần còn lại của mạng.
Mỗi tổng đài luôn có hai kênh báo hiệu nối chúng lại với nhau. Truyền dẫn
tốc độ cao cho phép nhiều tổng đài thực hiện công việc của chúng với chỉ
một kênh báo hiệu, nhưng vì lý do tin cậy... có ít nhất hai kênh báo hiệu riêng
biệt được sử dụng (thường có các kênh báo hiệu nối giữa hai điểm chuyển
giao báo hiệu khác nhau).
National STP National STP
Reg
STP SP11
National
Network Region 1
Reg
STP SP12
National STP National STP
Reg Reg
STP STP
Region 2
SP21 SP22
Hình 5.2 Mạng báo hiệu
STP tổ hợp / STP không tổ hợp :
Có hai loại STP được sử dụng trong mạng báo hiệu là :
ệ STP tổ hợp (Intergrated STP) :
STP tổ hợp thường là tổng đài nội hạt hoặc tổng đài quá giang. Điều này
có nghĩa là chỉ một phần dung lượng của bộ xử lý có thể được sử dụng cho
chức năng STP. STP tổ hợp có các ưu điểm sau :
ể Thực hiện nhanh.
ệ Hiệu quả giá thành (dùng dung lượng dự trữ ở tổng đài đã lắp đặt).
91
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
ệ Tổng lưu lượng báo hiệu thấp hơn ( lưu lượng trên các tuyến giữa các
SP và các STP không cần chuyển giao tín hiệu - không có lưu lượng STP).
ợ STP không tổ hợp hay STP đứng một mình (Stand Alone STP) :
STP không tổ hợp là một tổng đài rất đơn giản. Nó bao gồm hệ thống xử
lý (APZ) và các kết cuối báo hiệu (ST) và phân hệ báo hiệu kênh chung (ở
AXE). STP không tổ hợp có các ưu điểm sau :
ể Toàn bộ dung lượng của bộ xử lý dùng cho chức năng STP.
ứ STP không bị ảnh hưởng bởi lỗi ở các phần khác của tổng đài như ở các
STP tổ hợp.
5.2 Đánh số các điểm báo hiệu
Để thuận tiện cho việc nhận dạng các tổng đài trong một mạng, tất cả các
điểm chuyển giao báo hiệu và các điểm báo hiệu đều được đánh số theo một
hệ thống xác định trước. Khi một thông báo được gửi từ một điểm báo hiệu
này tới một điểm báo hiệu khác, các số này được đại diện bởi mã điểm đích
Destination Point Code (DPC) và mã điểm nguồn Originating Point Code
(OPC) trong khối tín hiệu tin báo (MSU).
Tất cả các tổng đài trong mạng báo hiệu đều có các số duy nhất của nó.
Tuy nhiên việc đánh số tương tự có thể được sử dụng trong một mạng khác
nào đó.
5.3 Các điểm đích trong mạng báo hiệu
Mỗi một Khối tín hiệu thông báo (MSU) chứa một nhãn. Nhãn cho một
thông báo (MSU - TUP) liên quan đến một cuộc nói chuyện điện thoại có
dạng như sau:
CIC OPC DPC
D CIC (Circuit Identification Code - Mã nhận dạng mạch) : Nhận dạng
mạch thoại mà tin báo thuộc về nó.
ề OPC (Originating Point Code - Mã điểm nguồn ) : Nhận dạng điểm báo
hiệu mà sinh ra tin báo.
ệ DPC (Destination Point Code - Mã điểm đích) : Nhận dạng điểm báo
hiệu mà tin báo dự định gửi cho nó.
Số của điểm báo hiệu mà được đưa ra ở DPC là đích của tin báo mạng báo
hiệu (DEST). Trong một tổng đài có một DEST cho mỗi đường thoại đi ra.
Điều này nghĩa là sau khi có một đường thoại được chọn cho một cuộc gọi,
điểm báo hiệu biết DEST mà các tin báo hiệu thuộc về (nó) sẽ được gửi tới
nó. DEST được đặt trong mã điểm đích (DPC) của nhãn cùng với số kết nối
92
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
thoại trong Mã nhận dạng mạch CIC và số của tổng đài gửi tin báo trong Mã
điểm nguồn (OPC).
Sau khi một thông báo được nhận dạng ở điểm báo hiệu phù hợp với Mã
điểm nhận (DPC) của nhãn thì cuộc nối thoại phải được nhận dạng. Điều
này được tiến hành nhờ Mã điểm nguồn (OPC) và Mã nhận dạng mạch
(CIC), đó là tổng đài nguồn và số của cuộc nối thoại giữa hai tổng đài.
Vậy, nếu một cuộc nối thoại không thuộc vào một tuyến từ một tổng đài
nguồn thì tổng đài đích sẽ không thể thiết lập cuộc nối thoại. Kết quả sẽ là
một tin báo báo hiệu “vô chủ” mà không thể được dịch trong điểm báo hiệu
nhận.
Trong trường hợp giữa tổng đài nguồn và tổng đài đích không có đường
thoại trực tiếp, thí dụ : một cuộc gọi từ A tới C. Khi đó cuộc nối thoại tất
nhiên là hướng về phía tổng đài đích (C) theo cách bình thường bằng một
hoặc nhiều hơn các tổng đài quá giang (B) (B có các đường thoại trực tiếp tới
Avà C). Từ một tổng đài nguồn (A) một đường thoại tới tổng đài chuyển
tiếp (B) sẽ được chọn, và DEST liên kết với đường thoại đó sẽ được dùng
cho các tin báo báo hiệu. Các thông báo báo hiệu bây giờ sẽ được gửi đến
tổng đài quá giang B.
Từ tổng đài quá giang B, một đường thoại tới C sẽ được chọn và DEST
liên kết với đường này sẽ được dùng cho các tin báo báo hiệu. Vì vậy các tin
báo báo hiệu sẽ được hướng tới tới tổng đài quá giang tiếp theo hay tới tổng
đài đầu cuối (C). Do đó các đích phù hợp (DEST) phải được xác định ở mỗi
điểm báo hiệu.
Các quy tắc để xác định DEST :
ị (SP) - Trong một điểm báo hiệu, DEST được đặt để đại diện cho các
đích mà các điểm báo hiệu nối tới chúng bằng các đường thoại trực tiếp.
ế (STP) - Trong một điểm chuyển giao báo hiệu, DEST được đặt để đại
diện cho các đích mà điểm báo hiệu của nó và các điểm báo hiệu phụ thuộc
được nối bằng các đường thoại trực tiếp.
Chú ý rằng càng xa các điểm chuyển giao báo hiệu có liên quan, quy tắc cơ
bản cho DEST được bổ sung trong đó nó cũng bao gồm cả các điểm báo hiệu
bổ sung.
5.4 Định tuyến trong mạng báo hiệu
Quá trình định tuyến gồm 2 giai đoạn sau :
Một chùm kênh báo hiệu sẽ được chọn cho một Mã điểm đích (DPC) riêng
biệt. Lựa chọn này phụ thuộc vào các quyền ưu tiên mà đã được ấn định
trước đối với các chùm kênh báo hiệu cho đích liên quan.
93
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Nếu chùm kênh báo hiệu này có hơn một đường báo hiệu, một phần của
mã nhận dạng mạch (CIC) được dùng để quyết định kênh báo hiệu nào trong
chùm kênh báo hiệu nên được sử dụng.
Tất cả các đích (DEST) trong mỗi điểm báo hiệu cần phải được xác định
với các yếu tố đáng quan tâm sau :
ố Các chùm kênh báo hiệu được sử dụng.
ụ Trật tự ưu tiên giữa các bộ đường nối.
Hai chùm kênh báo hiệu (LS) được xác định cho mỗi DEST và các chùm
kênh báo hiệu này được ấn định các sự ưu tiên (PRIO). PRIO có thể có một
hoặc hai giá trị.
Nếu một trong các chùm kênh báo hiệu có PRIO = 1 và các kênh báo hiệu
khác có PRIO = 2 thì các thông báo sẽ được gửi lên chùm kênh báo hiệu có
PRIO =1 lâu đến chừng nào các chức năng của chùm kênh báo hiệu này hoàn
thành. Nếu có cùng mức ưu tiên là PRIO =1 ấn định cho cả 2 chùm kênh báo
hiệu thì các chùm kênh báo hiệu này sẽ hoạt đông theo quy tắc chia tải.
Chia tải hoạt động bằng cách sử dụng một trong các bit số 1 và số 2 trong
mã nhận dạng mạch (CIC). (Hình 5.3). Giá trị này trong bit chỉ ra chùm nào
trong 2 chùm kênh báo hiệu nên được dùng. Bit số 1 được dùng ở các điểm
báo hiệu (SP) và các (STP) quốc gia, trong khi đó bit số 2 được dùng trong các
STP vùng.
SP and National STP Regional STP
CIC CIC
Bit 11 3 2 1 0 Bit 11 3 2 1 0
0 or 1
0 or 1 0 or 1
Hình 5.3
Nếu giá trị bit được dùng là 0 thì chùm kênh báo hiệu mà được xác định đầu
tiên sẽ được chọn. Nếu giá trị là 1 thì chùm kênh báo hiệu mà được xác định
cuối cùng sẽ được chọn. Cách sử dụng mã nhận dạng mạch này đảm bảo
việc chọn đường qua cùng một đường mạng của tất cả các tin báo phụ thuộc
vào một cuộc gọi đặc trưng. Một điều kiện tiên quyết cho điều này đó là
chùm kênh báo hiệu được chọn không bị lỗi.
94
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Việc chia tải được sử dụng cho sự mở rộng lớn nhất có thể, trừ trong các
trường hợp nơi mà ở đó có một chùm kênh báo hiệu trực tiếp tới đích liên
quan. Trong trường hợp này chùm kênh báo hiệu trực tiếp được ấn định
PRIO = 1 và các chùm kênh báo hiệu khác PRIO = 2. Tuy nhiên, quy tắc này
cũng có một số ngoại lệ.
5.5 Định cỡ mạng báo hiệu
Lưu lượng trong mạng báo hiệu bao gồm các tin báo xuất phát từ các dịch
vụ khác nhau (chuỗi báo hiệu) với các độ dài tin báo khác nhau. Để có thể
định cỡ mạng báo hiệu thì trước hết phải có thông tin về lưu lượng (thí dụ
như có bao nhiêu MSU mà các cuộc gọi tạo ra và độ dài của các MSU là bao
nhiêu).
Việc định cỡ thiết bị trong các mạng viễn thông có thể được thực hiện nhờ
sử dụng 1 trong 2 công thức của Erlang.
Công thức thứ nhất của Erlang :
Công thức này được dùng cho hệ thống có tổn thất. Hệ thống có tổn thất
được sử dụng một cách điển hình để định cỡ số các mạng thoại giữa hai
tổng đài. Các tham số đầu vào của hệ thống có tổn hao là :
ổ Số lần gọi mỗi đơn vị thời gian (y).
ờ Thời gian chiếm trung bình (s).
ế Cấp dịch vụ (GOS - Grade Of Service).
Mật độ của lưu lượng (tính bằng Erlang) theo công thức :
A=y*s
Công thức thứ hai của Erlang :
Công thức này được dùng cho hệ thống có trễ. Hệ thống có trễ được sử
dụng để định cỡ thiết bị, như mã người gửi, mã người nhận trong một tổng
đài và cũng để định cỡ các kênh báo hiệu và các STP. Các tham số đầu vào
của hệ thống có trễ khi định cỡ các kênh báo hiệu là :
ệ Số các MSU trong mỗi đơn vị thời gian.
ờ Độ dài trung bình của các MSU (tuỳ vào hỗn hợp lưu lượng - chuỗi dịch
vụ).
ụ Mật độ lỗi bit (BFI).
ỗ Cấp của dịch vụ (GOS) - tổng của trễ chờ đợi trung bình.
95
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Tính toán số bit và số bản tin của
mỗi cuộc gọi dựa trên chỉ tiêu báo
Sơ đồ định cỡ mạng u hiệ báo hiệu CCS 7
Tính toán thời gian chiếm trung bình
của mỗi cuộc gọi dựa trên các phép
đo lưu lượng thực
Tính toán tổng lưu lượng thoại giữa Dựa trên các dự báo về lưu lượng
các tổng đài dựa trên dự báo về lưu thoại để tính lưu lượng thoại xuất
lượng thoại phát (chủ gọi) chỉ giữa các tổng đài
Tính toán số cuộc gọi trong một giây Sử dụng lưu lượng thoại và thời
dựa trên lượng thoại và thời gian gian chiếm của cuộc gọi để tính số
chiếm trung bình của cuộc gọi cuộc gọi trong một giây.
Sử dụng số cuộc gọi trong một giây Tính toán số bit trong một giây ở
và số bit của mỗi cuộc gọi để tính STP dựa trên số cuộc gọi trong một
toán số bit trong một giây giây và số bit của cuộc gọi.
Sử dụng số bit trong một giây và Tính toán tải của bộ vi xử lý và số
dung lượng của SL để tính Erlang lượng STP cần thiết dựa trên số
của kênh báo hiệu (SL) lượng bit của STP
96
Tính toán số lượng kênh báo hiệu
cần thiết cho mỗi một tổng đài
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
5.6 Định cỡ kênh báo hiệu
Trước khi tính toán để định cỡ kênh báo hiệu cần chú ý các điểm chính sau
đây :
đ Kênh báo hiệu được thiết lập từ hai kênh số liệu 64 kbit/s ở hai hướng
ngược nhau. (Hình 5.4)
Một kênh báo
hiệu
Thiết bị báo Thiết bị báo
hiệu đầu cuối hiệu đầu cuối
SP1 SP2
Hình 5.4 Kênh báo hiệu
Lưu lượng trên các kênh 64 kbit/s là tổng các bản tin hướng thuận và
hướng ngược.
ợ Kênh báo hiệu đạt đến dung lượng của chúng nếu mỗi kênh 64 kbit/s
đạt đến dung lượng của chúng.
ủ Trong một mạng dự phòng kép, các kênh báo hiệu phải được định cỡ để
phục vụ trong trường hợp không có khả năng truy nhập đến một STP do sự
97
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
cố của STP, sự cố truyền dẫn hoặc sự cố phần cứng. Vì vậy kênh báo hiệu
phải được định cỡ để chuyển một nửa tải tối đa của chúng đề phòng phục
vụ trong những tình huống sự cố.
STP STP STP STP
X X 2X
SP SP
Hình 5.5 Chuyển hướng lưu lượng trong trường
hợp có sự cố
ố Kênh báo hiệu phải có khả năng chuyển tải 0,3 Erlang trong các điều
kiện lưu lượng bình thường ; nghĩa là phục vụ khi có sự cố STP, sự cố
truyền dẫn, sự cố phần cứng, và loại peak lưu lượng báo hiệu.
a) Để định cỡ kênh báo hiệu trước tiên phải lập được bảng dự báo về tổng
lưu lượng thoại giữa các tổng đài của mạng trong giờ bận (busy hour). Lưu
lượng thoại này không chứa thành phần lưu lượng nội hạt (local traffic).
b) Dựa trên thời gian chiếm trung bình của cuộc gọi có thể tính số cuộc gọi
trong một giây của giờ bận trong năm theo công thức sau :
Lưu lượng thoại (Erlang)
Số cuộc gọi / giây = Thời gian chiếm trung bình của cuộc gọi
(s)
c) Sử dụng kết quả của số bit báo hiệu trung bình của mỗi cuộc gọi và số
cuộc gọi trong một giây tính số bit báo hiệu trong một giây theo công thức sau
đây :
Số bit báo hiệu
Số lượng bit báo hiệu / giây Số cuộc gọi
=
trung bình của × trong một giây
mỗi cuộc gọi
98
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Trong công thức này sử dụng số bit báo hiệu trung bình của cuộc gọi ISUP
(giả sử 100 % POSI dịch vụ được phục vụ bởi giao thức ISUP).
d) Số lượng Erlang kênh báo hiệu có thể tính dựa trên số lượng bit tin báo
hiệu trong một giây và tốc độ bit trên kênh số liệu (64 kb/s) theo công thức
sau đây :
Số lượng bit báo hiệu trong một giây
Erlang kênh báo hiệu =
64.000
e) Số lượng kênh báo hiệu tối thiểu có thể tìm được bằng cách chia Erlang
kênh báo hiệu cho tải kênh báo hiệu ở trạng thái chắc chắn (thông thường 0,3
Erlang) theo công thức sau :
Số lượng kênh báo hiệu = Erlang kênh báo hiệu / 0,3
Do ở mỗi vùng có 2 STP nên số kênh báo hiệu phải được làm tròn đến số
chẵn gần nhất rồi nhân đôi số kênh báo hiệu lên ta được số kênh cần tìm.
99