ĐỒ ÁN "MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM "
Tham khảo luận văn - đề án 'đồ án "mạng thông tin di động gsm "', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
ĐỒ ÁN
MẠNG THÔNG TIN
DI ĐỘNG GSM "
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
3.3.2.2 Mối quan hệ giữa mô hình OSI và hệ thống báo hiệu số 7
Hệ thống báo hiệu số 7 là một loại thông tin số liệu chuyển mạch gói, nó cũng
được cấu trúc theo modul và rất giống với mô hình OSI, nhưng khác với mô
hình OSI có 7 lớp thì SS7 chỉ có 4 lớp.
Ba lớp thấp nhất tạo thành phần chuyển giao tin báo (MTP) và lớp thứ 4 chứa
các Phần của người sử dụng.
Hệ thống báo hiệu số 7 không hoàn toàn tương hợp với mô hình chuẩn OSI .
Một điểm khác nhau lớn giữa phần thứ nhất của SS7 và mô hình OSI là quá
trình thông tin trong mạng. Mô hình OSI mô tả sự trao đổi định hướng đấu nối
số liệu. Quá trình thông tin bao gồm ba trạng thái: thiết lập đấu nối, chuyển
giao số liệu và cắt . MTP chỉ cung cấp dịch vụ vận chuyển sự cắt nối (chỉ có pha
chuyển giao số liệu) và ở đây chuyển giao là một cách truyền số liệu nhanh hơn
trong những khối lượng nhỏ.
Nhằm đáp ứng nhu cầu của các dịch vụ mở rộng trong những ứng dụng nào
đó, SCCP (Phần điều khiển đấu nối báo hiệu) đã được bổ sung vào năm 1984 ở
sách đỏ của CCITT.
SCCP đưa ra cả sự vận chuyển sự cắt nối của mạng và định hướng đấu nối của
mạng và cung cấp giao diện giữa lớp mạng và lớp truyền tải giống như đối với
OSI. SCCP làm cho nó có khả năng sử dụng mạng SS7, dựa trên MTP, như là
phần mang theo giữa các ứng dụng sử dụng giao thức OSI để trao đổi thông tin
ở lớp cao hơn. Trong sách xanh của CCITT (1988) còn đưa ra giao thức chung
cho các khả năng giao dịch (TCAP) và phần ứng dụng cho khai thác, bảo
dưỡng. Chúng cũng ứng với lớp 7 trong mô hình OSI.
OSI
SS7 OMAP
Lớp 7
TCAP ISUP TUP Lớp 6
Lớp 5
SCCP Lớp 4
Mạng báo hiệu Lớp 3
MTP Kênh báo hiệu Lớp 2
Kênh số liệu báo hiệu Lớp 1
Hình 3.8 Mối quan hệ giữa báo hiệu số 7 và mô
hình chuẩn OSI
35
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
3.3.2.3 Các khối chức năng của hệ thống báo hiệu số 7
Các phần của Các phần của
người sử dụng Phần chuyển người sử dụng
(UP) giao tin báo (UP)
(MTP)
Hình 3.9 Cấu trúc cơ bản của SS7
Hệ thống báo hiệu số 7 của CCITT được chia thành 2 phần:
Phần
chuyển giao bản tin (MTP : Message Transfer Part)
MTP là một hệ thống vận chuyển chung để chuyển giao tin cậy các thông
tin báo hiệu giữa các điểm báo hiệu. Phần chuyển giao bản tin truyền tải các
thông tin báo hiệu giữa các phần của người sử dụng khác nhau và nội dung của
các tin báo này là hoàn toàn độc lập với nhau. Để thực hiện chức năng này,
MTP cần phải có :
- Các bản tin cần phải được sửa trước khi chúng được chuyển giao tới phần
của người sử dụng thu.
- Sửa lỗi liên tiếp.
- Không bị tổn thất hoặc lặp lại.
Các phần của người sử dụng (UP : User Part)
Các phần của người sử dụng được tạo ra và phân tích các thông tin báo hiệu.
Chúng sử dụng MTP như là chức năng truyền tải để mang thông tin báo hiệu tới
các phần của người sử dụng khác cùng loại.
Một số các phần của người sử dụng là:
- TUP (Telephone User Part) : Phần của người sử dụng điện thoại.
- DUP (Data User Part): Phần của người sử dụng số liệu.
- ISUP (ISDN User Part) : Phần của người sử dụng ISDN.
- MTUP (Mobile Telephone User Part) : Phần người sử dụng điện thoại di
động.
36
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
3.4 Phần chuyển giao tin báo (MTP : Message Transfer Part)
Tổng đài Tổng đài
A B
MTP MTP
TUP TUP
DUP
DUP
ISUP ISUP
MAP TCAP SCCP SCCP TCAP MAP
BSSAP BSSAP
TUP (Telephone User Part) : Phần của người sử dụng điện thoại.
DUP (Data User Part): Phần của người sử dụng số liệu.
ISUP (ISDN User Part) : Phần của người sử dụng ISDN.
SCCP (Signalling Connection and Control Part) : Phần điều khiển và đấu nối
báo hiệu.
TCAP (Transaction Capabilities Application Part) : Phần ứng dụng các khả
năng trao đổi.
MAP (Mobile Application Part) : Phần ứng dụng di động
BSSAP (Base Station Application Part) : Phần ứng dụng trạm gốc.
Hình 3.10 Phần truyền giao tin báo MTP là môi trường truyền dẫn
chung giữa các phần của người sử dụng
Phần chuyển giao tin báo là hệ thống truyền tải chung cho tất cả các loại ứng
dụng viễn thông, cần thiết để chuyển giao các bản tin báo hiệu giữa các tổng đài
(các điểm báo hiệu). Nó bao gồm kênh số liệu báo hiệu (mức 1) để đấu nối 2
tổng đài và hệ thống điều khiển chuyển giao bản tin. Hệ thống điều khiển
chuyển giao bản tin bao gồm 2 phần: các chức năng của kênh báo hiệu (mức 2)
và các chức năng của mạng báo hiệu (mức 3).
37
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Các chức năng của kênh báo hiệu: là giám sát kênh số liệu báo hiệu, tìm
các bản tin báo hiệu bị lỗi, điều khiển bản tin đã phát và thu đúng trình tự
mà không bị mất mát hoặc không bị lặp.
Các chức năng của mạng báo hiệu: bao gồm các chức năng để xử lý bản
tin (xử lý lưu lượng) và điều hành mạng báo hiệu.
Mức 4 Mức 3 Mức 2 Mức 1
Phần chuyển giao tin báo (MTP)
Các chức năng của
mạng báo hiệu Kênh báo hiệu
Các
UP Xử lý bản tin Các chức năng của Kênh số liệu báo
báo hiệu kênh báo hiệu hiệu
Điều hành mạng
báo hiệu
Các bản tin báo hiệu
Các tín hiệu điều
Hình 3.11 Các chức năng của mạng báo hiệu
• Xử lý bản tin báo hiệu : bao gồm các chức năng để định tuyến bản tin
tới kênh thích hợp và phân phối các bản tin thu được ở tổng đài thường
trú tới các người sử dụng đúng.
• Điều hành mạng báo hiệu: với các trường hợp có sự thay đổi trạng thái
trong mạng báo hiệu, ví dụ nếu kênh báo hiệu hoặc điểm báo hiệu vì lý
do gì đó mà không có khả năng thực hiện thì các chức năng điều hành
mạng báo hiệu sẽ điều khiển lập lại cấu hình và các thao tác khác để phục
hồi khả năng chuyển giao tin báo thông thường.
3.4.1 Kênh số liệu báo hiệu (mức 1)
Kênh số liệu báo hiệu là một tuyến truyền dẫn song hướng để báo hiệu, bao
gồm hai kênh số liệu hoạt động cùng nhau ở các hướng đối diện và ở cùng một
tốc độ truyền dẫn.
38
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Kênh số liệu báo hiệu có thể là số hoặc analog. Kênh số liệu báo hiệu số được
thiết lập bởi các kênh truyền dẫn số (64kbit/s) và các chuyển mạch số. Kênh số
liệu báo hiệu analog được thiết lập bởi hai kênh truyền dẫn tần số thoại (4KHz)
và các Modem.
Kênh số liệu báo hiệu
Mức 2
Mức 2 (mức 1)
Bộ Bộ
ST MUX lựa ET ET lựa MUX ST
chọn chọn
64 Kb/s PCM 30
(G703) (G732,734)
Giao thức 1 xác định tính chất điện, vật lý và các đặc trưng chức năng của
kênh số liệu báo hiệu. Những đặc tính này được mô tả chi tiết ở các khuyến nghị
G.703, G.732 và G.734 của CCITT.
3.4.2 Kênh báo hiệu (mức 2)
Các chức năng của kênh báo hiệu, cùng với kênh số liệu báo hiệu là môi
trường truyền dẫn và với kết cuối báo hiệu là bộ điều khiển tiếp nhận / truyền
dẫn, cung cấp kênh báo hiệu để chuyển giao bản tin báo hiệu trực tiếp giữa hai
điểm báo hiệu đã đấu nối được tin cậy.
Các chức năng của kênh báo hiệu gồm :
Đồng bộ các cờ hiệu và phân định ranh giới các đơn vị tín hiệu.
Phát hiện lỗi.
Sửa lỗi.
Đồng bộ ban đầu.
Cắt bộ xử lý.
Điều khiển luồng mức 2.
Chỉ thị độ ứ tới mức 3.
Giám sát lỗi của kênh báo hiệu.
Mục đích các chức năng của kênh báo hiệu là để đảm bảo rằng các bản tin
được phân chia tới đầu xa một cách chính xác theo tuần tự đúng, không tổn thất
hoặc không trùng lặp.
* Chức năng điều khiển kênh báo hiệu :
39
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Thông tin báo hiệu được đưa vào khối tín hiệu tin báo (MSU), khối này có thể
có độ dài thay đổi phụ thuộc vào tổng khối lượng thông tin được chuyển giao.
MSU bao gồm một số trường điều khiển cùng với trường thông tin báo hiệu
(SIF). Các trường điều khiển được sử dụng bởi các chức năng điều khiển kênh
báo hiệu để đảm bảo độ tin cậy chuyển giao tin báo.
Độ dài khối chỉ thị (LI) được sử dụng để phân biệt giữa MSU, LSU (đơn vị tín
hiệu trạng thái của kênh) và FISU (đơn vị tín hiệu làm đầy).
Sửa
F CK SIF SIO LI F
lỗi
8n,
8 16 8 2 6 16 8
n>2
Mức 2 Mức 2
Hình 3.12 Khối tín hiệu tin báo (MSU)
1. Sự phân định ranh giới giữa các đơn vị báo hiệu
Thời điểm bắt đầu và kết thúc của các đơn vị tín hiệu được chỉ thị bởi mô hình
8 bit duy nhất gọi là cờ. Để đảm bảo trong đơn vị tín hiệu không thể có mô hình
bị trùng lặp thì bit chèn được sử dụng. Bit chèn là để bổ sung thêm các bit 0 vào
sau một chuỗi 5 bit 1 liên tiếp của tin báo. Tại đầu thu kết cuối báo hiệu sẽ xoá
các bit phụ thêm này.
Sửa
F CK SIF SIO LI F
lỗi
01111110
Hình 3.13 Cờ trong MSU
2. Đồng bộ khối tín hiệu
Việc đồng bộ đơn vị tín hiệu được thực hiện nhờ thủ tục giãn giới hạn. Tổn
thất đồng bộ xảy ra khi mô hình bit không được phép thủ tục giãn giới hạn thu
được, hoặc khi độ dài lớn nhất của đơn vị tín hiệu nào đó bị vượt quá.
3. Phát hiện lỗi
Chức năng phát hiện lỗi thực hiện được nhờ có 16 bit kiểm tra (CK) đã được
cung cấp ở cuối mỗi tín hiệu. Các bit kiểm tra (kiểm tra tổng) được tạo ra nhờ
kết cuối báo hiệu hoạt động bằng các bit phía trước của khối tín hiệu theo một
40
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
thuật toán xác định. Ở phía kết cuối báo hiệu thu, một phương pháp thực hiện
giống như thế được sử dụng để tính toán kiểm tra tổng. Sau đó việc kiểm tra
tổng này được so sánh với tổng kiểm tra đã thu được. Nếu hai tổng kiểm tra
không bằng nhau thì sự hiện diện của lỗi sẽ được chỉ thị và khối tín hiệu sẽ bị
huỷ bỏ.
4. Sửa lỗi
Trường sửa lỗi có độ dài 16 bit và bao gồm các số tuần tự thuận, các số tuần
tự nghịch, các bit chỉ thị thuận và các bit chỉ thị nghịch. Mỗi bản tin báo đã phát
được phân phối một số tuần tự, số tuần tự này được đưa vào trường FSN. Các
MSU được phát lại khi lỗi đã được phát hiện. Các LSSU và FISU không được
phát lại.
Sửa
F CK SIF SIO LI F
lỗi
8n,
8 16 8 2 6 16 8
n>2
F B
I FSN I BSN
B B
Hình 3.14 Các trường sửa lỗi
Có 3 phương pháp sửa lỗi được cung cấp là :
Phương pháp sửa lỗi cơ bản.
Phương pháp sửa lỗi cơ bản khi có lặp lại.
Phương pháp phát lại tuần hoàn để phòng ngừa.
Các thủ tục sửa lỗi hoạt động độc lập theo hai hướng truyền dẫn.
Phương pháp sửa lỗi cơ bản :
Ở phương pháp này, một khối tín hiệu đã được gửi đi còn được lưu lại trong
bộ đệm phát lại tới khi nhận được khẳng định từ đầu thu. Nếu bản tin báo hiệu
nhận được là hoàn toàn chính xác thì thiết bị báo hiệu đầu thu gửi sự khẳng định
bằng cách xen vào số trình tự nghịch (BSN) như số trình tự thuận (FSN) nhận
được trong khối tín hiệu tin báo (MSU) thông thường hoặc trong FISU và
LSSU. Bit chỉ thị hướng nghịch (BIB) được đặt bằng bit chỉ thị hướng thuận
(FIB). Khi nhận được sự khẳng định thì thiết bị báo hiệu đầu phát sẽ loại bỏ bản
tin khỏi bộ đệm phát lại.
41
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Nếu khối tín hiệu tin báo nhận được là không chính xác thì thiết bị báo hiệu
đầu thu sẽ gửi sự phủ định bằng cách đảo bit chỉ thị hướng nghịch (BIB). Số
trình tự thuận (FSN) của thông báo nhận được cuối cùng mà được công nhận là
chính xác sẽ được gài vào trường số trình tự hướng nghịch (BSN). Khi thiết bị
báo hiệu đầu phát nhận được sự phủ định thì sẽ ngừng truyền khối tín hiệu mới.
Các khối tín hiệu trong bộ đệm mà chưa có sự khẳng định thì sẽ được truyền lặp
lại theo một trình tự tương tự như ta đã truyền đi trước đó. Điều này đảm bảo
các khối tín hiệu được thu nhận chính xác theo trình tự.
Báo nhận khẳng định
FSN
FSN = 63
A BSN = 63 B
FIB =BIB
Báo nhận phủ định
FSN
36
A BSN = 35 B
BIB = giá trị của FIB
Hình 3.15 Phương pháp sửa lỗi cơ bản
Phương pháp sửa lỗi cơ bản có lặp lại :
Phương pháp này khác với phương pháp sửa lỗi cơ bản ở chỗ : mỗi MSU
được phát theo trình tự hai lần. Mỗi MSU có cờ đóng và cờ mở của nó để đảm
bảo rằng MSU lặp không bị mất do sự mất mát của cờ đơn.
Phương pháp phát lại tuần hoàn để phòng ngừa :
Khối tín hiệu gửi đi rồi vẫn còn được lưu trữ trong bộ đệm phát lại cho đến
khi nhận được sự khẳng định đối với tín hiệu này. Trong thời gian không có
khối tín hiệu mới nào được gửi đi thì tất cả các khối tín hiệu vẫn chưa nhận
được sự khẳng định sẽ truyền lặp lại theo chu kỳ.
42
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
“ Thủ tục phát lại bắt buộc ” được bắt đầu khi tồn tại một số lượng định trước
các khối tín hiệu chưa nhận được sự khẳng định. Các khối tín hiệu mới sẽ không
được phát đi nữa và các khối tín hiệu còn lưu trữ trong bộ đệm sẽ được truyền
lại theo chu kỳ cho đến khi số lượng các khối tín hiệu chưa được khẳng định đã
giảm đi. Trong phương pháp này không có sự phủ định. Phương pháp phát lại
theo chu kỳ này được sử dụng ở các kênh báo hiệu, nơi mà trễ truyền lan lớn
hơn 15ms và ở tất cả các kênh báo hiệu được thiết lập qua vệ tinh.
5. Sự đồng bộ ban đầu
Thủ tục đồng bộ ban đầu là thích hợp với cả sự khởi đầu của thời gian ban đầu
(VD: sau khi mở máy) và sự đồng bộ kết hợp với sự phục hồi sau khi có sự cố
của kênh. Thủ tục dựa trên sự trao đổi bắt buộc của các khối tín hiệu trạng thái
kênh (LSSU) giữa hai điểm báo hiệu liên quan và điều kiện của chu kỳ thử. Ở
trường trạng thái (SF - Status Field) ba bit có trọng số đầu tiên được sử dụng để
đánh dấu của kênh báo hiệu theo như bảng trên hình 3.16
Sửa
F CK SF LI F
lỗi
Chỉ thị
Dư trạng thái
CBA
C B A
0 0 0 Mất đồng bộ
Đồng bộ bình
0 0 1
thường
0 1 0 Đồng bộ khẩn
0 1 1 Mất dịch vụ
1 0 0 Dừng bộ xử lý
1 0 1 Bận
Hình 3.16 Khối tín hiệu trạng thái kênh (LSSU)
Thời gian thử xấp xỉ cho hai thủ tục đồng bộ bình thường và khẩn cấp là :
Pn = 216 octet → 8.2s (64 Kb/s)
Pe = 212 octet → 0.5s (64 Kb/s)
với Pn = thời gian đồng bộ bình thường.
Pe = thời gian đồng bộ khẩn cấp.
6. Dừng bộ xử lý
43
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Bộ xử lý ngừng hoạt động khi các bản tin báo hiệu không thể được chuyển
giao cho các mức chức năng 3 hoặc/và 4. Ví dụ điều này xảy ra là do bộ xử lý
trung tâm có sự cố hoặc cũng có thể là do sự kìm hãm một kênh báo hiệu riêng
nào đó.
Khi điều khiển kênh báo hiệu nhận biết tình trạng bộ xử lý tại chỗ ngừng hoạt
động, nó bắt đầu phát liên tiếp các LSSU với sự chỉ thị trạng thái ngừng hoạt
động của bộ xử lý (SIFO) và huỷ bỏ MSU đã thu được.
7. Điều khiển luồng mức 2
Điều khiển luồng được bắt đầu khi độ ứ được phát hiện ở đầu thu của kênh
báo hiệu. Đầu thu bị ứ của kênh thông báo tình trạng của đầu phát từ xa bằng
phương thức của LSSU, chỉ thị trạng thái bận (SIB), và nó không chấp nhận tất
cả các khối tín hiệu tin báo đến. Khi độ ứ giảm đi, việc chấp nhận tất cả các
khối MSU lại tiếp tục. Trong khi độ ứ còn tồn tại thì đầu phát ở xa được thông
báo định kỳ tình trạng độ ứ này. Đầu phát ở xa sẽ chỉ thị có sự cố nếu như độ ứ
còn tiếp tục quá dài.
8. Các chỉ thị độ ứ tới mức 3
Các mức độ ứ ở bộ đệm phát và bộ đệm phát lại được giám sát nhờ bộ điều
khiển kênh báo hiệu để cung cấp chỉ thị độ ứ tới mức 3.
9. Giám sát lỗi của kênh báo hiệu
Để đảm bảo rằng chất lượng của kênh báo hiệu thích hợp với các nhu cầu của
dịch vụ báo hiệu, ví dụ : tỉ lệ của các khối tín hiệu thu được không chính xác là
có thể chấp nhận được thì hoạt động của mỗi kênh được giám sát bởi hai bộ
giám sát.
Bộ giám sát tỷ lệ lỗi của khối tín hiệu (SUERM) :
Nếu chất lượng của kênh trong dịch vụ giảm đi dưới một mức nào đó thì kênh
sẽ mất đi dịch vụ. Lưu lượng của tín hiệu gửi trên kênh được chuyển giao tới
kênh khác nhờ các thủ tục chuyển giao. SUERM tác động trong khi kênh báo
hiệu có dịch vụ và nó đưa ra một tiêu chuẩn đối với trường hợp kênh bị mất
dịch vụ. SUERM cung cấp một chỉ thị lỗi quá ngưỡng cho phép lên MTP tầng 3
để đưa kênh báo hiệu vào trạng thái không hoạt động. Bộ giám sát tỷ lệ lỗi của
đơn vị tín hiệu dựa trên một bộ đếm lỗi đơn vị tín hiệu, kể cả đơn vị tín hiệu
FISU. Khi có một đơn vị tín hiệu bị lỗi thì bộ đếm sẽ tăng lên 1 và cứ 256 đơn
vị báo hiệu nhận được tốt thì bộ đếm lại giảm đi 1. Khi bộ đếm đạt tới giá trị 64
thì sẽ có cảnh báo về mức quá mức lỗi cho phép, thông báo này sẽ được gửi đến
MTP tầng 3 và kênh báo hiệu bị chuyển vào trạng thái không hoạt động. Khi
xảy ra mất đồng bộ (khi thu được liên tiếp nhiều hơn 6 bit 1), thiết bị giám sát
44
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
lỗi sẽ thay đổi phương thức đếm, chuyển sang đếm octet, cứ nhận được 16 octet
thì bộ đếm lại tăng lên 1 và quá trình đếm sẽ dừng sau khi bộ đếm vượt mức
ngưỡng.
Bộ giám sát tỷ lệ lỗi đồng bộ (AERM) :
AERM tác động trong khi kênh ở trạng thái thử của thủ tục đồng bộ ban đầu.
Thiết bị giám sát lỗi đồng bộ là một bộ đếm tuyến tính. Bộ đếm bắt đầu từ 0 tại
thời điểm bắt đầu đồng bộ và số đếm sẽ tăng lên 1 sau mỗi lần thu được bản tin
có lỗi. Đồng bộ ban đầu không thành công nếu bộ đếm vượt giá trị ngưỡng
trước khi kết thúc thời gian đồng bộ.
3.4.3 Mạng báo hiệu (mức 3)
Các chức năng của mạng báo hiệu có thể được chia thành hai loại cơ bản là :
Xử lý bản tin báo hiệu (xử lý lưu lượng).
Điều hành mạng báo hiệu.
Xử lý bản tin báo hiệu
Mức 4 Mức 3 Mức 2
Phân bổ Phân biệt
tin báo tin báo
Định tuyến
tin báo
Hình 3.17 Các chức năng của mạng báo hiệu
Xử lý bản tin báo hiệu :
Mục đích của các chức năng xử lý bản tin báo hiệu là đảm bảo các bản tin báo
hiệu xuất phát do một phần của người sử dụng riêng biệt nào đó ở một điểm
nguồn được phân phát tới cùng một phần người sử dụng ở điểm đích mà đã
được phần của người sử dụng gửi tin báo chỉ ra. Các chức năng xử lý bản tin
báo hiệu dựa vào bộ chỉ thị của mạng ở trường SIO và nhãn định tuyến chứa
trong tin báo nhằm để nhận dạng rõ ràng các điểm đích và điểm nguồn.
Các chức năng xử lý bản tin báo hiệu được chia thành :
Định tuyến tin báo.
Phân biệt tin báo.
45
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Phân bổ tin báo.
Chức năng định tuyến tin báo được sử dụng ở mỗi điểm báo hiệu (SP) để xác
định kênh báo hiệu đi (SL) mà trên kênh đó bản tin phải được gửi về phía điểm
đích của nó.
Chức năng phân biệt tin báo được sử dụng ở SP để xác định xem khi nào bản
tin báo thu được tới được đích của nó và khi nào không tới đích. Khi bản tin
không tới được đích SP thì tin báo sẽ được chuyển giao tới chức năng định
tuyến tin báo.
Chức năng phân bổ tin báo được sử dụng ở SP để phân phát các tin báo thu
(kết cuối tới đích của nó) tới Phần của người sử dụng (UP) thích hợp hoặc tới
Phần điều khiển đấu nối (SCCP).
Định tuyến tin báo :
Việc định tuyến tin báo tới kênh báo hiệu thích hợp dựa vào bộ chỉ thị mạng
(NI - Network Indicator) ở octet thông tin dịch vụ và ở trường lựa chọn kênh
báo hiệu (SLS - Signalling Link Selection) và mã của điểm đích (DPC) ở nhãn
định tuyến. Việc định tuyến được thực hiện sao cho các bản tin giống nhau NI,
SLS và DPC được định tuyến trên cùng một kênh báo hiệu nếu như kênh báo
hiệu không xảy ra sự cố. Chia tải là một phần của chức năng định tuyến tin báo
do lưu lượng báo hiệu có thể được phân bổ trên vài kênh báo hiệu và vài chùm
kênh. Nó dựa trên 4 bit SLS ở nhãn định tuyến. Khi kênh báo hiệu xảy ra sự cố
thì việc định tuyến được thay đổi theo các quy luật đã xác định trước và lưu
lượng được định tuyến tới kênh báo hiệu khác trong chùm kênh. Nếu tất cả các
kênh báo hiệu trong chùm kênh có sự cố thì lưu lượng được định tuyến tới các
chùm kênh báo hiệu khác thuộc về cùng một đích.
F CK SIF SIO LI Sửa lỗi F
Routing Label
NI Dư SI
SLS OPC DPC
Hình 3.18 Các trường định tuyến tin báo
Phân biệt tin báo :
Điểm báo hiệu SP trong mạng báo hiệu có thể hoạt động như một điểm đích
hoặc như một điểm chuyển giao tín hiệu (STP) cho bản tin báo hiệu. Trong
46
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
chừng mực nào đó các bản tin báo hiệu thu được có thể được kết cuối trong STP
của nó và trong trường hợp sau đó các bản tin báo hiệu thu được trực tiếp đưa
tới Chức năng định tuyến nhằm được gửi vào kênh thích hợp về phía điểm đích
của tin báo. Chức năng phân biệt tin báo thực hiện công việc này dựa vào việc
phân tích NI và DPC có trong bản tin thu được.
Phân bổ tin báo :
Nếu bản tin báo hiệu được kết cuối ở điểm báo hiệu SP của nó thì nó được
đưa trực tiếp từ Chức năng phân biệt tin báo tới Chức năng phân bổ tin báo. Bản
tin báo hiệu có thể được kết cuối tới :
Các phần của người sử dụng.
Phần điều khiển đấu nối báo hiệu (SCCP).
Phần điều hành mạng báo hiệu của MTP.
Phần kiểm tra và bảo dưỡng mạng báo hiệu của MTP.
Chức năng phân bổ tin báo đưa bản tin báo hiệu thu được tới người sử dụng
thích hợp dựa vào nội dung của khối chỉ thị dịch vụ (SI) trong octet thông tin
dịch vụ (SIO) chứa trong khối tín hiệu tin báo.
Octet thông tin dịch vụ (SIO)
Trường các
Bộ chỉ thị
dịch vụ phụ
dịch vụ (SI)
(SSF)
DC BA D C B A
Mạng quốc tế 00 0 0 0 0 Điều hành mạng báo hiệu
0 0 0 1 Kiểm tra mạng báo hiệu
Dự phòng 01 0 0 1 0 Dự phòng
Mạng quốc gia 10 DƯ 0 0 1 1 SCCP
Dành cho sử dụng 0 1 0 0 Phần của người dùng thoại
11 0 1 0 1 UP ISDN
quốc gia
0 1 1 0 UP số liệu
0 1 1 1 UP di động
1 0 0 0
tới Dự phòng
1 1 1 1
Hình 3.19 Octet thông tin dịch vụ (SIO)
Điều hành mạng báo hiệu :
47
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Mục đích của các chức năng điều hành mạng báo hiệu là cung cấp khả năng
lập lại cấu hình của mạng báo hiệu trong trường hợp có sự cố và điều khiển lưu
lượng báo hiệu trong trường hợp bị ứ. Việc lập lại cấu hình mạng báo hiệu có
hiệu quả nhờ các thủ tục thích hợp để thay đổi việc định tuyến lưu lượng báo
hiệu nhằm bỏ qua các kênh có sự cố hoặc các điểm báo hiệu liên quan xảy ra sự
cố.
Các chức năng điều hành mạng báo hiệu được chia thành :
Điều hành lưu lượng báo hiệu.
Điều hành kênh báo hiệu.
Điều hành tuyến báo hiệu.
1. Điều hành lưu lượng báo hiệu (Signalling Traffic Management)
Chức năng điều hành lưu lượng báo hiệu được sử dụng để chuyển đổi lưu
lượng báo hiệu từ kênh hoặc tuyến này tới kênh khác hoặc tuyến khác hoặc tới
lưu lượng báo hiệu chậm hơn tạm thời trong trường hợp xảy ra ứ ở điểm báo
hiệu.
Chức năng điều hành lưu lượng báo hiệu gồm cả thủ tục được mô tả chi tiết
trong khuyến nghị Q.704 của CCITT, bao gồm:
Thay thế : thực hiện chuyển lưu lượng báo hiệu từ một đường báo hiệu
hỏng sang các đường báo hiệu khác.
Tái định tuyến bắt buộc : để đảm bảo chắc chắn khả năng khôi phục báo
hiệu giữa hai điểm.
Tái định tuyến được điều khiển : đảm bảo khôi phục các thủ tục báo hiệu
tối ưu và giảm đến mức tối đa sai số trình tự các bản tin.
Tái khởi động điểm báo hiệu : khởi tạo lại hoặc hoạt hoá các đường báo
hiệu của điểm báo hiệu liên quan.
Hạn chế điều hành : do nhân viên điều hành yêu cầu để bảo dưỡng và đo
kiểm đường báo hiệu.
2. Điều hành kênh báo hiệu
Chức năng điều hành kênh báo hiệu được sử dụng để phục hồi các kênh báo
hiệu có sự cố, để kích hoạt các kênh rỗi và không kích hoạt các kênh báo hiệu
đã đồng bộ. Chức năng điều hành kênh báo hiệu gồm các thủ tục sau (Các thủ
tục này được mô tả trong khuyến nghị Q.704 của CCITT) :
Kích hoạt kênh báo hiệu, phục hồi không kích hoạt.
48
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Kích hoạt chùm kênh.
Phân bố tự động kết cuối báo hiệu và các kênh số liệu báo hiệu.
3. Điều hành tuyến báo hiệu (SRM - Signalling Route Management)
Chức năng quản lý tuyến báo hiệu được sử dụng để phân bổ thông tin về trạng
thái của mạng báo hiệu nhằm ngăn cản hoặc giải toả các tuyến báo hiệu. Chức
năng điều hành tuyến báo hiệu bao gồm các thủ tục sau (Các thủ tục này được
mô tả trong khuyến nghị Q.704 của CCITT) :
Thủ tục chuyển giao được điều khiển : chức năng này được thực hiện tại
một STP đối với tin báo liên quan tới địa chỉ đích nào đó, khi nó phải
thông báo cho một hay nhiều SP phía nguồn để hạn chế hoặc không được
tiếp tục gửi thêm các tin báo có cấp ưu tiên quy định hoặc thấp hơn.
Thủ tục chuyển giao bị ngăn cấm : được thực hiện tại một điểm báo hiệu
đang hoạt động như STP khi nó phải thông báo cho một hoặc nhiều SP
lân cận rằng chúng không được định tuyến qua STP này.
Thủ tục được phép chuyển giao : được thực hiện tại một STP khi nó phải
thông báo cho một hay nhiều SP lân cận rằng chúng có thể lập tuyến lưu
lượng hướng tới điểm đích định trước thông qua STP này.
Thủ tục chuyển giao bị hạn chế : được thực hiện tại một STP khi nó phải
thông báo cho một hay nhiều STP lân cận rằng nếu có thể chúng không
nên định tuyến qua STP đó nữa.
Thủ tục kiểm tra chùm tuyến báo hiệu : được thực hiện ở các điểm báo
hiệu để kiểm tra xem lưu lượng báo hiệu hướng tới một điểm đích nào đó
có thể lập tuyến thông qua một điểm chuyển tiếp STP lân cận hay không.
Thủ tục kiểm tra độ ứ chùm tuyến báo hiệu : được thực hiện ở một điểm
báo hiệu để cập nhật trạng thái ứ liên quan tới một chùm tuyến báo hiệu
đi đến một điểm đích nào đó.
Các bản tin điều hành mạng báo hiệu :
Việc lập lại cấu hình mạng báo hiệu yêu cầu sự thông tin giữa các điểm báo
hiệu. Vì lý do này mà có một chùm các bản tin điều hành mạng báo hiệu có khả
năng thực hiện để xử lý các chức năng và các thủ tục đã mô tả ở trên. Các bản
tin này có nhận dạng riêng của chúng ở trường chỉ thị dịch vụ (“0000”).
Mức 2 Mức 1 Mức 2
Đường truyền số
liệu báo hiệu
49
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
GSD ETC ETC GSD
ST-7 PCD- PCD- ST-7
D D
0 1 31 0 1 31
64 kb/s 64 kb/s
Kênh báo hiệu Kênh báo hiệu
2 Mb/s 2 Mb/s
Đường truyền báo hiệu (SL: Signalling Link)
ETC (Exchange Terminal Circuit) : Mạch đầu cuối tổng đài
GSD (Group Switching Device) : Thiết bị chuyển mạch nhóm.
PCD-D (Pulse Code Device - Digital) : Máy ghép kênh số (luồng 64
kbit/s)
ST-7 (Signalling Terminal) : Đầu cuối báo hiệu số 7.
Hình 3.20 Đường truyền báo hiệu của MTP
3.5 Phần điều khiển đấu nối báo hiệu ( SCCP : Signalling
Connection Control Part)
LSS SS
SCCP SCCP SCCP
NSP
MTP MTP MTP
Nút tại Nút trung Nút từ xa
chỗ gian
50
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
LSS (Local SubSystem) : Phân hệ nội bộ
SS (Subsystem) : Phân hệ
Hình 3.21 Phần dịch vụ của mạng
SCCP cung cấp các chức năng bổ sung cho MTP và nó được CCITT đưa vào
sách đỏ năm 1984. Khối chức năng SCCP nằm trên MTP và sự tổ hợp của
SCCP và MTP được gọi là phần dịch vụ của mạng ( NSP - Network Service
Part ). SCCP được mô tả trong các khuyến nghị Q.711- Q.716 của CCITT.
3.5.1 Mục đích của SCCP
Trong một số trường hợp , mong muốn rằng các bản tin được chuyển giao từ
điểm này tới điểm khác trong mạng mà không liên quan tới mạch điện ( Thoại
hoặc số liệu ). MTP đã được thiết kế từ đầu cho báo hiệu liên quan tới mạch
điện và vì vậy nó không đáp ứng được yêu cầu này. Một số dịch cụ không liên
quan đến mạch điện là:
Dịch vụ di động : chuyển vùng giữa các MSC.
Các dịch vụ cơ sở dữ liệu.
SCCP làm cho nó có khả năng chuyển giao cho cả báo hiệu liên quan và
không liên quan tới mạch và thông tin của người sử dụng giữa các tổng đài và
các trung tâm đặc biệt trong các mạng viễn thông qua mạng báo hiệu số 7. Một
mục đích khác của SCCP là để thực hiện cho các dịch vụ của mạng không đấu
nối và định hướng đấu nối.
3.5.2 Các đấu nối báo hiệu
Các mục tiêu của SCCP là cung cấp phương thức cho các đấu nối báo hiệu
logic cho mạng báo hiệu số 7 và cung cấp phương thức cho khả năng chuyển
giao các khối số liệu, có hoặc không sử dụng các đấu nối báo hiệu logic. Các
chức năng cần thiết để đạt được những mục tiêu này của SCCP được thực hiện
bởi các phương thức của giao thức SCCP giữa 2 hệ thống cung cấp phần dịch
vụ của mạng ( MTP + SCCP ) tới các lớp cao hơn. Các giao tiếp của dịch vụ tới
lớp cao hơn và tới MTP được mô tả bằng các phương thức nguyên thuỷ và các
tham số. Đấu nối báo hiệu là thông tin điểm tới điểm ( peer to peer ) giữa hai
người sử dụng SCCP ( những người sử dụng dịch vụ mạng ).
Đấu nối báo hiệu là đấu nối logic và được mô tả là mô hình trừu tượng với
một đôi xếp hàng trong các khuyến nghị của CCITT.
Đấu nối báo hiệu giữa các nút nguồn và nút đích đôi khi có thể được chia
thành nhiều phần đấu nối. Đấu nối báo hiệu được nhận dạng nhờ một số tham
khảo chuẩn , đó là số duy nhất cho phép nhận dạng một đấu nối báo hiệu xác
định ở giao tiếp giữa SCCP và người sử dụng SCCP.
51
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Đấu nối báo hiệu
Người sử Người sử
dụng SCCP dụng SCCP
Phần đấu Phần đấu
nối nối
SCCP SCCP SCCP
Nút đầu cuối Nút trung gian Nút đầu cuối
Hình 3.22 Đấu nối báo hiệu và các phần đấu nối
3.5.3 Các dịch vụ của SCCP
SCCP cung cấp hai loại dịch vụ , đó là : các dịch vụ đấu nối định hướng và
các dịch vụ không đấu nối.
3.5.3.1 Dịch vụ không đấu nối
Ở dịch vụ không đấu nối , tất cả các thông tin định tuyến cần để định tuyến số
liệu tới đích của nó phải có ở trong mỗi gói số liệu. Không có sự đấu nối logic
được thiết lập giữa các nút đầu cuối. Dịch vụ không đấu nối thường được sử
dụng để chuyển giao những lượng nhỏ thông tin tới hạn thời gian thực giữa
những người sử dụng ở xa. Thí dụ như : phát tin báo kênh D từ một thuê bao
ISDN khác, hoặc phát cảnh báo từ một tổng đài tới trung tâm khai thác và bảo
dưỡng ( OMC ). Một thí dụ ứng dụng khác có thể sử dụng dịch vụ không đấu
nối là ứng dụng của điện thoại di động tế bào , thông tin về sự định vị của thuê
bao di động trong mạng di động.
LE OMC
SL
OMAP OMAP
SCCP SCCP
SL
MTP MTP
UDT
52
Nguyễn Hà Dương - Lớp ĐTVT4 - Khoá 41 Đồ án tốt
nghiệp
Hình 3.23 Các dịch vụ không đấu nối
Các loại giao thức không đấu nối :
Loại không đấu nối cơ sở ( loại giao thức 0 ) :
NSDU ( khối số liệu của dịch vụ mạng ) chuyển đi nhờ các lớp cao hơn tới
SCCP ở nút nguồn được SCCP phân phát tới các nút cao hơn ở nút đích. Các
nút NSDU được vận chuyển độc lập với nhau và vì vậy chúng có thể được phân
phát không tuần tự. Như vậy loại giao thức này đáp ứng với dịch vụ của mạng
không đấu nối thuần tuý.
Loại không đấu nối tuần tự ( loại giao thức 1 ) :
Ở loại giao thức 1 , các đặc điểm của loại 0 được hoàn thiện nhờ tính chất bổ
sung, cho phép lớp cao hơn chỉ ra một luồng đã có của NSDU phải được phân
phát tuần tự đến SCCP. Mã SLS được lựa chọn, dựa trên giá trị của tham số
điều khiển tuần tự. Mã SLS được lựa chọn để cho luồng của các NSDU có cùng
tham số điều khiển tuần tự là như nhau. Như vậy loại giao thức này đáp ứng yêu
cầu dịch vụ không đấu nối nâng cao, ở đó có tính chất tuần tự bổ sung. Như vậy
điểm khác nhau chính giữa loại 1 và loại 0 là loại 1 phân phát tin báo một cách
tuần tự.
3.5.3.2 Dịch vụ đấu nối định hướng
Dịch vụ đấu nối định hướng của mạng là một cách để hợp lý hoá thông tin
báo hiệu của tổng đài giữa hai người sử dụng dịch vụ của mạng bằng cách thiết
lập đấu nối báo hiệu logic giữa chúng. Sự đấu nối báo hiệu logic này đạt được
nhờ đưa ra một số tham khảo nội bộ cho các bản tin báo hiệu tại đó.
Dịch vụ đấu nối định hướng là khả năng chuyển giao bản tin báo hiệu qua đấu
nối báo hiệu đã được thiết lập. Việc đấu nối báo hiệu có thể là vĩnh cửu, hoặc là
tạm thời.
Đấu nối báo hiệu tạm thời được bắt đầu và điều khiển bởi người sử dụng dịch
vụ. Nó có thể so sánh với sự đấu nối bằng quay số điện thoại. Đấu nối báo hiệu
vĩnh cửu được điều khiển nhờ chức năng Khai thác và bảo dưỡng cung cấp cho
người sử dụng dịch vụ trên cơ sở bán vĩnh cửu. Nó có thể so sánh với một
đường dây điện thoại cho thuê.
Phương thức chuyển giao đấu nối định hướng có thể được chia làm 3 giai
đoạn
1. Thiết lập sự đấu nối.
53
