Κινητές Επικοινωνίες & Τηλεπικοινωνιακά Δίκτυα

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Κινητές Επικοινωνίες & Τηλεπικοινωνιακά Δίκτυα Ενότητα: SS7-ISUP Σαββαΐδης Στυλιανός Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε.

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί ενότητας SS7-ISUP 4

5 Περιεχόμενα ενότητας Συστήματα Σηματοδοσίας Ψηφ. Τηλεφωνικών Κέντρων Συστήματα Σηματοδοσίας Νο.7 (Signaling System No.7, SS7) Υπηρεσίες Μεταφοράς Σηματοδοσίας: NSP/MTP-SS7 Τμήμα Χρήστη (User Part) Αρχιτεκτονική & Τηλ. Οντότητες στο SS7 Δίκτυο SS7 Signaling Points SS7 STPs SLs- SLSs Λογικές & Φυσικές Διασυνδέσεις στο SS7 Δίκτυο Ιεραρχική Αρχιτεκτονική Δικτύου Σηματοδοσίας Δεδομένα Σηματοδοσίας 5

6 Περιεχόμενα ενότητας Τύποι από Signaling Units Δομή των Signaling Units Δομή ISUP SIF Δομή ISUP Μηνυμάτων Επιτυχημένη Αποκατάσταση-Φυσιολογική Απόλυση Κλήσης Initial Address Message (IAM) User Service Information (ITU-T Rec. Q.763, Q.931-1/2 ) User Teleservice Information (ITU-T Rec. Q.763, Q.931-1/2) Release Message (REL) Cause Indicators (ITU-T Rec. Q.763, Q.850) 6

7 SS7- ISUP

8 Συστήματα Σηματοδοσίας Ψηφ. Τηλεφωνικών Κέντρων Η σηματοδοσία μεταξύ των τηλεφωνικών κέντρων διακρίνεται ανάλογα με την ακολουθούμενη μεθοδολογία σε Σηματοδοσία Συσχετιζόμενη με το Κανάλι (Channel Associated Signaling, CAS), όπου η σηματοδοσία συσχετίζεται φυσικά με το κανάλι μεταφοράς δεδομένων (φωνής) διότι είτε μεταφέρεται σε αυτό (in band signaling) είτε σε άλλο κανάλι της ίδιας PCM ζεύξης (out of band signaling στην χρονοθυρίδα-κανάλι 16). Σηματοδοσία Κοινού Καναλιού (Common Channel Signalling), όπου ένα αφιερωμένο κανάλι σηματοδοσίας υποστηρίζει περισσότερο από ένα κανάλια μεταφοράς δεδομένων. το κανάλι σηματοδοσίας είναι από φυσική άποψη πλήρως ανεξάρτητο από τα υποστηριζόμενα κανάλια μεταφοράς δεδομένων. το δίκτυο σηματοδοσίας αντιμετωπίζεται σαν ένα αυτόνομο δίκτυο. 8

9 Συστήματα Σηματοδοσίας Νο.7 (Signaling System No.7, SS7) Το σύστημα σηματοδοσίας Νο. 7 παρουσιάστηκε μέσα από μια σειρά συστάσεων της επιτροπής καθορισμού των διεθνών προδιαγραφών για τις τηλεπικοινωνίες CCITT (μετέπειτα ITU). οι συστάσεις εισήχθησαν το 1980 (κίτρινο βιβλίο) και αναθεωρήθηκαν το 1984 (κόκκινο βιβλίο) και το 1988 (μπλέ βιβλίο) Η δομή του συστήματος σηματοδοσίας ακολουθεί μια αρχιτεκτονική διαστρωμάτωσης σε 7 στρώματα σύμφωνα με το πρότυπο OSI Εφαρμογής Παρουσίασης Μεταφοράς Συνόδου INAP MAP Τμήμα Εφαρμογών με Δυνατότητα Αλληλεπίδρασης (ΤCAP) ISUP TUP Δικτύου Ζεύξης Δεδομένων Φυσικό N S P Τμήμα Ελέγχου Σύνδεσης Σηματοδοσίας (SCCP) Δίκτυο Σηματοδοσίας Ζεύξη Σηματοδοσίας Ζεύξη Δεδομένων Σηματοδοσίας M TM P T P 9

10 Υπηρεσίες Μεταφοράς Σηματοδοσίας: NSP/MTP-SS7 Tα κατώτερα στρώματα (1-3) λειτουργούν ως ένας γενικός μηχανισμός μεταφοράς σημάτων ανεξάρτητα από το περιεχόμενο της σηματοδοσίας ή το δίκτυο στο οποίο εντάσσονται. Ο κοινόχρηστος αυτός μηχανισμός ονομάζεται Τμήμα Υπηρεσίας Δικτύου (Network Service Part, NSP) του πρωτοκόλου Νο. 7. Εφαρμογής Παρουσίασης Μεταφοράς Συνόδου INAP MAP Τμήμα Εφαρμογών με Δυνατότητα Αλληλεπίδρασης (ΤCAP) ISUP TUP Δικτύου Ζεύξης Δεδομένων Φυσικό N S P Τμήμα Ελέγχου Σύνδεσης Σηματοδοσίας (SCCP) Δίκτυο Σηματοδοσίας Ζεύξη Σηματοδοσίας Ζεύξη Δεδομένων Σηματοδοσίας M TM P T P 10

11 Τμήμα Χρήστη (User Part) Xαρακτηριστικά παραδείγματα διαφορετικών εφαρμογών οι οποίες χρησιμοποιούν τις υπηρεσίες του SS7 είναι οι ακόλουθες: Telephony User Part (TUP): σηματοδοσία η οποία είναι απαραίτητη για έναν απλό χρήστη τηλεφωνίας. ISDN User Part (ISUP): σηματοδοσία η οποία είναι απαραίτητη για την υποστήριξη ISDN κλήσεων και υπηρεσιών. Mobile Application Part (MAP): σηματοδοσία μεταξύ κόμβων του δικτύου κινητής τηλεφωνίας GSM π.χ. την ανταλλαγή πληροφοριών με τη μορφή διαλόγου (δηλ. ερωτήσεων και απαντήσεων) μεταξύ MSC/VLR και HLR στην περίπτωση της αναζήτησης πληροφοριών εντοπισμού θέσης ενός κινητού χρήστη. Intelligent Application Part (INAP): σηματοδοσία σχετική με την υποστήριξη «έξυπνων» υπηρεσιών π.χ. την ανταλλαγή πληροφοριών με τη μορφή διαλόγου (δηλ. ερωτήσεων και απαντήσεων) μεταξύ ενός τηλεφωνικού κέντρου και ενός συστήματος (π.χ. μια βάση δεδομένων) υποστήριξης «έξυπνων» υπηρεσιών. 11

12 Αρχιτεκτονική & Τηλ. Οντότητες στο SS7 Δίκτυο Η αρχιτεκτονική του δικτύου σηματοδοσίας περιλαμβάνει Σημεία Σηματοδοσίας (Signaling Points, SP) τα οποία διασυνδέονται με Ζεύξεις Σηματοδοσίας (Signaling Links, SL) μέσω Σημείων Διαβίβασης Σηματοδοσίας (Signaling Transfer Points, STP) ST P SP SP Φυσική Διαδρομή Σηματοδοσίας Λογική Διαδρομή Σηματοδοσίας 12

13 SS7 Signaling Points Το SP είναι ένας κόμβος του δικτύου σηματοδοσίας (π.χ. ένα τηλεφωνικό κέντρο) Κάθε SP έχει μια μοναδική ταυτότητα αναγνώρισης στο δίκτυο σηματοδοσίας που ονομάζεται Κωδικός Σημείου Σηματοδοσίας (Signaling Point Code, SPC). To SPC αποτελείται από δύο αριθμούς της ακόλουθης μορφής: Ταυτότητα Δικτύου (Network ID, ΝΙ)-Κωδικός Σημείου Σηματοδοσίας (SPC). Το SP το οποίο δημιουργεί τα μηνύματα σηματοδοσίας ονομάζεται Σημείο Αφετηρίας (Originating Point, OP) και χαρακτηρίζεται απο ένα Κωδικό Σημείου Αφετηρίας (Originating Point Code, OPC), ο οποίος ταυτίζεται με τον SPC κωδικό του. Το SP στο οποίο τερματίζεται η σηματοδοσία ονομάζεται Σημείο Προορισμού (Destination Point, DP) και χαρακτηρίζεται απο ένα Κωδικό Σημείου Προορισμού (Destination Point Code, DPC), ο οποίος επίσης ταυτίζεται με το SPC κωδικό του. 13

14 SS7 STPs SLs- SLSs Τα SP, εκτός του OP και του DP, τα οποία αποτελούν μέρος του φυσικού μονοπατιού σηματοδοσίας υποστηρίζοντας την απλή μεταφορά των μηνυμάτων από το προηγούμενο SP στο επόμενο SP ονομάζονται Σημείa Μεταβίβασης Σηματοδοσίαs (Signaling Transfer Points, STP). Εφόσον τα STP αποτελούν σημεία αναδρομολόγησης των μηνυμάτων δεν είναι απαραίτητη η ανάλυση και η επεξεργασία του περιεχομένου τους. Η φυσική διασύνδεση μεταξύ των SPs πραγματοποιείται μέσω των SLs τα οποία δεν είναι παρά PCM κανάλια (χρονοθυρίδες) αφιερωμένα στη σηματοδοσία. Τα SLs τα οποία υποστηρίζουν τη σύνδεση των ίδιων SPs συγκροτούν τη λεγόμενη Ομάδα Ζεύξεων Σηματοδοσίας (Signaling Link Set, SLS). 14

15 Λογικές & Φυσικές Διασυνδέσεις στο SS7 Δίκτυο SP SP STP STP (α) Λογική Διαδρομή Σηματοδοσίας SP SP SLS, Φυσική Διαδρομή Σηματοδοσίας (β) 15

16 Ιεραρχική Αρχιτεκτονική Δικτύου Σηματοδοσίας STP STP SP 16

17 Δεδομένα Σηματοδοσίας Στο SS7 η σηματοδοσία, μεταφέρεται με τη μορφή πακέτων από bits. Τα πακέτα σηματοδοσίας, που ονομάζονται Μονάδες Σήματος (Signaling Units, SUs) : Μονάδα Σηματοδοσίας Μηνύματος (Message Signal Unit, MSU): Τα MSUs χρησιμοποιούνται για την μεταφορά πληροφοριών μεταξύ των UPs Μονάδα Σηματοδοσίας Κατάστασης Ζεύξης (Link Status Signal Unit, LSSU):Τα LSSUs χρησιμοποιούνται για την διαχείριση της κατάστασης των SL π.χ. ανταλλάσσονται κατά την έναρξη λειτουργίας των SL ή εφόσον υπάρχουν προβλήματα και επίκειται η τοποθέτηση τους σε καθεστώς «εκτός λειτουργίας» Μονάδα Σηματοδοσίας Συμπλήρωσης (Fill In Signal Unit, FISU): Τα FISUs χρησιμοποιούνται όταν δεν υπάρχουν μηνύματα σηματοδοσίας προς μετάδοση οπότε μεταδίδονται πακέτα χωρίς πληροφορία. αναγκαιότητα συνεχούς λειτουργίας και επίβλεψης του SL 17

18 Τύποι από Signaling Units MSU F CK SIF SIO LI FIB FSN BIB BSN F n 272 n User Info SLS OPC DPC NI SI 2 4 LSS U F CK SF LI FIB FSN BIB BSN F ή FI S U F CK LI FIB FSN BIB BSN F

19 Δομή των Signaling Units-1/2 Η σημασία των διάφορων πεδίων των SUs έχει ως εξής: Το F (Flag) δηλώνει την αρχή και το τέλος ενός SU (ακολουθία 8 bit της εξής μορφής: ) Το CK (Check Bits) χρησιμοποιείται για την ανίχνευση λαθών. δυαδικές πράξεις επί του περιεχομένου του μηνύματος (δηλ. των bit που βρίσκονται μεταξύ του τελευταίου Bit του πεδίου F και του πρώτου bit του πεδίου CK) Το SIF (Signaling Information Field) περιέχεται μόνο στα MSUs και αποτελείται από δύο υποπεδία Την Ετικέτα (Label): περιλαμβάνει το Routing Label [ OPC+DPC+SLS+CIC] Την Πληροφορία Χρήστη (User Info) 19

20 Δομή των Signaling Units-2/2 Η σημασία των διάφορων πεδίων των SUs έχει ως εξής: To SIO (Service Information Octet) το οποίο υποδεοκνύει το UP και αποτελείται από: Το SI (Service Indicator) που υποδεικνύει το UP π.χ. η ακολουθία 0101 δηλώνει το ISUP. Το ΝΙ (Network Indicator) που υποδεικνύει το είδος του δικτύου π.χ. Εθνικό (10) η Διεθνές Δίκτυο (00). Το LI (Length Indicator) δείχνει τον αριθμό των bytes που περιέχονται μεταξύ του CK και του LI Το SF (Status Field) είναι το λεγόμενο Πεδίο Κατάστασης το οποίο περιέχεται μόνο στα LSSUs και δηλώνει την κατάσταση του SLπ.χ. η ακολουθία 001 (Κανονικός Συγχρονισμός, Normal Alignment) υποδηλώνει την κανονική λειτουργία της ζεύξης από τη σκοπιά του αποστολέα του μηνύματος 20

21 Δομή ISUP SIF To SIF για το ISUP έχει την ακόλουθη δομή: Στρώμα 4 ISUP Μήνυμα ISUP 16 Ετικέτα Δρομολόγησης (Routing Label) CIC SLS OPC DPC Στρώμα 3 ΜΤP SI F SI O Στρώμα 2 (ΜΤP) ISUP-MSU 21

22 Δομή ISUP Μηνυμάτων Τα μηνύματα ISUP έχουν την εξής γενική δομή: Σειρά Μετάδοσης των bit transmission Ετικέτα Δρομολόγησης (6 bytes) Κωδικός Αναγνώρισης Κυκλώματος CIC (2 bytes) Κωδικός Μηνύματος (1byte) Υποχρεωτική Παράμετρος Α (n bytes) Υποχρεωτική Παράμετρος Λ (n bytes) Ένδειξη Θέσης Παραμέτρου M (1 byte) Ένδειξη Θέσης Παραμέτρου Π (1 byte) Ένδειξη Θέσης Έναρξης Προαιρετικών Παραμέτρων Ενδείκτης Μήκους Παραμέτρου M (1 byte) Παράμετρος M (n byte) Σειρά Μετάδοσης των Bytes Τμήμα Υποχρεωτικών Παραμέτρων Σταθερού Μήκους Τμήμα Υποχρεωτικών Παραμέτρων Μεταβλητού Μήκους Ενδείκτης Μήκους Παραμέτρου Π (1 byte) Παράμετρος Π (n byte) Όνομα Παραμέτρου (= Ρ) (1byte) Ενδείκτης Μήκους Παραμέτρου Ρ (1 byte) Παράμετρος Ρ (n byte) Όνομα Παραμέτρου (= Ω) (1 byte) Ενδείκτης Μήκους Παραμέτρου Ω (1 byte) Παράμετρος Ω (n byte) Τέλος Προαιρετικών Παραμέτρων Τμήμα Προαιρετικών Παραμέτρων 22

23 Επιτυχημένη Αποκατάσταση- Φυσιολογική Απόλυση Κλήσης ISDN Καλών Χρήστης Πληκτρ ολόγησ η Αριθμο ύ Αίτηση Αποκατάστασης Κλήσης Τηλεφωνικό Κέντρο Καλούντα Χρήστη OPC DPC1/OPC1 ΙΑΜ ACΜ Τηλεφωνικό Κέντρο Καλούμενου Χρήστη DPC Αίτηση Αποκατάστασης Κλήσης ISDN Καλούμενος Χρήστης Αποδοχή Κλήσης Σύνδεση CPG ANM Αποδοχή Κλήσης Σύνδεση Ένδειξη Καλούμενη ς Κλήσης Ομιλία Κατέβ ασμα Ακουσ τικού Αίτηση Απόλυσης Κλησης Φωνή/Δεδομένα REL Απόλυση Κλησης Απόλυση Κλησης RLC Απόλυση Κλήσης 23

24 Initial Address Message (IAM)-1/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 SIO : 10 (=Εθνικό Δίκτυο) (=ISUP) 24

25 Initial Address Message (IAM)-2/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 Routing Label DPC = =102 OPC = =70 SLS = =5 25

26 Initial Address Message (IAM)-3/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 CIC CIC=5 26

27 Initial Address Message (IAM)-4/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 Message Type Rec. Q.763, Table 4: = Initial Address 27

28 Initial Address Message (IAM)-5/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 Nature of connection indicators Rec. Q.763, 3.35: Forward Call Indicators Rec. Q.763, 3.23: , Calling Party Category Rec. Q.763, 3.11: Transmission medium requirement Rec. Q.763, 3.54:

29 Initial Address Message (IAM)-6/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 Θέση υποχρεωτικής παραμέτρου Υποχρεωτική παράμετρος μετά από 2 bytes Θέση Προαιρετικών παραμέτρων Μήκος υποχρεωτικής παραμέτρου Έναρξη προαιρετικού μέρους μετά από 9 bytes Μήκος=7 bytes Τιμή υποχρεωτικής παραμέτρου Rec. Q.763, Table 32, 3.9 Called Party Number: CPN=

30 Initial Address Message (IAM)-7/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 Echo Control Information Rec. Q.763, 3.19 Μήκος προαιρετικής παραμέτρου Μήκος 1 byte Τιμή προαιρετικής παραμέτρου

31 Initial Address Message (IAM)-8/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 Propagation Delay Counter Rec. Q.763, 3.42 Μήκος προαιρετικής παραμέτρου Μήκος 2 byte Τιμή προαιρετικής παραμέτρου

32 Initial Address Message (IAM)-9/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 Calling Party Number Rec. Q.763, 3.10 Μήκος προαιρετικής παραμέτρου Μήκος 7 byte Τιμή προαιρετικής παραμέτρου Calling Party Number: CPN=

33 Initial Address Message (IAM)-10/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 User Service Information Rec. Q.763, Q.931, Table 4.6 Μήκος προαιρετικής παραμέτρου Μήκος 3 byte Τιμή προαιρετικής παραμέτρου

34 User Service Information (ITU-T Rec. Q.763, Q.931-1/2 ) Ext. Coding standard Information transfer capability 2 Ext. Transfer mode Information transfer rate 2a Ext. Structure Configurat ion Establish ment 2b Ext. Symmetry Iinformation transfer rate (destination to origination) 3 Ext. Layer ident. User information layer 1 protocol 4 Ext. Layer ident. User information layer 2 protocol 5 Ext. Layer ident. User information layer 3 protocol NOTES 1 Octet 2a is omitted if default values apply to all fields of octets 2a and 2b. 2 Octet 2b is omitted if default values apply to all fields of octet 2b. 3 Octets 3, 4, 5 or any combination of these octets may be omitted. Octet 3 may be extended as described in Table 4-6/Q

35 User Service Information (ITU-T Rec. Q.763, Q.931-2/2 ) 80 = 100 (=ITU Coding) (=Information Transfer Capability: Speech) 90 = 100 (=Circuit Mode) (=Information Transfer Rate: 64 kbps) A3= 101 (Layer 1 ID) (=User Info Layer 1 protocol: G.711 A-law) 35

36 Initial Address Message (IAM)-11/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 Access Transport Rec. Q.763, 3.3 Μήκος προαιρετικής παραμέτρου Μήκος 4 byte Τιμή προαιρετικής παραμέτρου

37 Initial Address Message (IAM)-12/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 User teleservice information Rec. Q.763, 3.59+Q.931 Table 4-15 Μήκος προαιρετικής παραμέτρου Μήκος 2 byte Τιμή προαιρετικής παραμέτρου

38 User Teleservice Information (ITU-T Rec. Q.763, Q.931-1/2) 38

39 User Teleservice Information (ITU-T Rec. Q.763, Q.931-2/2) 91 = (=ITU Coding) 0 00 (=Interpretation: primary choice) 00 (=Presentation method of protocol profile : High Layer) 81 = (=High Layer Characteristics ID: Telephony) 39

40 Initial Address Message (IAM)-13/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 Optional Forward Call Indicators Rec. Q.763, 3.38 Μήκος προαιρετικής παραμέτρου Μήκος 1 byte Τιμή προαιρετικής παραμέτρου

41 Initial Address Message (IAM)-14/14 TIME MSG DIR DATA 14:54:13:3 IAM S A A D A D C0 31 D4 37 C0 00 Parameter compatibility info Rec. Q.763, 3.41 Μήκος προαιρετικής παραμέτρου Μήκος 6 byte Τιμή προαιρετικής παραμέτρου Τέλος Μηνύματος 41

42 Release Message (REL) TIME MSG DIR DATA 14:54:28:3 REL S C Θέση υποχρεωτικής παραμ. Υποχρ. Παραμ. Μεταβλ. μήκους μετά από 2 byte Θέση προαιρετικών παραμ. Ένδειξη μη ύπαρξης προαιρετικών παραμέτρων Μήκος υποχρεωτικής παραμέτρου Μήκος 2 byte Τιμή Παραμέτρου Rec. Q.763, 3.12+Q.850, 42

43 Cause Indicators (ITU-T Rec. Q.763, Q.850)-1/ Ext. Coding standard Spare Location 2 Ext. Cause value 3 Diagnostic(s) (if any) 3n NOTE Octet 3 to 3n may be omitted or repeated, 3 to 3 n. FIGURE 13/Q.763 Cause indicators parameter field 43

44 Cause Indicators (ITU-T Rec. Q.763, Q.850)-2/2 80 = (=ITU Coding) 0000 (=Location: User) 90 = (=Cause Class: Normal Event) (=Cause Value: 16, Normal Call Clearing) 44

45 Τέλος Ενότητας