SS7 wybrane elementy - Instytut Telekomunikacjipodstawy SS7).pdf · MTP-2 jest dla MTP-3 źródłem...

system i sieć SS7 - podstawy 1

SS7

wybrane elementy

Materiały wykładowe

do uŜytku wewnętrznego

Instytut Telekomunikacji PW

2

Wstęp – sygnalizacja usługowa DSS1/ISUP i sieć SS7

• Zestawienie połączenia

TE CA CT CA TE

DSS1 ISUP ISUP DSS1

SETUPIAM

IAMSETUP

ALERT

CONN

CONACK

ACM

ACM

CALPRC

ALERT

Ton dzwonienia

ANM

ANM

CONN

np. ruting

CONACK

DSS1

LAPDPHY

ISUP

MTP2 PHY

MTP3 …<= system SS7

sieć sygnalizacyjna SS7

…


Sieć sygnalizacyjna – MTP

(Message Transfer Part)

STP1

SEP A

STP2

SEP C

Centrala B

Centrala A

Sieć podstawowa

SEP B SEP = Sign.End-Point

STP = Sign. Transfer Point

SP = SEP lub STP

Centrala C

Wstęp - sieć sygnalizacyjna a sieć podstawowa

sygnalizacja

usługowa

(ISUP)ISUP

wiązka łączy

dost

arcz

wia

do

mość

do C

prz

ysz

ła

wia

do

mość

z A


MTP (Message Transfer Part) - wprowadzenie

Wiązka łączy rozmównych

Relacja sygnalizacyjna dla MTP (wiadomości ISUP)

Zestaw łączy sygnalizacyjnych

(odcinek drogi fizycznej)

CA B

E

STPSTP

SEP(CK)

D

SEP(CK)SEP(CK)

Sieć tkm

Cel stosowania MTP• transfer wiadomości pomiędzy częściami

uŜytkowników (user part) w środowisku sieciowym

Wymagania na MTP• szybkość i niezawodność transferu

Podstawowe funkcje MTP• kierowanie wiadomości (komutacja pakietów) (w3)

• obsługa awarii i natłoków (w3, w2)

• bezbłędna transmisja pomiędzy sąsiednimi

węzłami (w2, w1)

Droga sygnalizacyjna (sekwencja zestawów)


MTP (Message Transfer Part) - wprowadzenie


Relacja sygnalizacyjna dla MTP

Zestaw łączy

sygnalizacyjnych

CA B

E

STPSEP(CK) / STP

SEP(CK)

D

SEP(CK)SEP(CK)

Sieć tkm

MTP1

MTP2

MTP3

S

U(MTP)

MTP1

MTP2

MTP3

S

U(MTP)

A D

Relacja

MTP1

MTP2

MTP3

S

U(MTP)

MTP1

MTP2

MTP3

S

U(MTP)

MTP1

MTP2

MTP3

S

U(MTP)

A D B

Relacja

Model funkcjonalny sieci

Droga sygnalizacyjna (sekwencja

zestawów)


SS7 MTP-1, MTP-2Materiały wykładowe




CzęśćMTP 1 (łącze sygnalizacyjne)

Łącze sygnalizacyjne

• dwukierunkowa sygnalizacyjna ścieŜka transmisyjna złoŜona z dwóch

kanałów transmisyjnych o jednakowej szybkości transmisji, pracujących

w przeciwnych kierunkach

• kanały transmisyjne

– cyfrowe lub analogowe(+modemy; wymagania opóźnieniowe !)

– naziemne lub satelitarne

• łącze moŜe sygnalizacyjne nie moŜe być współdzielone z innymi aplikacjami;

(przez kanał transmisyjny nie moŜna przesyłać innych informacji niŜ

sygnalizacje)

• w torze transmisyjnym nie mogą występować tłumiki echa, konwertery

A/µ law itp.


CzęśćMTP 1 - punkty odniesienia i szybkości transmisji

Terminal

sygnaliz.

Łącze

transmisyjne

Łącze

transmisyjne

Terminal

sygnaliz.

Interfejs

pośredn. WyposaŜenie

zwielokrotnienia

Blok cyfrowego

pola

komutacyjnego

A (G.703-64kbit/s) C (np. G.703,G.704)

B

pozostałe

kanały

B, C - zastosowania międzynarodowe

A C

Cyfrowe łącze sygnalizacyjne - wariant z cyfrowym polem komutacyjnym

Łącze sygnalizacyjne (cyfrowe lub analogowe) - wariant z interfejsem

pośredniczącym

(V.27,

V.27bis)

(V.35,V.36,

V.10,V.11,

V.24,V.28)

X.50,X.51,X.50bis,X.51 G.703,G.704X.24

< 64kbit/s

64kbit/s

Q.703 - 1.5 i 2Mbit/s


MTP-2

Funkcje MTP 2•rozgraniczanie bloków (delimitation)

•wyrównanie blokowe (alignment)

•synchronizacja wstępna (initial alignment)

•wykrywanie błędów

•korygowanie błędów

•monitorowanie jakości transmisji

•sterowanie przepływem (flow ontrol)

•obsługa awarii procesora (processor outage)

MTP-2 jest dla MTP-3 źródłem informacji o

stanie zasobów fizycznych sieci sygnalizac.

CzęśćMTP 2 - cel, funkcje i styki

Cel• bezbłędna transmisja po łączu sygnalizacyjnym (między sąsiednimi węzłami)

(p-stwo nie wykrycia błędu w MSU < 10E-10, p-stwo utraty MSU < 10E-7, p-stwo

utraty kolejności MSU < 10E-10)

Styki MTP 2

MTP-3 MTP-3

MTP-2 ......MTP-2

MTP-1 MTP-1

MTP-3

PDU I/C

...Flaga

MTP-2 PDU

Flaga

MTP-2 PDU

Flaga... typowo 64 kbit/s

PDU-2

PDU-3

W1 W2logicznie...

W1 W2

MTP-2MTP-2

MTP-1

?

?


Zasada ogólna• napływa nieprzerwany strumień ramek (SU) w obu kierunkach (F PDU F PDU F ...)

Podstawowa procedura (blok OO)

1. Wczytuj bity do kolejnego wzorca flagi usuwając nadmiarowe zera (deskramblowanie)

(po tym SU powinien mieć całkowitą liczbę oktetów; jeśli nie - moŜliwość utraty wyrównania,

stan łącza Out of alignment)

2. Detekcja błędów: B mod 1 0001 0000 0010 0001 = CB ? (B=SU-CB : bajty 1..n-2 bloku SU)

(B mod 1 0001 0000 0010 0001 <> CB => błąd; zignoruj SU)

3. Akceptacja SU zaleŜnie od typu (MSU,LSSU,FISU - wg. LI)

np. MSU: MSUi(FSN) = MSUi-1(FSN)+1 mod 128 ? TAK -> OK.; NIE -> procedura NACK (BIB-1)

Obróbka BSN, BIB zaakceptowanego MSU dla celów korekcji błędów

LSSU, FISU: SU(FSN) = MSUi-1(FSN) -> OK.; NIE -> zignorować (zbyt często -> link failure)

4. Obróbka FSN zasadniczo w stanie odtwarzania po negatywnym odrzuceniu (NACK).

CzęśćMTP 2 - obróbka odbiorcza


Metoda podstawowa

MTP2-Aczas

SU1 (BIB=0,BSN=26)

MSU (FIB=0,FSN=25)

[A]MSU (FIB=0,FSN=26)

[A]

MSU (FIB=0,FSN=27)

[O]błąd

MSU (FIB=0,FSN=28)

[O]

MSU (FIB=1,FSN=27)

[A]

SU1 (BIB=1,BSN=26)

MSU (FIB=1,FSN=28)

[A]

MTP2-B

MSU (FIB=0,FSN=29)

[O]

(40 ms -> 8000 km)

CzęśćMTP 2 - korekcja błędów

X

Ignoruj następne ramki w stanie

"błędu" (dopóki widzisz "stary" FIB)Zmiana BIB - rozpocznij

retransmisję od BSN+1

nowy FIB - wyjdź ze "stanu błędu"

i akceptuj; rozpoczęła się sekwencja

retransmitowana

BSN=26 / FSN > 27


SS7 MTP 3Materiały wykładowe




CzęśćMTP 3 - ogólna rola


Relacja sygnalizacyjna dla MTP

Zestaw łączy

sygnalizacyjnych CA B

E

STPSEP(CK) / STP

SEP(CK)

D

SEP(CK)SEP(CK)

Sieć tkm

MTP1

MTP2

MTP3

S

U(MTP)

MTP1

MTP2

MTP3

S

U(MTP)

MTP1

MTP2

MTP3

S

U(MTP)

A D B

Relacja

Cel MTP• transfer wiadomości pomiędzy częściami


Wymagania• szybkość i niezawodność transferu

Podstawowe funkcje MTP• kierowanie wiadomości (komutacja pakietów) (w3)



węzłami (w2, w1)

OPC DPC


ISUP (0101), SCCP (0011), ...

MTP3

Signaling Message Handling

(SMH)

MTP3

Signaling Network Management

(SNM)

MTP-transfer

Request

OPC

DPC

SLSRL

UM

SIF

SSF

SISIO

MTP-transfer

Indication

OPC

DPC

SLSRL

UM

SIF

SSF

SISIO

MTP-status

Indication

[ PAD ]

MTP-pause

Indication

[ PAD ]

MTP-resume

Indication

[ PAD ]

SIO - sign. info. octet

SSF - subservice field: 0000 - international, 0010 national network (ISC)

SI - service indicator: SNM 0000, SNT 0001, ISUP 0101, SCCP 0011,

DUP 0110, 0111, BISUP 1001, Satellite ISUP 1010

SIF - sign. info field

RL - routing label

OPC, DPC - org/dst point code

SLS - sign. link selector

UM - user message

PAD - point code of affected destination

SI = „0000”, SLS->SLC

4

4

14

14

4

max 268

PDU

PDU=UM

CzęśćMTP 3 - struktura i styki

C I

req ind

(styk z MTP-2)

(styk z MTP-2)


CzęśćMTP 3 - format wiadomości

SSF (4) SI (4)

DPC (14)

OPC (14)

SLS (4)

Wiadomość

TUP, ISUP, SCCP, ...

lub uzupełnienie SNM

Wia

dom

ość

MT

P3

RL

(et

yk

ieta

kie

row

an

ia)

UM

(w

iad

om

ość

uŜy

tkow

nik

a)

SIF

(p

ole

in

form

acji

usł

ug

ow

ej)

8 1

Transmisja bitów

1

2

3

4

5

n

Oktety

SIO

Wia

dom

ość

SN

M

UWAGA: adresowanie na poziomie MTP3 jest dość ograniczone i "sztywne"

nieco jak IP


MTP1

MTP2

MTP3

U

MTP1

MTP2

MTP3

U

MTP1

MTP2

MTP3

MTP1

MTP2

MTP3

U

SEP

STP

STP/

SEP

SEP

Relacja sy

gnal.

Rozdział

wiadomości

SI

WyróŜnianie

wiadomości

DPC=?

MTP2

MTP3 PDUMTP3 transfer Req/Ind

Schemat SMH - funkcje i styki

SMH

Kierowanie

wiadomości

DPC,SLS

T

N

Droga sygnalizacyjna

TUP

ISUP

SCCP

SNM

CzęśćMTP 3 - SMH (obsługa wiadomości sygnalizacyjnych)

SEP STP STP/SEP SEPSP:

UŜytkownik

MTP3


albo LS1+LS2 jako

skojarzony zestaw ł.

->B: (LS1+ LS2), LS3)

AALS1

LS2

LS3

BAALS1

LS2LS3

->B: LS1, LS3, LS2

T1

T2

Wiązka łączy: dla ISUP id łącza = CIC

DPC = B

PRZYKŁAD

CzęśćMTP 3 - kierowanie wiadomości sygnalizacyjnych

Obiekty- punkty sygnalizacyjne (SP - Sign. Point)

• końcowe (SEP-Sign.End-Point)

• transferowe(STP - Sign.Transfer Point)

- łącze sygnalizacyjne (SL)

- zestaw łączy sygnalizacyjnych (LS= N x SL)

- skojarzony zestaw łączy (Combined LS)

Tablice kierowania ruchu- struktura

- interpretacja

Wybór łącza sygnalizacyjnego- wymagania

1. równe obciąŜenie łączy

2. ta sama sekwencja łączy w ramach transakcji

- procedura wyboru

1. wybór LS (na podstawie DPC)

2. wybór SL na podstawie pola SLS

3. odrębne reguły dla wiadomości SNM (SLC)

•SLS=0000 => kierowanie dowolnym łączem

•SLS≠≠≠≠ 0000 => nie kierować łączem

bezpośrednim dla OPC i DPC o SLC=SLS


Sieć sygnalizacyjna poziomu MTP – organizacja praktyczna

Zasady dołączania SEP do węzłów STP• STP wydzielone (stand-alone)

włączane do sieci z central agregujących CA za pomocą traktów 2Mbit/s

• łącza SEP-STP zestawiane jako półtrwałe (z komutacją w centralach agregujących CA)na wiązkach łączy CX-CA i traktach 2Mbit/s CA-STP

• zestawy łączy: dla SEP dwa zestawy skojarzone combined (z podziałem obciąŜenia), kaŜdy po dwa łącza • podział central na domeny STP z:

a) dołączaniem SEP na zasadzie równowaŜenia obciąŜenia STP ruchem sygnalizacyjnym,b) równowaŜeniem pojemności STP na poziomie liczby zakończeń 2Mbit/sc) ograniczaniem ruchu MTP3 między domenami

Struktura

Realizacja łączysygnalizacyjnychi konfiguracja

zestawów łączy(zestawy wewnętrznierozłączne !)

CT

Wiązki mc

2Mbit/s

SEP

STP

A1

A2

B1

B2

CX

Wiązki mc


SS7 MTP 3 - SNM

Zarządzanie siecią sygnalizacyjną poziomu MTP3

( MTP3 Signalling Network Management)





MTP 3: zarządzanie siecią sygnalizacyjną SNM - cel i funkcje

Cel dla SNM: osiągnięcie duŜej niezawodności sieci poprzez

• rekonfigurację sieci sygnalizacyjnej w przypadku awarii

• sterowanie ruchem w przypadku przeciąŜenia

Funkcje

• procedury odtwarzania pojemności sieci przez przywracanie łączy sygnalizacyjnych

i zestawów łączy sygnalizacyjnych do pracy

(komunikacja między węzłami sygnalizacyjnymi)

• procedury prowadzące do zmiany kierowania ruchu w celu obejścia uszkodzeń


• procedury ograniczania ruchu w relacjach sygnalizacyjnych


Cel MTP

• transfer wiadomości pomiędzy częściami


Wymagania

• szybkość i niezawodność transferu

Podstawowe funkcje MTP

• kierowanie wiadomości (komutacja pakietów) (w3)



węzłami (w2, w1)


CzęśćMTP 3 - zarządzanie siecią sygnalizacyjną SNM

ISUP (0101), SCCP (0011), ...

MTP3

Signaling Message Handling

(SMH)

MTP3

Signaling Network Management

(SNM)

MTP-transfer

Request

MTP-transfer

Indication

OPC

DPC

SLSRL

UM

SIF

SSF

SISIO

MTP-status

Indication

[PAD]

MTP-pause

Indication

[ PAD ]

MTP-resume

Indication

[ PAD ]

SIO - sign. info. octet

SSF - subservice field: 0000 - international, 0010 national network (ISC)

SI - service indicator: SNM 0000, SNT 0001, ISUP 0101, SCCP 0011,

DUP 0110, TUP 0111, BISUP 1001, Satellite ISUP 1010

SIF - signaling information field

RL - routing label

OPC, DPC - org/dst point code

SLS - sign. link selector

UM - user message

PAD - point code of affected destination

SI = „0000”

PDU

PDU=UM

C I

req ind

(styk z MTP-2)

(styk z MTP-2)


SNM - struktura, styki, dynamika działania

UŜytkownicy MTP3

MTP3-SMH

MTP2

STM

SLM

SRM

Link status -ind

Link status -req

MTP data - req

MTP data - ind

MTP-status, MTP-pause MTP-resume

Link avail-ind /req

Link unavail-ind/req

UŜytkownicy MTP3

MTP3-SMH

MTP2

STM

SLM

SRM

Link status -ind

Link status -req

MTP data - req

MTP data - ind

MTP-status, MTP-pause MTP-resume

•Changeover/changeback

•Emergency changeover

•MTP restart

•Sgnlng traffic flow control

•Management inhibiting

Forced-/

controlled-

-rerouting

•Transfer-

-prohibited, -restricted,

-allowed,-controlled

•Signalling route set-

- test, -congestion test

•Automatic allocation of

signalling data links

Procedury/funkcje

wiadomości

ramkiX

Link avail-ind /req

Link unavail-ind/req

tablicarutingu

np. awaria


SNM - przykład procedury zarządzania ruchem

Procedura Changeover (zmiana)

A

B

C

D

E

F

X(1) S

L1

(2.2) Freeze( SL1) + COO[

A-BSN=B-FSN(ostatni_dobry), SLC=SL1 ]

(3.2) ROB(SL1)[A-BSN + 1]

(po COA reszta relacji)

(4)COA [

B-BSN=A-FSN, SL1]

(3.1)

(5.1)

(5.2) ROB(SL1)[B-BSN + 1] + reszta relacji

Skróty:

COO/COA - Changeover Order/Acknowledgement

ROB - Retransmission+Output Buffer

(2.1)wybierz łącze

alternatywne dla SL1

Zachowanie kolejności

wiadomości - 3 przypadki

OK

OK

?

Unikać ?

BSN, FSN – Backward/Forward Sequence Number

ROB – Retransmission Buffer


SCCPCzęść sterowania połączeniami sygnalizacyjnymi

(Signalling Connection Control Part)




25

Cel

• zapewnienie transferu wiadomości

nie związanych z poszczególnymi

łączami rozmównymi

Funkcje

• rozszerzenie moŜliwości adresowania (względem MTP

- tylko 14 bitów DPC + 4 bity SI) – poprzez SSN

• translacja nagłówków globalnych (GT) (GTT vs DNS lub SIP !)

• 4 klasy usług transportowych (2 bezpoł. + 2 połącz. wg OSI)

Umiejscowienie

Poziom 1 - łącze sygnalizacyjne Q.702

Poziom 2 - przęsło sygnalizacyjne (Q.703)

Poziom 3 - sieć sygnalizacyjna (Q.704)

SCCP (Q.711-714)

MTP

Część usług sieciowych (NSP)

ISUP

INAP, MAP, CAP, OMAP

TCAP

Poziom 1 - łącze sygnalizacyjne Q.702

Poziom 2 - przęsło sygnalizacyjne (Q.703)

Poziom 3 - sieć sygnalizacyjna (Q.704)

SCCP (Q.711-714)

MTP

ISUP

Część SCCP - cel i funkcje

SCCP SCCP

UP/APUP/APUP/AP1

Abc...

MTP

Abc...

Abc...

Unikatowy +

atrybut

AP2 =

nazwaAP2

UP/APUP/APUP/AP2

Abc...

Nazwa podana przez UP/AP moŜe nie wystarczać

w węźle źródłowym do określenia docelowego

DPC/SSN – wymagana jest translacja NazwyAP2;

SSN – Subsystem Number (rozszerzenie adresu MTP

w ramach węzła)

SCCP

?

SSN

DPC

wiadomość

DPC/SSN = ?

Atrybut ten jest uwaŜany za adres AP2

(GT – Global Title)

np. nr usługi 800, nr. abonenta GSM w roamingu

DPC

SSN

SI


Ogólna struktura adresu i GTA

dres

SC

CP

- RTI GTI SSNI PCI

Signalling Point code (SPC)

Subsystem number (SSN)

Global Title (GT)

Translation type (ustala operator sieci)

Numbering plan Encoding scheme

- Nature of address

Cyfra 1 Cyfra 2

...

Global Title Address

(GTA)

Subscriber-, national-,

international- number

GT

Routing Indicator (wskaźnik kierowania)

Global Title Indicator (wskaźnik GTI)

Obecność/brak

pola

INAP - decyzja operatora; MAP - HLR 0-0110,

VLR 0-0111, MSC 0-1000, EIR 0-1001

wartości

Znaczenie opisano w Q.713

GTI<>0 => RTI:

0 - kierowanie wiadomości SCCP na podstawie

wyniku translacji GT (SPC moŜne nie wystąpić)

1 - nie translować GT (GT moŜe nie wystąpić), kierowanie

na podstawie SSN (czyli wiadomość jest do „tego”

węzła)

GTI określa ogólny format GT (algorytm dekodowania)

(0001,0010,0011,0100)


Translacja adresów i ruting wiadomości

SCCP/GTT

Aplikacja 1 Aplikacja 2

MTP

translacja adresów i ruting wiadomości (szczegóły Q.714)

źródło (Aplikacja/MTP) + Inf_adrwe => ujście (Aplikacja/MTP) + Inf_adrwy + DPC (dla

MTP)

GTT

I_awe I_awyźródła ujścia

GT1

RTI=RouteOnGT+GT2+ DPC (nextHop dla MTP)

RTI=RouteOnGT+GT1 RTI=RouteOnSSN


Przykład GTT

MSC/VLR

Gateway-1

HLR

Called Address =

RTI=RouteOnGTGT dla rejestru HLR

/ PC[Gateway-1]

Gateway-2Międzynarodowa

Sieć SS7np. IMSI(MCC+MNC+MSIN)

MSISDN/IMSI

Called Address =

RTI=RouteOnGT+GT dla rejestru HLR

/ PC[Gateway-2]

Called Address =

RTI=RouteOnSSN +

SSN

/ PC[HLR](0-0110 dla HLR)

Warstwa

MTP-3

Warstwa SCCP

PC HLRPC Gtwy-2PC MSC PC Gtwy-1

profil uŜytkownika

RTI=RouteOnGT

• Przykład roamingu GSM rejestracja abonenta w sieci wizytowanej

• naleŜy pobrać jego profil z HLR (w sieci macierzystej)

• na podstawie IMSI


Część SCCP - usługi transportowe wg OSI

• Klasa 0 (class 0) - podstawowa usługa bezpołączeniowa, bez zachowania

kolejności wiadomości

• Klasa 1 (class 1) - usługa bezpołączeniowa z zachowaniem kolejności wiadomości

ta sama wartość SLS (MTP3) dla wszystkich wiadomości określonego

podsystemu źródłowego (SSN)

• Klasa 2( class 2) - podstawowa usługa połączeniowa, z podziałem i składaniem

wiadomości oraz zachowaniem kolejności wiadomości w ramach połączenia

sekwencyjność zachowana poprzez ustalony SLS (MTP3) w ramach danego

połączenia

• Klasa 3 (class 3) - usługa połączeniowa jak Klasa 3, dodatkowo ze sterowaniem

przepływem (flow control) i retransmisją

sterowanie przepływem zgodne z mechanizmem okna (nadawczy numer

sekwencyjny, odbiorczy numer sekwencyjny)

SS7 wybrane elementy - Instytut Telekomunikacjipodstawy SS7).pdf · MTP-2 jest dla MTP-3 źródłem...

Documents

Transcript of SS7 wybrane elementy - Instytut Telekomunikacjipodstawy SS7).pdf · MTP-2 jest dla MTP-3 źródłem...