›
›

Giáo trình Lý thuyết báo hiệu

pdf 91 trang ngocly 1140
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Lý thuyết báo hiệu", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_ly_thuyet_bao_hieu.pdf

Nội dung text: Giáo trình Lý thuyết báo hiệu

  1. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -  Giáo trình Lý thuyết báo hiệu
  2. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - MỤC LỤC MỤC LỤC 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG BÁO HIỆU 3 1.1. KHÁI QUÁT 3 1.2 BÁO HIỆU ĐƯỜNG DÂY THUÊ BAO 3 1.3 BÁO HIỆU LIÊN TỔNG ĐÀI 4 1.3.1 Báo hiệu kênh liên kết (Channel Associated Signalling): 5 1.3.2 Báo hiệu kênh chung (Common Channel Signalling) 6 1.4 CHỨC NĂNG CỦA BÁO HIỆU 7 1.4.1 Chức năng giám sát 7 1.4.2 Chức năng tìm chọn 7 1.4.3 Chức năng vận hành và quản lý mạng 7 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 8 2.1. Khái niệm chung 8 2.2.2 Các kiểu kiến trúc báo hiệu 10 2.2.3. Các bản tin báo hiệu trong mạng báo hiệu số 7 11 2.3. Chồng giao thức báo hiệu số 7 13 2.3.1. Phần truyền bản tin MTP 15 2.3.2. Các chức năng người sử dụng MTP 16 2.3.3. Người sử dụng SS7 (SS7 Users) 19 2.3.4. Các phần ứng dụng INAP, MAP, OMAP 20 2.4. Ví dụ về thiết lập cuộc gọi đơn giản sử dụng hệ thống báo hiệu số 7 22 2.5. Xử lý báo hiệu trong tổng đài 24 2.5.1. Giới thiệu 24 2.5.2. Sự định tuyến trong tổng đài 25 2.5.3. Các bộ thu phát báo hiệu 28 2.5.4. Các bộ tạo tone và bản tin thông báo 29 Chương 3. TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ 7 QUA MẠNG IP – SIGTRAN 33 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG 33 3.2. GIỚI THIỆU VỀ SIGTRAN 34 3.3. ĐỘNG LỰC PHÁT TRIỂN GIAO THỨC TRUYỀN TẢI MỚI 35 3.4. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN LUỒNG TRUYỀN TẢI – SCTP 36 3.4.1. Tổng quan về kiến trúc của SCTP 36 3.4.2. Tổng quan về chức năng của SCTP 36 3.4.3. Khuôn dạng tiêu đề chung của SCTP 38 3.5. M2PA 38 3.6. M2UA 40
  3. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 3.7. SO SÁNH M2PA VÀ M2UA 40 3.8. M3UA 41 3.9. SUA 43 3.10. SO SÁNH M3UA VÀ SUA 45 Chương 4: CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN NGANG HÀNG 46 4.1. GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN SIP 46 4.1.1. Các đặc điểm và chức năng của SIP 46 4.1.2. Các khái niệm và các thành phần của hệ thống SIP 47 4.1.3. Khái quát về hoạt động của SIP 53 4.1.4. Các loại bản tin SIP 57 4.1.5. Đánh giá SIP 60 4.2. H.323 61 4.2.1. Tổng quan về H.323 61 4.2.2. Kiến trúc mạng và các thành phần của H.323 62 4.2.3. Chồng giao thức sử dụng trong H.323 67 4.2.4. Thiết lập và giải phóng cuộc gọi H.323 trong trường hợp đơn giản nhất 71 4.2.5. So sánh SIP và H.323 73 4.3. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐỘC LẬP KÊNH MANG – BICC 75 Chương 5: CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN CHỦ TỚ 76 5.1. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN CỔNG PHƯƠNG TIỆN – MGCP 76 5.1.1. Kiến trúc và các thành phần 76 5.1.2. Thiết lập cuộc gọi thông qua MGCP 78 5.1.3. So sánh giữa MGCP, SIP và H.323 79 5.1.4. Đánh giá giao thức MGCP 79 5.2. MEGACO/H.248 80 5.2.1. Tổng quan về giao thức MEGACO/H.248 80 5.2.2. Vị trí của giao thức MEGACO/H.248 trong mô hình OSI 81 5.2.3. Các chức năng của MEGACO/H.248 81 5.2.4. Các khái niệm trong giao thức MEGACO/H.248 82 5.2.5. Truyền dẫn các bản tin của giao thức MEGACO/H.248 85 5.2.6. Các lệnh được định nghĩa bởi giao thức MEGACO/H.248 85 5.2.7. Cấu trúc bản tin MEGACO/H.248 88 5.2.8. Hoạt động của giao thức MEGACO/H.248 89 5.2.9. Các ưu điểm của MEGACO/H.248 so với các giao thức điều khiển cổng phương tiện khác 90
  4. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG BÁO HIỆU 1.1. KHÁI QUÁT Trong mạng viễn thông, báo hiệu là việc trao đổi thông tin giữa các thành phần tham gia vào cuộc nối thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi. Đồng thời báo hiệu cũng được dùng để vận hành và quản lý mạng viễn thống. Thông thường báo hiệu được chia thành 2 loại chính: - Báo hiệu đường dây thuê bao (Subscriber Loop Signalling) - Báo hiệu liên tổng đài (Inter - Exchange Signalling) Hiện nay, báo hiệu liên tổng đài có 2 loại chính: - Báo hiệu kênh liên kết CAS (Channel Associated Signalling) - Báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signalling) Hình 1.1: Phân loại báo hiệu trong mạng viễn thông 1.2 BÁO HIỆU ĐƯỜNG DÂY THUÊ BAO Là báo hiệu được thực hiện giữa thuê bao với tổng đài hay giữa tổng đài với thuê bao. Để thiết lập cuộc gọi thuê bao “nhấc tổ hợp” máy. Trạng thái “nhấc tổ hợp” được tổng đài phát hiện và nó gửi tín hiệu “mời quay số” đến thuê bao. Lúc này thuê bao có thể quay số của thuê bao cần gọi. Khi quay số xong thuê bao nhận được một số tín hiệu của tổng đài tương ứng với trạng thái như tín hiệu “hồi âm chuông”, tín hiệu “báo bận” hay một số tín hiệu đặc biệt khác.
  5. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 1.2: ví dụ về đường dây thuê bao 1.3 BÁO HIỆU LIÊN TỔNG ĐÀI Là báo hiệu giữa các tổng đài với nhau. Các loại tín hiệu trong báo hiệu liên tổng đài có thể là: tín hiệu chiếm, tín hiệu công nhận chiếm (hay tín hiệu xác nhận chiếm), số thuê bao bị gọi, tình trạng tắc nghẽn, xóa thuận, xóa ngược Tín hiệu báo hiệu liên tổng đài gồm: - Các tín hiệu thanh ghi (Register Signals): được sử dụng trong thời gian thiết lập cuộc gọi để chuyển giao địa chỉ và thông tin thể loại thuê bao. - Các tín hiệu báo đường dây (Line Signals): được sử dụng trong toàn bộ thời gian cuộc gọi để giám sát trạng thái của đường dây.
  6. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 1.3: Ví dụ về báo hiệu liên tổng đài Báo hiệu liên tổng đài ngày nay có 2 phương pháp đang được sử dụng là: báo hiệu kênh liên kết (ACS) và báo hiệu kênh chung (CCS). 1.3.1 Báo hiệu kênh liên kết (Channel Associated Signalling): a) Khái quát báo hiệu kênh liên kết: Là báo hiệu liên tổng đài mà tín hiệu báo hiệu được truyền cùng với trung kế tiếng. Đặc trưng của loại báo hiệu này là đối với mỗi kênh thoại có đường tín hiệu báo hiệu xác định không rõ ràng. Điều đó có nghĩa là: - Tín hiệu báo hiệu có thể chuyển giao trên kênh thoại nếu sử dụng tín hiệu báo hiệu trong băng tần thoại. - Tín hiệu báo hiệu được chuyển giao trong một kênh báo hiệu riêng biệt như sắp xếp đa khung trong PCM, các tín hiệu báo hiệu đường dây được chuyển giao trong khe thời gian TS16 b) Các hệ thống báo hiệu kênh liên kết:
  7. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - * Hệ thống báo hiệu CCITT 1: đây là hệ thống báo hiệu lâu đời nhất và ngày nay không còn được sử dụng nữa. Hệ thống bào hiệu này sử dụng tần số 500Hz, ngắt quãng 20Hz. * Hệ thống báo hiệu CCITT 2: đây là hệ thống báo hiệu sử dụng tần số 600Hz, ngắt Zealand và Nam Mỹ. * Hệ thống báo hiệu CCITT 3: đây là hệ thống báo hiệu băng đầu tiên sử dụng tần số 2280Hz cho cả báo hiệu đường dây và báo hiệu thanh ghi. Ngày nay vẫn còn sử dụng ở Pháp, Áo, Phần Lan và Hungary. * Hệ thống báo hiệu CCITT 4: đây là một biến thể của hệ thống báo hiệu CCITT 3 nhưng sử dụng tần số 2040Hz và 2400Hz cho báo hiệu đường dây và báo hiệu thanh ghi. * Hệ thống báo hiệu CCITT 5: đây là hệ thống báo hiệu được sử dụng khá rộng rãi với báo hiệu đường dây sử dụng tần số 2400Hz và 2600Hz, báo hiệu thanh ghi sử dụng tổ hợp 2 trong 6 tần số 700Hz, 900Hz, 1100Hz, 1300Hz, 1500Hz và 1700Hz. * Hệ thống báo hiệu R1: đây là hệ thống báo hiệu gần giống với hệ thống báo hiệu số 5, nhưng chỉ sử dụng một tần số 2600 cho báo hiệu đường dây. Báo hiệu thanh ghi giống như trong báo hiệu số 5. * Hệ thống báo hiệu R2: đây là hệ thống báo hiệu sử dụng tần số 3825Hz cho báo hiệu đường dây (với phiên bản analog) và các tần số 540Hz tới 1140Hz cho hướng về, tần số từ 1380 đến 1980 cho hướng đi với bước tần số 120Hz. c) Ưu điểm và nhược điểm của báo hiệu kênh liên kết: * Ưu điểm: do báo hiệu kênh liên kết tương đối độc lập với nhau nên khi có sự cố ở một kênh báo hiệu nào đó thì các kênh còn lại ít bị ảnh hưởng. * Nhược điểm: - Thời gian thiết lập cuộc gọi lâu do tốc độ trao đổi thông tin báo hiệu chậm. - Dung lượng của báo hiệu kênh liên kết nhỏ do có số đường dây trung kế giới hạn. - Độ tin cậy của báo hiệu kênh liên kết không cao do không có đường dây trung kế dự phòng. 1.3.2 Báo hiệu kênh chung (Common Channel Signalling) a) Khái quát báo hiệu kênh chung: Là báo hiệu liên tổng đài mà tín hiệu báo hiệu được truyền trên một đường số liệu tốc độ cao độc lập với trung kế tiếng. Báo hiệu được thực hiện ở cả 2 hướng đi và về với một kênh báo hiệu cho mỗi hướng. Thông tin báo hiệu cần gửi đi được nhóm thành những gói dữ liệu. Bên cạnh những thông tin dành cho việc báo hiệu còn có thêm một số thông tin nhận dạng kênh thoại mà nó báo hiệu cho, thông tin địa chỉ (nhãn) và thông tin để điều chỉnh lỗi. Các tổng đài điều khiển bằng chương trình lưu trữ (SPC) cùng với các kênh báo hiệu sẽ tạo thành mạng báo hiệu “chuyển mạch gói”. b) Các hệ thống báo hiệu kênh chung: * Hệ thống báo hiệu CCITT 6: ra đời năm 1968, được sử dụng dành cho các đường dây analog và cho lưu thoại quốc tế.
  8. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - * Hệ thông báo hiệu CCITT 7: ra đời vào những năm 1979-1980 dành cho cá mạng chuyển mạch số trong nước và quốc tế, hệ thống truyền dẫn số tốc độ cao (64Kb/s). c) Ưu điểm của hệ thống báo hiệu kênh chung: - Thời gian thiết lập cuộc gọi nhanh do sử dụng đường truyền số liệu tốc độ cao. Trong hầu hết các trường hợp, thời gian thiết lập cuộc gọi giảm dưới một giây. - Dung lượng của báo hiệu kênh chung lớn do mỗi kênh báo hiệu có thể xử lý tín hiệu báo hiệu cho vài nghìn cuộc gọi cùng lúc. - Độ tin cậy của báo hiệu kênh chung cao nhờ sử dụng các tuyến báo hiệu linh động. - Báo hiệu kênh chung có độ linh hoạt cao vì hệ thống có thể mang thông tin của nhiều loại tín hiệu khác nhau, có thể sử dụng cho nhiều mục đích, không chỉ phục vụ cho riêng thoại. 1.4 CHỨC NĂNG CỦA BÁO HIỆU Báo hiệu trong mạng viễn thông bao gồm 3 chức năng cơ bản: - Chức năng giám sát - Chức năng tìm chọn. - Chức năng vận hành và quản lý mạng. 1.4.1 Chức năng giám sát Chức năng này được sử dụng để giám sát và phát hiện sự thay đổi trạng thái của các phần tử (đường dây thuê bao, đường dây trung kế ) để đưa ra các quyết định xử lý chính xác và kịp thời. 1.4.2 Chức năng tìm chọn Chức năng này liên quan đến thủ tục thiết lập cuộc gọi, đó là việc truyền số liệu thuê bao bị gọi và tìm tuyến tối ưu tời thuê bao bị gọi. Điều này phụ thuộc vào kiểu báo hiệu và phương pháp báo hiệu. Yêu cầu đặt ra cho chức năng tìm chọn cho tổng đài là phải có tín hiệu quả, độ tin cậy cao để thực hiện chính xác chức năng chuyển mạch, thiết lập cuộc gọi thành công, giảm thời gian trễ quay số. 1.4.3 Chức năng vận hành và quản lý mạng Khác với hai chức năng trên, chức năng vận hành và quản lý mạng giúp cho việc sử dụng mạng một cách hiệu quả và tối ưu nhát. Nó thu thập các thông tin báo cảnh, tín hiệu đo lường kiểm tra để thường xuyên thông báo tình hình của các thiết bị phần tử trong toang bộ hệ thống để có quyết định xử lý đúng.
  9. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 2.1. Khái niệm chung Báo hiệu số 7 được quốc tế công nhận là hệ thống báo hiệu kênh chung (CCS) giữa các tổng đài để sử dụng trong mạng quốc gia và quốc tế. Thông tin báo hiệu được truyền đi trên một khe thời gian được phân phát trên 1 trong các tuyến PCM mang các kênh thoại. Hình 2.1. Sơ đồ tiêu biểu hệ thống báo hiệu số 7 Ví dụ như hai tổng đài trao đổi với nhau bằng 2 luồng 2 Mbps, như vậy, khả năng dụng lượng kênh thông tin giữa 2 tổng đài này là 60 kênh, trong đó, 1 luồng 2 Mbps mang báo hiệu số 7 trong TS16 của nó. Thông tin báo hiệu được tách, ghép qua trường chuyển mạch của tổng đài hoặc ở DLTU (Digital Line Terminal Unit). Thông tin báo hiệu được gởi từ tổng đài này sang tổng đài khác được xác định bởi hệ thống điều khiển qua S/R CCS cho báo hiệu số 7. S/R CCS bao gồm 3 phân hệ trên cơ sở của các bộ xử lý. Thông tin từ hệ thống điều hiển tổng đài nhận từ phân hệ điều khiển báo hiệu dưới dạng thức thích hợp. Các bản tin được xếp hàng ở đây, cho đến khi có thể được truyền đi. Khi không có các bản tin để truyền đi thì phân hệ điều khiển báo hiệu phát các bản tin chọn lọc để giữ tuyến luôn ở trạng thái tích cực. Các bản tin được gởi qua phân hệ đầu cuối báo hiệu, ở đó sử dụng các bits kiểm tra được phát đi từ phân hệ điều khiển lỗi để tạo thành các đơn vị báo hiệu số 7 hoàn chỉnh. Tại tổng đài thu, quá trình ngược lại được thực hiện. 2.2. Cấu trúc hệ thống mạng báo hiệu số 7 2.2.1. Các thành phần chính của mạng báo hiệu số 7 a. 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
  10. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 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). Hình 2.2. Các thành phần của mạng báo hiệu số 7 - 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) 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
  11. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 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. b. Các kiểu tuyến báo hiệu Hình 2.3. Các tuyến báo hiệu trong mạng báo hiệu số 7 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
  12. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 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. 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.
  13. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - - 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 Người dùng 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.
  14. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 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 người sử dụng MTP: 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. Người dùng MTP 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 :
  15. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Mặc dù ITU – T định nghĩa chồng giao thức SS7 trước khi ISO/OSI mô tả mô hình bảy lớp, nhưng nó cũng có thể được so sánh đại thể với mô hình OSI bảy lớp như được chỉ ra ở hình sau : Sự kết hợp của MTP và các khả năng đánh địa chỉ của SCCP tạo nên Phần dịch vụ mạng SS7 (SS7 Network Service Part) – cung cấp các dịch vụ định tuyến và đánh địa chỉ lớp 3 của mô hình OSI cho các ứng ụng. Các lớp từ 4 đến 6 của mô hình OSI ứng với Phần dịch vụ người sử dụng của SS7 (Application Service Part) nhưng hiện thời chưa được định nghĩa. Độ tin cậy mà những giao thức hướng kết nối trong mô hình OSI này cung cấp được thực hiện bằng các phương thức khác trong các giao thức của phần Các khả năng biên dịch TC. Mặc dù ISUP thường được biểu diễn mở rộng từ lớp 3 đến lớp 7 nhưng điều đó không có nghĩa là tất cả các lớp ở giữa đã được xác định. Thực tế, nó chỉ cho thấy là ISUP liên quan đến việc biên dịch các tín hiệu thiết lập cuộc gọi ban đầu của người sử dụng thành
  16. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - các giao thức báo hiệu thiết lập cuộc gọi SS7, và cũng tương tác với các giao thức truyền bản tin mức thấp hơn của MTP. 2.3.1. Phần truyền bản tin MTP a. MTP mức 1 Mức một trong phần chuyển bản tin MTP gọi là đường số liệu báo hiệu, nó tương đương với mức vật lý trong mô hình OSI. Đường số liệu báo hiệu là một đường truyền dẫn số liệu hai chiều. Nó bao gồm hai kênh số liệu hoạt động đồng thời trên hai hướng ngược nhau với cùng một tốc độ. Đường số liệu báo hiệu có thể là đường tín hiệu số hoặc tương tự . Đường số liệu báo hiệu số được xây dựng trên kênh truyền dẫn số (64 Kb/s) và tổng đài chuyển mạch số. Đường số liệu báo hiệu tương tự được xây dựng trên kênh truyền dẫn tương tự tần số thoại (4Khz ) và Modem. Giao thức mức 1 định nghĩa các đặc tính vật lý, các đặc tính điện và các đặc tính chức năng của các đường báo hiệu đấu nối với các thành phần CCS N07. Các đặc tính này được mô tả chi tiết trong khuyến nghị CCITT G703, G732 và G734. Các tốc độ của MTP mức 1 có thể là DS-1 (1.544Mbps), DS-0 (64kbps) và DS-0A (56kbps) theo chuẩn Bắc Mỹ hay theo các giao diện chuẩn của thế giới như V.35 (64kbps). b. MTP mức 2 MTP mức 2 tương đương với lớp 2 trong mô hình phân lớp OSI. Nó thực hiện chức năng đường báo hiệu, cùng với đường số liệu báo hiệu (MTP mức 1) cung cấp một đường số liệu cho chuyển giao tin cậy các bản tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu được đấu nối trực tiếp . MTP mức 2 định nghĩa các giao thức cần thiết để xác định mất và huỷ gói tin trên các đường dữ liệu riêng biệt và để sắp thứ tự các gói dữ liệu đựơc phân phát. MTP mức 2 sử dụng các bản tin FISU để xác định và sửa lỗi và sử dụng các bản tin LSSU để điều khiển khôi phục đường số liệu. MTP mức 2 thực hiện chức năng này mà không làm ảnh hưởng đến các lớp cao hơn. c. MTP mức 3 MTP mức 3 có thể được coi như tương đương với lớp mạng trong mô hình OSI. Nó chịu trách nhiệm xử lý bản tin và quản trị mạng. MTP mức 3 sẽ thực hiện các chức năng phân biệt, định tuyến, và phân phối các bản tin qua các đường số liệu được tạo bởi các giao thức mức 2. - Mức 3 phân tích địa chỉ của các bản tin đến và từ đó phân biệt các bản tin có địa chỉ là địa chỉ node hiện tại với các bản tin có địa chỉ là node khác. - Các bản tin có địa chỉ là node hiện tại được chuyển tới các quá trình tiếp theo xác định bởi trường SIO trong bản tin. - Nếu địa chỉ của bản tin đến không phải là địa chỉ node hiện tại, mức 3 sẽ chuyển tiếp từ chức năng phân loại sang chức năng định tuyến. Chức năng này sẽ kiểm tra bảng định tuyến, định tuyến bản tin một cách thích hợp và phân phát nó trở về cho các giao thức mức 2 để truyền đi. MTP mức 3 thực hiện chức năng định tuyến của nó dựa trên mã điểm (Point Codes) được ghi trong địa chỉ bản tin. Mã điểm này xác định duy nhất vị trí của điểm khởi đầu và kết thúc
  17. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - của đường số liệu. Tuy nhiên MTP chỉ có thể định tuyến theo kiểu theo từng đường một (link – by – link). Đây không phải là vấn đề đối với báo hiệu chuyển mạch kênh. Tuy nhiên, với báo hiệu không phải là chuyển mạch kênh tới các cơ sở dữ liệu và các ứng dụng có thể ở khắp nơi trên mạng, MTP mức 3 tại các tổng đài chuyển mạch có thể không có bảng định tuyến yêu cầu. Do đó, nó lấp đầy các trường chưa biết với số 0 và chuyển tiếp nó đến STP – nơi có bảng định tuyến tập trung. Các giao thức lớp trên tại STP sẽ thực hiện chức năng biên dịch tiêu đề chung (Global Title Translation), thêm vào dữ liệu định tuyến cần thiết và trả bản tin lại cho MTP mức 3 để tiếp tục truyền đi. Bên cạnh chức năng phân biệt, phân phát và định tuyến bản tin, MTP mức 3 cũng thực hiện một số chức năng quản lý. Nó điều khiển việc sử dụng LSSU cho quản lý đường số liệu mức 2. Quan sát trạng thái đường mức 3 bao gồm cả điều kiện của điểm cuối, chẳng hạn như các card giao diện mạng, sao cho một đường số liệu có thể hoạt động ở mức 2 nhưng không cung cấp dịch vụ mức 3. Chức năng quản lý đường mức 3 thường đưa những đường số liệu lỗi này sang trạng thái không phục vụ, thực hiện xác định lỗi và đồng chỉnh lại, và đưa chúng trở lại phục vụ mà không làm gián đoạn quá trình hoạt động. Chức năng quản lý mức 3 cũng khởi tạo lưu lượng lớp cao hơn và quản lý định tuyến bản tin sử dụng các bản tin MSU được xác định để quản lý. Khi một node bị nghẽn hay không phục vụ được vì một lý do nào đó, mức 3 có thể giảm lưu lượng qua node hay định tuyến lại lưu lượng. Trong cả hai trường hợp đều thông báo cho các node lân cận trên mạng. Mức 3 cũng cung cấp thông tin bảo dưỡng cho các trung tâm OA&M để nhà quản lý có thể can thiệp. 2.3.2. Các chức năng người sử dụng MTP Các chức năng người sử dụng MTP (MTP User Functions) cho phép tiếp cận tới người sử dụng MTP (MTP User). Có hai người sử dụng MTP : - Thứ nhất là Phần người sử dụng ISDN (ISUP) – sử dụng MTP để mang các bản tin điều khiển thiếp lập và huỷ bỏ cuộc gọi link – by – linh. - Thứ hai là Phần điều khiển kết nối báo hiệu (SCCP) – cho phép định tuyến mạng một cách mềm dẻo các bản tin biên dịch ứng dụng được sử dụng bởi các mạng thông minh, các dịch vụ di động cũng như OA&M. a. Phần người sử dụng ISDN (ISUP) ISUP cung cấp các chức năng báo hiệu cần thiết để hỗ trợ các dịch vụ mang cơ bản và các dịch vụ phụ trợ cho các ứng dụng thoại và phi thoại. Nó điều khiển quá trình thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi thoại và số liệu cho cả các cuộc gọi ISDN và không phải là ISDN thông qua MTP. Nhiệm vụ ISUP cơ bản là để thiết lập một kết nối kênh truyền dẫn giữa các node, dẫn tới bên bị gọi phụ thuộc vào bảng định tuyến chuẩn đặt tại điểm chuyển mạch. ISUP cũng hỗ trợ các dịch vụ phụ trợ ISDN bằng cách mang các đặc điểm hay thông tin chủ gọi kết hợp với cuộc gọi mà được thiết lập như là một phần của Trường thông tin dịch vụ ISDN – SIF. ISUP chấp nhận cả các bản tin thiết lập cuộc gọi ISDN và không phải là ISDN, sắp xếp chúng vào Bản tin địa chỉ khởi tạo ISUP IAM của chính nó. Do đó, ISUP thường được miêu tả là mở rộng đến cả lớp ứng dụng (lớp 7) của mô hình OSI, nơi mà các bản tin thiết lập cuộc gọi này được khởi tạo.
  18. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Khuôn dạng các bản tin ISUP được mang trong trường SIF của một bản tin MSU ISUP. ISUP SIF chứa một nhãn định tuyến, một mã nhận dạng kênh và thông tin báo hiệu. Nhãn định tuyến cung cấp các mã điểm cho địa chỉ bắt đầu và địa chỉ đích. Mã nhận dạng kênh CIC là một mã (không được xác định trong các khuyến nghị của ITU – T) mà xác định kênh mang là đối tượng của bản tin. Thông tin báo hiệu bao gồm kiểu bản tin và các thông số bắt buộc/lựa chọn được xác định bởi bản tin đó. Có 43 kiểu bản tin ISUP được ITU – T định nghĩa, ví dụ như là Bản tin địa chỉ khởi tạo IMA, bản tin quản lý cuộc gọi như CPG Cấu trúc của bản tin ISUP SIF như sau : b. Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP Không giống ISUP được sử dụng để thiết lập và huỷ bỏ kênh mang vật lý, SCCP tồn tại để mang lưu lượng Các ứng dụng người sử dụng SS7 và quản lý. Vì nó mang thông tin ứng dụng giữa hai điểm mà có thể không liên quan đến bất cứ kênh mang nào, SCCP phải có khả năng biên dịch và cung cấp thông tin định tuyến và đánh địa chỉ mềm dẻo hơn qua các giao diện tới MTP. SCCP thực hiện chức năng biên dịch tiêu đề chung GT (Global Title Translation) và định tuyến cho các mã điểm xuất phát và mã điểm đích mà không gắn với điểm xuất phát và điểm đích thực tế, cũng như là các số phân hệ mà cung cấp các địa chỉ logic cho các phân hệ ứng dụng riêng biệt trong node được đánh địa chỉ. SCCP cũng điều khiển chia sẻ tải MTP mức 3 giữa các điểm báo hiệu dự phòng. Giao thức SCCP có bốn chức năng cơ bản như được chỉ ra ở hình sau : SCLC Từ lớp 2 SCRC SCOC Tới lớp 4 Tới lớp 2 SCMG Tới lớp 2 Hình 2.8. Chức năng của SCCP Chức năng quan trọng nhất là Điều khiển định tuyến SCCP (SCCP Routing Control - SCRC). SCRC biên dịch giữa node duy nhất và mã điểm điạ chỉ phân hệ và tiêu đề chung được đơn giản hoá chứa trong hầu hết các bản tin SCCP. Dựa trên khả năng biên dịc này, SCCP thực hiện chức năng phân loại bản tin, phân phối các bản tin đã được đánh địa chỉ node này tới các
  19. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - phân hệ, và chuyển những bản tin mà không được đánh địa chỉ trở lại MTP. SCCP định tuyến bản tin tới một trong ba chức năng sau để phân phát tới các phân hệ: chức năng điều khiển không kết nối SCCP (SCCP Conectionless Control - SCLC), chức năng quản lý SCCP (SCCP Management - SCMG), và chức năng điều khiển hướng kết nối SCCP (SCCP Conection Oriented Control - SCOC). SCCP được định nghĩa cho cả các dịch vụ hướng kết nối và không kết nối. Dịch vụ không kết nối SCCP rất tốt và có thể cạnh tranh với các đặc tính với dịch vụ hướng kết nối đến mức thông tin kiểu hỏi đáp có thể được thực hiện một cách tin cậy. SCCP cung cấp hai mức dịch vụ không kết nối : lớp 0 là dịch vụ datagram, và lớp 1 là dịch vụ đánh thứ tự. Khi một người sử dụng lựa chọn dịch vụ lớp 0, SCCP phân phối bản tin một cách ngẫu nhiên qua bất cứ đường số liệu dự phòng nào khả dụng như là một phương thức quản lý để duy trì sự cân bằng lưu lượng. Lớp 1 được chọn khi độ dài của một phiên làm việc lớn hơn 273 octet được phép trong trường SIF của một bản tin MSU. Khi SCCP lớp 1 phát hiện ra rằng một phiên giao dịch bị phân đoạn, nó yêu cầu tất cả các đoạn sẽ phải được truyền qua cùng một tuyến vật lý, do đó bảo đảm rằng người nhận sẽ nhận tất cả các đoạn theo đúng thứ tự mà nó được truyền đi. Bên cạnh việc điều khiển thứ tự được cung cấp bởi sự lựa chọn hai lớp dịch vụ, SCCP cung cấp hai thông số chất lượng dịch vụ QoS khác nhau. Lựa chọn quay lại cho phép MTP huỷ bỏ bản tin lỗi hay yêu cầu trả lại SCCP như là một bản tin lỗi. Mức độ ưu tiên của bản tin được gán bởi MTP cho bản tin SCCP phụ thuộc vào các tiêu chí được phát triển từ bên ngoài. SCCP cho phép quản lý định tuyến và lưu lượng mạng một cách tự động. Không giống như quản lý MTP chỉ chịu trách nhiệm cho các đường số liệu riêng biệt nối các node, quản lý SCCP hỗ trợ các ứng dụng và phân hệ mà có thể được phân phối qua vài node. SCCP nhận thông tin gốc về tình trạng node trực tiếp từ điểm báo hiệu MTP cũng như trạng thái phân hệ từ node xa. Dựa trên những thông tin này, SCCP có thể cấu hình lại mạng báo hiệu; SCCP loại bỏ lưu lượng hay định tuyến các bản tin đi vòng qua các node mà thông báo là chúng bị nghẽn, và quản lý sự khác nhau về định tuyến giữa dịch vụ lớp 0 và lớp 1. Thêm vào đó, SCCP có thể được sử dụng để hỗ trợ OAMP trong tình trạng cảnh báo. Giống như ISUP, bản tin SCCP được mang trong trường SIF của bản tin MSU. Trường SIF này mang một nhãn định tuyến giống như của ISUP, xác định điểm khởi tạo và điểm đích của cuộc gọi. Phần thứ hai của SCCP SIF chứa loại bản tin và các thông số lựa chọn hay bắt buộc định nghĩa cho loại bản tin đó. Không giống như ISUP, SCCP cung cấp một dịch vụ vận chuyển và trường thứ ba chứa bất cứ bản tin nào được truyền, thường là một bản tin Các khả năng người sử dụng TC. Cấu trúc của bản tin SCCP SIF như sau :
  20. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 2.3.3. Người sử dụng SS7 (SS7 Users) Người sử dụng SS7 chúng ta đề cập đến ở đây là những ứng dụng tồn tại tại lớp 7 của mô hình OSI (lớp ứng dụng). Người sử dụng SS7 có thể được chia thành hai loại : Những người sử dụng ứng dụng hỗ trợ lưu lượng chuyển mạch kênh (Phần người sử dụng điều khiển kênh), sử dụng ISUP để truy nhập tới MTP Những người sử dụng ứng dụng mà truy nhập tới MTP thông qua Các khả năng biên dịch SS7 và SCCP mà hỗ trợ lưu lượng không phải là chuyển mạch kênh với cơ sở dữ liệu tại SCP ; bên cạnh đó cho phép vận chuyển các dữ liệu ứng dụng. a. Phần người sử dụng ISDN ISUP - điều khiển thiết lập và huỷ bỏ kênh như là một giao thức lớp 4 trong mô hình OSI, cũng là một giao thức lớp ứng dụng OSI. Vì ISUP coi một bản tin thiết lập gọi của người sử dụng như là một bản tin ứng dụng được biên dịch sang khuôn dạng ISUP của chính nó, ISUP thường được mô tả trong chồng giao thức SS7 như là một " đường ống" từ lớp 4 đến lớp 7, sử dụng bởi các ứng dụng chuyển mạch kênh. b. Các khả năng biên dịch TC TC hỗ trợ các tiến trình ứng dụng lớp 7 của mô hình OSI không phải là chuyển mạch kênh. Những tiến trình này phụ thuộc vào một khả năng nào đó của SS7 để thực hiện hỏi - đáp, các dịch vụ mạng thông minh, hay các bản tin truyền dữ liệu Tất cả đều có thể được coi như là các "giao dịch". Tất cả các giao dịch này yêu cầu bản tin phải được định tuyến giữa người sử dụng và cơ sở dữ liệu hay giữa người sử dụng với nhau. Thông tin này không áp dụng cho điều khiển kênh, và định tuyến thì không được thực hiện bằng phương thức link – to – link như ISUP. TC là một Thành phần dịch vụ ứng dụng (ASE) chung mà có thể hỗ trợ một số các ứng dụng SS7. Tuy nhiên, hầu hết các ứng dụng, chẳng hạn như Phần ứng dụng Quản lý, điều hành và bảo dưỡng OAMP, yêu cầu phải có thêm các chức năng ASE xác định mà không được đề cập bởi SS7. ITU – T định nghĩa TC là một ASE chung nằm giữa Người sử dụng TC (trên lớp 7 OSI) và SCCP. TC bao gồm Phần ứng dụng (TCAP) và Phần dịch vụ ứng dụng chưa xác định (ASP). ASP thuộc từ lớp 4 đến lớp 6 OSI và hỗ trợ dịch vụ hướng kết nối. Tuy nhiên cả các khuyến nghị của ITU –T và các chuẩn T1 của Mỹ đều chưa nghiên cứu cụ thể vấn đề này. Do vậy, cả ITU – T và T1 đều coi TC trùng với TCAP.
  21. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - TCAP gồm 3 phân lớp: Biên dịch, Hội thoại và Thành phần. Phân lớp Biên dịch xác định và phân phối lưu lượng tới phiên xác định và các thành phần ứng dụng nhỏ, do đó hỗ trợ việc thực hiện các dịch vụ hướng kết nối. Phân lớp Hội thoại và Thành phần hỗ trợ hỏi/đáp và nhu cầu truyền tải lưu lượng dữ liệu đơn hướng của các ứng dụng. Giống như tất cả các bản tin SS7 lớp cao hơn, TCAP phụ thuộc vào MSU, tạo một trường TCAP trong trường SCCP SIF bao gồm phần xác định biên dịch và dữ liệu (thành phần, dữ liệu, hay hội thoại) cần thiết cho biên dịch. Trường xác định biên dịch xác định kiểu bản tin và các thông số yêu cầu. Cấu trúc của trường TCAP trong SCCP SIF như sau: 2.3.4. Các phần ứng dụng INAP, MAP, OMAP a. Phần ứng dụng mạng thông minh INAP INAP (Intelligent Network Application Part) cho phép thực hiện một cơ sở hạ tầng báo hiệu, phân cấp nhà cung cấp để đạt được một thị trường điện thoại cố định rộng khắp toàn cầu. INAP là một giao thức báo hiệu giữa một SSP, các nguồn phương tiện mạng (ngoại vi thông minh), và cơ sở dữ liệu tập trung của SCP. SCP bao gồm các dữ liệu và chương trình dịch vụ cung cấp bởi nhà khai thác mạng hay bên thứ ba nào đó. Thông qua INAP, nhà khai thác mạng có thể đạt được sự độc lập tối đa từ các chương trình phần mềm cung cấp bởi các nhà cung cấp tổng đài. Mạng thông minh (IN) là một kiến trúc mạng điện thoại mà tách biệt dịch vụ ra khỏi thiết bị chuyển mạch, cho phép các dịch vụ mới có thể được thêm vào mà không phải thiết kế lại phần mềm chuyển mạch. Với mạng IN, nhà khai thác có thể thực hiện các dịch vụ giá trị gia tăng khác nhau, tạo cho chúng các ưu điểm cạnh tranh trên thị trường vì nó cho phép thêm vào các dịch vụ mới một cách dễ dàng hơn và cung cấp cho các khách hàng nhiều sự lựa chọn hơn. IN có tính độc lập ứng dụng, có nghĩa là nó cung cấp các chức năng có thể tái sử dụng và tổng quát mà có thể được tích hợp hay tái kết hợp để cung cấp cho một dịch vụ mới. SCP lưu trữ các dữ liệu và thông tin về nhà cung cấp dịch vụ định hướng cho hoạt động xử lý chuyển mạch và điều khiển cuộc gọi. Tại một điểm định trước trong quá trình xử lý một cuộc gọi đến hay đi, tổng đài tạm dừng tiến trình đang thực hiện, đóng gói thông tin liên quan đến xử lý cuộc gọi, đưa vào hàng đợi và đợi lệnh tiếp theo. SCP thực hiện các chương trình
  22. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - được định nghĩa bởi người sử dụng mà phân tích trạng thái hiện tại của cuộc gọi và thông tin nhận từ tổng đài. Chương trình khi đó có thể chỉnh sửa hay tạo dữ liệu cuộc gọi để được gửi trở lại cho tổng đài. Sau đó tổng đài phân tích thông tin nhận được từ SCP và thực hiện theo những hướng dẫn được cung cấp cho quá trình xử lý cuộc gọi tiếp theo. Được phát triển bởi ITU, IN được xác định như là một chuẩn toàn cầu. Toàn bộ các chức năng của IN đã được xác định và thực hiện trong các phần gọi là các tập khả năng (CS). Phiên bản đầu tiên đã được phát hành là CS-1. Hiện nay cũng đã xác định và có CS-2. Phần ứng dụng CAMEL (CAP) là một phần tách ra từ INAP và cho phép sử dụng INAP trong mạng di động GSM. Cách thức hoạt động của INAP: Thuê bao chủ gọi quay số. Những con số quay này được gửi đến tổng đài. Tổng đài – thường được biết đến trong mạng báo hiệu là SSP – chuyển tiếp cuộc gọi qua mạng báo hiệu số 7 tới SCP, nơi lưu trữ cơ sở dữ liệu và thông tin logic dịch vụ. SCP xác định dịch vụ được yêu cầu từ các số được quay và trả lại thông tin về cách thức để xử lý cuộc gọi cho SSP. Trong một số trường hợp, cuộc gọi có thể được xử lý nhanh hơn bằng ngoại vi thông minh được đấu nối với SSP thông qua các đường ISDN tốc độ cao. Ví dụ, một thông báo thoại tuỳ chọn có thể được phát để trả lời cho số quay hay một cuộc gọi thoại có thể được phân tích và xác định. Thêm vào đó, các thiết bị bổ trợ có thể được thêm trực tiếp vào SSP với các kết nối tốc độ cao cho các dịch vụ gia tăng chưa xác định. Các dịch vụ có thể được cung cấp bởi INAP bao gồm: Dịch vụ số đơn: một số quay có thể tới một số nội hạt cùng với dịch vụ. Dịch vụ truy nhập cá nhân: cho phép người sử dụng quản lý cuộc gọi đến. Dịch vụ khôi phục thảm hoạ: cho phép lưu trữ dự phòng địa chỉ cuộc gọi trong trường hợp có thảm họa. Dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi Dịch vụ quay số mở rộng mạng riêng ảo b. Phần ứng dụng di động GSM MAP Phần ứng dụng di động GSM (GSM MAP) cho phép thực hiện cơ sở hạ tầng báo hiệu mạng di động, phân cấp nhà cung cấp dịch vụ để hướng tới mạng GSM và là nền tẩng để cung cấp các đặc tính di động của nó. Tiền đề tạo ra GSM MAP là để kết nối các thành phần chuyển mạch phân tán, được gọi là các MSC với một cơ sở dữ liệu chính là HLR. HLR lưu trữ một cách động vị trí hiện tại và thuộc tính của một thuê bao di động. HLR được tham khảo trong qúa trình xử lý một cuộc gọi đến. Ngược lại, HLR được cập nhật khi thuê bao di chuyển trong mạng và do đó được phục vụ bởi các tổng đài khác nhau. GSM MAP đã và đang phát triển khi mạng vô tuyến mở rộng, từ hỗ trợ đơn thuần thoại, tới các dịch vụ dữ liệu gói. GSM MAP cũng có thể được kết nối tới các thành phần của mạng NGN chẳng hạn như GGSN hay SGSN. GSM MAP có một số chức năng cơ bản. Nó cung cấp:
  23. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Cơ chế cho một GMSC tiếp cận được một số định tuyến cho cuộc gọi đến. Cơ chế cho một MSC cập nhật tình trạng thuê bao và số định tuyến qua VLR tích hợp. Dữ liệu và các thuộc tính dịch vụ bổ sung của thuê bao tới các thành phần chuyển mạch thông qua VLR. GSM MAP cùng với CAMEL cho phép thực hiện khái niệm mạng chủ và khách, từ đó cho phép nhà khai thác mạng có thể cung cấp cùng một số các dịch vụ như nhau mà không quan tâm đến việc thuê bao đó có là thuê bao của mạng chủ không, hay nó đang được chuyển vùng ở mạng khách. c. Phần Điều hành, quản lý và bảo dưỡng OAMP. OMAP cung cấp phương tiện để nhà khai thác mạng bảo dưỡng mạng của họ. Công việc duy trì và bảo dưỡng bao gồm việc quản lý bên ngoài chức năng quản lý được thực hiện một cách tự động bởi các giao thức SS7. OMAP hoàn toàn đáp ứng ba yêu cầu chính của các giao thức SS7 và mạng báo hiệu kết hợp. Nó cung cấp một giao diện giữa nhà khai thác và mạng bằng cách sử dụng các khái niệm chuẩn được định nghĩa bởi các khuyến nghị về quản lý mạng viễn thông của ITU – T. Nó cung cấp phương tiện chuẩn hóa cách tiếp cận tới toàn bộ mạng viễn thông (bao gồm các kênh mang và các mạng khác). Điều này có nghĩa là các đối tượng được quản lý bởi OMAP phù hợp với các đối tượng được định nghĩa quản lý bởi ITU –T. OMAP thực hiện việc điều khiển những đối tượng này bằng cách sử dụng một Cơ sở thông tin quản lý TMN (TMN MIB), thông qua một giao diện chưa xác định. Mỗi mức giao thức chứa một số Thực thể quản lý lớp (LME) mà các đối tượng được quản lý đặt ở đó. OMAP mở rộng các chức năng quản lý tự động của các giao thức SS7 thành một hệ thống duy nhất trên toàn thế giới. OMAP cho phép quản lý lỗi và hiệu năng, quản lý cấu hình lại, giám sát hiệu năng mạng và sự thành công của các thủ tục quản lý tự động của SS7. OMAP cũng cho phép người điều hành có thể chủ động can thiệp tạm dừng hoạt động mạng để bảo dưỡng. OMAP hoạt động thông qua 3 chức năng là: kiểm tra tính hợp lệ định tuyến MTP, kiểm tra tính hợp lệ định tuyến SCCP, kiểm tra tính hợp lệ kênh. Những kiểm tra này về mặt khái niệm thuộc về Người sử dụng thành phần ứng dụng OMAP (OMASE) của OMAP. OMASE thông tin với SCCP và MTP thông qua OMASE đặc biệt và ASE, TC chung. 2.4. Ví dụ về thiết lập cuộc gọi đơn giản sử dụng hệ thống báo hiệu số 7 Chúng ta xem xét một thủ tục gọi cho một cuộc gọi từ một thuê bao của tổng đài A tới một thuê bao của tổng đài B và qua đó thấy được vai trò của mạng báo hiệu số 7.
  24. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - STP W STP X 1 1 6 1 . 7 R . . A A L L N C E 1 C R 4. M M . R 4 M 4. EL 1 IA IA . CM M 3 8. A NM 12. A LC Bộ 17. R Bộ chuyển chuyển mạch A mạch B Voice Trunk Signaling Link Subscriber Line Hình 2.11. Ví dụ thiết lập cuộc gọi đơn giản sử dụng SS7 1. Tổng đài A phân tích các con số được quay và xác định rằng nó cần phải chuyển cuộc gọi đến tổng đài B 2. Tổng đài A chọn một kênh trung kế rỗi giữa nó và tổng đài B và tạo một bản tin địa chỉ khởi đầu IMA – bản tin cơ bản đầu tiên để thiết lập một cuộc gọi. IMA có địa chỉ là tổng đài B. Nó xác định tổng đài khởi tạo (tổng đài A), tổng đài nhận (tổng đài B), trung kế được chọn, số bị gọi và số chủ gọi cũng như là các thông tin khác. 3. Tổng đài A chọn một trong những tuyến báo hiệu loại A của nó (ví dụ AW) và truyền bản tin qua tuyến báo hiệu đó để định tuyến đến tổng đài B. 4. STP W nhận bản tin, đọc nhãn định tuyến, và xác định rằng bản tin đó được định tuyến đến tổng đài B. Nó chuyển tiếp bản tin trên tuyến báo hiệu WB đến B. 5. Tổng đài B nhận bản tin. Nhờ phân tích bản tin, nó xác định rằng thuê bao bị gọi nằm trong số phục vụ của nó và thuê bao bị gọi đang rỗi. 6. Tổng đài B tạo một bản tin hoàn thành địa chỉ ACM – chỉ ra rằng IAM đã đến được địa chỉ thích hợp. Bản tin xác định tổng đài nhận (tổng đài A), tổng đài gửi (tổng đài B) và trung kế được chọn. 7. Tổng đài B chọn một trong những tuyến báo hiệu loại A của nó (ví dụ là BX) và truyền bản tin ACM qua tuyến đó để định tuyến đến tổng đài A. Cùng một thời điểm, nó hoàn thành đường đi cho cuộc gọi ở hướng ngược lại (hướng về tổng đài A), gửi hồi âm chuông qua trung kế đó đến A, và gửi tín hiệu chuông cho đường dây thuê bao bị gọi. 8. STP X nhận bản tin, đọc nhãn định tuyến của nó và xác định rằng bản tin được gửi đến tổng đài A. Nó chuyển tiếp bản tin trên tuyến XA. 9. Khi nhận được ACM, tổng đài A kết nối đường dây thuê bao chủ gọi tới trung kế đã được chọn theo hướng ngược lại (để người gọi có thể nghe thấy tín hiệu hồi âm chuông được gửi từ tổng đài B).
  25. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 10. Khi thuê bao chủ gọi nhấc máy, tổng đài B tạo một bản tin trả lời ANM, xác định tổng đài nhận (A), tổng đài gửi (B) và trung kế được chọn. 11. Tổng đài B chọn tuyến báo hiệu đã dùng để gửi bản tin ACM (tuyến BX) để gửi bản tin ANM. Tới thời điểm này, trung kế cũng phải được kết nối tới đường dây bị gọi theo cả hai hướng (để cho phép hội thoại). 12. STP X nhận dạng bản tin ANM, xác định địa chỉ tổng đài nhận là tổng đài A và chuyển tiếp nó qua tuyến báo hiệu XA. 13. Tổng đài A đảm bảo chắc chắn rằng thuê bao chủ gọi được kết nối với trung kế ở cả hai hướng và cuộc đàm thoại có thể được thực hiện. 14. Nếu như thuê bao chủ gọi hạ máy trước (sau khi hội thoại), tổng đài A sẽ tạo một bản tin giải phóng REL có địa chỉ là tổng đài B, xác định trung kế phục vụ cuộc gọi. Nó gửi bản tin này đi qua tuyến báo hiệu AW. 15. STP W nhận bản tin REL, xác định địa chỉ của nó là tổng đài B, và chuyển tiếp nó bằng tuyến báo hiệu B. 16. Tổng đài B nhận bản tin REL, ngắt kết nối trung kế khỏi đường thuê bao, trả lại trung kế về trạng thái rỗi, tạo một bản tin hoàn toàn giải phóng RLC có địa chỉ là tổng đài A, và truyền nó trên tuyến báo hiệu BX. RLC cũng chỉ rõ trung kế đã được sử dụng để phục vụ cuộc gọi. 17. STP X nhận bản tin RLC, xác định địa chỉ tổng đài nhận (A) và chuyển bản tin đi qua tuyến XA. 18. Khi nhận được bản tin RLC, tổng đài A đưa trung kế đã được chỉ ra về trạng thái rỗi, sẵn sàng phục vụ cuộc gọi mới. 2.5. Xử lý báo hiệu trong tổng đài 2.5.1. Giới thiệu Hệ thống báo hiệu được sử dụng như một ngôn ngữ cho 2 thiết bị trong hệ thống chuyên mạch trao đổi với nhau để thiết lập tuyến nối cho cuộc gọi. Giống như bất kỳ ngôn ngữ nào, chúng cũng có từ vựng với những chiều dài khác nhau và độ chính xác khác nhau. Tức là các báo hiệu cũng có thể thay đổi về kích thước và dạng cú pháp của nó theo các quy luật để ghép nối và tạo thông tin báo hiệu. Xử lý báo hiệu trong tổng đài là sự xử lý các dạng tín hiệu báo hiệu thuê bao và tổng đài trên các đường dây thuê bao và trung kế trong tổng đài. Báo hiệu trong tổng đài điện thoại bao gồm không chỉ là báo hiệu giữa tổng đài với thuê bao và báo hiệu liên đài mà còn mang các thông tin về trạng thái cuộc gọi bằng các tones và các bản tin thông báo khác
  26. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 2.12. Tổng quan xử lý báo hiệu trong tổng đài Như vậy, ta thấy rằng quá trình xử lý báo hiệu bao gồm các phần chính sau: - Định tuyến trong tổng đài. - Các bộ thu phát báo hiệu. - Tạo tones và các bản tin thông báo. 2.5.2. Sự định tuyến trong tổng đài Báo hiệu tổng đài - thuê bao: Trong tổng đài SPC có khả năng cho phép hai loại thuê bao tương tự và thuê bao số ứng với mỗi loại, ta có các tín hiệu, phương pháp định tuyến khác nhau. o Thuê bao tương tự: Trên mạng điện thoại hiện nay, vì lý do kinh tế thường sử dụng thuê bao tương tự. Sự định tuyến thuê bao tương tự như hình dưới đây. Sự định tuyến gồm hai thành phần báo hiệu: - Tín hiệu báo hiệu đường dây (giám sát): mang trạng thái của mạch điện. - Tín hiệu báo hiệu địa chỉ (chọn số): chỉ thị số thuê bao bị gọi.
  27. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 2.13. Định tuyến báo hiệu của thuê bao tương tự đến thiết bị thu tương ứng Tín hiệu báo hiệu đường dây có nhiệm vụ giám sát mạch điện đường dây thuê bao. Với các thuê bao tương tự, dạng tín hiệu này ở dạng LD (cắt mạch vòng). Tín hiệu báo hiệu chọn số (địa chỉ) có thể được thuê bao phát bằng 2 cách: LD hoặc MF (mã đa tần). Đối với điện thoại dùng đĩa quay số, cả báo hiệu đường dây và chọn số đều được thực hiện theo kiểu cắt mạch vòng (Loop – disconnection). Các tín hiệu báo hiệu này được tách ra từ đường dây thuê bao bởi SLTU. Sau đó, chúng được thu thập tại khối điều khiển SLTU để biến đổi từ trạng thái LD sang các tín hiệu trạng thái và chữ số địa chỉ rồi gởi đến hệ thống điều khiển taeng đài để xử lý và từ đó đưa ra những thao tác thích hợp. Đối với điện thoại ấn phím, tín hiệu đường dây được tiến hành theo kiểu LD còn tín hiệu chọn số theo kiểu MF. Như vậy, tín hiệu đường dây được tách ra khỏi SLTU và qua bộ SLTU đến hệ thống điều khiển tổng đài như điện thoại đĩa quay số. Sự truy cập đến bộ thu MF thông thường qua khối chuyển mạch tập trung thuê bao. Bộ thu MF có thể dùng chung cho 1 số lớn đường dây thuê bao với mục đích giảm chi phí thiết bị. o Thuê bao số: Đây là sự định tuyến báo hiệu đến 2 “kiểu” thuê bao số ISDN và ISPBX trên sự truy cập đường dây sơ cấp và thứ cấp. Trong sự truy cập sơ cấp, 1 kênh báo hiệu 16Kbps kết hợp với 2 kênh giao thông 64Kbps tạo thành tốc độ 144kbps dạng (2B+D) cho mỗi hướng. Kênh báo hiệu mang thông tin báo hiệu đường dây và chọn số cho cả 2 kênh giao thông như thông tin xử lý cuộc gọi và các thông tin bảo dưỡng. Trong sự truy cập thứ cấp bao gồm 1 đường dẫn 2Mbps từ 1 ISPBX, 1 kênh báo hiệu kênh chung tốc độ 64kbps cho 30 kênh giao thông 64Kbps được mang trong TS16.
  28. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 2.14. Định tuyến của thuê bao số Báo hiệu liên tổng đài: Các hệ thống báo hiệu khác nhau trên các đường trung kế được định tuyến đến các bộ thu phát báo hiệu tương ứng được thực hiện nhờ bộ chuyển đổi tín hiệu hoặc kết hợp trong ATTU (Analogue Trunk Terminalting Unit) cho các kiểu báo hiệu LD, DC và 1VF. Hệ thống báo hiệu 1VF là hệ thống báo hiệu đơn tần trong băng, nó có thể là báo hiệu đường dây hoặc báo hiệu địa chỉ (nhưng chủ yếu là đường dây). Sự chuyển đổi báo hiệu trong băng sang dạng thích hợp để đưa đến các bộ thu phát báo hiệu (thường là CAS) có thể được thực hiện bởi một thiết bị kết hợp ở mỗi lối vào tương tự đến 1 ATTU hoặc sử dụng một đơn vị đơn giản mà nó tách các tones từ dòng số 2Mbps. Phương thức thứ 2 thường được sử dụng nhiều hơn vì tính kinh tế của nó. Bộ chuyển đổi thực hiện chia một lối vào 2Mbps chưa 30 kênh với âm báo hiệu đơn tần 1VF thành lối ra 2Mbps với báo hiệu mang trong TS16. Thiết bị do đó phải có khả năng tìm kiếm sự xuất hiện của các tones được mã hóa số (ví dụ 2280). Điều này được thực hiện bởi kỹ thuật lọc số. Đối với hướng ngược lại, thiết bị chuyển đổi các bits CAS trong TS16 thành các tones tương ứng chèn vào luồng 2Mbps. Báo hiệu MF được định tuyến trên cơ sở call-by-call qua khối chuyển mạch nhóm từ đường dây đang gọi đến bộ thu phát MF bằng nối kết thời gian giữ ngắn (short-holding-time). Nối kết thời gian giữ ngắn là một nối kết trong thời gian rất ngắn thường với mục đích thu nhận các chữ số địa chỉ, nối kết này được giải phóng ngay sau khi tín hiệu địa chỉ đã kết thúc. Lúc này một đường dẫn thoại được thiết lập qua trường chuyển mạch đến lối ra yêu cầu. Tùy theo phương thức truyền thông tin báo hiệu mà có phương pháp biến đổi khác nhau. Để truy nhập tới bộ thu phát báo hiệu CAS là các đường nối bán cố định. Còn các đường nối tới các bộ thu phát MF là các tuyến cố định thực hiện nguyên tắc trao đổi giữa các khe thời gian TS16 với nhau và nội dung các TS này có chứa thông tin báo hiệu. Đối với báo hiệu kênh chung, thông tin báo hiệu được chứa trong các TS16 của các luồng 2Mbps để truy nhập đến bộ thu phát CCS qua đường nối bán vĩnh viễn (semi-permanent) qua trường chuyển mạch. Nối kết này cho phép các khe thời gian từ luồng 2Mbps truy cập đến CCS S/R qua 1 cổng 2Mbps. Nối kết này là bán vĩnh viễn vì nó
  29. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - duy trì trong một thời gian dài (có thể là vài năm) cho đến khi có sự cố hoặc có sự thay đổi lớn trong tổng đài thì hệ thống điều khiển sẽ thiết lập trở lại. Hình 2.15. Định tuyến báo hiệu với các đường trung kế 2.5.3. Các bộ thu phát báo hiệu Thu phát MF Để định tuyến báo hiệu MF từ thuê bao hoặc các đường trung kế tới bộ thu phát MF, yêu cầu ở mỗi bộ thu phát cần phải giao tiếp với 30 kênh thoại và số bộ thu phát yêu cầu phụ thuộc vào tốc độ sử dụng và thời gian chiếm dùng của mỗi cuộc gọi. Đối với báo hiệu thuê bao, một đường dẫn đơn hướng được thiết lập qua bộ tập trung thuê bao giữa SLTU đang gọi và 1 khe thời gian rỗi trong đường cao tốc tới bộ thu phát MF, trong khi tone mời quay số được đưa đến thuê bao qua 1 đường thoại đơn hướng khác qua bộ tập trung. Đơn vTH MF phải có khả năng xác nhận được chữ số đầu trong tone mời quay số. Khi các số quay là đầy đủ, hệ thống điều khiển tổng đài sẽ giải phóng đường dẫn qua bộ tập trung thuê bao này. Khe thời gian trong đường cao tốc lúc này là rỗi và có thể được sử dụng cho các cuộc gọi khác. Quá trình báo hiệu liên đài cũng diễn ra tương tự. Bộ thu phát MF có thể sử dụng kỹ thuật tương tự hoặc kỹ thuật số. Bộ thu phát MF ở dạng tương tự: Phương pháp này sử dụng nhiều trong các tổng đài thế hệ đầu vì tính kinh tế cao. 30 bộ thu phát MF được nối và biến đổi tại PMUX (MUX thứ cấp) để tạo ra luồng số 2,048Mbps theo cấu trúc khung. Trong đó, TS0 chức tín hiệu đồng bộ khung và TS16 báo hiệu cho các kênh còn lại.
  30. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 2.16. Các bộ thu MF tương tự Bộ thu phát báo hiệu MF ở dạng số: Bộ thu làm việc theo nguyên tắc phân chia theo thời gian cho một số kênh (ở đây là 4). Các số thu được từ mỗi kênh qua bộ thu đến đơn vị điều khiển, ở đó, chúng được định dạng vào trong một bản tin rồi gởi đến hệ thống điều khiển taeng đài. Bộ phát MF thì làm việc một cách đơn giản hơn, mình nó được sử dụng cho tất cả các kênh thoại và trong TS16 của luồng 2Mbps. Hình 2.17. Các bộ thu MF số Với kiểu thu phát MF số, chỉ cần 8 bộ thu MF cho 30 kênh đầu vào và một bộ phát cho tất cả các kênh. Bộ thu MF số dựa trên cơ sở bộ lọc số. Yêu cầu khả năng nhận biết và phân tích 2 tone từ một tổ hợp đa tần (2 tần số), bỏ qua các tín hiệu ngoài băng tần 4Khz để xác định được các tín hiệu báo hiệu khác nhau để suy ra ý nghĩa của nó. Sau đó, bộ thu sẽ tìm ra tín hiệu có tổ hợp tần số tương ứng gởi đến bộ điều khiển thu phát MF để đưa đến hệ thống điều khiển tổng đài có những xử lý thích hợp. Bộ phát MF có thể thực hiện bằng các tổ hợp tần số được mã hóa và lưu trữ trong ROM và được đọc ra ở các đường vào thời điểm thích hợp. 2.5.4. Các bộ tạo tone và bản tin thông báo a. Sự định tuyến tones và các bản tin thông báo: Tổng đài cần phải báo cho thuê bao về trạng thái cuộc gọi cũng như các tiến trình của nó từ khi bắt đầu đến khi kết thúc. Tức là một thuê bao bình thường muốn trao đổi thông tin thì phải được đáp ứng âm xác nhận yêu cầu hoặc yêu cầu không được chấp thuận và nhiều âm
  31. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - khác nhau trong tiến trình xử lý cuộc gọi như thông báo, trợ giúp Thông thường, thông tin trạng thái có thể nghe thấy được ở dạng tones hoặc lời thoại thông báo. Do đó, mọi thuê bao cũng như các đường trung kế và các đơn vị khác thuộc tổng đài phải được truy nhập đến các bộ tạo tone và thông báo. Hình 2.18. Sự định tuyến cho Tone và bản tin thông báo Để đạt hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cho việc phân phối các âm báo đến từng thuê bao, cần phải phân loại theo chức năng của từng dạng âm mà phân bố vị trí của các bộ tạo âm. Ví dụ: các tình trạng thông thường được báo hiệu bằng các tones, còn các trường hợp đặc biệt thì bằng các bản tin. Trong tổng đài SPC, các bộ âm báo thường được phân bố tại các bộ tập trung thuê bao theo phương pháp 1 đường phân bố tới nhiều đường. Còn bộ lưu trữ bản tin thông báo được phân bố tại khối chuyển mạch chính, vì các bản tin này mang tính chất dịch vụ, ít liên quan đến tiến trình xử lý cuộc gọi. Việc định tuyến cho các âm báo tới các thuê bao được thực hiện bằng luồng số PCM. Như vậy, tại đầu ra của thiết bị tạo âm là các tín hiệu số, mỗi 1 âm báo khác nhau được chứa trong một TS riêng và nó được qua khối chuyển mạch tập trung thuê bao hay khối chuyển mạch nhóm như quá trình chuyển đại tín hiệu thọai. Sự khác biệt ở đây là tín hiệu từ bộ tạo âm phải đảm bảo về độ lớn để nó thực hiện chuyển mạch tới nhiều đầu ra có yêu cầu cùng lúc. Với các bản tin thông báo, thông thường nó được truy cập tới khe thời gian trung gian của khối chuyển mạch chính và được thực hiện chuyển mạch như tín hiệu thọai. b. Các tones xử lý cuộc gọi Trong tổng đài số, có hai cách tạo tones xử lý cuộc gọi để đưa vào đường dẫn thọai, đó là: - Phát liên tục các tones ở dạng tương tự, rồi sau đó đưa qua bộ chuyển đổi A/D. - Phát liên lục các tín hiệu số tương ứng với các tones báo hiệu khác nhau. Phương thức đầu tiên được sử dụng cho các hệ tổng đài trước đây vì nó khai thác thiết bị tạo tones trong tổng đài tương tự mà chưa thay bằng kỹ thuật số được. Sự lai tạp giữa các bộ phát tones cơ-điện tử trong taeng đài điện tử số gây nên sự cồng kềnh về kích thước và kém hiệu quả về mặt kinh tế. Khi kỹ thuật số là phát triển thì phương thức thứ 2 được sử dụng nhiều hơn với các tính năng cao hơn. Các bộ tạo tones phục vụ cho chuyển mạch tập trung thuê bao được yêu cầu trong thời gian đầu trước thiết lập cuộc gọi, còn bộ tạo tone phục vụ chuyển mạch nhóm dùng để mang đáp ứng của thuê bao trong thời gian thiết lập cuộc gọi. c. Bộ tạo tone và các bản tin thông báo
  32. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Dùng kỹ thuật tương tự: Có nhiều loại cấu trúc bộ tạo tone. Với các tổng đài analog thì ta có các bộ tạo tone analog với cấu trúc đơn giản là các bộ tạo dao động với các mạch điều khiển ngắt nhịp khác nhau như rơle hoặc các cổng điện tử. Các tín hiệu báo hiệu này phải được chuyển đổi sang dạng số để chèn vào các khe thời gian trong các tuyến PCM đưa đến các đầu cuối qua trường chuyển mạch. Nhược điểm: Kích thước lớn, cồng kềnh, không kinh tế, không có độ tin cậy cao. Hình 2.19. Sử dụng kỹ thuật tương tự Dùng kỹ thuật số: o Tạo tones: Đối với tổng đài SPC hiện nay thì các bộ tạo âm thường là bộ tạo tone số. Các bộ tạo tone này có khả năng cho ra nhiều loại tone khác nhau. Việc phân biệt cho các loại tone này cho tiến trình xử lý cuộc gọi được thực hiện bằng cách thiết lập các độ dài ngắt nhịp khác nhau cho các tone. Cấu trúc này phụ thuộc vào cách quản lý khác nhau. Các phần tử bộ tạo tone số bao gồm: Các bộ nhớ ROM dùng để lưu trữ các loại tone tương ứng bằng các tín hiệu số, mạch điều khiển tone theo chu kỳ, bộ điều khiển đọc ROM và các thiết bị điều khiển khác. Hình 2.20. Sơ đồ bộ tạo âm báo số
  33. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Các bộ nhớ ROM lưu các loại tones tương ứng đã mã hóa và đọc ra với địa chỉ do bêm chu kỳ xác định. Thời điểm phát tones qua trường chuyển mạch do đơn vị điều khiển điều khiển bộ SELECTOR. Bộ SELECTOR bao gồm các bộ ghép kênh logic số mà chuyển mạch giữa lối vào và lối ra phụ thuộc vào địa chỉ được cung cấp bởi đơn vị điều khiển. Như vậy, các tones khác nhau được số hóa (với tần số lấy mẫu là 8Khz) và nạp vào ROM, sau đó được đọc ra ở thời điểm thích hợp theo yêu cầu của thuê bao. Đối với tín hiệu có chu kỳ thì chỉ cần nạp vào chu kỳ là đủ. Đối với tín hiệu không có chu kỳ thì phải nạp tất cả tín hiệu đó. Điều này làm giảm dung lượng của ROM, do đó, tính kinh tế phương phát này rất cao. Tạo các bản tin thông báo: Một trong khả năng cung cấp dịch vụ của tổng đài SPC là việc cung cấp các bản tin thông báo với những nội dung mang tính chất thông báo chỉ dẫn Các bản tin thông báo được lưu trữ trong các thiết bị băng từ, đĩa từ, bộ nhớ sao cho khả năng truy cập được dễ dàng. Trên thực tế có hai phương pháp lưu trữ sau: - Phương pháp 1: Tất cả các bản tin được số hóa với từng bit nhị phân và ghi vào thiết bị lưu trữ. - Phương pháp 2 : Kiểu của bản tin thông báo có dạng các câu, các tổ hợp chữ cái có chung nhất một âm tiết, các từ vựng chung được ghi vào vi mạch ROM, RAM để truy xuất theo một địa chỉ thích hợp. Phương pháp 1 đơn giản nhưng tốn kém về không gian bộ nhớ, phương pháp 2 kinh tế hơn, nhưng vấn đề điều khiển lại phức tạp hơn rất nhiều. Các bản tin cố định thì có thể lưu vào trong ROM, còn các bản tin có thể thay đổi hoặc các dịch vụ mới thì thường được lưu vào RAM để tăng tính linh họat, thuận tiện trong việc sửa đổi bổ sung.
  34. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Chương 3. TRUYỀN TẢI BÁO HIỆU SỐ 7 QUA MẠNG IP – SIGTRAN 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG Công nghiệp truyền thông đang trải qua một giai đoạn bùng nổ theo hướng hội tụ của các dịch vụ. Dữ liệu đã trở nên có ý nghĩa hơn trong toàn bộ lưu lượng truyền tải trên mạng so với lưu lượng thoại. Các nhà khai thác đang tìm cách kết hợp giữa lưu lượng thoại và lưu lượng dữ liệu, giữa các mạng lõi và các dịch vụ. Trong số các giải pháp công nghệ được lựa chọn, công nghệ IP hiện đang được quan tâm với tư cách là giải pháp hứa hẹn cho hỗ trợ đa phương tiện để xây dựng các dịch vụ tích hợp mới. Hiện nay đang diễn ra sự tích hợp giữa mạng chuyển mạch kênh truyền thống với mạng IP mới. Các nhà khai thác đang thay thế các mạng điện thoại cố định và di động theo kiến trúc toàn IP và có cả hỗ trợ giao thức báo hiệu số 7. Công nhệ IP cho phép các nhà khai thác mạng có thể mở rộng mạng và xây dựng các dịch vụ mới một cách có hiệu quả. Thành phần các dịch vụ bổ sung thông dụng như SMS, góp phần vào sự phát triển nhanh chóng của các mạng báo hiệu. Hình 3.1 Truyền tải báo hiệu đơn giản qua môi trường IP Mạng IP có các ưu điểm nổi bật so với mạng trên cơ sở TDM như sau: . Dễ triển khai: Với việc sử dụng gateway báo hiệu sẽ không cần gỡ bỏ mạng SS7 hiện có và các tính năng nâng cao trong tương lai là “trong suốt”. . Giá thành thiết bị thấp hơn: Không cần đầu tư nhiều đối với các phần tử báo hiệu hiện có.
  35. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - . Hiệu quả tốt hơn: Sử dụng SIGTRAN qua IP không yêu cầu các luồng vật lý E1/T1 qua mạng truyền tải SDH. Sử dụng công nghệ truyền tải IP qua SDH, IP qua cáp quang, có thể đạt thông lượng cao hơn nhiều. . Băng thông cao hơn: Thông tin SIGTRAN qua IP không buộc phải có liên kết như trong SS7 và mạng IP linh động hơn rất nhiều so với mạng TDM. . Các dịch vụ nâng cao: Triển khai mạng lõi IP tạo điều kiện dễ dàng cho sự phát triển hàng loạt các giải pháp mới và các dịch vụ giá trị gia tăng phong phú. Các nhà khai thác mạng đang muốn chuyển dần mạng viễn thông tiến đến kiến trúc mạng IP. Trong khi chưa thể chuyển ngay lên kiến trúc mạng toàn IP thì cả mạng IP và các mạng chuyển mạch kênh truyền thống đều song song tồn tại và cần phải được kết hợp lại vào cơ sở hạ tầng mạng thống nhất. Chắc chắn rằng mạch chuyển mạch kênh sẽ còn tồn tại trong nhiều năm nữa cùng với các dịch vụ IP. Kiến trúc kết hợp có thể là giải pháp tốt nhất cho hầu hết các nhà khai thác vì nó đảm bảo mức độ rủi ro thấp trong quá trình phát triển mạng hiện tại trong khi vẫn cho phép đáp ứng được các dịch vụ mới. Đây là mục đích của nhiều nhóm nghiên cứu chuẩn hóa mà SIGTRAN của IETF là một trong số đó. SIGTRAN đưa ra mô hình kiến trúc cho phép mạng phát triển tiến đến mạng toàn IP. Mô hình kiến trúc này gồm hai thành phần mới: SCTP và một số các giao thức tầng thích ứng người sử dụng (như M2UA, M2PA, M3UA, SUA) – cho phép đáp ứng các phương thức yêu cầu để hội tụ hai mạng này. Hình 3.2. Kiến trúc mạng sử dụng SIGTRAN 3.2. GIỚI THIỆU VỀ SIGTRAN Sigtran là một nhóm công tác thuộc tổ chức chuẩn hóa quốc tế cho lĩnh vực Internet – IETF. Mục đích chính của nhóm là đưa ra giải pháp truyền tải báo hiệu dạng gói trên mạng PSTN qua mạng IP, đảm bảo được các yêu cầu về chức năng và hiệu năng của báo hiệu PSTN. Nhằm phối hợp được với PSTN, các mạng IP cần truyền tải các bản tin báo hiệu như báo hiệu đường ISDN (Q.931) hay SS7 (như ISUP, SCCP, )
  36. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - giữa các nút IP như gateway báo hiệu (SG), bộ điều khiển cổng phương tiện (MGC) và cổng phương tiện (MG) hoặc cơ sở dữ liệu IP. Nhóm công tác Sigtran xác định mục tiêu là: . Các yêu cầu về chức năng và hiệu năng: Nhóm đưa ra một số các luận điểm (trong các RFC) xác định các yêu cầu tính năng và hiệu năng để hỗ trợ báo hiệu qua các mạng IP. Các bản tin báo hiệu (nhất là SS7) có yêu cầu về độ trễ và mất gói rất cao phải được đảm bảo như trong mạng điện thoại hiện tại. . Các vấn đề về truyền tải: Nhóm công tác đã đưa ra RFC định nghĩa các giao thức truyền tải báo hiệu được sử dụng và định nghĩa mới các giao thức truyền tải trên cơ sở các yêu cầu xác định ở trên. Hình 3.3. Mô hình chồng giao thức SIGTRAN SIGTRAN là một tập các tiêu chuẩn mới do IETF đưa ra nhằm cung cấp một mô hình kiến trúc để truyền tải báo hiệu số 7 qua mạng IP. Kiến trúc giao thức SIGTRAN được định nghĩa gồm ba thành phần chính (Hình 3.3): . Chuẩn IP. . Giao thức truyền tải báo hiệu chung SCTP: Giao thức hỗ trợ một tập chung các tính năng truyền tải tin cậy cho việc truyền tải báo hiệu. Đặc biệt, SCTP là một giao thức truyền tải mới do IETF đưa ra. . Các phân lớp thích ứng: Hỗ trợ các hàm nguyên thủy xác định được yêu cầu bởi một giao thức ứng dụng báo hiệu riêng. Một vài giao thức phân lớp thích ứng mới được định nghĩa bởi IETF như: M2UA, M2PA, M3UA, SUA. 3.3. ĐỘNG LỰC PHÁT TRIỂN GIAO THỨC TRUYỀN TẢI MỚI Như chúng ta đã biết, giao thức truyền tải dữ liệu tin cậy chính đi kèm giao thức IP thường là TCP. Tuy nhiên, do TCP ra đời đã khá lâu và được thiết kế theo kiểu giao thức hướng gói nên TCP cũng gặp một số hạn chế khi sử dụng cho những ứng dụng
  37. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - mới. Với số lượng ứng dụng mới đang tăng lên ngày càng nhiều hiện nay đã cho thấy TCP có quá nhiều hạn chế. Các vấn đề giới hạn của TCP thể hiện gồm: . Cơ chế tin cậy: TCP cung cấp cả hai kiểu chuyển giao dữ liệu là cơ chế hỏi đáp và cơ chế tuần tự. Một vài ứng dụng yêu cầu chuyển giao thông tin tin cậy mà không cần duy trì thứ tự gói tin, trong khi một số khác lại yêu cầu đáp ứng cả về thứ tự của gói dữ liệu. Đối với TCP, cả hai trường hợp này đều gặp phải hiện tượng “nghẽn đầu dòng” gây nên các trễ không cần thiết. . Vấn đề thời gian thực: Cơ chế hỏi đáp trong TCP yêu cầu có một độ trễ để xác nhận gói tin, điều này làm cho TCP không đáp ứng được các ứng dụng thời gian thực. . Các vấn đề bảo mật: TCP rất dễ bị tấn công do cơ chế bảo mật trong TCP không cao. Những giới hạn đề cập trên đây của TCP là rất đáng phải quan tâm khi muốn truyền báo hiệu số 7 qua mạng IP và do đó, đây là một động lực trực tiếp cho sự ra đời của giao thức SCTP – một giao thức truyền tải mới của SIGTRAN. SCTP không chỉ giải quyết được vấn đề truyền tải báo hiệu trong SIGTRAN mà còn có khả năng đáp ứng cho nhiều ứng dụng khác. 3.4. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN LUỒNG TRUYỀN TẢI – SCTP SCTP là một giao thức truyền tải qua IP mới, tồn tại đồng mức với TCP và UDP. SCTP hiện cung cấp các chức năng tầng truyền tải cho nhiều ứng dụng trên cơ sở Internet. SCTP được IETF đưa ra và đặc tả trong RFC 2960. 3.4.1. Tổng quan về kiến trúc của SCTP Về kiến trúc, SCTP nằm giữa tầng tương thích người dùng SCTP và tầng mạng chuyển gói phi kết nối như IP, Dịch vụ cơ bản của SCTP là chuyển giao tin cậy các bản tin của người dùng giữa các người dùng SCTP đồng mức. SCTP là giao thức hướng kết nối vì vậy, SCTP thiết lập kết nối giữa hai điểm đầu cuối (gọi là liên hệ trong phiên SCTP) trước khi truyền dữ liệu người dùng của nó. 3.4.2. Tổng quan về chức năng của SCTP Dịch vụ truyền tải SCTP có thể được phân thành một số chức năng. Các chức năng này được mô tả như sau (Hình 3.5): . Thiết lập và hủy bỏ liên kết: Một liên hệ được tạo ra bởi một yêu cầu từ người dùng SCTP. Cơ chế cookie được dùng trong quá trình khởi tạo để cung cấp sự hỗ trợ bảo vệ chống lại sự tấn công.
  38. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - . Phân phối tuần tự theo các luồng: Người dùng SCTP có thể xác định số lượng các luồng được hỗ trợ trong liên hệ tại thời điểm thiết lập liên hệ đó. . Phân mảnh dữ liệu người dùng: SCTP hỗ trợ phân mảnh và tái hợp các bản tin dữ liệu người dùng để đảm bảo cho các gói tin SCTP truyền xuống các tầng thấp hơn phù hợp với MTU. . Phát hiện và tránh tắc nghẽn: SCTP gán cho mỗi bản tin dữ liệu người dùng (được phân mảnh hoặc không) một số tuần tự truyền dẫn (TSN). Đầu cuối thu sẽ xác nhận toàn bộ các TSN và ngắt đoạn (nếu có) thu được. . Chunk bundling: Gói tin SCTP được phân phối đến tầng thấp hơn bao gồm hai thành phần là tiêu đề chung và theo sau là một hoặc nhiều chunk. Hình vẽ sau đây mô tả kiến trúc chung của một gói SCTP: Hình 3.4. Cấu trúc gói SCTP . Hợp thức hóa gói tin: Trường Tag là bắt buộc và 32 bit của trường CheckSum nằm trong tiêu đề của SCTP. . Quản lý tuyến: Chức năng quản lý tuyến SCTP chọn địa chỉ truyền tải đích cho mỗi gói tin SCTP đầu ra trên cơ sở chỉ dẫn của người dùng SCTP và trạng thái hiện thời của các địa chỉ đích hiện tại.
  39. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 3.5. Các chức năng SCTP 3.4.3. Khuôn dạng tiêu đề chung của SCTP Hình vẽ sau đây mô tả khuôn dạng chung của tiêu đề gói tin SCTP: Hình 3.6. Khuôn dạng tiêu đề SCTP . Trường số thứ tự cổng nguồn/đích: 16 bít. Chỉ thị số thứ tự cổng của SCTP gửi/nhận. . Trường Tag: 32 bít. Phía thu sử dụng trường này để xác nhận với phía gửi về gói tin SCTP này. . Trường CheckSum: 32 bit. Chứa tổng kiểm tra của gói tin SCTP. SCTP sử dụng thuật toán Adler-32 để tính toán tổng kiểm tra. 3.5. M2PA M2PA định nghĩa giao thức hỗ trợ truyền tải các bản tin MTP3 của SS7 qua IP sử dụng các dịch vụ của SCTP. M2PA cho phép quản lý các bản tin MTP3 và khả năng
  40. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - quản lý mạng giữa hai nút SS7 bất kỳ truyền thông với nhau thông qua mạng IP. M2PA hỗ trợ: . Hoạt động của các thực thể giao thức MTP3 đồng mức qua kết nối mạng IP. . Ranh giới giao tiếp MTP2/MTP3, quản lý các liên hệ truyền tải SCTP và lưu lượng liên kết MTP2. . Thông báo không đồng bộ để quản lý sự thay đổi trạng thái. Đặc tả MTP yêu cầu mỗi nút có tầng MTP3 phải có một mã điểm SS7. Vì vậy, mỗi điểm báo hiệu IP cũng cần phải có mã điểm SS7 của nó. Hình 3.7. Vai trò và vị trí của M2PA Hình 3.8. Vai trò và vị trí M2PA trong mạng toàn IP Hình 3.7 mô tả một điểm báo hiệu SS7 kết nối thông qua một SG, được trang bị hỗ trợ cho cả mạng SS7 và IP, kết nối đến một điểm báo hiệu IP. Hình 3.8 là một ví dụ khác, trong đó MTP3 được thích ứng với lớp SCTP nhờ sử dụng M2PA trong kiến trúc toàn IP.
  41. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Ở đây, các điểm báo hiệu IP MTP3 sử dụng lớp M2PA bên dưới nó thay cho MTP2. Giao tiếp giữa hai lớp – MTP3 hoặc M2PA được định nghĩa bởi cùng các hàm nguyên thuỷ như trong giao tiếp MTP3/MTP2. M2PA thực hiện các chức năng tương tự như MTP2. 3.6. M2UA M2UA định nghĩa một giao thức để truyền tải các bản tin báo hiệu của ứng dụng MTP2 SS7 (ví dụ MTP3) qua IP sử dụng SCTP. Chỉ có ứng dụng của MTP2 là MTP3. M2UA cung cấp sự hỗ trợ cho: . Ranh giới giao tiếp giữa MTP2/MTP3. . Truyền thông giữa các modul quản lý tầng. . Hỗ trợ cho quản lý các association tích cực. Hình 3.9. Vai trò và vị trí của M2UA SG mong muốn nhận được báo hiệu SS7 qua một thiết bị kết cuối mạng SS7 chuẩn, sử dụng MTP SS7 để cung cấp truyền tải các bản tin báo hiệu SS7 đến và từ một điểm dầu cuối báo hiệu SS7. Sau đó, SG cung cấp sự phối hợp hoạt động giữa các chức năng truyền tải với IP SIGTRAN nhằm truyền tải các bản tin báo hiệu MTP3 đến điểm báo hiệu IP của MTP3 sử dụng MTP2 của SG với tư cách là tầng thấp hơn của nó để sử dụng các hàm nguyên thủy tương ứng được định nghĩa giữa các tầng. Truyền thông MTP3/MTP2 được định nghĩa là các bản tin M2UA và gửi qua kết nối IP. 3.7. SO SÁNH M2PA VÀ M2UA Hình 3.7 và 3.9 minh họa một kiến trúc để mô tả sự khác nhau giữa hai giao thức. Bảng 2.1. So sánh M2PA và M2UA
  42. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Đặc điểm so sánh M2PA M2UA Bản tin dữ liệu MTP3 Truyền tải bản tin MTP3 Giao tiếp với MTP3 Đưa ra giao diện phía trên với MTP3 Điểm báo hiệu IP truyền tải các Điểm báo hiệu IP xử lý các hàm nguyên thủy MTP3 đến Các hàm nguyên thủy hàm nguyên thủy MTP3 MTP2 đến SG của MTP2 để xử đến MTP2 lý (thông qua chức năng phối hợp hoạt động) Kết nối điểm báo hiệu IP và SG Kết nối điểm báo hiệu IP không phải là kết nối báo hiệu số Kiểu liên kết với SG là liên kết báo hiệu 7. Nó là mở rộng của MTP2 đến SS7 một node từ xa. SG là một node SS7 và có SG không phải là một node SS7 Mã điểm mã điểm và không có mã điểm SG có các tầng SS7 cao hơn SG không có tầng SS7 cao hơn vì Các tầng cao hơn như SCCP, nó không có MTP3 Các thủ tục quản lý dựa vào Sử dụng các thủ tục quản lý của Quản lý MTP3 M2UA 3.8. M3UA M3UA định nghĩa giao thức hỗ trợ truyền tải báo hiệu người dùng MTP3 (ví dụ như các bản tin ISUP/SCCP, ) qua IP sử dụng các dịch vụ của SCTP. Giao thức này thường được dùng giữa một SG và một MGC hoặc cơ sở dữ liệu thường trú IP. M3UA thích hợp với việc chuyển giao các bản tin của bất kỳ phần người dùng MTP3 nào. Danh sách các giao thức này là không giới hạn và bao gồm ISUP, SCCP và TUP. Chú ý rằng các bản tin của giao thức TCAP và RANAP được M3UA truyền tải trong suốt dưới dạng tải SCCP bởi vì đó là các giao thức người dùng của SCCP. Tầng M3UA cung cấp một tập các hàm nguyên thủy tương đương tại tầng trên của nó đến các người dùng MTP3 giống như MTP3 cung cấp cho các người dùng của nó tại các đầu cuối báo hiệu số 7. Theo cách này, tầng ISUP và/hoặc SCCP không biết được rằng các dịch vụ MTP3 yêu cầu được cung cấp từ xa bởi tầng MTP3 ở SG hay là bởi chính tầng MTP3 dưới nó. Tầng MTP3 tại một SG cũng có thể không biết được rằng người dùng của nó thực ra là người dùng trên nó hay là thành phần người dùng từ xa qua M3UA. Thực tế thì M3UA mở rộng truy nhập đến các dịch vụ MTP3 thành ứng dụng trên cơ sở IP từ xa.
  43. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 3.10. Vai trò và vị trí của M3UA ASP – MGC, IP SCP hay IP HLR Ví dụ, hình 3.10 mô tả một SG chứa một thực thể của tầng giao thức SS7 SCCP thực hiện chức năng biên dịch tiêu đề toàn cục SCCP (GTT) đối với các bản tin đánh địa chỉ đến SG SCCP. Nếu kết quả của GTT cho một mã điểm SS7 đích (DPC) hoặc DPC/địa chỉ số phân hệ (SSN) của một SCCP đồng mức đặt trong miền IP, kết quả là yêu cầu gửi đến M3UA để định tuyến ra ngoài đến IP đích sử dụng các dịch vụ của tầng SCTP/IP. Hình 3.11 là ví dụ trong mạng toàn IP, các bản tin SCCP được trao đổi trực tiếp giữa hai điểm báo hiệu IP bằng các thực thể giao thức người dùng SCCP như RANAP hoặc TCAP. Ở đây không có kết nối với mạng SS7 do đó không quan tâm đến thông tin quản lý trạng thái mạng MTP3 cho SCCP và các giao thức người dùng SCCP.
  44. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 3.11. Vai trò và vị trí của M3UA trong kiến trúc toàn IP 3.9. SUA Hình 3.12. Vai trò và vị trí của SUA SUA định nghĩa giao thức truyền tải báo hiệu người dùng SCCP SS7 (ví dụ như RANAP, TCAP, ) qua mạng IP sử dụng các dịch vụ của SCTP. Giao thức này được thiết kế dạng modul hóa và đối xứng nên cho phép làm việc được trong các kiến trúc khác nhau như kiến trúc một SG đến điểm báo hiệu IP cũng như kiến trúc điểm đầu cuối báo hiệu IP đồng mức. SUA hỗ trợ các chức năng sau: . Chuyển giao các bản tin phần người dùng SCCP (TCAP, RANAP, ). . Dịch vụ phi kết nối SCCP. . Dịch vụ hướng kết nối SCCP.
  45. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - . Quản lý các liên hệ truyền tải SCTP giữa các SG và một hay nhiều nút báo hiệu IP. . Các nút báo hiệu IP phân tán. . Thông báo không đồng bộ để quản lý sự thay đổi trạng thái. ASP-MGC, IP SCP hoặc IP HLR Trong kiến trúc này, các tầng SUA và SCCP giao tiếp trong SG. Nhu cầu của chúng là phối hợp giữa các tầng SCCP và SUA để cung cấp ranh giới chuyển giao các bản tin người dùng và bản tin quản lý. Đối với bản tin đến ASP, có hai trường hợp: . SG là điểm đầu cuối: Trong trường hợp này, các bản tin SCCP phi kết nối được định tuyến theo mã điểm và SSN. Phân hệ xác định bởi SSN và phía ngoài mạng SS7 được xem như thuộc SG. Điều này nghĩa là nhìn từ điểm SS7, người dùng SCCP được đặt tại SG. . SG là điểm chuyển tiếp: Một GTT phải được thực hiện tại SG trước khi có thể xác định được đích của bản tin. Vị trí thực tế của người dùng SCCP không liên quan đến mạng SS7. Trong kiến trúc toàn IP có thể dùng cho một giao thức sử dụng các dịch vụ truyền tải của SCCP trong một mạng toàn IP. Điều này cho phép các mạng phát triển linh động hơn, đặc biệt là khi không cần tương tác giữa các báo hiệu hiện thời. Hình 3.13 mô tả trường hợp này. Hình 3.13. Vai trò và vị trí của SUA trong kiến trúc toàn IP
  46. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 3.10. SO SÁNH M3UA VÀ SUA Nhìn chung, chồng giao thức sử dụng SUA là không phức tạp và hiệu quả hơn so với chồng giao thức sử dụng SCCP và M3UA. Bởi vậy, SUA có thể nâng cao hiệu quả của mạng lõi và có thể cung cấp các phương tiện để triển khai dễ dàng hơn. Bảng 2.2. So sánh giữa M3UA và SUA M3UA SUA Yêu cầu điểm báo hiệu để hỗ trợ cho các ứng dụng khác nhau của Vấn đề là không được hỗ trợ khi SCCP SCCP khi phải phối hợp với các dùng SUA. hệ thống quốc gia khác nhau. Ít nhất có một giao thức tầng trên. Giảm độ phức tạp của nút Độ phức tạp M3UA cần các dịch vụ SCCP. mạng (trong triển khai cũng như trong triển khai trong quản lý), do đó, giảm chi phí. Trong M3UA, các bản tin được SUA cho phép mạng IP định Về mặt định điều khiển từ mà điểm đến mã tuyến bản tin theo thông tin tuyến điểm. trường tiêu đề toàn cục. Để sử dụng M3UA, mỗi nút IP Sử dụng SUA, mỗi nút IP không Về mặt địa chỉ cần được gán cả mã điểm và địa cần có mã điểm. chỉ IP. Các dịch vụ Có hỗ trợ. Không thể hỗ trợ được. ISUP
  47. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Chương 4. CÁC GIAO THỨC BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN NGANG HÀNG 4.1. GIAO THỨC KHỞI TẠO PHIÊN SIP 4.1.1. Các đặc điểm và chức năng của SIP 4.1.1.1. Các đặc điểm Theo định nghĩa của IETF, “Giao thức khởi tạo phiên” SIP (Session Initiation Protocol) là “giao thức báo hiệu lớp ứng dụng mô tả việc khởi tạo, thay đổi và giải phóng các phiên kết nối tương tác đa phương tiện giữa những người sử dụng”. SIP có thể sử dụng cho rất nhiều dịch vụ khác nhau trong mạng IP như dịch vụ thông điệp thoại, hội nghị thoại, E-mail, dạy học từ xa, quảng bá (MPEG, MP3 ), truy nhập HTML, XML, hội nghị video SIP dựa trên ý tưởng và cấu trúc của HTTP (HyperText Transfer Protocol) - giao thức trao đổi thông tin của World Wide Web. Nó được định nghĩa như một giao thức Client-Server, trong đó các yêu cầu được chủ gọi (Client) đưa ra và bên bị gọi (Server) trả lời. SIP sử dụng một số kiểu bản tin và các trường mào đầu của HTTP, xác định nội dung luồng thông tin theo mào đầu thực thể (mô tả nội dung - kiểu loại) và cho phép xác nhận các phương pháp sử dụng giống nhau được sử dụng trên Web. Kinh nghiệm trong sử dụng các giao thức Internet mail (SMTP) đã cung cấp rất nhiều cho việc phát triển SIP, trong đó tập trung vào khả năng thích ứng của báo hiệu trong tương lai. SIP định nghĩa các bản tin INVITE và ACK giống như bản tin Setup và Connect trong H.225, trong đó cả hai đều định nghĩa quá trình mở một kênh đáng tin cậy mà thông qua đó cuộc gọi có thể đi qua. Tuy nhiên khác với H.225, độ tin cậy của kênh này không phụ thuộc vào TCP. Việc tích hợp độ tin cậy vào lớp ứng dụng này cho phép kết hợp một cách chặt chẽ các giá trị điều chỉnh để ứng dụng, có thể tối ưu hoá VoIP. Cuối cùng, SIP dựa vào giao thức mô tả phiên SDP, một tiêu chuẩn khác của IETF, để thực hiện sự sắp xếp tương tự theo cơ cấu chuyển đổi dung lượng của H.245. SDP được dùng để nhận dạng mã tổng đài trong những cuộc gọi sử dụng một mô tả nguyên bản đơn. SDP cũng được sử dụng để chuyển các phần tử thông tin của giao thức báo hiệu thời gian thực RTSP để sắp xếp các tham số hội nghị đa điểm và định nghĩa khuôn dạng chung cho nhiều loại thông tin khi được chuyển trong SIP. Giao thức SIP được thiết kế với những tiêu chí hỗ trợ tối đa cho các giao thức khác đã ra đời trước đó. Giao thức SIP nó được tích hợp với các giao thức đã có của
  48. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - tổ chức IETF, nó có khả năng mở rộng, hỗ trợ đầu cuối và với SIP thì việc cung cấp dịch vụ mới trở nên dễ dàng và nhanh chóng khi triển khai. SIP có 5 tính năng sau: . Tích hợp với các giao thức đã có của IETF. . Đơn giản và có khả năng mở rộng. . Hỗ trợ tối đa sự di động của đầu cuối. . Dễ dàng tạo tính năng mới cho dịch vụ và dịch vụ mới. . Khả năng liên kết hoạt động với mạng điện thoại hiện tại. 4.1.1.2. Các chức năng SIP là một giao thức điều khiển lớp ứng dụng mà nó có thể thiết lập, sửa đổi và kết thúc các phiên truyền thông đa phương tiện (các hội nghị) hay các cuộc gọi điện thoại qua Internet. SIP có thể mời các thành viên tham gia vào các phiên truyền thông đơn hướng hoặc đa hướng; bên khởi tạo phiên không nhất thiết phải là thành viên của phiên đó. Phương tiện và các thành viên có thể được bổ sung vào một phiên đang tồn tại. SIP hỗ trợ việc ánh xạ tên và các dịch vụ chuyển tiếp một cách trong suốt, vì thế nó cho phép thực hiện các dịch vụ thuê bao điện thoại của mạng thông minh và mạng ISDN. Những tiện ích này cũng cho phép thực hiện các dịch vụ của các thuê bao di động. SIP hỗ trợ 5 khía cạnh của việc thiết lập và kết thúc các truyền thông đa phương tiện sau: . Định vị người dùng (User location): xác định hệ thống đầu cuối được sử dụng trong truyền thông. . Các khả năng người dùng (User capabilities): xác định phương tiện và các thông số phương tiện được sử dụng. . Tính khả dụng người dùng (User Availability): xác định sự sẵn sàng của bên được gọi để tiến hành truyền thông. . Thiết lập cuộc gọi (Call setup): “đổ chuông”, thiết lập các thông số của cuộc gọi tại cả hai phía bị gọi và chủ gọi. . Xử lý cuộc gọi (Call handling): bao gồm chuyển tải và kết thúc cuộc gọi. 4.1.2. Các khái niệm và các thành phần của hệ thống SIP 4.1.2.1. Các khái niệm
  49. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Phần này đưa ra một số thuật ngữ liên quan đến các quy tắc được sử dụng bởi các thành viên trong các truyền thông SIP: Call: Một cuộc gọi bao gồm tất cả các thành viên sử dụng một tài nguyên chung trong một hội nghị. Một cuộc gọi SIP được nhận dạng bởi một nhận dạng cuộc gọi (call – ID) duy nhất. Do đó, một ví dụ là nếu một người sử dụng được mời vào phiên truyền thông đa hướng bởi đồng thời một vài người, thì mỗi một lời mời này sẽ là một cuộc gọi duy nhất. Call leg: Một call leg được nhận dạng bằng sự kết hợp của trường mào đầu Call – ID và địa chỉ xác định, thẻ của các trường mào đầu “To” và “From”. Client: là một chương trình ứng dụng gửi các yêu cầu SIP. Các Client có thể hoặc không thể tương tác một cách trực tiếp với một người sử dụng. Các User agent (UA) và các Proxy chứa các client (và các Server). Conference (hội nghị): là một phiên truyền thông đa phương tiện được nhận biết bởi một sự mô tả phiên chung. Một hội nghị có thể không có hoặc có nhiều thành viên và bao gồm những trường hợp của một hội nghị đa phương, hội nghị nhiều mắt lưới (full – mesh) và một “cuộc gọi điện thoại” hai bên, cũng như các hỗn hợp của các trường hợp này. Bao nhiêu cuộc gọi cũng có thể được sử dụng để tạo ra một hội nghị. Downstream (luồng xuống): gồm các yêu cầu được gửi trực tiếp từ phía chủ gọi đến phía bị gọi (nghĩa là từ UA Client đến UA Server). Final response (phúc đáp cuối cùng): là một phúc đáp kết thúc một phiên giao dịch SIP, trái lại một phúc đáp tạm thời không kết thúc một phiên giao dịch SIP. Tất cả các phúc đáp: 2xx, 3xx, 4xx, 5xx và 6xx đều là các phúc đáp cuối cùng. Initiator, calling party, caller (Bên khởi tạo, bên đang gọi, người gọi): Là bên khởi tạo một lời mời phiên. Chú ý rằng bên đang gọi không phải là bên tạo ra hội nghị. Invitation (lời mời): Là một yêu cầu được gửi đến một người sử dụng (hay một dịch vụ) để yêu cầu tham gia vào một phiên. Một lời mời SIP thành công gồm 2 giao dịch: một yêu cầu INVITE được theo sau bởi một yêu cầu ACK. Invitee, invited user, called party, callee (bên được mời, người bị gọi): Là người hay dịch vụ mà bên đang gọi đang mời tham gia vào một hội nghị. Yêu cầu hay phúc đáp đồng hình: Hai yêu cầu hoặc hai phúc đáp được định nghĩa là đồng hình theo các ý đồ của tài liệu này nếu chúng có cùng các giá trị trong các trường mào đầu của Call – ID, To, From và Cseq. Thêm vào đó, các yêu cầu
  50. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - đồng hình phải có cùng Request – URI và cùng thông số nhánh trong trường mào đầu Via của chúng. Location server (máy chủ định vị): chi tiết ở phần dịch vụ định vị. Location service (dịch vụ định vị): Một dịch vụ định vị được sử dụng bởi một SIP redirect hay proxy server để có được thông tin về các vị trí có thể có của người bị gọi. Các ví dụ về các tài nguyên của thông tin định vị gồm các đăng ký SIP, các cơ sở dữ liệu hay các giao thức đăng ký di động. Các dịch vụ định vị được đưa ra bởi các máy chủ định vị. Các máy chủ định vị có thể là một phần của một máy chủ SIP, nhưng cách thức mà một máy chủ SIP yêu cầu các dịch vụ định vị nằm ngoài phạm vi của tài liệu này. Outbound proxy: Là một proxy nằm gần nơi tạo ra các yêu cầu. Nó nhận tất cả các yêu cầu đi ra từ một UAC cụ thể, các Request – URL của các yêu cầu này nhận dạng một host không phải là outbound proxy. Sau bất kỳ một xử lý cục bộ nào, outbound proxy sẽ gửi những yêu cầu này đến các địa chỉ được chỉ ra trong Request – URL. (Tất cả các proxy server khác đều được xem xét một cách đơn giản như là các proxy, chứ không phải là các inbound proxy). Parallel search (tìm kiếm song song): Trong một tìm kiếm song song, một proxy đưa ra một vài yêu cầu đến các vị trí có thể có của người sử dụng trong khi nhận một yêu cầu đầu vào. Hơn là đưa ra một yêu cầu và sau đó đợi cho đến khi nhận được phúc đáp cuối cùng trước khi đưa ra một yêu cầu kế tiếp như trong một tìm kiếm tuần tự, một tìm kiếm song song đưa ra các yêu cầu mà không cần đợi kết quả của các yêu cầu trước đó. Provisional response (phúc đáp tạm thời): Là một phúc đáp được sử dụng bởi máy chủ để chỉ thị tiến trình nhưng nó không kết thúc một giao dịch SIP. Phúc đáp 1xx là phúc đáp tạm thời, các phúc đáp khác là các phúc đáp cuối cùng. Proxy, proxy server: Là một chương trình trung gian hoạt động cả như là một máy chủ và một máy khách cho mục đích tạo ra các yêu cầu với tư cách của các máy khách khác. Các yêu cầu được cung cấp một cách nội bộ hoặc đưa chúng qua các máy chủ khác sau những biên dịch cần thiết. Một proxy biên dịch và nếu cần thiết nó ghi lại một bản tin yêu cầu trước khi chuyển tiếp bản tin đó. Ví dụ, các proxy server được sử dụng để định tuyến các yêu cầu, thực thi các chính sách, điều khiển các tường lửa. Redirect server: Một redirect server là một máy chủ mà nó nhận một yêu cầu SIP, ánh xạ địa chỉ hiện có thành một số địa chỉ mới và gửi trả lại các địa chỉ này cho máy khách. Không giống như một proxy server, nó không khai báo yêu cầu SIP
  51. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - của bản thân nó. Không giống như một UA Server, nó không chấp nhận các cuộc gọi. Registrar (trạm đăng ký): Một trạm đăng ký là một máy chủ mà nó nhận các yêu cầu REGISTER. Một trạm đăng ký được định vị chung với một proxy hoặc redirect server và có thể tạo ra sẵn sàng thông tin của nó thông qua máy chủ định vị (location server). Ringback (hồi âm chuông): Hồi âm chuông là chuông báo hiệu được tạo ra bởi ứng dụng của máy khách phía gọi để chỉ ra rằng bên bị gọi đang được thông báo (đổ chuông). Server (máy chủ): Một máy chủ là một chương trình ứng dụng mà nó nhận các yêu cầu để xử lý và gửi trả lại các đáp ứng cho những yêu cầu đó. Các máy chủ là các proxy, redirect, UAS hoặc registrar. Session (phiên): Từ định nghĩa SDP: “Một phiên truyền thông đa phương tiện là một tập các phía gửi và nhận đa phương tiện và các luồng dữ liệu từ phía gửi đến phía nhận. Một hội nghị đa phương tiện là một ví dụ của một phiên truyền thông đa phương tiện.” Như được định nghĩa, một bên bị gọi có thể được mời tham gia cùng 1 phiên một vài lần bởi các cuộc gọi khác nhau. Nếu SDP được sử dụng, một phiên được định nghĩa bằng sự ghép nối của các phần tử: tên người dùng, ID của phiên, kiểu mạng, kiểu địa chỉ và địa chỉ trong các trường gốc. (SIP) transaction (giao dịch SIP): Một giao dịch SIP xuất hiện giữa một máy khách và một máy chủ và bao gồm tất cả các bản tin từ yêu cầu đầu tiên được gửi từ máy khách đến máy chủ cho đến phúc đáp cuối cùng được gửi từ máy chủ về máy khách. Một giao dịch được nhận biết bởi chuỗi số Cseq trong một call leg đơn lẻ. Yêu cầu ACK có cùng chuỗi số Cseq với yêu cầu INVITE tương ứng, nhưng bao gồm một giao dịch của riêng nó. Stateless Proxy (proxy phi trạng thái): Là một thực thể logic mà nó không duy trì trạng thái của một phiên giao dịch SIP. Một proxy phi trạng thái chuyển tiếp tất cả các yêu cầu nó nhận ở đường xuống và tất cả các phúc đáp nó nhận ở đường lên. Stateful Proxy (proxy trạng thái): Là một thực thể logic duy trì thông tin trạng thái của ít nhất một giao dịch SIP. Upstream (đường lên): Các phúc đáp được gửi trực tiếp từ máy chủ UA đến máy khách UA. URL – encoded (mã URL): Là một chuỗi ký tự được mã hoá theo RFC 1738.
  52. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - User agent client (UAC): Một UAC là một ứng dụng khách khởi đầu một yêu cầu SIP User agent server (UAS): Một UAS là một ứng dụng chủ mà nó giao tiếp với người sử dụng khi một yêu cầu SIP được nhận và nó gửi trả lại một phúc đáp cho người sử dụng đó. Phúc đáp đó chấp nhận, từ chối hoặc chuyển tiếp yêu cầu đó. User agent (UA): Một ứng dụng hoạt động cả như UAC và UAS. Các Proxy, Redirect, Location và Registrar Server được định nghĩa ở trên là các thực thể logic; các sự thực thi có thể kết hợp chúng thành một chương trình ứng dụng đơn nhất. Các thuộc tính của các kiểu máy chủ SIP khác nhau được cho trong bảng 4.1. Bảng 4.1. Các thuộc tính của các kiểu máy chủ SIP khác nhau 4.1.2.2. Các thành phần của hệ thống SIP Xét trên quan điểm Client / Server, các thành phần chính của một hệ thống SIP bao gồm (Hình 4.1): . Đầu cuối SIP (UAC/UAS). . Proxy server. . Location server. . Redirect server. . Registrar server.
  53. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Hình 4.1. Cấu trúc của hệ thống SIP User Agent là thiết bị đầu cuối trong mạng SIP, nó có thể là một máy điện thoại SIP hay một máy tính chạy phần mềm đầu cuối SIP. UA có thể khởi tạo, thay đổi hay giải phóng cuộc gọi. Trong đó phân biệt hai loại UA: UAC (User Agent Client) và UAS (User Agent Server). UAC là một thực thể thực hiện việc khởi tạo một cuộc gọi còn UAS là một thực thể thực hiện việc nhận cuộc gọi. Nhưng cả UAC và UAS đều có thể giải phóng cuộc gọi. Proxy Server là phần mềm trung gian hoạt động cả như Server và cả như Client để thực hiện các yêu cầu thay thế cho các đầu cuối khác. Tất cả các yêu cầu được xử lý tại chỗ bởi Proxy Server (nếu có thể) hoặc nó chuyển đến cho các máy chủ khác. Trong trường hợp Proxy Server không trực tiếp đáp ứng các yêu cầu này thì Proxy Server sẽ thực hiện khâu chuyển đổi hoặc dịch sang khuôn dạng thích hợp trước khi chuyển đi. Location Server là phần mềm định vị thuê bao, cung cấp thông tin về những vị trí có thể của phía bị gọi cho các phần mềm Proxy Server và Redirect Server. Redirect Server là phần mềm nhận yêu cầu SIP và chuyển đổi địa chỉ SIP sang một số địa chỉ khác và gửi lại những địa chỉ này cho đầu cuối. Không giống như Proxy Server, Redirect Server không bao giờ hoạt động như một đầu cuối, tức là không gửi đi bất cứ một yêu cầu nào. Redirect Server cũng không thực hiện việc chấp nhận hay huỷ cuộc gọi. Registrar Server là phần mềm nhận các yêu cầu đăng ký Register. Trong nhiều trường hợp Registrar Server đảm nhiệm luôn một số chức năng an ninh như xác nhận người sử dụng. Thông thường Registrar Server được cài đặt cùng với Proxy hoặc Redirect Server hoặc cung cấp dịch vụ định vị thuê bao. Mỗi lần đầu cuối được bật
  54. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - lên (thí dụ máy điện thoại hoặc phần mềm SIP) thì đầu cuối lại đăng ký với Server. Nếu đầu cuối cần thông báo với Server về địa điểm của mình thì bản tin Register được gửi đi. Nói chung các đầu cuối đều thực hiện việc đăng ký lại một cách định kỳ. 4.1.3. Khái quát về hoạt động của SIP Trong hội thoại SIP, mỗi bên tham gia (bên chủ gọi và bên bị gọi) được gắn một địa chỉ SIP hay còn gọi là SIP URL. Người sử dụng phải đăng ký vị trí của họ với SIP Server. Để tạo một cuộc gọi SIP, phía chủ gọi định vị tới máy phục vụ thích ứng và sau đó gửi một yêu cầu SIP. Hoạt động SIP thường xuyên nhất là lời mời các thành viên tham gia hội thoại. Thành phần Register đóng vai trò tiếp nhận các yêu cầu đăng ký từ UA và lưu trữ các thông tin này tại một dịch vụ phi SIP (Non-SIP). 4.1.3.1. Địa chỉ SIP Các đối tượng được đánh địa chỉ bởi SIP là các người sử dụng tại các trạm, những người sử dụng này dược định danh bằng một SIP URL. SIP URL có dạng user@host. Phần user là một tên của người sử dụng hay tên của một máy điện thoại. Phần host có thể là một tên miền hoặc một địa chỉ mạng. SIP URL được dùng trong các bản tin SIP để thông báo về nơi gửi (From), đích hiện thời (Request URI) và nơi nhận cuối cùng (To) của một yêu cầu SIP và chỉ rõ địa chỉ gián tiếp. Một SIP URL có thể gắn vào một trang Web hoặc những siêu liên kết (Hyperlink) khác để thông báo rằng người dùng hoặc dịch vụ có thể gọi thông qua SIP. Một địa chỉ SIP URL có thể chỉ rõ một cá nhân (có thể được định vị tại một trong các hệ thống đầu cuối), người khả dụng đầu tiên từ một nhóm các cá nhân hoặc toàn bộ một nhóm. Ví dụ, khuôn dạng địa chỉ: sip: sales@example.com nói chung là không đủ để quyết định mục đích của người gọi. 4.1.3.2. Quá trình định vị tới máy chủ SIP Khi một Client muốn gửi đi một yêu cầu, Client sẽ gửi bản tin yêu cầu đó tới SIP Proxy Server (như trong HTTP), hoặc tới địa chỉ IP và cổng tương ứng trong địa chỉ của yêu cầu SIP (Request-URI). Trường hợp đầu, yêu cầu được gửi tới SIP Proxy Server không phụ thuộc vào địa chỉ của yêu cầu đó là như thế nào. Với trường hợp sau, Client phải xác định giao thức, cổng và địa chỉ IP của Server mà yêu cầu được gửi đến. Một Client thực hiện các bước tiếp theo để có được những thông tin này. Tại mỗi bước, trừ các trạng thái khác, Client cố gắng liên lạc với Server theo số cổng được chỉ ra trong địa chỉ yêu cầu SIP (Request-URI). Nếu không có số cổng nào chỉ ra trong Request-URI, Client sẽ sử dụng địa chỉ cổng mặc định là 5060. Nếu Request-URI chỉ
  55. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - rõ là sử dụng giao thức TCP hay UDP, Client sẽ làm việc với Server theo giao thức đó. Nếu không có giao thức nào được chỉ ra thì Client cố gắng dùng giao thức UDP (nếu không hỗ trợ TCP) hoặc sử dụng giao thức TCP cho hoạt động của mình (chỉ được hỗ trợ TCP mà không được hỗ trợ UDP). Client cố gắng tìm một hay nhiều địa chỉ cho SIP Server bằng việc truy vấn DNS (Domain Name System) theo các thủ tục sau: 1) Nếu địa chỉ Host trong địa chỉ Request-URI là một địa chỉ IP thì Client làm việc với Server bằng địa chỉ được đưa ra. Nếu đó không phải là một địa chỉ IP, Client thực hiện bước tiếp theo. 2) Client đưa ra câu hỏi tới DNS Server về bản ghi địa chỉ cho địa chỉ Host trong địa chỉ Request-URI. DSN sẽ trả về một bản ghi danh sách các địa chỉ. Lúc đó việc lựa chọn một trong các địa chỉ này là tùy ý. Còn nếu DNS Server không đưa ra bản ghi địa chỉ, Client sẽ kết thúc hoạt động, có nghĩa nó không thực hiện được việc định vị máy chủ. Nhờ bản ghi địa chỉ, sự lựa chọn tiếp theo cho giao thức mạng của Client có nhiều khả năng thành công hơn. Một quá trình thực hiện thành công là quá trình có một bản ghi chứa trong phần trả lời và Server làm việc ở một trong những địa chỉ chứa trong trả lời đó. 4.1.3.3. Giao dịch SIP Khi có địa chỉ IP của SIP Server thì yêu cầu sẽ được gửi đi theo tầng vận chuyển giao thức TDP hay UDP. Client gửi một hoặc nhiều yêu cầu SIP đến máy chủ đó và nhận lại một hoặc nhiều các phúc đáp từ máy chủ. Một yêu cầu cùng với các phúc đáp được tạo ra bởi yêu cầu đó tạo thành một giao dịch SIP. Tất cả các phúc đáp cho một yêu cầu mang cùng các giá trị trong các trường: Call – ID, Cseq, To, và From. Yêu cầu ACK xác định sự nhận một phúc đáp INVITE không là một phần của giao dịch vì nó có thể di chuyển giữa một tập các host khác nhau. Mỗi cuộc gọi trong SIP được định danh bởi một trường định danh cuộc gọi (Call-ID). Một yêu cầu phải cần có thông tin gửi đi từ đâu (From) và tới đâu (To). Trường From và To đều có cấu trúc theo khuôn dạng SIP-URL. Trường CSeq lưu trữ thông tin về phương thức sử dụng trong phiên, trường CSeq có dạng: CSeq = “CSeq”: “DIGIT Method” Trong đó DIGIT là số nguyên không dấu 32 bit. Nếu một giao thức điều khiển luồng tin cậy được sử dụng, yêu cầu và các phúc đáp trong một giao dịch đơn lẻ được mang trên cùng kết nối. Một vài yêu cầu SIP từ