Hệ thông thông tin di động GSM

hức năng định vị được tích cực để quết định có cần chuyển giao cuộc gọi đến ô khác do nhiễu, chất lượng sấu hay không. 6 2 8 4 5 BTS 4 BSC 7 MS 7 1 3 Hình 2.3. Chuyển giao cuộc gọi trong BSC. Trường hợp chuyển giao BSC sẽ lệnh cho BTS ở ô mới được chọn tích cực một kênh TCH Lệnh cho BTS này gửi bản tin đến MS thông báo về tần số và khe thời gian cần chuyển đến. MS điều chỉnh tần số mới và gửi bản tin thâm nhập chuyển giao (HO). MS không sử dụng sự định thời trức nào cả, Vậy HO ngắn chỉ có 8bit. MS nhận công suất sử dụng ở kênh FACCH lấy cắp từ kênh tiếng. BSC nhận thông tin từ BTS là chuyển giao thành công khi MS gửi bản tin hoàn thành chuyển giao. Đường tiếng trong chuyển mạch nhóm thay đổi vầ BTS cũ ra lệnh tháo gỡ TCH cũ cùng với kênh liên kết SACCH. 2.5.5.5. Quá trình cuộc gọi. Cuộc gọi đến MS sẽ được định tuyến đến MSC/VLR nơi MS đăng ký. Khi đó MSC/VLR sẽ gửi một thông báo tìm gọi đến MS. Thông báo này được phát quảng bá trên toàn vùng định vị LA, nghĩa là tất cả các trạm thu phát gốc BTS trong LA sẽ gửi thông báo tìm gọi đến MS. Khi chuyển động ở LA và “Nghe” thông tin CCCH, MS sẽ nghe thấy thông báo tìm gọi và trả lời ngay lập tức. Chương III : Tổng quan về báo hiệu số 7 3.1.Giới thiệu về mạng báo hiệu số. (CCS7) Trong mạng viễn thông thì báo hiệu được coi là phương tiện để truyền thông tin và chỉ thị từ một điểm này tới một điểm khác hay từ một thiết bị đầu cuối này đến thiết bị đầu cuối khác. Trong đó các thông tin và chỉ thị đều có thể liên quan đến thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi. Tổng đài B STP Tập đường truyền Báo hiệu SP SP Tổng đài C Tổng đài A :Kết nối tiếng :Đường truyền báo hiệu Các ký hiệu: SP: Signalling Point = Điểm báo hiệu STP: Signalling Transfer Point = Điểm truyền báo hiệu Hình 3.1. Mạng báo hiệu. Hệ thống báo hiệu nói chung được chia làm hai loại sau: Báo hiệu đường dây thuê bao (Subcriber Signalling). Báo hiệu liên tổng đài (Interswitching). 3.1.1.Báo hiệu đường dây thuê bao (Subcriber Loop Signalling). Là báo hiệu thực hiện giữa thuê bao và tổng đài nội hạt mà thuê bao được nối tới. Ví dụ như trong mạng PLMN thì đó là loại báo hiệu giám sát trạng thái bật, tắt, âm mời quay số…. 3.1.2.Báo hiệu tổng đài (Inter Exchange Signalling). Báo hiệu tổng đài là báo hiệu giữa các tổng đài với nhau. Ví dụ báo hiệu thông báo trạng thái bận, rỗi của các đường trung kế, báo hiệu tắc nghẽn của tổng đài, báo hiệu giữa các mã số thuê bao bị gọi…. Báo hiệu giữa các tổng đài có thể chia làm hai loại tuỳ thuộc chức năng của báo hiệu đó: Báo hiệu đường dây (Line Signalling): được sử dụng trong toàn bộ cuộc gọi, có trức năng giám sát trạng thái đường dây. Ví dụ báo hiệu này cho biết trạng cuae đường trung kế như bận hay rỗi… Báo hiệu thanh ghi (Register Signalling): báo hiệu này được sử dụng trong pha thiết lập gọi để chuển các thông tin địa chỉ và thuộc tính thuê bao. 3.1.3.Các chức năng của báo hiệu. Các chức năng báo hiệu không kể là báo hiệu đường dây hay là báo hiệu liên tổng đài mà nó được chia ra các chức năng như sau: Chức năng giám sát. Chức năng tìm gọi. Chức năng vận hành. Chức năng giám sát. Được sử dụng để nhận biết sự thay đổi về trạng thái hoặc điều kiện của một số phần tử, phản ánh tình trạng bật, tắt máy của thuê bao. Bật máy chiếm. Bật máy trả lời. Tín hiệu giải phóng hướng đi. Tín hiệu giải phóng hướng về. Báo hiệu giám sát đường dây trung kế. Báo hiệu thông báo đường dây trung kế rỗi. Báo hiệu thông báo chiếm đường dây trung kế. Các tín hiệu với các chức năng giám sát nhận biết mọi sự thay đổi từ trạng thái rỗi xang trạng thái bận và ngược lại. Các chức năng tìm gọi. Các chức năng này có liên quan đến thủ tục thiết lập cuộc gọi và khởi đầu bằng việc thuê bao chủ gọi bật máy, quay số gửi các thông tin địa chỉ của thê bao bị gọi. Các thông tin này được truyền tới tổng đài cùng với các thông tin khác như thông tin điều khiển… Các chức năng tìm gọi liên quan đến việc thiết lập và đấu nối cho một cuộc gọi mà trực tiếp là thời gian trễ quay số đó là khoảng thời gian kể từ khi thuê bao chủ gọi hoàn thành việc quay số đến khi thuê bao đó nhận được tín hiệu hồi âm chuông. Trong khi đó thời gian trễ là một tiêu chuẩn cần thiết mà các thiết bị tổng đài hướng tới để thâm nhập trực tiếp vào mạng có hiệu quả. Yêu cầu đặt ra trong tổng đài là chức năng này phải có hiệu quả, độ tin cậy cao để đảm bảo chính xác chức năng chuyển mạch thiết lập cuộc gọi. Chức năng vận hành mạng. Chức năng này có liên quan trực tiếp tới quá trình sử lý cuộc gọi do đó giúp cho việc sử dụng mạng có hiệu quả bao gồm: Báo hiệu nhận biết tắc nghẽn xảy ra trong mạng sau đó truyền thông tin trong mạng. Thông thường ở đây là thông tin về trạng thái đường truyền từ tổng đài bị tắc nghẽn cho tổng đài chủ gọi. Thông báo về trạng thái lỗi của các thiết bị, các đường trung kế đang làm việc hay đang bảo dưỡng… Cung cấp thông tin về tính cước. Cung cấp các phương tiện để đánh giá, đồng chỉnh cảnh báo từ các tổnh đài khác… 3.2. Hệ thống báo hiệu. 3.2.1. Hệ thống báo hiệu R - 2. Hệ thống báo hiệu R-2 là hệ thống báo hiệu đa tần được CCITT thiết kế cho chức năng trao đổi thông tin giữa các tổng đài trong mạng số hay mạng hỗn hợp số - tương tự. Trong đó mỗi tín hiệu trao đổi là tổ hợp của một cặp tần số. R-2 gồm hai loại tín hiệu: Tín hiệu báo hiệu đường: gồm tín hiệu chiếm dụng, giám sát giải phóng… Tín hiệu báo hiệu thanh ghi (Register): gồm các tín hiệu liên quan đến chức năng tìm chọn, khai thác. 3.2.2. Báo hiệu đường. Các tín hiệu báo hiệu đường hướng đi bao gồm: Tín hiệu chiếm đường. Tín hiệu giải phóng hướng đi. Các tín hiệu báo hiệu đường hướng về bao gồm: Tín hiệu xác nhận chiếm. Tín hiệu trả lời. Tín hiệu giải phóng hướng về. Tín hiệu khoá hệ thống báo hiệu R2 được thiết kế sao cho có thể thích ứng dùng cho cả hệ thống tương tự (Analog) và hệ thống số (Digital). 3.2.3. Báo hiệu thanh ghi: Các tín hiệu báo hiệu hướng đi bao gồm: Thông tin con số địa chỉ gọi. Thuộc tính thuê bao chủ gọi. Thông báo kết thúc gửi địa chỉ bị gọi. Thông tin về số thuê bao chủ gọi cho tính cước chi tiết. Các tín hiệu báo hiệu hướng về bao gồm: Tín hiệu thông báo tổng đài bị gọi sẵn sàng nhận các số địa chỉ của thuê bao bị gọi. Các tín hiệu điều khiển: xác nhận kiểu của thông tin. Thông tin kết thúc quá trình tìm gọi. Thông tin về tính cước. 3.2.4. Nguyên lý truyền báo hiệu. Trong quá trình kết nối cuộc gọi từ tổng đài chủ gọi đến tổng đài bị gọi thì có thể có một vài tổng đài khác nhau cùng tham gia vào việc nối thông. Do đó việc truyền thông tin báo hiệu giữa tổng đài chủ gọi và tổng đài bị gọi được chia làm 3 loại: Truyền báo hiệu từng chặng (Link By Link). Đó là kiểu báo hiệu mà trong đó các thông tin báo hiệu thanh ghi được truyền lần lượt qua tổng đài trung gian trong quá trình định tuyến cuộc gọi. Khi một tổng đài nào đó đẵ nhận đầy đủ các báo hiệu thanh ghi thì các thông tin báo hiệu thanh ghi ở tổng đài trước nó sẽ được giải phóng. Các thao tác này thường được thực hiện ở tổng đài trung chuyển kết nối cuộc gọi. Truyền báo hiệu kiểu xuyên suốt. Là kiểu báo hiệu mà các tổng đài trung gian chỉ nhận các thông tin cần thiết do tổng đài chủ gọi gửi đến để thực hiện định tuyến cuộc gọi. Như vậy số địa chỉ thuê bao sẽ được truyền xuyên suốt từ tổng đài chủ gọi đến tổng đài bị gọi. Với kiểu truyền báo hiệu kiểu này cho phép truyền báo cuộc gọi cho phép nhanh hơn so với kiểu báo hiệu từng chặng, làm giamr thời gian trễ quay số. Kiểu báo hiệu hỗn hợp (Mixed). Là kiểu truyền báo hiệu địa chỉ từ tổng đài chủ gọi đến tổng đài bị gọi dùng kết hợp gữa hai kiểu báo hiệu trên. 3.3. Hệ thống báo hiệu số 7 . 3.3.1.Sơ lược về báo hiệu số 7. Những năm 1960, khi các tổng đài được điều chỉnh bằng trương trình lưu trữ được đưa vào sử dụng trong mạng thoại đã nảy sinh yêu cầu cần phải có một phương thức báo hiệu mới với nhiều đặc tính ưu việt hơn so với các phương thức cổ điển. Trong phương thức này, các đường số liệu tốc độ cao được nối giữa các bộ sử lý của tổng đài SPC để mang mọi thông tin báo hiệu. Mạng chuyển mạch Mạng chuyển mạch Các đường trung kế MP MP Đầu cuối Đầu cuối CCS CCS Đường báo hiệu Hình 3.2. Báo hiệu CCS7. Các tổng đài SPC cùng với các đường báo hiệu tạo thành một mạng báo hiệu chuyển mạch gói riêng biệt. Năm 1968 CCITT đưa ra khuyến nghị về hệ thống báo hiệu kênh chung, và đầu tiên là báo hiệu CCS6. Năm 1979/80, CCITT giới thiệu hệ thống báo hiệu kênh chung mới CCS7, CCS7 mới được thiết kế cho mạng quốc gia và quốc tế sử dụng các trung kế số, tốc độ 64kbps. 3.3.2. Vai trò của hệ thống báo hiệu số 7 (CCS7). Hệ thống báo hiệu kênh liền kề CSA (Channel Associated Signalling) sử dụng chung một đường truyền cho cả tín hiệu báo hiệu và dữ liệu nên hạn chế về tốc độ truyền dữ liệu cũng như tốc độ truyền thoại vì thế mà tốc độ truyền báo hiệu cũng không thể nâng cao được. Hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 với những ưu điểm khắc phục được những nhược điểm của báo hiệu liền kênh. Nó thích hợp cho cả thông tin dùng kỹ thuật tương tự và thông tin dùng kỹ thuật số. Trong hệ thống báo hiệu kênh chung CCS này các đường báo hiệu được tách rời riêng biệt với các đường trung kế của mạng dữ liệu thông tin nên có những ưu điểm sau: Được chuẩn hoá theo tiêu chuẩn quốc tế nên rất dễ dàng áp dụng vào mạng báo hiệu của từng quốc gia. Tốc độ truyền dữ liệu cao, có thể đạt tới tốc độ 64kb/s bằng tốc độ truyền tin hay cũng có thể truyền với tốc độ thấp hơn để thực hiện báo hiệu cho các đường trung kế tương tự. Do vậy đã rút ngắn thời gian thiết lập cuộc gọi. Dung lượng truyền báo hiệu lớn do một đường báo hiệu có thể cho phép mạng báo hiệu vài nghìn cuộc gọi cùng một lúc. Tính kinh tế: Do mạng báo hiệu kênh chung CCS7 so với các mạng báo hiệu khác cần ít thiết bị hơn nên chi phí ít hơn. Hệ thống báo hiệu kênh chung CCS7 sử dụng đường dây báo hiệu riêng biệt với đường truyền tin nên nó có thể thích hợp cho các dịch vụ viễn thông phi thoại khác như truyền số liệu, Fax, máy tính… Độ tin cậy cao do CCS7 sử dụng đường truyền báo hiệu dự phòng. Tính mềm dẻo: Do hệ thống báo hiệu này gồm rất nhiều loại tín hiệu vì vậy có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau đáp ứng cho nhiều loại mạng khác nhau như: Mạng thông tin di động mặt đất PLMN (Public Land Mobile Network). Mạng chuyển mạch thoại công cộng PSTN (Public Switching Telephone Network). Mạng số liệu đa dịch vụ ISDN (Intergreted Service Digital Network). Mạng trí tuệ IN (Intelligent Network). 3.3.3. Cấu trúc mạng báo hiệu số 7. Hệ thống báo hiệu số 7 được thiết kế tách rời khỏi mạng điện thoại. Mạng này dùng để chuyển mạch và truyền đi các bản tin báo hiệu dạng gói phục vụ cho thiết lập, giải phóng các cuộc gọi. Phương thức truyền báo hiệu trong mạng cũng như truyền từ mạng này sang mạng khác đều được thực hiện trên đường truyền X.25. Các thành phần báo hiệu trong mạng CCS7 bao gồm các điểm báo hiệu SP và các đường báo hiệu kết nối các điểm báo hiệu với nhau SSP: Điểm chuyển mạch dịch vụ SPC: Mã điểm báo hiệu STP: Điểm chuyển tiếp báo hiệu SPC SSP STP STP SSP SSP SSP SSP SSP STP STP SSP SSP SPC Hình 3.3. Cấu trúc chung mạng báo hiệu số 7. Điểm báo hiệu SP (Signalling Point). Là nơi thực hiện chức năng kết nối mạch thoại trong một tổng đài hay thực hiện chuyển mạch để kết nối mạch thoại từ tổng đài này đến tổng đài khác bằng việc: Phát đi các bản tin báo hiệu, sử lý các bản tin báo hiệu do các điểm báo hiệu khác gửi tới. Khả năng truy cập dữ liệu vào một hệ thống trong mạng. Hệ thống đầu cuối này phải có khả năng nhận các bản tin, định hướng tới cơ sở dữ liệu tương ứng đồng thời phải có khả năng duy trì việc truyền bản tin từ mạng báo hiệu CCS7 vào môi trường cơ sở dữ liệu một cách tin cậy. Các điểm báo hiệu SP thường được phân chia làm 3 loại: . 3.3.4. Các kiểu báo hiệu trong CCS7. Để trao đổi thông tin với nhau giữa hai điểm báo hiệu. Mạng sử dụng 3 kiểu báo hiệu khác nhau tuỳ theo tuyến nối báo hiệu và kênh thoại mà nó phục vụ. Mode báo hiệu kênh kết hợp (Associated Signalling). Trong phương thức này thì tín hiệu báo hiệu và tín hiệu thoại được truyền trên các kênh khác nhau nhưng cùng truyền đi từ điểm báo hiệu này đến điểm báo hiệu khác. Phương thức báo hiệu này không tối ưu, không lý tưởng vì nó đòi hỏi phải có đường báo hiệu từ tổng đài này tới tổng đài khác trong mạng. SP SP : Kết nối tiếng. : Đường truyền báo hiệu. Hinh 3.4. Kiểu báo hiệu kết hợp. Kiểu bái hiệu không kết hợp (Non Associated Signalling). Trong trường hợp này, các bản tin báo hiệu giữa hai đểm báo hiệu được truyền trên một hoặc nhiều tập hợp quá giang STP khác nhau đối với tuyến thoại. Trong khi kênh thoại được kết nối trực tiếp từ tổng đài này đến tổng đài kia. STP STP STP SSP SSP Hình 3.5. Kiểu báo hiệu không kết hợp. Báo hiệu tựa kết hợp (Quasi Associated Signalling). Trong trường hợp báo hiệu này thì đường báo hiệu được chọn truyền tới đích là ngắn nhất. Do đó có thể coi là trường hợp riêng của báo hiệu không kết hợp. Do Vậy thời gian trễ là nhỏ nhất. SSP STP STP SSP Hình 3.6. Kiểu báo hiệu tựa kết hợp. 3.3.5. Các đường báo hiệu. Các đường dữ liệu được gọi tên theo chức năng, vị trí kết nối các điểm báo hiệu trên mạng. Không có sự khác nhau thực chất trong mạng mà chỉ khác nhau về loại bản tin mà nó truyền đi với cách thức quản lý mạng tác động đến nó. Tất cả các đường báo hiệu CCS7 được nối với nhau bằng các đường dữ liệu báo hiệu với tốc độ 56kbps (theo tiêu chuẩn bắc Mỹ) hoặc 64kbps (theo tiêu chuẩn Châu Âu), với tốc độ 4,8kb/s (là của Nhật Bản). Các đường báo hiệu là hai chiều, sử dụng cả phát và thu kép để thực hiện truyền dẫn đồng thời. Trong đó tập hợp các đường báo hiệu nối trực tiếp hai điểm báo hiệu liền kề với nhau được gọi là cụm (Link set). Khi một đường báo hiệu trong một cụm bị lỗi thì thiết bị chuyển mạch sẽ chuyển lưu lượng trên đường báo hiệu bị lỗi sang đường báo hiệu khác trong cùng một cụm. Trong đó tối đa một cụm là 16 đường báo hiệu. Ngoài các đương báo hiệu, cụm báo hiệu thì trong mạng báo hiệu số 7 còn phân biệt tuyến báo hiệu (Signalling-Route) bao gồm việc định tuyến báo hiệu từ một điểm báo hiệu này đến một điểm báo hiệu bất kỳ trong mạng. Trong quá trình hoạt động nếu một tuyến báo hiệu nào đó bị lỗi thì sẽ được thay thế bằng một tuyến khác ngay lập tức để đảm bảo các bản tin báo hiệu luôn đến đích an toàn. Mỗi một đích là một địa chỉ có trong bảng tạo tuyến của một nút mạng. Tập hợp các tuyến báo hiệu cho phép kết nối hai điểm bất kỳ trong mạng gọi là cụm tuyến (Route Set). SCP SCP STP A A C D D STP E E B STP STP A A B F C C A STP STP Hình 3.7. Sáu loại hình báo hiệu dùng trong CCS7. Đường truyền báo hiệu kiểu A (Asccess Link). Đường kết nối giữa SSP với STP hay kết nối giữa SCP với STP đường này dùng để truy cập vào đường truyền dữ liệu trong mạng thông qua STP. Do trong mạng báo hiệu CCS7 các điểm báo hiệu thường được thiết kế theo kiểu dự phòng nên tại một điểm báo hiệu thường có ít nhất hai đường báo hiệu kiểu A được kết nối với một cặp STP là 32 đường. Đường truyền báo hiệu kiểu B (Bridge Link). Đường B dùng để nối một cặp STP dự phòng này tới một cặp STP dự phòng khác. Mỗi cặp STP này có thể có tối đa là 8 đường báo hiệu kiểu B. Đường truyền báo hiệu kiểu C (Cross link). Đường C dùng để nối các cặp STP trong một cặp STP dự phòng. Khi mạng làm việc bình thường thì các đường truyền kiểu C chỉ làm nhiệm vụ truyền đi các bản tin quản lý mạng giữa STP. Khi có hiện tượng tắc nghẽn trong mạng mà chỉ còn mỗi đường truyền báo hiệu kiểu C thì lúc này các bản tin trong mạng mới có thể được phép truyền trên đường báo hiệu này.Tối đa kiểu C gồm 8 đường để nối giữa STP trong một cặp. Đường truyền báo hiệu kiểu D (Diagonal link). Đường truyền báo hiệu kiểu D dùng để kết nối cặp STP ở mức cơ bản với một cặp STP ở mức thứ cấp. Chỉ khi có sự phân cấp về mạng thì mới có đường này. Nhiệm vụ của nó giống như kiểu đường B, số lượng lớn nhất là cho phép kết nối cặp STP với một cặp STP ở mức cao hơn 8 đường. Đường truyền báo hiệu kiểu E (Extended Link). Đường truyền báo hiệu kiểu E dùng để kết nối một cặp STP ở xa (Remote STP) với một cặp SSP. Khi một cawp STP bị tắc nghẽn thì đường này làm nhiệm vụ truyền bản tin báo hiệu thay cho đương kiểu A để đảm bảo việc thông suốt tín hiệu báo hiệu. Số đường truyền báo hiệu kiểu E có thể đấu tới đích STP ở xa là 16 đường. Đường truyền báo hiệu kiểu F (Fully Associated Link). Việc truyền bản tin giữa hai tổng đài với lưu lượng lớn khi đó lưu lượng truyền bản tin giữa hai SSP là lớn thì lúc đó giữ hai SSP sẽ được nối bằng đường báo hiệu kiểu F cho phép truyền bảm tin trực tiếp với nhau, hoặc khi SSP không thể kết nối được với STP thì cũng thiết lập đương kiểu F. Đường này cho phép thâm nhập vào cơ sở dữ liệu trong mạng CCS7. Khi thiết lập đường tới STP hơi khó khăn thì chỉ có các thủ tục thiết lập, giải phóng cuộc gọi giữa hai tổng đài mới truyền trên đường báo hiệu kiểu này. 3.4. Sự tương ứng giữa CCS7 và mô hình OSI. CCS7 được CCITT công bố vào đầu năm 1980. Cùng măm này tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO) đã giới thiệu mô hình OSI. CCS7 là kiểu thông tin chuyển mạch gói, có cấu trúc gần giống với mô hình OSI. Báo hiệu số 7 có 4 mức, 3 mức thấp hợp thành phần chuyển bản tin MTP, Mức thứ tư gồm các phần ứng dụng hay có thể phân ra 2 phần chính: Phần cung cấp dịch vụ cho người sử dụng. Phần truyền bản tin MTP (Message Transfer Part). Trong đó MTP được phân ra làm 3 mức tương ứng với 3 phân lớp trong mô hình OSI. MTP-1: Tương ứng với lớp vật lý. MTP-2: Tương ứng với lớp liên kết dữ liệu. MTP-3: Tương ứng với lớp mạng. CCS7 OMAP OSI ISUP TUP Ứng dụng TCAP Trình bày TCAP Lớp phiên 4 Truyền tải Lớp mạng 3 MTP Lớp mạng Lớp liên kết dữ liệu 2 Lớp vật lý Liên kết dữ liệu 1 Hình 3.8. Mối quan hệ giữa CCS7 và OSI. 3.5. Cấu trúc phần truyền tải bản tin MTP. MTP là phần chung cho tất cả người sử dụng, nó bao gồm các lớp liên kết số liệu báo hiệu (lớp 1) và hệ thống điều khiển chuyển bản tin. Hệ thống điều khiển chuyển bản tin lại được chi làm 2 phần: Chức năng liên kết báo hiệu (Lớp 2) và chức năng mạng báo hiệu (Lớp 3). Lớp 4 Lớp 3 Lớp 2 Lớp 1 Phần truyền bản tin-MTP Liên kết báo hiệu UPs Chức năng mạng báo hiệu Chuyển tiếp bản tin báo hiệu Liên kết dữ liệu báo hiệu Chứcnăng liên kết báo hiệu Điều khiển mạng báo hiệu : Bản tin báo hiệu. : Điều khiển báo hiệu. Hình 3.9. Cấu trúc chung các chức năng hệ thống báo hiệu. MTP đảm bảo truyền tải và phân phối thông tin của phần người sử dụng qua mạng báo hiệu CCS7. Nó cũng có khả năng phản ứng các sự cố của mạng và hệ thống khi các sự cố này ảnh hưởng đến thông tin của các UP và khả năng đưa ra các biện pháp cần thiết để đảm bảo truyền các thông tin một cách tin cậy. Phần người sử dụng MTP là: ISDN-UP, TUP, SCCP, và DUP. Tổng đài A Tổng đài B MTP TUP TUP MTP DUPP DUPP ISSD-UP ISSD-UP MAP MAP TCAP SCCP TCAP SCCP BSSAP BSSAP Hình 3.10. MTP là môi trường truyền dẫn chung giữa các người sử dụng. Các ký hiệu: TUP: Phần người sử dụng điện thoại (Telephone Use Part). DUP: Phần người sử dụng số liệu (Data Uer Part). ISUP-UP: Phần người sử dụng ISDN (ISDN Use Part). SCCP: Phần điều khiển nối thông báo hiệu (Signalling Connec Control Part). TCAP: Phần ứng dụng các khả năng trao đổi (Trânsction Capabilities Application Part). MAP: Phần ứng dụng di động (Mobile Application Part). BSSAP: Phần ứng dụng trạm gốc (Base Station System Application Part). Các chức năng của MTP được chia thành các mức chức năng sau: MTP lớp 1: các chức năng đường truyền số liệu báo hiệu. MTP lớp 2: các chức năng đường truyền. MTP lớp 3: các chức năng mạng báo hiệu. 3.6. Các chức năng đường truyền số liệu báo hiệu MTP – 1 3.6.1.Liên kết báo hiệu MTP-1. Lớp này xác định các đặc tính chức năng điện và vật lý của một đường truyền số liệu báo hiệu và phương tiện để thâm nhập đến đường truyền báo hiệu này. Đây là một đường truyền dẫn song phương các bản tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu. Nó được tạo ra từ một kênh truyền dẫn số 64kb/s và các tổng đài số hay các thiết bị đầu cuối đảm bảo giao tiếp với các đầu cuối báo hiệu. Mức2 Mức2 Mức1 Đường truyền số liệu báo hiệu GSD GSD GSD ETC ETC ST-7 PCD-D ST-7 PCD-D 64kb/s 0 1 31 31 0 1 31 31 Kênh báo hiệu Kênh báo hiệu 2Mb/s Hình 3.11. Liên kết báo hiệu MTP-1. Các ký hiệu: ETC: Mạch đầu cuối tổng đài. PCD-D: Mạch ghép kênh số (luồng 64kb/s). GSD: Thiết bị chuyển mạch nhóm. ST-7: Đầu cuối báo hiệu số 7. Đường truyền báo hiệu được truyền qua thiết bị truyển mạch nhóm GSD theo lệnh của tổng đài sau đó được nối thông bán vĩnh cửu. Thiết bị mã hoá số (PCD-D) phân chia/ ghép luồng 2Mb/s thành các luồng 64kb/s nối với các đầu báo hiệu ST-&. 3.6.2. Các chức năng đường truyền báo hiệu MTP - 2: Số liệu nhận được từ đường truyền số liệu được biến đổi vào các tín hiệu tương ứng, sau đó được sử lý ở lớp 2 của MTP, lớp này kiểm tra số liệu để sửa và phát hiện các lỗi xảy ra trên đường truyền. Các chức năng đường truyền sử lý báo hiệu lưu lượng trên đường truyền báo hiệu và được thực hiện ở đầu cuối báo hiệu số 7. Các chức năng lớp 2 cũng giống như đường truyền số liệu lớp 1 tạo nên vật mang để cung cấp đường tuyền báo hiệu tin cậy cho các bản tin giữa hai điểm báo hiệu. Khi bản tin ở lớp cao hơn được truyền trên đường báo hiệu bằng các khối bản tin có độ dài thay đổi. Để đảm bảo truyền tin cậy, khối chức năng C7ST chứa các chức năng để giới hạn các khối tín hiệu, để tránh việc lặp lại cờ, để phát hiện lỗi, để sửa lỗi và để giám sát đường truyền số liệu báo hiệu. Khuôn mẫu bản tin báo hiệu. Với các loại thông tin báo hiệu của phần người sử dụng (User Part) được truyền trên đường báo hiệu bằng các đơn vị báo hiệu (SU) với 3 loại bản tin cơ bản: Đơn vị tín hiệu bản tin MSU (Message Signalling Unit). F B F CK SIF SIO LI I FSN I BSN F B B Truyền bít thứ nhất 8 16 8n,n>=2 8 2 6 1 7 1 7 8 Đơn vị tín hiệu trạng thái đường truyền LSSU (Link Status Signal Unit). F B F CK SF LI I FSN I BSN F B B Truyền bít thứ nhất 8 16 8hay16 2 6 1 7 1 7 8 Đơn vị tín hiệu đệm FISU (Fill In Signal Unit). F B F CK LI I FSN I BSN F B B Truyền bít thứ nhất 8 16 2 6 1 7 1 7 8 Hình 3.12. Các đơn vị tín hiệu trong CCS7. Các ký hiệu: BIB: Bít chỉ thị ngược (Back Indicator Bit). LI: Chỉ thị độ dài (Length Indicator). BSN: Số trình tự ngược (Backward Sequence Number). n: Số Byte ở SIF (Number). CK: Các bit kiểm tra (Check Bit). SF: Trường trạng thái (Status Field). F: Cờ (Flag). FIB: Bit chỉ thị thuận (Forward Indicator Bit). SIF: Trường thông tin báo hiệu (Signalling Information Field). SIO: Bit thông tin dịch vụ (Service Information Octet). FSN: Số trình tự thuận (Forward Sequence Number). FIB và FSN: phục vụ chiều phát bản tin tín hiệu đến phần tử nhận. LI: chỉ thị độ dài, số byte (Length Indicator) của khối giữa CK và LI BIB và BSN: phục vụ việc xác nhận (phúc đáp) là đã nhận được bản tin cho phần tử phát biết. F (Flag) cờ: Là một mẩu tin gồm 8 bit để chỉ thị mở đầu và kết thúc một khối tín hiệu, ở phía phát tạo ra cờ có mẫu 01111110 (7E). CK (Check Bit) Bít kiểm tra: Lớp 2 của MTP chỉ chuyển lên lớp 3 các bản tin đúng. Các bít kiểm tra này được tạo ra ở phía phát bằng cách thực hiện một thuật toán đặc biệt, và phía thu cũng sử dụng thuật toán này để kiểm tra. Vì thế khối này có 16 bit kiểm tra phát hiện lỗi. SIF (Signalling Information Field): Trường thông tin báo hiệu ở bản tin MSU. Báo hiệu truyền tải thông tin từ phần người sử dụng. Nó gồm có nhãn định tuyến cung cấp thông tin cho lớp 3 định tuyến ở phần người sử dụng phía thu đến từng mạch riêng. Độ dài của SIF yêu cầu lớn hơn 2 Octet và giới hạn có thể 62 Octet 272 Octet (1 Octet = 8bit). SIO Byte thông tin dịch vụ: Được chia thành chỉ thị dịch vụ và trường dịch vụ con. Chỉ thị dịch vụ để chỉ định bản tin báo hiệu ứng với mỗi người sử dụng riêng biệt của một MTP. Trường phân dịch vụ chỉ thị về mạng. BSN: Số tuần tự ngược (Backward Sequence Number): Khi nhận được bản tin báo hiệu nó xem bản tin có lỗi thì phúc đáp (để công nhận bản tin đã nhận được). BIB: Bít chỉ thị ngược (Back Indicator Bit): Dùng để khôi phục bản tin bị lỗi trong quá trình truyền bản tin báo hiệu. Khi phía thu nhận được bản tin nó sẽ kiểm tra và phúc đáp. Lúc đó phía phát sẽ thực hiện phát lại thì giá trị bit BIB sẽ được lấy giá trị đảo kể từ bản tin đó trở đi. FSN: Số trình tự hướng đi (Forward Sequence Number): Để khôi phục lại bản tin bị lỗi. Nó chỉ ra bản tin này là được phát lần đầu tiên hay là bản tin được phát lại. Cả 4 trường FIB, FSN, BIB, BSN tạo thành trường sửa lỗi 16 bit dùng để sửa các bản tin báo hiệu. LI: Chỉ thị độ dài (Length Indicator): Có giá trị trong khoảng 0 đến 63 được dùng để chỉ thị các byte đứng sau trường chỉ thị độ dài, trước các bit kiểm tra và cũng để chỉ thị dạng khối tín hiệu: Nếu: LI = 0 Là tín hiệu thay thế (FISU). LI = 1 hoặc 2 Đơn vị trạng thái đường dây LSSU. LI>2 Là đơ vị tín hiệu bản tin (MSU). SF: Trường trạng thái (Status Field): Nó có thể là 8 hoặc 16 bit Trường trạng thái FS (8hoặc 16 bit) Dự phòng CBA Chỉ thị trạng thái chưa 000 Mất đồng chỉnh sử dụng 001 Bình thường 010 Trạng thái khẩn 011 Không hoạt động Sự cố bộ sử lý Bận Hình 3.13. Trường trạng thái FS. Đơn vị tín hiệu bản tin MSU: Mang thông tin điều khiển cuộc gọi, quản lý mạng viễn thông và bảo dưỡng. Đơn vị tín hiệu trạng thái đường truyền LSSU. Cung cấp các chỉ thị về trạng thái đường truyền số liệu cùng một số chỉ thị các đường truyền trung kế. Khi khởi tạo lần đầu và khôi phục lại các đường báo hiệu. Còn khi bị sự cố thì hệ thống đồng chỉnh bắt đầu gửi đi. Đơn vị tín hiệu thay thế FISU. Bản tịn này thường được truyền đi khi các đơn vị tín hiệu MSU, LSSU không truyền trên mạng. Với nhiêm vụ nhận các thông báo tức thời về sự cố trên mạng. 3.6.3. Các chức năng đường truyền mạng báo hiệu lớp 3 MTP - 3. Các chức năng liên kết mạng báo hiệu của MTP – 3 được mô tả như hình sau: Phần truyền bản tin MTP Liên kết báo hiệu Chức năng mạng báo hiệu Liên kết dữ liệu báo hiệu Chứcnăng liên kết báo hiệu Chuyển tiếp bản tin báo hiệu Điều khiển mạng báo hiệu : Chuyển tiếp báo hiệu. : Điều khiển báo hiệu. Hình 3.14. Các chức năng báo hiệu MTP-3. MTP-3 sử lý các chức năng báo hiệu. Có thể chia các chức năng thành 2 loại: Chức năng sử lý bản tin báo hiệu và chức năng quản lý mạng báo hiệu. Chức năng sử lý bản tin báo hiệu: Có thể phân phối các bản tin từ người sử dụng đến người sử dụng bằng một đường truyền báo hiệu nối trực tiếp từ điểm phát tới điểm thu hay có thể gửi bản tin này qua các điểm truyền báo hiệu trung gian. Các chức năng báo hiệu này dựa trên nhãn định tuyến. Xử lý bản tin gồm 3 loại : Chức năng định tuyến bản tin: Nhằm xác định đường truyền để gửi đi trực tiếp. Chức năng phân loại bản tin: Để xác định bản tin thu được là bản tin cần nhận hay không phải nhận. Chức năng phân phối bản tin : Được sử dụng để phân phối bản tin thu được đến phần người sử dụng. Chức năng quản lý mạng báo hiệu: (gồm 3 chức năng ). Cần phải có quản lý mạng báo hiệu khi có sự cố thì chức năng này làm những công việc: Điều khiển lưu lương trong trường hợp ứ nghẽn nó được thực hiện ở khối quản lý điểm thu C7DP (C7 Destination Management), quản lý tập đường truyền C7SL (C7 Link Set Management) và quản lý đường truyền báo hiệu C7SL (C7 Signalling Management). Quản lý đường truyền báo hiệu: Để thông báo rằng đã sảy ra sự thay đổi việc định tuyến bản tin do đường truyền báo hiệu bị sự cố. Lúc đó mạng phải gán thông tin về đường truyền cần sử dụng. Quản lý định tuyến báo hiệu: Là để định tuyến bản tin để xác định bản tin ra rồi gởi đi tiếp. Phần truyền bản tin lớp 2 Phần người sử dụng MTP Các chức năng mạng báo hiệu Phần truyền bản tin lớp 3 Xử lý bản tin báo hiệu Phân loại bản tin Phân phát bản tin Định tuyến bản tin Quản lý mạng báo hiệu Quản lý lưu lượng báo hiệu Quản lý đường truyền báo hiệu Quản lý định tuyến báo hiệu Kiển tra và bảo dưỡng MTP Hình 3.15. Các chức năng mạng báo hiệu MTP-3 : Luồng bản tin báo hiệu. : Các chỉ thị và điều khiển. 3.6.3.1. Chức năng phân loại bản tin (Discrimination). Chức năng này là để xác định xem bản tin có được gửi tới điểm báo hiệu này hay không. Nếu không đúng bản tin báo hiệu của điểm này thì nó chuyển đến chức năng định tuyến để đến đích mà nó cần đến. Còn bản tin báo hiệu là đúng thì bản tin nhận được sẽ chuyển xang chức năng phân phối. Để phát hiện các bản tin báo hiệu này dựa vào mã báo hiệu DPC của bản tin đó cùng với dịch vụ địa chỉ mạng NI của bản tin nhận được. 3.6.3.2. Cức năng phân phối bản tin (Message Distribution). Khi bản tin báo hiệu được truyền tới có địa chỉ của người sử dụng thì chức năng phân phối sẽ xem xét các thông tin cần thiết trong bản tin và gửi đến phần người sử dụng thích hợp. Việc phân phối các bản tin chính xác dựa vào phần chỉ thị dịch vụ SI (Service Indicator) trong trường SIO của đơn vị bản tin báo hiệu. 3.6.3.3. Chứ năng định tuyến bản tin (Message Routing). Chức năng này được sử dụng để xác định các tham số trong bản tin báo hiệu và định tuyến bản tin này tới đích mà nó cần đến. Việc định tuyến một bản tin báo hiệu dựa vào phần chỉ thị mạng NI (Network Indication) chỉ thị mạng nằm trong trường chỉ thị SIO. Nếu một đường báo hiệu có sự cố thì việc định tuyến sẽ được thay đổi theo một nguyên tắc đã định trước. Lưu lượng các báo hiệu trên đường truyền báo hiệu đã bị sự cố sẽ được chuyển sang một đường báo hiệu thay thế khác trong cụm đường báo hiệu đó. Nếu như tất cả các đường báo hiệu trong cụm đó bị sự cố thì thông tin báo hiệu trên tuyến đó sẽ được chuyển sang cum đường báo hiệu khác. Mà cụm đường báo hiệu này cũng được đấu nối tới điểm thu báo hiệu đó. 3.6.3.4. Chức năng quản trị lưu lượng báo hiệu (Signalling Traffic Managmant). Chức năng này dùng để thay đổi hướng đi từ một đường hoặc một tuyến báo hiệu tới một hoặc nhiều đương báo hiệu khác. Ngoài ra nó còn được sử dụng để giảm tạm thời lưu lượng báo hiệu khi có tắc nghẽn tại thời điểm nào đó, các chức năng quản lý lưu lượng báo hiệu bao gồm: Chức năng khởi tạo lại điểm báo hiệu. Chức năng định tuyến cưỡng bức: Để dảm bảo chắc chắn khả năng khôi phục báo hiệu giữa 2 điểm báo hiệu. Chức năng định tuyến bị điều khiển: Đảm bảo việc khôi phục các thủ tục báo hiệu tối ưu và giảm tối đa sai số trịnh tự các bản tin. Cức năng thủ tục thay thế: Khi một chức năng báo hiệu bị trục trặc thì thủ tục này sẽ được thực hiện nhằm đưa toàn bộ đường báo hiệu của đường báo hiệu đó sang đường báo hiệu mới, để tránh mất mát bản tin. Chức năng điều khiển luồng lưu lượng báo hiệu: Thực hiện phân chia lưu lượng báo hiệu trên các đường báo hiệu trong mạng dảm bảo khả năng tắc nghẽn là tối thiểu nhất. Chức năng hạn chế quản trị: Do nhân viên vận hành mạng yêu cầu. 3.7. Phần điều khiển và nối thông báo hiệu - SCCP. SCCP cung cấp các chức năng bổ sung cho MTP để báo hiệu định hướng theo nối thông thể truyền thông tin liên quan đến mạch và báo hiệu không định hướng nối thông có thể tuyền thông tin không liên quan đến mạch thông qua báo hiệu số 7. SCCP cùng với MTP tạo nên phần dịch vụ mạng để đảm bảo báo hiệu số 7 phù hợp với mô hình OSI. Điều khiển định hướng theo nối thông CO: (Connection Oriented): Chức năng này sử lý thiết lập, truyền số liệu và giám sát các nối thông logic báo hiệu. Điều khiển không theo nối thông CL: (Connectionless): Chức năng này sử lý truyền số liệu không theo nối thông. Quản lý SCCP để sử lý các thông tin trạng thái của mạng SCCP. Nó được sử dụng để cập nhật bảng định tuyến bản tin. Định tuyến SCCP để xử lý định tuyến các bản tin SCCP trong mạng báo hiệu số 7. Bao gồm việc định tuyến toàn cầu để nhận địa chỉ mạng cụ thể đảm bảo việc phân phối các bản tin. Bản tin phần địa chỉ bị gọi của nó là người sử dụng nội hạt sẽ được chuyển đến phần điều khiển SCCP Còn các bản tin người sử dụng ở xa sẽ được chuyển tới MTP để truyền tới người sử dụng SCCP ở xa. Các người SCCP MTP Sử dụng SCCP Bản tin CO Điều khiển định tuyến SCCP Điều khiển định hướng theo nối thông SCCP Bản tin CO Sự cố Định tuyến Bản tin CL Điều khiển định hướng không theo nối thông SCCP Bản tin CL Sự cố Định tuyến Quản lý SCCP Hình 3.16. Điều khiển và nối thông báo hiệu SCCP. SCCP cung cấp 4 loại dịch vụ: 2 dịch vụ CL: Loại CL cơ sở. Loại CL theo trình tự (MTP). 2 dịch vụ CO: Loại CO cơ sở. Loại CO điều khiển luồng. 3.7.1. Báo hiệu định hướng theo nối thông. SCCP cho phép người sử dụng SCCP này thiết lập nối thông báo hiệu đến người sử dụng SCCP kia. Người sử dụng SCCP phía gọi sẽ gửi đi bản tin yêu cầu nối thông (CR: Connection Request). CR chứa tham chiếu đến tổng đài gọi gồm: Loại giao thức và địa chỉ đến tổng đài bị gọi. CR cũng chứa địa chỉ SCCP cho phía gọi và số liệu của người sử dụng. Khi phía bị gọi nhận được CR nó trả lời bằng cách gửi đi bản tin khẳng định nối thông CC. Nối thông được thiết lập khi phía gọi nhận được CC lúc này số liệu của người sử dụng được gửi đi. Khi xoá nối thông thì dùng các bản tin xoá và bản tin công nhận. 3.7.2. Báo hiệu không theo nối thông. SCCP cho phép người sử dụng SCCP gửi các bản tin báo hiệu mà không cần thiết lập nối thông logic. Nghĩa là các bản tin có thể đến điểm nhận theo các đường truyền báo hiệu khác nhau. Còn khi một bản tin bị huỷ bỏ thì một thông số tuỳ chọn khứ hồi phải được gửi ở bản tin khứ hồi khi mắc lỗi. 3.7.3. Định tuyến và đánh địa chỉ SCCP. Địa chỉ của phía chủ gọi và phía bị gọi chứa thông tin cần thiết cho SCCP để xá định nút nhận và nút phát. Đối với các thủ tục CO các địa chỉ này là các điểm phát và thu báo hiệu của nối thông báo hiệu, còn đối với các thủ tục CL là các điểm phát và thu các bản tin. Khi truyền các bản tin CO và CL định tuyến SCCP phân biệt 2 địa chỉ cơ sở sau: Tên toàn cầu GT: (Global Title) là một địa chỉ giống như các chữ số được quay, nó không rõ ràng để định tuyến ngay được. Do đó SCCP cung cấp các chức năng phiên dịch GT thành mã báo hiệu thu DPC (Destination Poit Code) và số hệ thống con SSN (Subsystem Number). SSN để xác định phần người sử dụng của điểm báo hiệu thu Chương IV : Báo hiệu số 7 trong mang GSM 4.1. Ứng dụng báo hiệu số 7 trong GSM. Mạng thông tin di động GSM sử dụng mạng báo hiệu số 7 và cải tiến của nó. Nên các giao thức trong mạng báo hiệu GSM được dựa trên mô hình 7 lớp của OSI. Sự tương ứng này được thể hiện trong hình sau: MS BSC BTS MSC MSC/VLR HLR,GMSC PSTN OSI OSI I S UP T U P CM CM TCAP MM MM Lớp7 MAP RR Lớp3 RR BTSM Lớp4-6 BSSAP RR BTSM SCCP BTSM SCCP SCCP MTP lớp1 LAPDm LAPDm LAPD Lớp2 MTP lớp1 LAPD Lớp3 MTP lớp1 MTP lớp1 Báo hiệu Lớp 1 Lớp1 Báo hiệu Lớp 1 Báo hiệu Lớp 1 MTP lớp1 Báo hiệu Lớp 1 MTP lớp1 Lớp2 Lớp1 MTP lớp1 MTP lớp1 MTP lớp1 Radio A-bit A Hình 4.1. Mô hình báo hiệu GSM sắp xép theo OSI 7 lớp. Các ký hiệu: CM: Quản lý nối thông (Connection Management). MM: Quản lý di động (Mobility Management). RR: Quản lý tiềm năng vô tuyến (Radio Resource Management). LAPDm: Các thủ tục thâm nhập đường truyền ở kênh Dm (Link Access Procedures on D - Channel). LAPD: Các thủ tục thâm nhập đường truyền ở kênh D. BSTM: Quản lý trạm gốc (BTS Management). BSSAP: Phần ứng dụng hệ thống trạm gốc (Base Station System Application Part). SCCP: Phần điều khiển nối thông báo hiệu (Signalling Connec Control Part). MTP: Phần truyền bản tin (Message Transfer Part). MAP: Phần ứng dụng di động (Mobile Application Part). TCAP: Phần ứng dụng các khả năng trao đổi (Trânsction Capabilities Application Part). ISUP: Phần người sử dụng ISDN (ISDN Use Part). TUP: Phần người sử dụng điện thoại (Telephone Use Part). Các lớp chức năng GSM: MTP: Thiết lập nối thông giữa MS và BTS. Đó là báo hiệu lớp 1, thủ tục thâm nhập đường truyền trên kênh D, trên kênh Dm. Truyền dẫn, định tuyến, đánh địa chỉ. SCCP: Trợ giúp đấu nối logic, hỗ trợ định tuyến và đánh địa chỉ. MTP và SCCP tạo nên phần phục vụ mạng tương ứng các lớp 1, 2, 3 của OSI. TCAP: Có chức năng thông tin báo hiệu xa. MAP: Là phần ứng dụng riêng cho di động GSM trong phân hệ SS. TCAP và MAP là thủ tục tương ứng lớp 7 của OSI. CM: Thủ tục quản lý kết nối; Phục vụ điều khiển, quản lý cuộc gọi và các dịch vụ bổ xung. MM: Thủ tục quản lý di động; Quản lý vị trí và tính bảo mật của MS. Trong MSC sẩy ra việc biến đổi bản tin ISUP vào CM, MAP, MM. BSSAP: Thủ tục về phần ứng dụng trạm gốc; Phục vụ gửi bản tin liên quan đến MS. Các bản tin CM, MM và một phần RR được truyền trong suốt qua BTS. 4.2. Phần ứng dụng di động MAP (Mobile Application Part). MAP cung cấp các thủ tục báo hiệu cần thiết cho việc trao đổi thông tin giữa các thực thể trong mạng GSM. MAP chủ yếu sử dụng báo hiệu không nối thông. Các thông tin dưới MAP là: TCAP, SCCP, và MTP. MAP được chia ra làm 5 thực thể ứng dụng AE (Application Entities) là: MAP-MSC, MAP-VLR, MAP-HLR, MAP-EIR, MAP-AUC. Mỗi thực thể ứng dụng bao gồm các phần tử dịch vụ ứng dụng ASE (Application Service Element) các phần tử này hỗ trợ việc hoà mạng của các thành phần ứng dụng để thông tin với nhau giữa các nút như: Đăng ký vị trí. Xoá vị trí Huỷ bỏ đăng ký. Điều khiển, quản lý, thu nhận các dịch vụ thuê bao. Quản lý các thông tin của thuê bao, nghĩa là cập nhật vào HLR,VLR. Chuyển giao. Chuyển các số liệu bảo mật, nhận thực và cùng các chức năng khác. Cung cấp số lưu động. Phát thông tin định tuyến. Trong GSM khi một ASE chỉ có thể liên lạc được với một ASE đồng cấp tương đương. 4.3. Phần ứng dụng hệ thống trạm di động BSSAP. BSSAP là giao thức phát triển cho giao diện A. BSSAP sử dụng báo hiệu số 7, được hỗ trợ các bản tin được truyền giữa MSC và BSC/BTS và các bản tin phát trong suốt MSC đến MS. BSSAP gồm 3 phần: Phần ứng dụng quản lý hệ thống trạm gốc được sử dụng để phát đi các bản tin liên quan đến MS giữa MSC và BSC. Phần ứng dụng truyền trực tiếp DTAP để phát đi các bản tin MM và CM liên quan đến MS, cụ thể ở chế độ định hướng nối thông. Các bản tin này phát trong suốt qua BSS. Chức năng phân phối để phân loại các bản tin BSSAP và TCAP. BSSAP cho phép truyền cả báo hiệu nối thông lẫn báo hiệu không nối thông. Các bản tin hỗ trợ các thủ tục dành riêng được phát đi bằng các dịch vụ nối thông của SCCP. 4.3.1. Các bản tin BSSAP. Các bản tin BSSAP loại không đấu nối: Chặn (Block). Thừa nhận chặn (Blocking Acknowlege). Tìm gọi (Paging). Thiết lập lại (Reset). Thừa nhận thiết lập lại (Reset Acknowlege). Mạch thiết lập lại (Reset Circuit). Thừa nhận mạch thiết lập lại (Reset Curcirt Acknowlege). Giải toả (Unblock Acknowlege). Các bản tin BSSAP loại đấu nối có định hướng. Yêu cầu thiết lập (Assignment Request). Hoàn thành thiết lập (Assignment Complet). Sự cố thiết lập (Assignment Failure). Ra lênh phương thức mật mã (Cipher Mode Command). Hoàn thành phương thức mật mã (Cipher Mode Complet). Cập nhật loại (Classmark Update). Lệnh xoá (Clear Command). Xoá xong (Clear Complet). Yêu cầu xoá (Clear Request). Lệnh chuyển giao (Handover Command). Sự cố chuyển giao (Handover Failure). Thực hiên chuyển giao (Handover Performed). Yêu cầu chuyển giao (Handover Request). Chấp nhận yêu cầu chuyển giao (Handover Request Acknowlege). Đòi hỏi chuyển giao (Handover Requied). Bãi bỏ đòi hỏi chuyển giao(Handover Requied Reject). 4.3.2. Các bản tin quản lý di động (Message For Mobily Management). Bản tin đăng ký (Registration Message). Chấp nhận cập nhật vị trí (Location Update Accept). Bãi bỏ cập nhật vị trí (Location Update Reject). Bản tin bảo mật (Security Message). Bãi bỏ nhận thực (Authentication Reject). Yêu cầu nhận thực (Authentication Request). Đáp lại nhận thực (Authentication Respone). Yêu cầu nhận dạng (Identity Request). Trả lời nhận dạng (Identity Respone). Các bản tin quản lý đấu nối (Connection Manaagement Message). Chấp nhận dịch vụ nối thông (CM Service Accept). Bãi bỏ dịch vụ nối thông (CM Service Reject). 4.3.3. Các bản tin điều khiển đấu nối chế độ mạch điện (Message For Circuit-Mode Connection Call Control). Bản tin thiết lập cuộc gọi (Call Establishment Message). Báo hiệu chuông (Alerting). Khẳng định cuộc gọi (Call Confirmed). Quá trình cuộc gọi (Call Proceding). Đấu nối (Connect). Chấp nhận đấu nối (Connect Acknowlege). Thiết lập khẩn cấp (Emergency Setup). Tiến hành (Progress). Thiết lập (Setup). Bản tin báo các giai đoạn thông tin cuộc gọi (Call Information Phase Message). Sửa đổi (Modify). Bãi bỏ sửa đổi (Modify Reject). Bản tin xoá cuộc gọi (Call Clearing Message). Cắt đấu nối (Disconnect). Giải phóng (Release). Hoàn thành giải phóng (Release Complate). Các bản tin khác (Miscellaneous Message). Khởi động DTMF (Start DTMF). Bãi bỏ khởi động DTMF (Start DTMF Reject). Trạng thái (Status). Điều tra trạng thái (Status Enquiry). 3.4. Báo hiệu giữa MS và BTS. BTS OSI MS CM Lớp3 MM RR LAPDm LAPDm Lớp2 Báo hiệu Lớp 1 Lớp1 Báo hiệu Lớp 1 Radio Hình 4.2. Báo hiệu giữa MS và BTS. Lớp báo hiệu 1: Còn gọi là lớp vật lý trình bày các chức năng cần thiết để truyền các luồng bít trên các kênh vật lý ở môi trường vô tuyến. Lớp này giao diện với quản lý tiềm năng vô tuyến. Giao diện này gửi đi liên quan đến ấn định kênh vật lý (thâm nhập ngẫu nhiên) cũng như các thông tin hệ thống gồm các kết quả đo, lớp này cũng giao diện với: bộ mã hoá tiếng, bộ tích ứng đầu cuối để đảm bảo các kênh lưu lượng. Lớp 1 bao gồm các chức năng sau: Sắp xếp các kênh logic lên các kênh vật lý. Mã hoá kênh và sửa lỗi FEC (Forrward Error Correction: sửa lỗi trước) Mã hoá kênh để phát hiện lỗi CRC (Cyclic Redundance Check: Kiểm tra phần dư mã vòng) Mật mã hoá. Chọn ô ở chế độ rỗi. Thiết lập các kênh vật lý dành riêng. Đo cường độ trường của các kênh dành riêng và cường độ trường của các trạm gốc xung quanh. Thiết lập định trước thời gian và công suất theo điều khiển của mạng. Các cổng mà lớp này cung cấp dịch vụ cho lớp 2 được gọi là các điểm thâm nhập dịch vụ. Tuỳ theo các bản tin ngắn, bản tin của lớp đường truyền mà các cổng khác nhau. Lớp báo hiệu 2: Mục đích của lớp báo hiệu 2 là cung cấp đường truyền tin cậy giữa trạm di động và mạng. Mỗi kênh điều khiển logic được dành riêng một phần tử giao thức. Giao thức của lớp này là LAPDm không chứa các chức năng kiểm tra không cần thiết (như kiểm tra tổng thì lớp 1 đă làm rồi) để phù hợp với truyền dẫn vô tuyến để đạt được hiệu suất lớn hơn trong việc tiết kiệm phổ tần. Các bản tin LAPD có độ dài 249 byte do đó được phân đoạn: lớp vật lý và lớp đường truyền là 23 byte đối với BCCH, CCCH, SDCH, FACH. Còn đối với SACH là 21 byte. Lớp báo hiệu 3: Quản lý tiềm năng vô tuyến: Ở giao diện này chỉ quản lý một phần tiềm năng vô tuyến RR gồm các chức năng thiết lập duy trì và giải phóng đấu nối các tiềm năng trên các kênh điều khiển dành riêng. Các chức năng lớp này bao gồm: Thiết lập chế độ mật mã. Thay đổi kênh dành riêng khi vẫn ở ô cũ. Chuyển giao từ ô này đến ô khác. Định nghĩa lại tần số (sử dụng cho nhảy tần). Các bản tin này gần như truyền trong suốt qua BTS đến BSC. Quản lý di động MM: Lớp này liên quan đến di động và thuê bao như: Nhận thực. Ấn định lại TMSI (nhận dạng trạm di động tạm thời). Nhận dạng trạm di động bằng các yêu cầu IMSI hay IMEI. Trạm di động có thể thực hiện dời mạng IMSI để thông báo không với tới trạm này vì thế các cuộc gọi vào sẽ được mạng chuyển hướng hoặc chặn, chứ không tìm gọi di động. Các bản tin tới MM được truyền trong suốt đến MSC. Quản lý nối thông CM: Bao gồm 3 phần tử: Điều khiển cuộc gọi (CC) cung cấp các chức năng điều khiển cuộc gọi ISDN, các thủ tục, chức năng được cải tiến để phù hợp với môi trường truyền dẫn. Bảo đảm các dịch vụ bổ xung không liên quan đến cuộc gọi như: chuyển hướng cuộc gọi khi không có trả lời, đợi gọi. Bảo đảm dịch vụ bản tin ngắn cung cấp các giao thức giữa mạng và trạm di động. 4.5. Báo hiệu giữa BTS và BSC. BSC BTS RR BTSM BTSM LAPD LAPD Báo hiệu Lớp 1 Báo hiệu Lớp 1 A-bit Hình: 4.3. Báo hiệu giữa BTS và BSC. Có 2 loại kênh thông tin giữa BTS và BSC : Kênh lưu lượng: Mang tiếng và dữ liệu cho các kênh vô tuyến. Kênh báo hiệu: Mang thông tin báo hiệu hoặc cho bản thân BTS hoặc cho MS. Lớp này sử dụng thư tục truy cập đường truyền báo hiệu LAPD (Link Access Procedure on D Channel). LAPD có chức năng phát hiện lỗi, sửa lỗi, đánh cỡ khung (bằng các cỡ đầu khung, cuối khung). LAPD cung cấp 2 loại tín hiệu: Chuyển giao thông tin không được thừa nhận, không đảm bảo phân phát khung thông tin đến địa chỉ thành công. Chuyển giao thông tin được thừa nhận, (thường gặp) tín hiệu được công nhận và hệ thống khẳng định khung tới thành công. Bản tin quản lý tiềm năng vô tuyến RR chủ yếu là thiết lập, duy trì và giải phóng đấu nối các tiềm năng vô tuyến ở các kênh điều khiển dành riêng, một số bản tin được sử lý bởi giao thức BTSM. Còn lại được truyền trong suốt qua BTS. 4.6. Báo hiệu giữa BSC và MSC (Giao diện A). BSC MSC CM MM BSSAP BSSAP SCCP MTP lớp1 MTP lớp1 SCCP MTP lớp1 MTP lớp1 MTP lớp1 MTP lớp1 A Hình: 4.4. Báo hiệu giữa BSC và MSC (Giao diện A). Giao thức này sử dụng cho các bản tin giữa MSC, BSC sử dụng các giao Thức sau: CM (Connection Management): Được sử dụng để điều khiển quản lý các cuộc gọi (thiết lập, giải phóng và giám sát cuộc gọi) để cách ly các dịch vụ bổ xung và quản lý các bản tin ngắn. MM (Mobility Management): Để quản lý vị trí cũng như tính bảo mật của di động. Các bản tin CM và MM được đặt bên trong MSC. Thay cho việc sử dụng các bản tin ISDN-UP tới MS, thì MSC biến đổi các bản tin MAP và MM sắp xếp trong MSC. BSSAP: Là giao thức được sử dụng để truyền các bản tin CM và MM. Giao thức này cũng dùng để điều khiển trực tiếp BSS. Thí dụ khi MSC yêu cầu BSC ấn định kênh. Thì BSSAP sử dụng các giao thức MTP, SCCP bao gồm các phần như sau: BSSMAP (BSS Management Application Part): Phần ứng dụng hệ thống con trạm gốc, dùng để gửi các bản tin liên quan đến MS giữa BSC và MSC. DTAP (Direc Transfer Application Part): Phần ứng dụng truyền trực tiếp, được dùng cho các bản tin tới MS ở chế độ định hướng theo nối thông (các bản tin này được truyền trong suốt). CÁC TỪ VIẾT TẮT SS : Swithching system – hệ thống chuyển mạch AUC : Authemtication centrer - Trung tâm nhận thực BTS :Base station system –hệ thống trạm gốc BSC : Base station Control – Đài điều khiển trạm gốc. BSS : Base Station Sytem – hệ thống trạm gốc. CSPDN :Circuit swithched public data network - Mạng chuyển mạch số công cộng theo mạch. VLR :Visitor - Bộ ghi định vị tạm chú HLR : Home Location register - Bộ ghi định vị thượng trú EIR : Equipment Identifed Reader – Bộ ghi nhận dạng thiết bị MSC : Mobile Services Switching Center – Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động. MSC : Mobile Switching Central – trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động. ME : Mobile Equipment – thiết bị di động. MS : Mobole Station - Máy di động. OSS : Operating and surveilance System –Hệ thống khai thác và giám sát. OMC :Operating and Maintaining Central –trung tâm khai thác và bảo dưỡng. ISDN : Integrated Service Digital network - Mạng số liên kết đa dịch vụ. PSTN :Public Switched telephone Network - Mạng điện thoại chuyển mạch kênh. PLMN : Pblic land Mobile Network - Mạng di động mặt đất công cộng. MỤC LỤC trang Lời nói đầu ............................................................................................... 1 Chương I ..................................................................................................... 2 1. Tổng quan mạng mạng GSM ..................................................................2 11. Cấu trúc mạng GSM ............................................................................. 2 1.2. Cấu trúc địa lý của mạng .....................................................................3 1.3. Hệ thống chuyển mạch.........................................................................5 1.4. Hệ thống trạm gốc BSS.........................................................................8 1.5. Trạm di động MS..................................................................................10 1.6. Hệ thống vận hành khai thác và bảo dưỡng OSS.............................11 Chương II : Các giao diện và thông tin trong hệ thống GSM..................14 2.1.Các giao diện nội bộ mang...................................................................14 2.2. Giao diện vô tuyến Um (MS – BTS).....................................................14 2.3.Giao diện AbitS để điều khiển BTS (BSC----BTS) ..............................17 2.4. Giao diện A (BSC----MSC)....................................................................17 2.5. TRUYỀN SÓNG TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM.........................18 Chương III : Tổng quan về báo hiệu số 7..................................................24 3.1.Giới thiệu về mạng báo hiệu số. (CCS7)............................................24 3.2. Hệ thống báo hiệu................................................................................26 3.3. Hệ thống báo hiệu số 7 .......................................................................28 3.4. Sự tương ứng giữa CCS7 và mô hình OSI........................................35 3.6. Các chức năng đường truyền số liệu báo hiệu MTP – 1..................37 3.7. Phần điều khiển và nối thông báo hiệu - SCCP................................46 Chương IV : Báo hiệu số 7 trong mang GSM...........................................49 4.1. Ứng dụng báo hiệu số 7 trong GSM..................................................49 4.2. Phần ứng dụng di động MAP (Mobile Application Part)...................50 4.3. Phần ứng dụng hệ thống trạm di động BSSAP.................................51 3.4. Báo hiệu giữa MS và BTS....................................................................54 4.5. Báo hiệu giữa BTS và BSC..................................................................56 4.6. Báo hiệu giữa BSC và MSC (Giao diện A)..........................................57 CÁC TỪ VIẾT TẮT........................................................................................59