SS7 wybrane elementy - Instytut Telekomunikacji

Transkrypt

Instytut Telekomunikacji PW
SS7
wybrane elementy
Materiały wykładowe
do uŜytku wewnętrznego
system i sieć SS7 - podstawy
1
Wstęp – sygnalizacja usługowa DSS1/ISUP i sieć SS7
• Zestawienie połączenia
TE
CA
DSS1
SETUP
CALPRC
CT
ISUP
IAM
ISUP
IAM
TE
DSS1
SETUP
np. ruting
Ton dzwonienia
ALERT
CA
ACM
ALERT
ACM
CONN
ANM
CONACK
ANM
CONACK
DSS1
LAPD
PHY
…
CONN
ISUP
MTP3
MTP2
PHY
…
<= system SS7
sieć sygnalizacyjna SS7
2
Wstęp - sieć sygnalizacyjna a sieć podstawowa
SEP B
STP1
STP2
dostarcz
wiadomość
do C
Centrala B
ISUP
wiązka łączy
Sieć sygnalizacyjna – MTP
(Message Transfer Part)
przyszła
wiadomość
zA
SEP C
SEP A
Centrala A
SEP = Sign.End-Point
STP = Sign. Transfer Point
SP = SEP lub STP
Centrala C
sygnalizacja
usługowa
(ISUP)
Sieć podstawowa
3
MTP (Message Transfer Part) - wprowadzenie
Sieć tkm
STP
Wiązka łączy rozmównych
STP
D
E
Relacja sygnalizacyjna dla MTP (wiadomości ISUP)
Zestaw łączy sygnalizacyjnych
(odcinek drogi fizycznej)
A
B
SEP(CK)
SEP(CK)
Droga sygnalizacyjna (sekwencja zestawów)
C
SEP(CK)
Cel stosowania MTP
• transfer wiadomości pomiędzy częściami
uŜytkowników (user part) w środowisku sieciowym
Wymagania na MTP
• szybkość i niezawodność transferu
Podstawowe funkcje MTP
• kierowanie wiadomości (komutacja pakietów) (w3)
• obsługa awarii i natłoków (w3, w2)
• bezbłędna transmisja pomiędzy sąsiednimi
węzłami (w2, w1)
4
MTP (Message Transfer Part) - wprowadzenie
Sieć tkm
SEP(CK) / STP
STP
D
E
Relacja sygnalizacyjna dla MTP
Zestaw łączy
sygnalizacyjnych
Droga sygnalizacyjna (sekwencja
zestawów)
A
B
C
SEP(CK)
SEP(CK)
SEP(CK)
Model funkcjonalny sieci
A
D
A
D
B
S
U(MTP)
S
U(MTP)
S
U(MTP)
S
U(MTP)
Relacja
S
U(MTP)
MTP3
MTP3
MTP3
MTP3
MTP3
MTP2
MTP2
MTP2
MTP2
MTP2
MTP1
MTP1
MTP1
MTP1
MTP1
Relacja
5
SS7 MTP-1, MTP-2
6
Część MTP 1 (łącze sygnalizacyjne)
Łącze sygnalizacyjne
• dwukierunkowa sygnalizacyjna ścieŜka transmisyjna złoŜona z dwóch
kanałów transmisyjnych o jednakowej szybkości transmisji, pracujących
w przeciwnych kierunkach
• kanały transmisyjne
– cyfrowe lub analogowe(+modemy; wymagania opóźnieniowe !)
– naziemne lub satelitarne
• łącze moŜe sygnalizacyjne nie moŜe być współdzielone z innymi aplikacjami;
(przez kanał transmisyjny nie moŜna przesyłać innych informacji niŜ
sygnalizacje)
• w torze transmisyjnym nie mogą występować tłumiki echa, konwertery
A/µ law itp.
7
Część MTP 1 - punkty odniesienia i szybkości transmisji
Cyfrowe łącze sygnalizacyjne - wariant z cyfrowym polem komutacyjnym
C
A (G.703-64kbit/s)
Blok cyfrowego
pola
komutacyjnego
Terminal
sygnaliz.
(np. G.703,G.704)
Łącze
transmisyjne
64kbit/s
Łącze sygnalizacyjne (cyfrowe lub analogowe) - wariant z interfejsem
pośredniczącym
(V.35,V.36,
V.10,V.11,
V.24,V.28)
Terminal
sygnaliz.
A
(V.27,
V.27bis)
B
Interfejs
pośredn.
pozostałe
kanały
X.24
C
WyposaŜenie
zwielokrotnienia
X.50,X.51,X.50bis,X.51
B, C - zastosowania międzynarodowe
< 64kbit/s
Łącze
transmisyjne
G.703,G.704
Q.703 - 1.5 i 2Mbit/s
8
Część MTP 2 - cel, funkcje i styki
Cel
• bezbłędna transmisja po łączu sygnalizacyjnym (między sąsiednimi węzłami)
(p-stwo nie wykrycia błędu w MSU < 10E-10, p-stwo utraty MSU < 10E-7, p-stwo
utraty kolejności MSU < 10E-10)
Funkcje MTP 2
Styki MTP 2
•rozgraniczanie bloków (delimitation)
•wyrównanie blokowe (alignment)
•synchronizacja wstępna (initial alignment)
•wykrywanie błędów
•korygowanie błędów
•monitorowanie jakości transmisji
•sterowanie przepływem (flow ontrol)
•obsługa awarii procesora (processor outage)
W1
MTP-3
MTP-3
PDU
W2
PDU-3
?
MTP-3
I/C
PDU-2
MTP-2
...
MTP-2
MTP-2
MTP-2
MTP-2
...
MTP-2 jest dla MTP-3 źródłem informacji o
stanie zasobów fizycznych sieci sygnalizac.
MTP-1
logicznie...
W1
?
W2
...Flaga
MTP-2 PDU
Flaga
MTP-2 PDU
Flaga...
MTP-1
MTP-1
typowo 64 kbit/s
9
Część MTP 2 - obróbka odbiorcza
Zasada ogólna
• napływa nieprzerwany strumień ramek (SU) w obu kierunkach (F PDU F PDU F ...)
Podstawowa procedura (blok OO)
1. Wczytuj bity do kolejnego wzorca flagi usuwając nadmiarowe zera (deskramblowanie)
(po tym SU powinien mieć całkowitą liczbę oktetów; jeśli nie - moŜliwość utraty wyrównania,
stan łącza Out of alignment)
2. Detekcja błędów: B mod 1 0001 0000 0010 0001 = CB ? (B=SU-CB : bajty 1..n-2 bloku SU)
(B mod 1 0001 0000 0010 0001 <> CB => błąd; zignoruj SU)
3. Akceptacja SU zaleŜnie od typu (MSU,LSSU,FISU - wg. LI)
np. MSU: MSUi(FSN) = MSUi-1(FSN)+1 mod 128 ? TAK -> OK.; NIE -> procedura NACK (BIB-1)
Obróbka BSN, BIB zaakceptowanego MSU dla celów korekcji błędów
LSSU, FISU: SU(FSN) = MSUi-1(FSN) -> OK.; NIE -> zignorować (zbyt często -> link failure)
4. Obróbka FSN zasadniczo w stanie odtwarzania po negatywnym odrzuceniu (NACK).
10
Część MTP 2 - korekcja błędów
Metoda podstawowa
czas
MTP2-A
MTP2-B
MSU (FIB=0,FSN=25)
MSU (FIB=0,FSN=26)
[A]
[A]
(40 ms -> 8000 km)
SU1 (BIB=0,BSN=26)
MSU (FIB=0,FSN=27)
X błąd
MSU (FIB=0,FSN=28)
[O]
[O]
SU1 (BIB=1,BSN=26)
MSU (FIB=0,FSN=29)
Zmiana BIB - rozpocznij
retransmisję od BSN+1
[O]
BSN=26 / FSN > 27
Ignoruj następne ramki w stanie
"błędu" (dopóki widzisz "stary" FIB)
MSU (FIB=1,FSN=27)
MSU (FIB=1,FSN=28)
[A]
[A]
nowy FIB - wyjdź ze "stanu błędu"
i akceptuj; rozpoczęła się sekwencja
retransmitowana
11
SS7 MTP 3
12
Część MTP 3 - ogólna rola
Sieć tkm
SEP(CK) / STP
STP
D
E
Relacja sygnalizacyjna dla MTP
Zestaw łączy
sygnalizacyjnych
A
B
SEP(CK)
SEP(CK)
Cel MTP
A
C
SEP(CK)
D
B
S
U(MTP)
Relacja
S
U(MTP)
MTP3
MTP3
MTP3
MTP2
MTP2
MTP2
MTP1
MTP1
MTP1
Wymagania
S
U(MTP)
OPC
węzłami (w2, w1)
DPC
13
Część MTP 3 - struktura i styki
PDU=UM
ISUP (0101), SCCP (0011), ...
MTP-transfer
Request
SIO
SIF
SSF
SI
4
4
OPC
DPC
SLS
RL
UM
SIO
14
14
4
SIF
max 268
MTP-transfer
Indication
MTP-status
Indication
MTP-pause
Indication
MTP-resume
Indication
SSF
SI
[ PAD ]
[ PAD ]
[ PAD ]
RL
OPC
DPC
SLS
MTP3
Signaling Network Management
(SNM)
UM
SI = „0000”, SLS->SLC
PDU
MTP3
Signaling Message Handling
(SMH)
req
ind
(styk z MTP-2)
C
I (styk z MTP-2)
SIO - sign. info. octet
SSF - subservice field: 0000 - international, 0010 national network (ISC)
SI - service indicator: SNM 0000, SNT 0001, ISUP 0101, SCCP 0011,
DUP 0110, 0111, BISUP 1001, Satellite ISUP 1010
SIF - sign. info field
RL - routing label
OPC, DPC - org/dst point code
SLS - sign. link selector
UM - user message
PAD - point code of affected destination
14
Część MTP 3 - format wiadomości
Transmisja bitów
DPC (14)
Wiadomość SNM
3
4
5
OPC (14)
SLS (4)
Wiadomość
TUP, ISUP, SCCP, ...
lub uzupełnienie SNM
SIO
Wiadomość MTP3
2
SI (4)
RL (etykieta
kierowania)
SSF (4)
UM (wiadomość
uŜytkownika)
1
1
SIF (pole informacji usługowej)
8
Oktety
n
UWAGA: adresowanie na poziomie MTP3 jest dość ograniczone i "sztywne"
nieco jak IP
15
Część MTP 3 - SMH (obsługa wiadomości sygnalizacyjnych)
la
Re
cja
l.
na
g
y
s
SP:
SEP
STP
STP
STP/SEP
SEP
U
U
U
STP/
SEP
SEP
UŜytkownik
MTP3
SEP
MTP3
MTP3
MTP3
MTP3
MTP2
MTP2
MTP2
MTP2
MTP1
MTP1
MTP1
MTP1
Droga sygnalizacyjna
Schemat SMH - funkcje i styki
SMH
TUP
ISUP
SCCP
SNM
Rozdział
wiadomości
SI
Kierowanie
wiadomości
DPC,SLS
MTP3 transfer Req/Ind
T
WyróŜnianie
wiadomości
DPC=?
MTP2
N
MTP3 PDU
16
Część MTP 3 - kierowanie wiadomości sygnalizacyjnych
Obiekty
- punkty sygnalizacyjne (SP - Sign. Point)
• końcowe (SEP-Sign.End-Point)
• transferowe(STP - Sign.Transfer Point)
- łącze sygnalizacyjne (SL)
- zestaw łączy sygnalizacyjnych (LS= N x SL)
- skojarzony zestaw łączy (Combined LS)
Tablice kierowania ruchu
- struktura
- interpretacja
PRZYKŁAD
T2
LS3
DPC = B
T1
LS2
->B: LS1, LS3, LS2
LS1
A
B
Wiązka łączy: dla ISUP id łącza = CIC
Wybór łącza sygnalizacyjnego
albo LS1+LS2 jako
- wymagania
skojarzony zestaw ł. LS3
1. równe obciąŜenie łączy
2. ta sama sekwencja łączy w ramach transakcji
->B: (LS1+ LS2), LS3)
- procedura wyboru
1. wybór LS (na podstawie DPC)
2. wybór SL na podstawie pola SLS
A
3. odrębne reguły dla wiadomości SNM (SLC)
•SLS=0000 => kierowanie dowolnym łączem
•SLS≠ 0000 => nie kierować łączem
bezpośrednim dla OPC i DPC o SLC=SLS
LS2
LS1
17
Sieć sygnalizacyjna poziomu MTP – organizacja praktyczna
Zasady dołączania SEP do węzłów STP
• STP wydzielone (stand-alone)
włączane do sieci z central agregujących CA za pomocą traktów 2Mbit/s
• łącza SEP-STP zestawiane jako półtrwałe (z komutacją w centralach agregujących CA)
na wiązkach łączy CX-CA i traktach 2Mbit/s CA-STP
• zestawy łączy: dla SEP dwa zestawy skojarzone combined (z podziałem obciąŜenia), kaŜdy po
dwa łącza
• podział central na domeny STP z:
a) dołączaniem SEP na zasadzie równowaŜenia obciąŜenia STP ruchem sygnalizacyjnym,
b) równowaŜeniem pojemności STP na poziomie liczby zakończeń 2Mbit/s
c) ograniczaniem ruchu MTP3 między domenami
STP
Struktura
2Mbit/s
Realizacja łączy
Wiązki mc
sygnalizacyjnych
i konfiguracja
zestawów łączy
SEP
(zestawy wewnętrznie
rozłączne !)
CX
A1
B1
A2
B2
Wiązki mc
CT
18
SS7 MTP 3 - SNM
Zarządzanie siecią sygnalizacyjną poziomu MTP3
( MTP3 Signalling Network Management)
19
MTP 3: zarządzanie siecią sygnalizacyjną SNM - cel i funkcje
Cel MTP
Wymagania
węzłami (w2, w1)
Cel dla SNM: osiągnięcie duŜej niezawodności sieci poprzez
• rekonfigurację sieci sygnalizacyjnej w przypadku awarii
• sterowanie ruchem w przypadku przeciąŜenia
Funkcje
• procedury odtwarzania pojemności sieci przez przywracanie łączy sygnalizacyjnych
i zestawów łączy sygnalizacyjnych do pracy
(komunikacja między węzłami sygnalizacyjnymi)
• procedury prowadzące do zmiany kierowania ruchu w celu obejścia uszkodzeń
• procedury ograniczania ruchu w relacjach sygnalizacyjnych
20
Część MTP 3 - zarządzanie siecią sygnalizacyjną SNM
PDU=UM
ISUP (0101), SCCP (0011), ...
MTP-transfer
Request
SIO
SIF
MTP-transfer
Indication
MTP-status
Indication
MTP-pause
Indication
MTP-resume
Indication
SSF
SI
[PAD]
[ PAD ]
[ PAD ]
RL
OPC
DPC
SLS
MTP3
Signaling Network Management
(SNM)
UM
SI = „0000”
PDU
MTP3
Signaling Message Handling
(SMH)
req
ind
(styk z MTP-2)
C
I
(styk z MTP-2)
SIO - sign. info. octet
SSF - subservice field: 0000 - international, 0010 national network (ISC)
SI - service indicator: SNM 0000, SNT 0001, ISUP 0101, SCCP 0011,
DUP 0110, TUP 0111, BISUP 1001, Satellite ISUP 1010
SIF - signaling information field
RL - routing label
OPC, DPC - org/dst point code
SLS - sign. link selector
UM - user message
PAD - point code of affected destination
21
SNM - struktura, styki, dynamika działania
Procedury/funkcje
UŜytkownicy MTP3
MTP-status, MTP-pause MTP-resume
STM
Link avail-ind /req
Link unavail-ind/req
Forced-/
controlled-rerouting
SRM
MTP2
•Transfer-prohibited, -restricted,
-allowed,-controlled
•Signalling route set- test, -congestion test
UŜytkownicy MTP3
MTP-status, MTP-pause MTP-resume
STM
Link avail-ind /req
Link unavail-ind/req
•Automatic allocation of
signalling data links
SLM
Link status -ind
Link status -req
•Changeover/changeback
•Emergency changeover
•MTP restart
•Sgnlng traffic flow control
•Management inhibiting
MTP data - req
MTP data - ind
MTP3-SMH
wiadomości
SRM
SLM
Link status -ind
Link status -req
ramki
MTP2
MTP data - req
MTP data - ind
tablica
rutingu
MTP3-SMH
X
np. awaria
22
SNM - przykład procedury zarządzania ruchem
Procedura Changeover (zmiana)
(3.2) ROB(SL1)[A-BSN + 1]
(po COA reszta relacji)
(2.1)wybierz łącze
alternatywne dla SL1
D
B
L1
S
(1)
X
(3.1)
Zachowanie kolejności
wiadomości - 3 przypadki
OK
(2.2
(4)COA [
F
OK
A-B ) Freez
(5.1)
B-BSN=A-FSN, SL1]
A
e( S
SN
= BL
FSN 1) + C
O
(ost
atni O[
?
E
_do
C
br y
Unikać ?
), S
LC=
SL1
( 5. 2
]
) RO
B(S
L 1)
[B-B
SN
+ 1]
Skróty:
+ re
szta
COO/COA - Changeover Order/Acknowledgement
rela
cji
ROB - Retransmission+Output Buffer
BSN, FSN – Backward/Forward Sequence Number
ROB – Retransmission Buffer
23
SCCP
Część sterowania połączeniami sygnalizacyjnymi
(Signalling Connection Control Part)
24
Część SCCP - cel i funkcje
Umiejscowienie
SSN
INAP, MAP, CAP, OMAP
TCAP
ISUP
ISUP
DPC/SSN = ?
Abc...
UP/AP
UP/AP
UP/AP1
SI
Część usług sieciowych (NSP)
DPC
MTP
SCCP (Q.711-714)
Poziom 3 - sieć sygnalizacyjna (Q.704)
Poziom 2 - przęsło sygnalizacyjne (Q.703)
Poziom 1 - łącze sygnalizacyjne Q.702
Atrybut ten jest uwaŜany za adres AP2
(GT – Global Title)
np. nr usługi 800, nr. abonenta GSM w roamingu
Cel
• zapewnienie transferu wiadomości
nie związanych z poszczególnymi
łączami rozmównymi
Unikatowy + Abc...
atrybut
AP2 =
nazwaAP2 SCCP
Abc...
wiadomość
UP/AP
UP/AP
UP/AP2
SSN
Abc...
SCCP
SCCP
?
MTP
DPC
Nazwa podana przez UP/AP moŜe nie wystarczać
w węźle źródłowym do określenia docelowego
DPC/SSN – wymagana jest translacja NazwyAP2;
SSN – Subsystem Number (rozszerzenie adresu MTP
w ramach węzła)
Funkcje
• rozszerzenie moŜliwości adresowania (względem MTP
- tylko 14 bitów DPC + 4 bity SI) – poprzez SSN
• translacja nagłówków globalnych (GT) (GTT vs DNS lub SIP !)
• 4 klasy usług transportowych (2 bezpoł. + 2 połącz.25
wg OSI)
Ogólna struktura adresu i GT
Routing Indicator (wskaźnik kierowania)
Global Title Indicator (wskaźnik GTI)
Adres SCCP
-
RTI
GTI
SSNI
Signalling Point code (SPC)
Subsystem number (SSN)
PCI
Obecność/brak
pola
wartości
GTI<>0 => RTI:
0 - kierowanie wiadomości SCCP na podstawie
wyniku translacji GT (SPC moŜne nie wystąpić)
1 - nie translować GT (GT moŜe nie wystąpić), kierowanie
na podstawie SSN (czyli wiadomość jest do „tego”
węzła)
GTI określa ogólny format GT (algorytm dekodowania)
(0001,0010,0011,0100)
INAP - decyzja operatora; MAP - HLR 0-0110,
VLR 0-0111, MSC 0-1000, EIR 0-1001
GT
Global Title (GT)
Translation type (ustala operator sieci)
Numbering plan
Global Title Address
(GTA)
-
Encoding scheme
Nature of address
Cyfra 1
Subscriber-, national-,
international- number
Cyfra 2
...
Znaczenie opisano w Q.713
26
Translacja adresów i ruting wiadomości
Aplikacja 1
Aplikacja 2
GT1
źródła
I_awe
RTI=RouteOnGT
+GT1
SCCP/GTT
RTI=RouteOnSSN
I_awy
ujścia
RTI=RouteOnGT
+GT2
+ DPC (nextHop dla MTP)
MTP
translacja adresów i ruting wiadomości (szczegóły Q.714)
GTT
źródło (Aplikacja/MTP) + Inf_adrwe => ujście (Aplikacja/MTP) + Inf_adrwy + DPC (dla
MTP)
27
Przykład GTT
• Przykład roamingu GSM rejestracja abonenta w sieci wizytowanej
• naleŜy pobrać jego profil z HLR (w sieci macierzystej)
• na podstawie IMSI
profil uŜytkownika
MSISDN/IMSI
MSC/VLR
np. IMSI
(MCC+MNC+MSIN)
Called Address =
RTI=RouteOnGT
GT dla rejestru HLR
/ PC[Gateway-1]
Warstwa SCCP
PC MSC
HLR
Gateway-1
Międzynarodowa
Sieć SS7
Gateway-2
Called Address =
RTI=RouteOnSSN +
SSN
(0-0110 dla HLR)
/ PC[HLR]
Called Address =
RTI=RouteOnGT+
GT dla rejestru HLR
/ PC[Gateway-2]
PC Gtwy-1
PC Gtwy-2
PC HLR
Warstwa
MTP-3
RTI=RouteOnGT
28
Część SCCP - usługi transportowe wg OSI
• Klasa 0 (class 0) - podstawowa usługa bezpołączeniowa, bez zachowania
kolejności wiadomości
• Klasa 1 (class 1) - usługa bezpołączeniowa z zachowaniem kolejności wiadomości
ta sama wartość SLS (MTP3) dla wszystkich wiadomości określonego
podsystemu źródłowego (SSN)
• Klasa 2( class 2) - podstawowa usługa połączeniowa, z podziałem i składaniem
wiadomości oraz zachowaniem kolejności wiadomości w ramach połączenia
sekwencyjność zachowana poprzez ustalony SLS (MTP3) w ramach danego
połączenia
• Klasa 3 (class 3) - usługa połączeniowa jak Klasa 3, dodatkowo ze sterowaniem
przepływem (flow control) i retransmisją
sterowanie przepływem zgodne z mechanizmem okna (nadawczy numer
sekwencyjny, odbiorczy numer sekwencyjny)
29

SS7 wybrane elementy - Instytut Telekomunikacji

Transkrypt

Podobne dokumenty

17 stycznia 2016

Dolacz do grona wystawców Special Days 2013!

Mapa ekspozycji - Olimpiada Gołębi Pocztowych

Jak kupić bilet przez serwis MTP.24