🗊Презентация Общеканальная система сигнализации N7 (ОКС-7)

Общеканальная система сигнализации N7 (ОКС-7)

Для обмена информацией между функциональными элементами на интерфейсах A, B, C, D, E, F, G принята система общеканальной сигнализации №7 (ОКС-7 или SS7). Для обмена информацией между функциональными элементами на интерфейсах A, B, C, D, E, F, G принята система общеканальной сигнализации №7 (ОКС-7 или SS7). ОКС-7 является специализированной сетью передачи данных с коммутацией пакетов переменной длины (до 274 байтов). Пакеты называют сигнальными единицами. Узлы сети ОКС-7 принято называть сигнальными пунктами (SP – Signaling Point). Атрибутами сигнального пункта являются: SPC – Signaling Point Code – код сигнального пункта (14 бит) NI – Network Indicator – идентификатор сети (2 бита) NI=10 – национальная сеть NI=11 – ведомственная или региональная сеть NI=00 – международная сеть Код SPC позволяет адресовать сигнальные сообщения между узлами в пределах одной сети ОКС-7, например в пределах одной национальной сети. Его недостаточно для адресации сообщений между сигнальными пунктами различных сетей ОКС-7.

Три нижних уровня протоколов ОКС-7 образуют часть передачи сообщений (MTP). Выше расположены пользователи MTP: Три нижних уровня протоколов ОКС-7 образуют часть передачи сообщений (MTP). Выше расположены пользователи MTP: ISUP и SCCP. Они подготавливают и передают в MTP сообщения (User Information). MTP дополняет эти сообщения соответствующей служебной информацией. В результате формируется сигнальная единица сообщения (MSU – Message Signaling Unit). В функции 3-го уровня MTP входит маршрутизация сигнальных единиц. С этой целью к пользовательскому сообщению добавляют метку маршрутизации (Routing Label) и информационный октет (SIO). Тем самым указывают коды сигнальных пунктов отправителя (OPC) и получателя (DPC) сообщения, пользователя MTP и идентификатор сети (NI). Уровень 2 MTP обеспечивает достоверной обмен информацией между двумя сигнальными пунктами. С этой целью в сигнальную единицу включают проверочные биты (CK). Номера сигнальных единиц, передаваемых в прямом и обратном направлениях (FSN и BSN) и соответствующие биты-индикаторы (FIB и BIB) обеспечивают повторную передачу сигнальных единиц при выявлении ошибок на приемной стороне. Уровень 1 определяет физические, электрические и функциональные характеристики тракта передачи сигнализации и устройств доступа. Для передачи сигнализации  используют цифровой канал со скоростью передачи 64 кбит/с. Часто для ОКС-7 выделяют 16-й канал 32-х канального тракта E1, однако это не является обязательным.

Структура протоколов ОКС-7

MTP – Message Transfer Part – часть передачи сообщений MTP – Message Transfer Part – часть передачи сообщений ISUP – Integrated Services Digital Network (ISDN) User Part – пользователькая часть сети ISDN SCCP – Signaling Connection Control Part – часть управления сигнальными соединениями TCAP – Transaction Capabilities Application Part – прикладная часть возможностей транзакций BSSAP – Base Station System Application Part – прикладная часть подсистемы базовых станций GSM. Состоит из: DTAP (Direct Transfer Part) - прикладной части обмена сигнализацией между MS и MSC, BSSMAP (BSS Management Application Part) – прикладной части взаимодействия BSC и MSC RANAP – Radio Access Network Application Part – прикладная часть подсистемы радиодоступа в сетях UMTS MAP– Mobile Application Part – прикладная часть поддержки мобильности сетей GSM INAP– Intelligent Network Application Part – прикладная часть интеллектуальных сетей (фиксированная связь) CAP – CAMEL Application Part – прикладная часть интеллектуальных сетей (подвижная связь)

F – Flag (01111110) – флаг начала и конца сигнальной единицы F – Flag (01111110) – флаг начала и конца сигнальной единицы BSN – Backward Sequence Number – обратный порядковый номер BIB – Backward Indicator Bit – обратный бит-индикатор FSN – Forward Sequence Number – прямой порядковый номер FIB – Forward Indicator Bit – прямой бит-индикатор LI – Length indicator – указывает число байт, следующих за LI; идентифицирует тип сигнальной единицы: 0 – Fill-In Signal Unit (FISU) –заполняющая сигнальная единица 1 или 2 – Link Status Signal Unit (LSSU) – сигнальная единица сигнального звена более 2 – Message Signal Unit (MSU) – сигнальная единица сообщения

SIO – Service information octet – октет информации о сервисе SIO – Service information octet – октет информации о сервисе SI – Service Indicator: ISUP SCCP Link Status NI – Network Indicator (идентификатор сети): 00; 10; 11. SIF –  Signaling information field – информационное поле (до 272 октетов) DPC – destination point code – код пункта назначения OPC – originating point code – код пункта отправления SLS – signaling link selection field – поле выбора тракта сигнализации CK – Check bits – проверочные биты

ISUP реализует функции управления вызовами с возможностью предоставления абонентам услуг ISDN. ISUP реализует функции управления вызовами с возможностью предоставления абонентам услуг ISDN. Подсистема ISUP использует стандартные сообщения, формат которых определен спецификациями Q.767. Сообщения, используемые при установлении и окончании вызова: IAM –  Initial Address Мessage – начальное адресное сообщение SAM – Subsequent Address Message – последующее адресное сообщени ACM –  Address Complete Message – адрес полный ANM –  Answer Message – ответ REL –  Release Message – освобождение RCM –  Release Complete Message – освобождение выполнено Сообщения ISUP передают по принципу «от звена к звену». Помимо метки маршрутизации, в поле SIF включаются идентификатор канала (CIC – Circuit Identification Code), однозначно связывающий данное сигнальное сообщение с определенным каналом трафика.

SCCP обеспечивает передачу сообщений двух типов: 1) Без установления логического соединения (Connection less). Используют MAP, INAP, CAP и др. через TCAP, BSSAP (часть BSSMAP)

SCCP обеспечивает дополнительные возможности адресации сообщений. SCCP обеспечивает дополнительные возможности адресации сообщений. Получателя и отправителя сообщений можно адресовать, используя: номер подсистемы (SSN –  Subsystem Number); глобальный заголовок (GT – Global Title). Номер подсистемы позволяет адресовать сообщения различным сетевым элементам, имеющим одинаковый SPC. Можно дифференцировать сообщения, адресованные MSC, VLR, HLR, EIR, находящимся в одном узле. Номера некоторых подсистем:

Глобальный заголовок (GT) используют для адресации SCCP сообщений, направляемых в другие сети ОКС-7. Глобальный заголовок (GT) используют для адресации SCCP сообщений, направляемых в другие сети ОКС-7. Например, HLR сети X (NI=10) посылает SCCP сообщение VLR сети Y (NI=10), через транзитную сеть Z (NI=00). Непосредственно адресовать сообщение с использованием только SPC нельзя, так как код сигнального пункта не является уникальным. Однако можно использовать ISDN номер VLR, который и образует GT. Сигнальную единицу на исходящем узле посредством SPC адресуют не непосредственно в узел-получатель, а в пограничный шлюзовый узел. При этом указывают, что в сообщении содержится информация о GT, например в виде ISDN номера VLR. Шлюзовый узел, принадлежащий двум сетям (NI=10 и NI=00), распаковывает SCCP сообщение, извлекает из него GT, анализирует его и определяет SPC следующего пограничного узла (в своей сети). В сообщение, отправляемое из одного шлюза в другой, опять вкладывают GT. Второй шлюз также распаковывает сообщение, извлекает из него GT, и на основании его анализа формирует SCCP сообщение в узел-получатель, используя SPC этого узла. GT в это сообщение уже не вкладывают.

DTAP (Direct Transfer Part)

 BSSMAP (BSS Management Application Part)

MAP – Mobile Application Part Служит для обновления данных о местоположении в VLR, HLR, SIM. Инициируется MS в 3-х случаях: при смене локальной зоны, при включении, при истечении таймера периодической локализации.   1. MS инициирует процедуру локализации, посылая сообщение Location_Update_Request (TMSI, LAISIM ). BSS передает в MSC сообщение: BSSAP: LOCATION_UPDATING_Request (TMSI, LAISIM, LAIBCCH). В новом MSC нет данных, позволяющих преобразовать LAISIM – Адрес старого VLR: 2. MSC запрашивает у MS IMSI: BSSAP: IDENTITY_Request. 3. MS возвращает IMSI в открытом виде:BSSAP: IDENTITY_Response (IMSI). 4. VLR преобразует первые цифры IMSI (MCC+MNC+HLRID) в адрес HLR в сети ОКС-7. 5. VLR запрашивает у HLR аутентификационные триплеты: MAP: SEND_AUTHENTICATION_INFO_Request (IMSI). 6. HLR пересылает запрос в AC, AC генерирует триплеты, возвращает их в HLR, а тот пересылает их в VLR:

MAP: SEND_AUTHENTICATION_INFO_Response (5 триплетов). В новом MSC есть данные, позволяющих преобразовать LAISIM – Адрес старого VLRN: 7. Новый VLR определяет адрес старого VLR в сети ОКС. 8. Новый VLR делает запрос в старый VLR: MAP: SEND_IDENTIFICATION_Request (TMSI). 9. Старый VLR возвращает IMSI и аутентификационные триплеты: MAP: SEND_IDENTIFICATION_Response (IMSI, триплеты). 10. Проводится аутентификация абонента. 11. VLR информирует HLR о регистрации MS: MAP: UPDATE_LOCATION_Request (IMSI, MSC-ISDN, VLR-ISDN). 12. HLR дает команду старому VLR об удалении абонента из базы данных: MAP: CANCEL_LOCATION_Request (IMSI). 13. Старый VLR удаляет абонента и подтверждает удаление: MAP: CANCEL_LOCATION_Response. 14. HLR принимает решение об обслуживании абонента в новом коммутаторе. При положительном решении информирует новый VLR об услугах, доступных абоненту: MAP: INSERT_SUBSCRIBER_DATA_Request (MSISDN, данные об основных и дополнительных услугах абонента, о контролируемых VLR запретах, о подписке CAMEL и т.д.). 15. VLR подтверждает полученную абонентскую информацию: MAP: INSERT_SUBSCRIBER_DATA_Response 16. HLR подтверждает регистрацию абонента: MAP: UPDATE_LOCATION_Response (HLR-ISDN). 17. VLR возвращает MS подтверждение регистрации: BSSAP: LOCATION_UPDATING_ACCEPT (TMSI, LAI). В результате проведенного обмена сигнальной информацией: В SIM-карте MS записано новое значение LAI и новый TMSI. В новом VLR создана запись об абоненте, включая данные о LA, в которой абонент находится. В старом VLR запись об абоненте ликвидирована. В HLR обновлены данные о местоположении MS – сохранены адреса MSC и VLR.

MSRN – Mobile Station Roaming Number 1. В GMSC поступает начальное адресное сообщение: ISUP: IAM (MSISDN-B). 2. GMSC преобразует первые цифры MSISDN-B в адрес HLR-B в сети ОКС-7. 3. GMSC направляет в HLR-B запрос о маршрутизации вызова: MAP: SEND_ROUTING_INFO_Request (MSISDN-B). 4. HLR проверяет: - нахождение абонента в разрешенной сети; - подписку на услугу; - отсутствие запретов; - необходимость переадресации. 5. HLR преобразует VLR-ISDN в адрес VLR в сети ОКС-7. 6. HLR направляет в VLR запрос о предоставлении роумингового номера: MAP: PROVIDE_ROAMING_NUMBER_Request (IMSI). 7. VLR проверяет, подключен ли абонент в данный момент (IMSI Attached/Detached). При положительном результате – ассоциирует IMSI с одним из MSRN из диапазона номеров (например, присваивает абоненту MSRN 7-495-xyz-3333). 8. VLR возвращает в HLR выделенный роуминговый номер: MAP: PROVIDE_ROAMING_NUMBER_Response (MSRN). 9. HLR пересылает MSRN в GMSC: MAP: SEND_ROUTING_INFO_Response (MSRN). 10.GMSC анализирует первые цифры MSRN и определяет маршрут, формирует и отправляет IAM, в которое включает MSRN. IAM поступает в MSC: ISUP: IAM (MSRN). 11.MSC ассоциирует поступивший вызов с определенным абонентом (с IMSI) и освобождает MSRN. MSC запрашивает у VLR значения LAI и TMSI. Преобразует LAI в адрес того BSC, который обслуживает соты данной LA. 12.MSC дает команду BSC послать пейджинговые сообщения по всем сотам локальной области: BSSAP: Paging (TMSI, LAI, IMSI). BSC организует передачу пейджинга на радиоинтерфейсе Paging Request (TMSI). Установление входящего вызова (обслуживающий MSC – MS):