Architektura Sieci SS7

Rozdzielenie Ruchu Użytkownika od Sygnalizacji

W klasycznej sieci telefonicznej kanały użytkownika przenoszą głos, natomiast osobna sieć sygnalizacyjna przenosi informacje sterujące. System Sygnalizacji nr 7 (SS7) jest wspólnokanałową siecią pakietową przeznaczoną do takich informacji. Należą do nich wiadomości sygnalizacyjne.

Sygnalizacja nie zajmuje tego samego kanału co głos. Wiadomości SS7 służą do zestawiania połączeń, przekazywania informacji o ich stanie i obsługi usług sieciowych, podczas gdy kanały głosowe przenoszą ruch użytkownika. Rozdzielenie tych funkcji umożliwia obsługę numerów bezpłatnych (np. 800), przekierowania połączeń, identyfikacji dzwoniącego (CLIP) oraz roamingu w telefonii komórkowej.

Węzły Sieci SS7 i Ich Role

Sieć SS7 obejmuje wyspecjalizowane punkty sygnalizacyjne (SP). Ich role zależą od tego, czy punkt tworzy, odbiera czy przekazuje wiadomości.

• SP (Punkt Sygnalizacyjny)

  SP jest węzłem sieci sygnalizacyjnej, który może być źródłem lub odbiorcą wiadomości SS7, a w przypadku STP także je przekazywać. W ten sposób punkt sygnalizacyjny uczestniczy w tworzeniu, odbieraniu albo transferze informacji.

  • Punkt Komutacji Usług (SSP, Service Switching Point): To typ SP pełniący funkcję centrali telefonicznej obsługującej abonentów. SSP wykrywa żądania usług i generuje wiadomości SS7. Gdy abonent podnosi słuchawkę i wybiera numer, SSP rozpoczyna procedurę zestawiania połączenia oraz wymianę potrzebnych komunikatów.
  • Punkt Kontroli Usług (SCP, Service Control Point): SCP zawiera programy logiki usługowej i może przechowywać dane abonenta lub usługi. Nie jest z definicji jedną scentralizowaną bazą danych. Gdy abonent wybiera numer infolinii 800, SSP wysyła zapytanie do SCP. SCP może odczytać rzeczywisty numer związany z numerem 800 i przekazać wynik do SSP, aby centrala mogła kontynuować obsługę połączenia.
• STP (Punkt Transferu Sygnału)

  STP jest wyspecjalizowanym przełącznikiem pakietów, który przekazuje wiadomości SS7. W funkcji transferowej odczytuje DPC z etykiety routingu, korzysta z tablic routingu i kieruje komunikat do właściwego SP albo następnego STP. W sieci quasi-skojarzonej para lub grupa STP może tworzyć warstwę pośredniczącą, zapewniając wydajne i niezawodne dostarczanie wiadomości.

W praktyce SSP inicjuje sygnalizację związaną z zestawieniem połączenia i w razie potrzeby wysyła zapytanie o usługę, SCP zwraca wynik logiki usługi, a STP przekazuje oba rodzaje wiadomości do właściwych punktów.

Dwie Współpracujące Sieci

Sieć telefoniczna i sieć sygnalizacyjna SS7 są odrębnymi sieciami, które współpracują podczas obsługi połączeń. Pierwsza przenosi ruch użytkownika, druga przekazuje komunikaty sterujące.

Na diagramie „Sieć telefoniczna” reprezentuje kanały głosowe, a „Sieć sygnalizacyjna” oznacza sieć SS7. Punkty SSP, umieszczone w centralach telefonicznych, łączą funkcje komutacji z obsługą sygnalizacji. STP przekazuje komunikaty między punktami, natomiast SCP udostępnia logikę usługową i dane wykorzystywane przy zapytaniach o obsługę połączeń.

Relacje, Łącza i Drogi Sygnalizacyjne

Do formalnego opisu struktury sieci SS7 stosuje się terminologię dotyczącą punktów, łączy i dróg, ponieważ opisuje ona zarówno zależności logiczne, jak i transmisję komunikatów.

• Relacja Sygnalizacyjna: Jest to pojęcie logiczne. Relacja istnieje między dwoma punktami sygnalizacyjnymi (SP), jeśli punkty muszą wymieniać ruch sygnalizacyjny. Przykładem są dwie centrale telefoniczne, które zestawiają połączenia między swoimi abonentami.
• Łącze Sygnalizacyjne: Jest to fizyczna lub logiczna ścieżka transmisyjna przenosząca wiadomości SS7 między dwoma sąsiednimi punktami sygnalizacyjnymi.
• Zestaw Łączy Sygnalizacyjnych: Jest to zbiór łączy bezpośrednio łączących te same dwa punkty. Wiele równoległych łączy zwiększa przepustowość i niezawodność, a ruch może być rozdzielany między łącza. Po awarii jednego z nich pozostałe mogą przejąć jego zadania.
• Droga Sygnalizacyjna: Jest to ustalona sekwencja punktów i łączy, którą wiadomość pokonuje od punktu początkowego (OP) do punktu docelowego (DP). Droga może zawierać jeden lub więcej zestawów łączy oraz przechodzić przez jeden lub więcej punktów STP.
• Zestaw Dróg Sygnalizacyjnych: Jest to pełen zbiór dostępnych dróg sygnalizacyjnych między punktem początkowym a punktem docelowym.

Adresacja: Kod Punktu Sygnalizacyjnego (SPC)

Każdy punkt sygnalizacyjny otrzymuje w danym planie numeracji unikalny identyfikator o nazwie kod punktu sygnalizacyjnego (SPC, Signaling Point Code). Kod służy do identyfikowania węzła w funkcjach routingu SS7, a jeden węzeł może mieć osobne kody dla różnych planów sieci.

• Unikalny Identyfikator: Każdy SP, STP i SCP w krajowym lub międzynarodowym planie numeracji otrzymuje unikalny SPC. Zasady kodowania sieci krajowej i międzynarodowej są niezależne.
• Informacja o routingu: W standardowej etykiecie routingu MTP pola DPC i OPC wskazują odpowiednio punkt docelowy i punkt początkowy wiadomości. Pole SLS służy do wyboru łącza i rozdziału obciążenia. Funkcja routingu MTP3 korzysta z DPC i SLS, a w niektórych przypadkach także ze wskaźnika usługi. W formacie Q.704 etykieta ma 32 bity. Pola DPC i OPC mają po 14 bitów, a SLS 4 bity. Krajowa odmiana etykiety może mieć inne rozmiary pól. Punkty STP używają Kodu Punktu Docelowego (DPC) i wyszukują go w tablicach routingu, aby określić wychodzący zestaw łączy.
• Struktura: W wariancie ANSI stosowanym w Ameryce Północnej kod SPC ma 24 bity i zwykle składa się z trzech pól po 8 bitów, nazywanych network, cluster i member, czyli sieć, klaster i punkt. Międzynarodowy kod ITU-T ma 14 bitów i w układzie 3-8-3 oznacza strefę geograficzną, obszar lub sieć oraz punkt sygnalizacyjny. Krajowy plan numeracji może definiować inny podział pól, więc układ 3-8-3 nie jest uniwersalny. Struktura pól wspiera hierarchiczną identyfikację węzłów sieci SS7.