Warstwowy model SS7
System Sygnalizacji nr 7 (SS7) wykorzystuje warstwowy stos protokołów do sterowania połączeniami, routingu i sygnalizacji usług. Jego organizacja jest koncepcyjnie podobna do . Jednak SS7 definiuje trzy poziomy Części Przesyłania Wiadomości oraz części użytkownika zamiast siedmiu warstw OSI. MTP zapewnia transport sygnalizacyjny w sieci, a części użytkownika definiują procedury sterowania połączeniami, obsługi baz danych i usług. MTP-3 udostępnia częściom użytkownika prymitywy usług sieciowych, a SCCP dodaje adresowanie i usługi połączeniowe dla aplikacji transakcyjnych.
Stos obejmuje Część Przesyłania Wiadomości (MTP) oraz części użytkownika korzystające z jej usług transportowych. MTP-1, MTP-2 i MTP-3 obejmują odpowiednio funkcje fizyczne, łącza i sieci transportu sygnalizacyjnego. Części użytkownika wymieniają komunikaty do sterowania połączeniami i realizacji zapytań o dane abonenta.
Część Przesyłania Wiadomości (MTP)
MTP (Message Transfer Part) przenosi wiadomości sygnalizacyjne między węzłami sieci SS7 i dzieli się na trzy poziomy. Poziomy obejmują funkcje łącza danych sygnalizacyjnych, łącza sygnalizacyjnego oraz sieci sygnalizacyjnej. Razem zapewniają usługę transportową używaną przez ISUP, SCCP i inne części użytkownika. Jednostki sygnalizacyjne przenoszą także komunikaty zarządzania siecią.
- MTP poziom 1, łącze danych sygnalizacyjnych (warstwa fizyczna):
Ta warstwa fizyczna określa elektryczne i fizyczne charakterystyki łącza sygnalizacyjnego, w tym złącza, okablowanie, trakty E1/T1 oraz szybkości transmisji. Przesyła bity przez medium fizyczne i udostępnia interfejs używany przez MTP poziom 2.
- MTP poziom 2, łącze sygnalizacyjne (warstwa łącza danych):
Ta warstwa zapewnia niezawodną komunikację między bezpośrednio połączonymi punktami sygnalizacyjnymi. Organizuje bity z MTP-1 w jednostki sygnalizacyjne, wykrywa błędy, wykorzystuje retransmisję uszkodzonych jednostek, zachowuje kolejność i kontroluje przepływ. Stan łącza jest nadzorowany za pomocą jednostek LSSU i FISU.
- MTP poziom 3, sieć sygnalizacyjna (warstwa sieciowa):
Ta warstwa kieruje wiadomości sygnalizacyjne przez sieć SS7 od punktu początkowego do docelowego, które może być oddalone o wiele przeskoków. Wykorzystuje routing na podstawie kodów punktów, wybiera łącza, rozdziela obciążenie, zarządza przeciążeniami i zmienia trasę po awarii łącza lub węzła. Procedury changeover i changeback wspierają przywracanie łącza oraz zarządzanie siecią sygnalizacyjną. Funkcje transportowe są niezależne od aplikacji części użytkownika, więc ta sama hierarchia może przenosić sygnalizację związaną z obwodami i niezwiązaną z obwodami.
Części użytkownika SS7
Części użytkownika korzystają z usług transportowych MTP lub SCCP do wymiany komunikatów dotyczących określonych funkcji sieci. Obejmują protokoły sterowania połączeniami i obsługi transakcji, a ich komunikaty są przenoszone przez niższe poziomy MTP w jednostkach sygnalizacyjnych. ISUP zwykle korzysta bezpośrednio z usług MTP, natomiast aplikacje oparte na TCAP zwykle używają SCCP do adresowania podsystemów.
- ISUP (Część Użytkownika ISDN):
Główna część użytkownika do sterowania połączeniami. ISUP definiuje komunikaty i procedury do zestawiania, obsługi i zwalniania połączeń głosowych oraz transmisji danych w sieciach PSTN i ISDN. Initial Address Message (IAM) przenosi informacje zestawiania, Answer (ANM) oznacza odebranie połączenia, a Release (REL) rozpoczyna jego zwalnianie.
- SCCP (Część Sterująca Połączeniami Sygnalizacyjnymi):
SCCP działa nad MTP-3 jako część poziomu 4 i rozszerza je o zaawansowane możliwości adresowania poprzez oraz zapewnia bezpołączeniowe i połączeniowe usługi sieciowe. SCCP może używać numeru podsystemu wraz z kodem punktu do adresowania aplikacji w punkcie sygnalizacyjnym. Funkcje te obsługują aplikacje wykorzystujące bazy danych.
- TCAP (Część Aplikacyjna Zdolności Transakcyjnych):
TCAP umożliwia komunikację opartą na transakcjach między węzłami sieci, zwykle przy zapytaniach do baz danych. Zapewnia standardowy sposób wywoływania funkcji w innym węźle i powiązania odpowiedzi z żądaniem. TCAP dostarcza usługom strukturę transakcji, obejmującą wymianę operacji i wyników oraz zarządzanie stanem całej transakcji.
Usługi wykorzystujące TCAP
Kilka protokołów warstwy aplikacyjnej wykorzystuje TCAP do realizacji procedur usługowych i wymiany operacji z odległą logiką usług lub bazami danych:
- INAP (Część Aplikacyjna Sieci Inteligentnych):
Używana do implementacji usług sieci inteligentnych. Przy połączeniu z numerem bezpłatnym INAP może odpytwać bazę danych w SCP, aby określić kierowanie połączenia, na przykład do wybranego centrum obsługi. Umożliwia także usługi takie jak przenoszenie numerów czy karty pre-paid.
- MAP (Część Aplikacyjna dla Sieci Ruchomych):
Stosowana w sieciach mobilnych, takich jak GSM i UMTS. MAP obsługuje zarządzanie mobilnością, pozwalając sieci aktualizować lokalizację abonenta podczas przemieszczania się między komórkami. Obsługuje także uwierzytelnianie, dostarczanie SMS-ów, dane abonenta oraz między różnymi operatorami.
Sygnalizacja SS7 przez IP z użyciem SIGTRAN
SIGTRAN to zestaw protokołów służący do przesyłania wiadomości sygnalizacyjnych SS7 przez sieci IP zamiast tradycyjnych, dedykowanych łączy. Obejmuje protokół transportowy i warstwy adaptacyjne dla części użytkownika SS7, dzięki czemu istniejące aplikacje sygnalizacyjne można odwzorować na asocjację transportową IP.
- SCTP (Protokół Sterowania Strumieniem):
SIGTRAN używa SCTP jako protokołu transportowego przez IP. SCTP zapewnia niezawodny transport zorientowany na wiadomości, podobny do TCP, oraz wiele uporządkowanych strumieni i wieloadresowość. Niezależne strumienie ograniczają blokowanie typu "head-of-line" między osobnymi sekwencjami wiadomości, a wieloadresowość zapewnia redundancję ścieżek. SCTP może zachować granice wiadomości użyteczne dla protokołów sygnalizacyjnych.
- Warstwy Adaptacyjne (np. M2UA, M3UA):
Warstwy adaptacyjne umożliwiają protokołom wyższych warstw SS7, takim jak ISUP i SCCP, pracę nad SCTP/IP. M2UA przenosi usługi MTP-2 do zdalnego użytkownika MTP-3 i przekazuje ich prymitywy, M3UA udostępnia interfejs dla użytkowników MTP-3, takich jak ISUP, a SUA dla użytkowników SCCP, takich jak TCAP. Warstwy te przenoszą komunikaty części użytkownika w formatach odpowiednich dla transportu IP.