Czym jest System Sygnalizacji nr 7?
System Sygnalizacji nr 7 (SS7) to system sygnalizacji we wspólnym kanale, standaryzowany dla sieci telefonicznych, takich jak PSTN i ISDN, oraz dla sieci komórkowych. Przenosi komunikaty sterujące w sieci sygnalizacyjnej oddzielonej od ruchu użytkownika. Wykorzystuje . Sieć sygnalizacyjna jest logicznie oddzielona od kanałów ruchu i przenosi komunikaty sterujące dla wielu połączeń.
Oddzielenie sygnalizacji od ruchu użytkownika pozwala wymieniać cyfrowe komunikaty sterowania połączeniem bez zajmowania kanału głosowego. SS7 obsługuje zestawianie połączeń oraz usługi takie jak translacja numerów bezpłatnych, identyfikacja linii wywołującej, sygnalizacja SMS i procedury mobilności. Łącza sygnalizacyjne łączą węzły generujące, przekazujące i kończące te komunikaty.
Architektura sieci SS7
Sieć SS7 zawiera odrębne typy węzłów sygnalizacyjnych połączonych łączami sygnalizacyjnymi. Ich role określają, czy węzeł generuje, przekazuje czy kończy ruch sygnalizacyjny.
Elementy sieci
- SP (punkt sygnalizacyjny): Węzeł, który może generować lub odbierać wiadomości sygnalizacyjne, w tym centrala telefoniczna lub baza danych. SP jest identyfikowany kodem punktu sygnalizacyjnego (SPC) w danej sieci sygnalizacyjnej.
- STP (punkt transferu sygnału): Węzeł przekazujący wiadomości SS7 między punktami sygnalizacyjnymi zgodnie z informacjami routingu. Zwykle zapewnia funkcje transferu zamiast aplikacji części użytkownika.
- SCP (punkt kontroli usług): Węzeł sterowania usługą, który udostępnia logikę i dane aplikacjom Sieci Inteligentnej. SSP może wysłać do niego zapytanie o instrukcje, na przykład dotyczące translacji numeru bezpłatnego. W sieciach mobilnych bazy abonentów, takie jak HLR, są osobnymi węzłami osiąganymi przez procedury sygnalizacyjne.
- SSP (punkt komutacji usług): Centrala telefoniczna wyposażona w obsługę sygnalizacji SS7. SSP może inicjować, kończyć lub tranzytować połączenia, wysyłając wiadomości SS7 do innych SSP albo odpytując SCP o instrukcje.
Tryby sygnalizacji
Tryb zależy od relacji między trasą sygnalizacyjną a trasą ruchu, którą ta sygnalizacja kontroluje. Rozróżnienie dotyczy układu tras i nie opisuje innego formatu komunikatów.
- Tryb skojarzony: Wiadomości sygnalizacyjne są przesyłane bezpośrednim łączem między dwoma punktami, które są także połączone kontrolowanymi kanałami ruchu. Ogranicza to liczbę węzłów pośrednich. Wymaga jednak łączy wzdłuż każdej skojarzonej trasy i może zwiększać ich liczbę w większych sieciach.
- Tryb quasi-skojarzony: Wiadomości sygnalizacyjne podążają oddzielną, z góry określoną ścieżką przez jeden lub więcej punktów STP. Taka trasa zastępuje bezpośrednie łącze między punktami. Układ obsługuje hierarchiczne projekty, w których STP zapewniają routing pośredni, i ogranicza potrzebę tworzenia w pełni siatkowej sieci sygnalizacyjnej.
Stos protokołów SS7
SS7 jest warstwowym zbiorem protokołów. Obejmuje trzy poziomy MTP oraz części użytkownika, które zapewniają aplikacje sygnalizacyjne i tworzą czteropoziomową architekturę funkcjonalną. Taki układ przenosi komunikaty sterowania połączeniami, usług Sieci Inteligentnej i sieci mobilnych w sieciach stacjonarnych oraz komórkowych.
- MTP poziom 1 (łącze danych sygnalizacyjnych): Warstwa fizyczna określająca medium transmisyjne oraz interfejs elektryczny lub optyczny. W praktyce wykorzystuje kanały 64 kbit/s w strumieniu E1, a w wariantach T1 stosuje się 56 lub 64 kbit/s zależnie od implementacji regionalnej. Inne warianty transportu mogą używać światłowodu lub radiowych interfejsów PDH/SDH. W transporcie ATM łącze sygnalizacyjne korzysta ze stosu SAAL (warstwy adaptacyjnej ATM dla sygnalizacji), który łączy AAL5 z SSCOP i SSCF. Definiuje kodowanie liniowe, strukturę ramek i poziomy sygnałów.
- MTP poziom 2 (łącze sygnalizacyjne): Warstwa łącza danych przenosząca jednostki MSU (Message Signal Unit) między bezpośrednio połączonymi punktami sygnalizacyjnymi. Wykrywa błędy za pomocą procedury kontroli łącza, w tym CRC-16, i wykorzystuje potwierdzenia oraz retransmisję, zachowuje kolejność, kontroluje przepływ i monitoruje stan łącza za pomocą jednostek LSSU i FISU.
- MTP poziom 3 (sieć sygnalizacyjna): Warstwa sieciowa kierująca wiadomości na podstawie docelowego kodu punktu sygnalizacyjnego (DPC). Wybiera łącza i rozdziela obciążenie, przełącza ruch po awariach (changeover/changeback), realizuje kontrolę przeciążenia i zarządzanie siecią sygnalizacyjną.
- Części użytkownika (Poziom 4): Zbiór protokołów aplikacyjnych korzystających z usług MTP/SCCP. Najważniejsze z nich obejmują:
- ISUP (ISDN User Part): Sterowanie połączeniem w sieciach PSTN i ISDN, w tym zestawianie, modyfikacja i rozłączanie połączeń głosowych oraz danych z komutacją kanałów.
- B-ISUP (Broadband ISUP): Rozszerzenie ISUP dla sieci szerokopasmowych, takich jak ATM i SDH, obsługujące sterowanie połączeniami szerokopasmowymi.
- TUP (Telephone User Part): Starsza część użytkownika stosowana w tradycyjnej telefonii. ISUP rozszerzył obsługę ISDN i danych z komutacją kanałów, a TUP nadal występuje w niektórych regionach.
- SCCP (Signalling Connection Control Part): Nadbudowa nad MTP-3, umożliwia adresowanie na poziomie aplikacji (numer podsystemu) oraz tryby połączeniowy i bezpołączeniowy.
- TCAP (Transaction Capabilities Application Part): Realizuje zapytania/odpowiedzi bez ustanawiania stałego połączenia. Wykorzystywany przez usługi IN (Intelligent Network) i bazę HLR/VLR w sieciach mobilnych.
- MAP (Mobile Application Part): Specyficzny dla GSM/UMTS. Zapewnia funkcje roamingu, uwierzytelniania, zarządzania SMS oraz aktualizacji lokalizacji abonenta.
- BSSAP (Base Station Subsystem Application Part): Przenosi sygnalizację między kontrolerem stacji bazowej (BSC) a centralą komutacji mobilnej (MSC) w GSM.
- INAP (Intelligent Network Application Part) / CAP (CAMEL Application Part): Umożliwia usługi o wartości dodanej, takie jak pre-paid, przekierowania i numerację inteligentną.
- OMAP (Operations and Maintenance Application Part): Protokoły utrzymania i zarządzania siecią SS7.