Signalling System 7
| OSI vrstva | SS7 protokoly |
|---|---|
| Aplikační | TCAP, MAP, IS-41, INAP, CAP |
| Síťová | SCCP, SIGTRAN (IP7) |
| Linková | MTP Level 2 |
| Fyzická | MTP Level 1 |
Signalizační systém č. 7, anglicky Signaling System Number 7 (SS7), nebo též Common Channel Signaling 7 (CCS7, C7) je sada signalizačních protokolů používaných v moderních telefonních sítích. Používá se ve všech mobilních telefonních sítích, v digitálních pozemních telefonních sítích, i pro meziústřednovou signalizaci v analogových pozemních telefonních sítích (POTS). Jeho hlavním úkolem je předávat informace k uskutečnění a ukončení telefonních hovorů. Slouží i pro překlad telefonních čísel, účtování služeb účastníkům s předplacenými kartami, zasílání krátkých textových zpráv (SMS) a řadu dalších služeb.
Označení CCS7 (Common Channel Signaling 7) zdůrazňuje, že signalizace probíhá po společném signalizačním kanálu (např. v jednom časovém slotu linky E1), odděleně od kanálu, který přenáší hovor. Jeden signalizační kanál s SS7 je schopen obsloužit přibližně 1000 kanálů pro přenos hlasu nebo dat.
Obsah |
Struktura SS7 sítě[editovat]
V telefonních sítích používajících SS7 jsou signalizační okruhy odděleny od hlasových. Na telefonní síť tak můžeme pohlížet jako na dvojici vzájemně propojených sítí:
- Síť pro přenos hlasu; používá techniku přepojování okruhů; pasivní část sítě, kterou si lze představit jako svazky linek, které jsou propojovány v tak zvaných Service Switching Points (SSP) podle požadavků ze signalizační sítě; na obrázku část zakreslená červeně, na kterou jsou připojena účastnická vedení k jednotlivým účastníkům.
- Signalizační síť; slouží k ovládání sítě pro přenos hlasu; používá techniku přepojování paketů a protokoly SS7; na obrázku jsou to všechny uzly označené SSP, STP a SCP propojené linkami A, B/D, C, E a F.
Uzly signalizační sítě souhrnně nazývané signalizační body (Signalling Points – SP) lze rozdělit do tří skupin:
- SSP – Service Switching Point – zajišťují propojování hlasových linek a tak plní funkci telefonní ústředny; v mobilních sítích se pro SSP používá název Mobile Switching Centre (MSC); SSP jsou jedinými místy, kde je propojena signalizační síť s přenosovou sítí; k SSP mohou být přímo připojeny účastnické telefonní linky; v České republice jsou však účastnické telefonní linky připojeny pomocí koncentrátorů, které nahradily dřívější místní telefonní ústředny; podobně v mobilních sítích jsou k MSC připojeny Base Station Controllers (BSC), ke kterým jsou připojeny jednotlivé základnové stanice (BTS)
- STP – Signal Transfer Point – přepínače signalizační sítě; umožňují komunikaci SSP a SCP, které nejsou přímo propojeny
- SCP – Service Control Point – prvky, které poskytují služby v signalizační síti, především databáze potřebné pro směrování volání a zpráv (např. HLR, VLR, EIR, location services, atd.)
SP, které zpracovávají signalizační zprávy (obsahují aplikační vrstvy SS7) se nazývají Signalling End Points (SEP); každý SSP nebo SCP je SEP, ale funkcionalitu SEP mohou mít i některé STP.
Jednotlivé prvky signalizační sítě jsou pro zvýšení spolehlivosti zdvojené, umístěné v různých lokalitách a vzájemně propojené, aby se funkčnost sítě zachovala i při výpadku jednotlivých linek a uzlů. Jednotlivé propojovací linky mezi dvojicemi zařízení jsou vedeny odlišnými cestami. Struktura sítě tak připomíná příhradovou konstrukci mostu. Rutinně se využívá vyvažování zátěže a zatížení linek se udržuje pod 40%, aby při výpadku jedné z linek bylo zatížení pod 80% a zbývala kapacita i pro provozní špičky. Síť je dimenzována tak, aby byla schopna pracovat při běžných denních špičkách, ne však při mimořádné zátěži (Silvestr apod.). Sledování funkčnosti linek je automatické, ale pro dosažení maximální dostupnosti musí existovat prostředky pro monitorování sítě, aby bylo možné obcházet případná místa výpadků a včas plánovat rozšiřování sítě podle postupného zvyšování provozu. Pro plánované akce vyžadující vyšší provoz se doporučuje dočasné posílení příslušné části sítě.
Linky[editovat]
Signalizační linky se rozlišují podle toho, jaké prvky signalizační sítě propojují:
- Linky typu A (Access Link): spojují SCP nebo SSP s STP
- Linky typu B (Bridge Link): spojují (jiné než párové) STP na stejné úrovni hierarchie navzájem
- Linky typu C (Cross Link): spojují párové STP
- Linky typu D (Diagonal Link): spojují STP na různých úrovních hierarchie navzájem
- Linky typu E (Extended Link): spojují SSP s jiným než lokálním STP; používají se zřídka
- Linky typu F (Fully associated Link): signalizační spojení SSP; sítích obsahujících STP se zpravidla nepoužívají
V mobilních sítích se stejnými písmeny A až F označují jednotlivá rozhraní. Přes použití stejných názvů se jedná o dvě vzájemně nesouvisející věci, které nelze zaměňovat.
Podle rychlosti se signalizační linky rozlišují na
- LSL (Low Speed Link) s rychlostí 64 kbit/s nebo 56 kbit/s (DS0-A)
- HSL (High Speed Link) s rychlostí 2 Mbit/s (E1) nebo 1,5 Mbit/s (T1)
Struktura SS7[editovat]
Tradiční protokolový zásobník SS7 sestává z protokolů MTP-1, MTP-2, MTP-3 a SCCP, které odpovídají fyzické, linkové a síťové vrstvě referenčního modelu OSI. Vyšší vrstvy jsou tvořeny protokoly TCAP, CAP, ISUP, INAP, MAP (v ANSI sítích IS-41/ANSI-41). V současné době probíhá postupný přechod na IP infrastrukturu, kde jsou protokoly nižších vrstev nahrazovány protokoly SIGTRAN, které využívají protokoly IP a SCTP.
Protokolový zásobník Signaling System 7 Vrstvy
referenčního
Tradiční | Sigtran modelu
SS7 | IP7 OSI
+----------+ +-------------+ +--------------------------+
| MAP | | (Circuit | | MAP (GSM nebo IS-41) |
| INAP | | Related) | | INAP, CAP |
| CAP | | | | | 4 - 7
+----------+ | ISUP | +--------------------------+
| TCAP | | | | TCAP (ITU nebo ANSI) |
+----------+ | | +-------------+------------+ --------------
| SCCP | | | | SCCP | |
+----------+----+-----+-------+---------+-------------+ |
| | MTP3 | | SUA |
+ +----------+----------+ M3UA | |
| MTP3 | M2PA | M2UA | | | 3 - síťová
+ +----------+----------+---------+------------+
| | SCTP |
| +--------------------------------------------+
| | IP |
+----------+----------+--------------------------------------------+ --------------
| MTP2 | | | 2 - linková
+----------+ ATM | různé protokoly | --------------
| MTP1 | | | 1 - fyzická
+----------+----------+--------------------------------------------+ --------------
MTP – Message Transfer Part Zajišťuje přenos signalizace uvnitř národní sítě jednoho telefonního operátora.
SCCP – Signaling Connection Control Part Podporuje směrování signalizačních zpráv podle telefonních čísel. Umožňuje propojování hovorů a zpráv mezi státy a telefonními operátory.
TCAP – Transaction capabilities Application Part Zajišťuje spolehlivou výměnu informací mezi telefonními ústřednami a jednotlivými prvky mobilních telefonních sítí (MSC, VLR, HLR, SMSC).
MAP - Mobile Application Part Hlavní aplikační protokol pro výměnu signalizačních zpráv v mobilní síti GSM. Služby:
- lokalizace účastníka mobilní sítě
- podpora předplacených telefonních karet
- funkční zkoušky a údržba ve vzdálených uzlech sítě
- přenos tarifních dat
- přenos SMS
ISUP – ISDN User Part Uživatelská část, která slouží pro vytváření a rušení spojení mezi ISDN účastníky a zajišťuje jim další služby
TUP – Telephone User Part Uživatelská část, která slouží řízení výstavby spojení telefonních (analogových) účastníků a zajišťuje jim definované služby; předchůdce ISUP
OMAP – Operation & Maintenance & Administration Part Dohled a údržba a administrace sítě
Historie[editovat]
Mezi předchůce SS7 patří signalizační systémy:[1]
- CCITT R1 (USA a Japonsko) – používal systém MF (Multifrequency Tones)
- CCITT R2 (Evropa a dalších země) – používal systém MFC (Multifrequency Tones Compelled)
- CCITT Signalling System No. 5 (C5) – standardizovaný v roce 1964
- CCITT Signalling System No. 6 (C6) – vyvinutý v polovině 60. let a standardizovaný v roce 1976 – první signalizační systém, který používal Common Channel Signalling (CCS); používal proprietární datovou síť s linkami o rychlosti 2,4 kbit/s a technologii přepojování paketů
Standardy pro SS7 byly vytvářeny postupně:
| Rok | Publikace | Obsah |
|---|---|---|
| 1980 | CCITT Yellow Book | První publikace MTP2, MTP3, TUP |
| 1984 | CCITT Red Book | Revize MTP2, MTP3, TUP; doplněno SCCP a ISUP |
| 1988 | CCITT Blue Book | Revize MTP2, MTP3, TUP, ISUP; doplněn TCAP a doplňkové služby ISUP |
| 1992 | ITU-T Q.767 | Doplněno mezinárodní ISUP |
| 1993 | ITU-T "White Book 93" | Revize ISUP |
| 1996 | ITU-T "White Book 96" | Revize MTP3 |
| 1997 | ITU-T "White Book 97" | Revize ISUP |
| 1999 | ITU-T "White Book 99" | Revize ISUP |
SS7 se začal používat v roce 1983 a postupně vytlačil SS6 i starší signalizační systémy. Počet stránek standardů popisujících SS7 narostl z 320 v roce 1980 na asi 9000 v roce 1999.
Reference[editovat]
- Dryburgh, Lee; Jeff Hewitt(2004). Signalling System No. 7 (SS7/C7): Protocol, Architecture, and Services.Indianapolis:Cisco Press. ISBN 1-58705-040-4. Link to online version of text below.
- Ronayne, John P.(1986)."The Digital Network", Introduction to Digital Communications Switching, 1st edition,Indianapolis:Howard W. Sams & Co., Inc.. ISBN 0-672-22498-4.
- Russell, Travis(2002). Signaling System #7, 4th Edition,New York:McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-138772-9.
Související články[editovat]
- Message Transfer Part
- Stream Control Transmission Protocol
- SIGTRAN
- Transaction Capabilities Application Part
- Mobile Application Part
Externí odkazy[editovat]
- Signaling System No. 7 (SS7/C7): Protocol, Architecture, and Services. Plná HTML verze stejnojmenné knihy z roku 2004 (viz výše).
- SS7 Protocol layer architecture overview, tutorials and discussion forum
- SS7 - A Brief Comparison with TCP/IP
- www.protocols.com: practical overview
- SS7 open source project
- Mobicents SS7 open source project
- Introduction to signaling. Průvodce signalizačními protokoly.
- Excellent SS7 Tutorial
- SeveNTest online SS7 decoder
- Yate open source for fixed and mobile SS7
