Download - signalisation ss7
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Réseaux de Signalisation
Présentation SS7
Version 8f, 08/2001
Réseaux de Signalisation
Présentation SS7
Version 8f, 08/2001
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 2
SOMMAIRE
DéfinitionsCaractéristiques (Signalisations Usager & Réseau)SS7: Principes de baseSS7: Modes de signalisationSS7: ArchitectureSS7: Protocoles & exemples de transactionsSS7: UtilisationSS7 & Réseaux Intelligents (IN)SS7: Exploitation, Administration & MaintenanceConvergence SS7 / IPSS7 & GSM + Convergence INApplications basées SS7: introduction aux solutions NMG
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 3
Définitions
La signalisation concerne tous les échanges d’informations nécessaires pour la fourniture et la maintenance d’un service de télécommunications.
La signalisation comprend les signaux requis pour la gestion des connexions:
Etablissement et rupture, Contrôle et facturation, Supervision et maintenance … Gestion GSM et IN
communicationétablissement rupture
contrôle
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 4
Types de signalisation
User Network Interface (UNI)
- signalisation abonné (DSS1,V5)- signalisation RNIS (D)- signalisation PABX (QSIG)
Network Network Interface (NNI)
- signalisation SS7
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 5
Caractéristiques de signalisation (1)
… De la signalisation analogique vers la signalisation numérique …
Sur les accès d’abonnés la signalisation reste aujourd’hui encore analogique: tonalités, numérotation multi-fréquences, etc..
L’évolution va vers une signalisation purement numérique, sous forme de paquets digitalisés, aussi bien sur la ligne d’abonné (canal D du RNIS) que dans le cœur du réseau (SS7) More information
Accès plus rapide à l’information, temps de connexion réduitsDisponibilité et sécurité de l’informationQualité de Service accrue
Cette révolution est depuis le début des années 80 en œuvre dans les cœurs des réseaux SS7
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 6
Caractéristiques de signalisation (2)
… Utilisation de canaux de communication séparés … On parle de Out-of-Band signaling ou Common Channel signaling (CCS) ou Réseau Sémaphore
Sur les accès d’abonnés la signalisation analogique emprunte aujourd’hui le même canal que les voies de parole.
L’évolution va vers des canaux séparés: par exemple dans le RNIS canaux B pour les voies de parole, canal D pour la signalisation.
Permet un accès permanent aux informations de signalisation (signalisation en cours d’appel)
Performance accrue sur un canal dédié (réduction des délais, réduction des intrusions par la fraude)
Cette révolution est depuis le début des années 80 en œuvre dans les cœurs des réseaux SS7
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 7
Architecture réseau sémaphore
Liens de signalisation:Réseau SS7
Liens de communication:Voies de parole/data
Canaux de signalisationCOC
Canal D
Canaux B
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 8
Choix SS7
Les messages SS7 sont échangés entre les éléments de réseau dans des canaux bidirectionnels à 64kbits/s (ITS MIC), aussi appelés COCs (Canaux Sémaphores = Signaling Links).
La signalisation Sémaphore emprunte des canaux séparés sur des MICs (transmission PDH: E1 à 2048kbits/s ou T1).
La signalisation Sémaphore apporte les avantages suivants:Temps de connexion plus rapidesMeilleure disponibilité des voies de parole Possibilité de fournir des services supplémentaires indépendants des
circuits de commutation: réseaux Intelligents (IN)Contrôle amélioré par rapport à des actions de fraude
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 9
Architecture réseau
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 10
Architecture SS7 (1)
Chaque Point de Transfert Sémaphore (PTS) dans le réseau SS7 est identifié de façon non-ambiguë par le « numeric point code ».
Ces codes sont acheminés dans des messages de signalisation entre les différents points, afin d’identifier la source (CPO) et la destination (CPD) de
chaque message.
Le réseau SS7 est défini à partir de 3 types de points de signalisation.
SSP (Service Switching Point) ou CAS (Commutateur d’Accès Service)STP (Signal Transfer Point) ou PTS (Point de Transfert Sémaphore)SCP (Service Control Point) ou PCS-R (Point de Contrôle Service Réseau)
Ce type d’architecture permet un maximum de redondance, une haute disponibilité et des garanties de sécurité.
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 11
STP = PTS: Signaling Transfer Point SSP = CAS : Switching Point
TSw : Transit SwitchSw : Local Switch
Réseau de signalisation
Commutateurs et liaisons circuits
CAS
CAS
CAS
CAS
Sw
Sw
Sw
SwTSw TSw
TSw
PTS PTS
PTS PTS
Architecture SS7 (2)
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 12
Modes de signalisation SS7 (1)
Signalisation en mode associé Les canaux de signalisation correspondent point pour point aux liaisons entre
commutateurs circuit véhiculant les voies de parole. mise en œuvre simple mais multiplication des nœuds de signalisation
Ceci exigerait des liens dédiés entre tous les commutateurs….
Signalisation en mode quasi-associé Ce système permet de minimaliser le nombre de nœuds se signalisation
coût optimalisé et meilleure performance en termes de délais de transmission.
Le mode quasi-associé est celui qui est préféré pour le SS7.
(Signalisation en mode non-associé) Dans cette configuration les canaux sont complètement décorrélés:
algorithmes de routage compliqués, délais accrus, etc… Ce mode n’est pas mis en œuvre pour le SS7
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 13
PTS1
PTS2
PTS3
PTS4
CAS1
CAS2
CAS3
Mode Associé
Voies de parole
Liens SS7
link
linkset
relation
Mode Quasi-Associé
Modes de signalisation SS7 (2)
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 14
Protocoles SS7 (1)
Les services SS7 sont décrits par les couches applicatives du modèle ISO (4 à 7)
ISUP = ISDN User PartTUP = Telephone User PartSCCP = Signaling Connection Control PartTCAP = Transaction Capabilities Application Part
Les mécanismes de transmission SS7 sont décrits par les couches réseau du modèle ISO (1 à 3):
MTP = Message Transfer Part
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 15
MTP Message Transfer Part (Q.701 – Q.704)ISUP ISDN User Part (Q.761 – Q.766)TUP Telephone User Part (Q.721 – Q.725)SCCP Signaling Connection Control Part (Q.711 – Q.714)MAP Mobile Application PartINAP Intelligent Network Application PartSSN Sub System Number (SCCP)SIO Service Information Octet (SIO=NI+SI, Network Indicator and Service Indicator)
M T P
SCCP/TCAP ISUP TUP
MAP INAP
SIO
SSN
-- 3 -- 5 -- 4
-- 0
Protocoles SS7 (2)
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 16
Niveau 3 : réseau de signalisation -Routage (gestion d’orientation, tables de routage)-Gestion des canaux ( linkset management)
Niveau 3 : réseau de signalisation -Routage (gestion d’orientation, tables de routage)-Gestion des canaux ( linkset management)
L3 : Routage
Niveau 2 : liens de signalisation-Détection & correction d’erreurs par retransmission-détection d’erreurs par CRC, acknowledgement-Numérotation des séquences (NSA, NSR) & gestion-Gestion des liens(echange de messages LSSU)-Alignement des canaux et délimitation des trames-Surveillance de la qualité (taux d’erreurs)
Niveau 2 : liens de signalisation-Détection & correction d’erreurs par retransmission-détection d’erreurs par CRC, acknowledgement-Numérotation des séquences (NSA, NSR) & gestion-Gestion des liens(echange de messages LSSU)-Alignement des canaux et délimitation des trames-Surveillance de la qualité (taux d’erreurs)
Niveau 1 : transmission (hiérarchie PDH)-Liens Full duplex basés sur des ITs à 64 kbits/s transportés par des trâmes MIC à 2048kbit/s (E1)
Niveau 1 : transmission (hiérarchie PDH)-Liens Full duplex basés sur des ITs à 64 kbits/s transportés par des trâmes MIC à 2048kbit/s (E1)
L2 : Adressage, gestion de flux et correction d’erreurs
Couches applicatives (ISUP, …)
Fonctions réseau: MTP
L1: transmission32 ITs à 64kbit/s :IT0 pour la synchroIT1 à IT31 pour les canaux SS7
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 17
Un message SS7 est appelé « Signal Unit » (SU) ou « trame sémaphore ». Il y a trois types de SU:
Fill-In Signal Units (FISUs), ou trames de remplissage Link Status Signal Units (LSSUs), ou trames d’état and Message Signal Units (MSUs), ou trames de messages
FISU (Fill-In Signal Unit)
F: FlagBSN: Backward sequence numberFSN: Forward sequence numberBIB: Backward indicator bitFIB: Forward indicator bitLI: Length indicator (LI = 1)CK: Check bits
CK LI FSN BSN FFIB
16 2 6 1 7 1 7 8
BIB
Messages de signalisation de niveau 2 (1)
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 18
LSSU (Link Status Signal Unit)
MSU (Message Signal Unit)
SF: Status field
CK LI FSN BSN FFIB
16 2 6 1 7 1 7 8
SF
8 oder 16
BIB LI = 1 or 2
Messages de signalisationde niveau 2 (2)
CK LI FSN BSN FFIB
16 2 6 1 7 1 7 8
BIB
8n272>n>1 8
SIF SIO
LI > 2
SIO : Service information octet, contains :- NI, Network indicator (national, international, …)- SI, Service indicator (ISUP, TUP, SCCP)
SIF : Signaling information octet : maximum 272 bytes
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 19
Message de niveau 3
Layer 2SIODPCOPCSLSCICInfo
32
Layer 2
8141441616
DPC : Destination point codeOPC : Originating point codeSLS : Signaling link selectionCIC : Circuit identification code
Messages de signalisationde niveau 3 (3)
CK LI FSN BSN FFIB
16 2 6 1 7 1 7 8
BIB
8n272>n>1 8
SIF SIOMSU Niveau 2
Niveau 3
Niveaux supérieurs
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 20
SS7: Fonctions ISUP & TUP
Couches applicatives:
ISDN User Part (ISUP)ISUP définit le protocole utilisé pour établir, gérer et rompre des circuits de commutation qui acheminent la parole et les données entre commutateurs.ISUP est utilisé pour le RNIS et la téléphonie, ainsi que d’autres types de communications.
TUP (Telephone User Part)Le protocole TUP gère les fonctions de base pour la téléphonie uniquement.De plus en plus, ISUP remplace TUP.
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 21
SS7: Fonctions SCPP & TCAP
Couches applicatives:
SCCP (Signaling Connection Control Part) ou SSCS (Sous-Système de Connexions Sémaphores);
il assure des fonctions supplémentaires à MTP3 pour transférer des informations de signalisation en mode avec ou sans connexion.
Il permet les échanges de signalisation entre réseaux SS7 différents (MTP n’est pas capable d’assumer cette fonction)
TCAP (Transactions Capabilities Applications Part) ou SSGT (Sous-Système de Gestion de Transactions);
Fournit un support de communication aux applications interactives dans un environnement distribué.
Dans le cas de réseaux mobiles (IS-41 and GSM), TCAP transporte les messages MAP(Mobile Application Part) échangés entre MSCs pour assurer les fonctions d’identification, authentication et localisation de mobiles; ainsi que le roaming.
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 22
SS7: Fonctions MAP & INAP
MAP (Mobile Application Part): Fonctions MAP et SMS pour les réseaux IS-41 et GSM Interagit sur les équipements: VLR, HLR, MSC et SGSN/GGSN pour le
GSM Permet l’implémentation du GSM Phase 1, Phase 2, et Phase 2+. Il supporte également les extensions MAP-GSM pour le GPRS et CAMEL
INAP (Intelligent Network Application Part): Capability Set 1 (CS1), défini par l’ITU, ETSI, et les standards du Generic
Requirement (GR) of the Bellcore Advanced Intelligent Network (AIN) CS2 et CS3 en cours d’implantation Permet d’établir, maintenir et rompre des connexions large-bande à travers
un réseau SS7/ATM.
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 23
Protocoles de signalisationà l’interface usager (UNI)
Terminalappelant
Terminalappelé
ESTABLISH / SET-UP (Adress,VPI,VCI,Bitrate, QoS)
ACCEPT / CONNECT
(REJECT / RELEASE)
DISCONNECT / RELEASE
COMMUNICATION EFFICACE
Les réseaux du futur (ATM) auront la possibilité de négocier leurs caractéristiques de connexion (débit, QoS, etc..) pendant la séquence d’initialisation de l’appel.
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 24
Protocoles de signalisation réseau (NNI)
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 25
Simulation d’appel (1)
PTSPTS
PTS
PTS
PSPS
PS
PS
IAM1IAM2
IAM3
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 26
Simulation d’appel (2)
PTSPTS
PTS
PTS
PSPS
PS
PS
ACM1
ACM2
ACM3
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 27
Simulation d’appel (3)
PTSPTS
PTS
PTS
PSPS
PS
PS
ANM3
ANM2ANM1
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 28
Simulation d’appel (4)
PTSPTS
PTS
PTS
PSPS
PS
PS
REL1REL2
REL2
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 29
Simulation d’appel (5)
PTSPTS
PTS
PTS
PSPS
PS
PS
REL1REL2
REL2
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 30
Simulation d’appel (6)
PTSPTS
PTS
PTS
PSPS
PS
PS
RLC1
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 31
Simulation d’appel (7)
PTSPTS
PTS
PTS
PSPS
PS
PS
RLC2
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 32
Simulation d’appel (8)
PTSPTS
PTS
PTS
PSPS
PS
PS
RLC3
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 33
Simulation d’appel (9)
PTSPTS
PTS
PTS
PSPS
PS
PS
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 34
Séquence de décrochage demandeur réussieSwitch A (calling)
IAM Initial Address
SAM Subsequent Address
ACM Address Complete
Switch B (called)
ANM Answer
REL Release
RLC Release Complete
SAM Subsequent Address
Setup time
Ring time
Conversationtime
Release time
ISUP: Exemple de transaction (1)
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 35
Pas de réponse: - Cause = NA
Switch A (calling)
IAM Initial Address
SAM Subsequent Address
ACM Address Complete
Switch B (called)
REL Release
RLC Release Complete
SAM Subsequent Address
Setup time
Ring time
Release time
ISUP: Exemple de transaction (2)
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 36
Racreochage pendant l’établissement – Cause = HESwitch A (calling)
IAM Initial Address
SAM Subsequent Address
Switch B (called)
REL Release (by calling)
RLC Release Complete
SAM Subsequent Address
Setup time
Release time
ISUP: Exemple de transaction (3)
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 37
Exploitation, Administration & Maintenance
La fonction « Operations, Maintenance and Administration Part » (OMAP) fournit les procédures de gestion et de supervision de réseau à partir d’un point central dans le réseau SS7.
Il définit les protocoles d’application et les procédures de monitoring, test et contrôle des ressources SS7.
Les procédures OMAP assurent entre-autres les fonctions suivantes:
Vérification des routes MTP, détection de boucles, délais excessifs, et indisponibilité des PTS
Vérification des routes SCCP et gestion du routageAnalyse de traficGestion des liens.
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 38
Applications SS7
Gestion des appels de base (établissement, maintenance, rupture)Gestion de la mobilité dans les réseaux GSM et +: roaming, identification, authentification et localisation des usagers mobiles.Acheminement de messages courts (SMS)Applications RI (Réseau Intelligent)
Gestion de numéros spéciaux (toll-free (800/888) & toll (900) Services complémentaires: transfert d’appels, conférence à 3, …, Gestion de réseaux privés virtuels (VPN) Portabilité de numéros (local number portability - LNP) Gestion de cartes pré-payées
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 39
Réseaux Intelligents: définition
Un Réseau Intelligent( (IN) ou intelligent network (IN) permet, grâce aux fonctions du SS7, de fournir des services supplémentaires non disponibles à partir des commutateurs fixes ou mobiles.
Fournit à l’opérateur des outils lui permettant de développer et gérer ses services plus efficacement.
Lui permet d’implémenter très rapidement de nouvelles.
Lui permet de personnaliser (customization) les services selon les besoins spécifiques de chaque client.
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 40
Architecture SS7 pour IN
SSP (Service Switching Point) ou CAS (commutateur d’accès)
STP (Signal Transfer Point) ou PTS (Point sémaphore)
SCP (Service Control Point)
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 41
Architecture IN maillée
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 42
Apports des IN
Le principal intérêt pour l’opérateur est la facilité d’évolution des services existants et le développement de nouveaux services, sources de revenus supplémentaires.
Les conditions pour atteindre ces objectifs sont:
Rapidité d’introduction des nouveaux servicesPersonnalisation des services Indépendance des services par rapport aux fournisseurs Interfaces ouverts
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 43
SS7 et GSM – Protocoles MAP
A: BSC-MSCB: MSC-VLRC: GMSC-HLRD: VLR-HLRE: MSC-MSCF: MSC-EIRG: VLR-VLRH: HLR-AUC
RTC
BoiteVocale
Interface MAP B tà G
Interface A(DTAP / BSSAP)
ISUP
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 44
Accès aux services intelligents via CAMEL (Convergence
Mobile/IN)
CAMEL = Customized Applications for Mobile Network Enhanced Logic
Permet de connecter les réseaux mobiles aux plate-formes IN
Permet aux usagers mobiles d’accéder à des services spécifiques IN
Tels que: Communications pré-payées Portabilité des muméros Applications localisées
Accessible à travers le protocole CAP = Camel Application Part.
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 45
ConvergenceSS7 / IP New Generation Networks (NGN)
Signaling Gateway
SIP Client
SIP Server
STP
E1/T1
Media Gateway
RTP
MGCP
IP
network
Media GatewayController
DSS 1
Voies de parole
Canaux de signalisation
SIP
SIP
SIP
ISUP/IPISUP/MTP
SS7
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 46
Supervision basée sur le SS7: Applications PrOceSS7
PrOceSS7 utilise la richesse des informations sur le SS7 pour fournir des applications liées à l’efficacité du trafic des usagers:
CDRs temps-réel pour toutes tentatives d’appels
Gestion rapide des plaintes clients Analyse de trafic Expertise QoS (roaming QoS) Gestion des interconnexions Planification des réseaux Ingéniérie de trafic Analyse de protocoles
Les protocoles SS7 concernés sont: MTP3, ISUP, INAP, MAP, etc…
Data processingWorkstations
Alarm Workstations
MaintenanceWeb Browser
Alarm ServerLan - Wan
Real Time Data Base
Real Time Data Base
SS7 Probe SS7 Probe
Off Line Data Base
Open Applications
SNMP/Q3
SS7 NetworkSS7 NetworkSS7 Network
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 47
Simulation basée sur le SS7:Applications EVA
Le simulateur de trafic de signalisation EVA a été développé pour:
Tests de trafic; performance et QoS Mesures de QoS de bout-en-bout Tests fonctionnels d’équipements de
réseaux
Les protocoles de signalisation émulés par EVA sont:
RNIS LapD, SS7 H323, SIP (Voix sur IP) IP ?
Z T2
Z
Z
S0
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 48
Services basés sur le SS7: Applications VAS & SMS
Certains Services à Valeur Ajoutée ou Value Added Services (VAS) pour des applications mobiles utilisent des informations issues de messages SS7:
Authentification d’usagers mobiles Localisation d’usagers mobiles
(Cell-ID, VLR tracking,…) Detection de présence d’un mobile
(WIM) Facturation de communications
mobiles Gestion de SMS/EMS
Applications typiques: SMS-Welcome, SMS-Bon Voyage,
SMS-Advertizing,…
Protocoles SS7 concernés: MAP, BSSAP …
HLR
VLR
Statistics
SMS C
BSCMSC
SCCPGateway
Data CollectionSystem
VAS Platform
Process System
Detect roamers
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 49
Annexe: Quelques standards
•Niveau SS7•Niveau SS7 •Standard ITU•Standard ITU •Standard ANSI•Standard ANSI •Standard JTC (Japon)•Standard JTC (Japon)
•MTP Level 2•MTP Level 2 •ITU Q.701 - Q.703, 1992
•ITU Q.701 - Q.703, 1992
•ANSI T1.111.2-.3, 1992
•ANSI T1.111.2-.3, 1992
•JT-Q.701 - JT-Q.703, 1992
•JT-Q.701 - JT-Q.703, 1992
•MTP Level 3•MTP Level 3 •ITU Q.704 - Q.707, 1992
•ITU Q.704 - Q.707, 1992
•ANSI T1.111.4-.7, 1992
•ANSI T1.111.4-.7, 1992
•JT-Q.704 - JT-Q.707, 1992
•JT-Q.704 - JT-Q.707, 1992
•SCCP•SCCP •ITU Q.711 - Q.714, 1992
•ITU Q.711 - Q.714, 1992 •ANSI T1.112, 1992•ANSI T1.112, 1992 •JT-Q.711 - JT-Q.714,
1992
•JT-Q.711 - JT-Q.714, 1992
•TUP•TUP •CCITT Q.721 - Q.724, 1988
•CCITT Q.721 - Q.724, 1988 •N/A•N/A •N/A•N/A
•ISUP•ISUP •ITU Q.761 - Q.764, 1992
•ITU Q.761 - Q.764, 1992 •ANSI T1.113, 1992•ANSI T1.113, 1992 •JT-Q.761 - JT-Q.764,
1992
•JT-Q.761 - JT-Q.764, 1992
•TCAP•TCAP •ITU Q.771 - Q.775, 1992
•ITU Q.771 - Q.775, 1992 •ANSI T1.114, 1992•ANSI T1.114, 1992 •JT-Q.771 - JT-Q.775,
1992
•JT-Q.771 - JT-Q.775, 1992
10/04/23 Formation Générique: Réseaux SS7 50
Merci pour votre attention !