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Réseaux de Signalisation
SS7: Utilisation
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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 …
… 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 réduits
Disponibilité et sécurité de l’information
Qualité de Service accrue
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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)
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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 rapides
Meilleure 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
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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)
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SSP = CAS : Switching Point
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…
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PTS1
PTS2
PTS3
PTS4
Protocoles SS7 (1)
Les services SS7 sont décrits par les couches applicatives du modèle ISO (4 à 7)
ISUP = ISDN User Part
TUP = Telephone User Part
SCCP = Signaling Connection Control Part
TCAP = 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
SCCP Signaling Connection Control Part (Q.711 – Q.714)
MAP Mobile Application Part
INAP Intelligent Network Application Part
SSN Sub System Number (SCCP)
SIO Service Information Octet (SIO=NI+SI, Network Indicator and Service Indicator)
M T P
Routage (gestion d’orientation, tables de routage)
Gestion des canaux ( linkset management)
L3 : Routage
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)
L2 : Adressage, gestion de flux et correction d’erreurs
Couches applicatives (ISUP, …)
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de niveau 2 (1)
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)
CK: Check bits
MSU (Message Signal Unit)
- SI, Service indicator (ISUP, TUP, SCCP)
SIF : Signaling information octet : maximum 272 bytes
CK
LI
FSN
BSN
F
F
I
B
16
2
6
1
7
1
7
8
SF
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.
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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.
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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
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Terminal
appelant
Terminal
appelé
ESTABLISH / SET-UP
(Adress,VPI,VCI,Bitrate, QoS)
ACCEPT / CONNECT
(REJECT / RELEASE)
DISCONNECT / RELEASE
COMMUNICATION EFFICACE
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Switch A (calling)
Switch A (calling)
Racreochage pendant l’établissement – Cause = HE
Switch A (calling)
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 routage
Analyse de trafic
Gestion des liens.
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 réseaux privés virtuels (VPN)
Portabilité de numéros (local number portability - LNP)
Gestion de cartes pré-payées
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.
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STP (Signal Transfer Point) ou PTS (Point sémaphore)
SCP (Service Control Point)
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 services
Personnalisation des services
Interfaces ouverts
A: BSC-MSC
B: MSC-VLR
C: GMSC-HLR
D: VLR-HLR
E: MSC-MSC
F: MSC-EIR
G: VLR-VLR
H: HLR-AUC
Interface A
(DTAP / BSSAP)
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
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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
SS7 Network
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
IP ?
Z
T2
Z
Z
S0
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
Facturation de communications mobiles