Unter Mitwirkung von RWTH Aachen Prof. Dr. Otto Spaniol 4 ... · • Struktur der...

TelekommunikationssystemeInstitut für Informatik, Ludwig-Maximilians-Universität, München

Prof. Dr. Claudia Linnhoff-PopienInstitut für InformatikLudwig-Maximilians-Universität, München

Prof. Dr. Otto SpaniolLehrstuhl für Informatik IVRWTH Aachen

TelekommunikationssystemeWS 1999 / 2000

• Markus Garschhammer (LMU München)• Frank Imhoff (RWTH Aachen)• Bernhard Kempter (LMU München)• Annette Kostelezky (LMU München)• Axel Küpper (RWTH Aachen)• Jens Meggers (RWTH Aachen)

M MNTEAM

Unter Mitwirkung von

4. Vorlesung: Signalisierung4. Vorlesung:4. Vorlesung: SignalisierungSignalisierung


Erstes Fernsprechamt mit achtTeilnehmern (Berlin, 1881)


Wachstum des weltweitenTelekommunikationsverkehrs

nach SIEMENS

1997 1998 1999 2000 2001 2002 20030

20

40

60 [Millionen Anrufe]400

350

300

250

200

150

100

50

0

[Bytes pro Anruf]

ISUP INTUP

Trends:Trends:

• Anzahl der Nutzer �

• Gespräche pro Nutzer �

• Datenaufkommen pro Anruf �

Steuerdaten pro Anruf beiSteuerdaten pro Anruf bei

TUP ..... Telephon User Part

ISUP .... ISDN User Part

IN ........ Intelligentes Netz


SignalisierungSignalisierung (Zeichengabe, Kennzeichengabe):(Zeichengabe, Kennzeichengabe):Übermittlung von Informationen - in codierter Form - zu Steuerungszwecken

Zweck: Verständigung von Teilnehmern des Netzes mit dem Netz bzw.

mit Einrichtungen des Netzes u.u.

• Signalisierungsnachrichten können in mechanischer, optischer oder

elektrischer Form übermittelt werden

• Sender und Empfänger können Personen oder Maschinen sein

In digitaler Telekommunikation: ermöglicht Signalisierung die Steuerungeinzelner Nachrichten, Kanäle oder auch kompletter Netze, insb.

- Auf/Abbau von Verbindungen, incl. Bereitstellung von Dienstmerkmalen

- Steuerung des Informationsflusses bestehender Verbindungen (Lastverteilung)

Was ist Signalisierung?


Signalisierung im Netzvs. Teilnehmeranschlußleitung

Weitverkehrs-Netz

RegionaleNetze

Zugangsnetze

D-

Kanal

SS7

ISDN ISDN


Anforderungen anSignalisierungssysteme

• Signalisierung muß im Hintergrund ablaufen - ein Teilnehmer soll nur das

Ergebnis wahrnehmen, nicht die Zeichengabe selbst

• Auf/ Abbau und Steuerung von Verbindungen müssen sehr schnell geschehen

• Signalisierung muß auch während einer bestehenden Verbindung möglich sein

• Signalisierungssysteme müssen über einen großen Codevorrat verfügen,

um existierende sowie künftige Anwendungen abzudecken

• Verfügbarkeit von Signalisierungsverbindungen muß hoch sein

• Signalisierungsverbindungen dürfen nicht medienabhängig sein

• Signalisierungsverbindungen müssen unabhängig von Nutzverbindungen sein

• Signalisierungssysteme müssen flexibel sein

• Signalisierungssysteme müssen wirtschaftlich sein


Konsequenz:Teilung der Informationen

In Kommunikationsnetzen gibt es 2 Arten von Informationen:

NutzinformationenNutzinformationen und

VermittlungsinformationenVermittlungsinformationen(auch vermittlungstechnische Informationen,Signalisierungszeichen, Zeichengabe).

Klassische Übertragung:Klassische Übertragung: InbandsignalisierungInbandsignalisierung

Übertragungswege waren in der Vergangenheit für Nutzinformationenund Vermittlungsinformationen identisch.Die Vermittlungsinformationen wurden über das selbe Medium zeitlichvor und nach den Nutzinformationen übertragen.

Vermittlungsinformationen betrachteten nur jeweils beteiligteNetzknoten - alle anderen blieben unberücksichtigt.


KanalgebundeneZeichengabe

Vermittlungsstelle A Vermittlungsstelle B

• Signalisierungszeichen werden je Übertragungsschnittstelle generiert• Empfängerseite: es erfolgt eine Trennung von Nutz- und

Signalisierungszeichen• Steuerrechner der einzelnen Netzknoten werden dann direkt

miteinander verbunden

64-kbit/s-Nutzkanäle


Outbandsignalisierung

OutbandsignalisierungOutbandsignalisierung:Vermittlungsinformationen werden auf eigenständigen Übertragungs-wegen transportiert, die nur für diesen Zweck zur Verfügung stehen.

Diese Übertragungswege heißen ZentraleZentrale ZeichengabekanäleZeichengabekanäle(ZZK), die Signalisierung wird auch als Common ChannelCommon ChannelSignallingSignalling (CCS) bezeichnet.

Es entsteht eine eigenständige, von den Nutzkanälen unabhängigeKommunikation.

Ein gleichzeitiges Übertragen beider Informationsarten ist damit möglich.

Ziel:Ziel:• Signalisierungsmöglichkeiten sollen flexibler gestaltet werden• Zeichengabe parallel zur Übertragung von Nutzinformationen• Verhalten auch benachbarter Netzknoten soll betrachtet werden


Kanalgebundene vs.Zentrale Zeichengabe

Vermittlungsstelle A Vermittlungsstelle B

Kanalgebundene Zeichengabe

64-kbit/s-Nutzkanal

64-kbit/s-Signalisierungskanal(Zentraler Zeichengabekanal)

64-kbit/s-NutzkanalGetrennte Behandlung von Nutz- und Signalisierungswegen.

BisherBisher:

JetztJetzt:


Signalisierungsnetz

Signalisierungs- und Nutzkanäle sind jeweils 64-kbit/s-Kanäle.Diese Kanäle werden über landgestützte Verbindungen und Satellitenstrecken

geführt. Im allgemeinen handelt es sich dabei um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen.

Die Instanzen der Signalisierung bilden zusammen mit denSignalisierungskanälen ein eigenes Netz - das SignalisierungsnetzSignalisierungsnetz.

Wir unterscheiden folglich:Nutzkanalnetz und Signalisierungsnetz.

Die Verbindungen im Nutzwegenetz werden durch die ausgetauschtenSignalisierungsinformationen im Signalisierungsnetz gesteuert.


Nutzkanal- undSignalisierungsnetz

NutzkanalnetzNutzkanalnetz

VermittlungsstelleVSt B

VSt A VSt C

SignalisierungsnetzSignalisierungsnetz

SignalisierungsinstanzBetriebs/Wartungs-

zentrumZZK

ZZKZZK

Nutzkanal

Nutz-kanal


Das Zeichengabenetz gestattet zwei Betriebsweisen:

AssoziierteAssoziierte SignalisierungSignalisierung::Feste Zuordnung von Nutz- und Zeichengabekanal.

Betriebsweisen

VSt A

SigFk.

VSt B

SigFk.Nutzkanal

Signalisierungskanal

VSt A

SigFk.

VSt B

SigFk.

Nutzkanal

Signalisierungskanal

VSt C

SigFk.

QuasiassoziierteQuasiassoziierte SignalisierungSignalisierung::Indirekte Zeichengabeverbindungen zwischen Netzknoten.


Vermittlungsstellen, an denen Verbindungen beginnen und enden, heißen

TeilnehmervermittlungsstellenTeilnehmervermittlungsstellen (TVSt).

Logische Struktur desZeichengabenetzes

TVStTVSt

TrVSt

Transit-VSt

Wir unterscheiden:• SignalisierungspunkteSignalisierungspunkte

Signalling Points (SP), z.T. auch Signaling End Points (SEP)• SignalisierungstransferpunkteSignalisierungstransferpunkte

Signaling Transfer Points (STP), in denen keine Nutzkanäle bestehen

SP

STP

STP

SPSP

Hier: SEP


Verbindungen zuanderen Netzen

Die einzelnen Netze müssen über eine ausreichende Anzahl von Nutz- undSignalisierungsverbindungen miteinander verbunden sein.

Gemeinsames Rückgrat für den logischen Zusammenhalt:ITU-T-Zeichengabeverfahren Nr. 7 =SignallingSignalling SystemSystem NoNo. 7, SS7. 7, SS7

USA: Einsatz bereits Anfang der 80er Jahre

• Mit diesem Zentralkanal-Zeichengabesystem wurden zum ersten Mal dieNutzwege von den Signalisierungswegen getrennt behandelt.

• Durch die Vernetzung der Signalisierungsnetze ist es möglich, daß sichdas ISDN der Deutschen Telekom und der Konkurrenzbetreiber sowieMobilnetze und Elemente des Intelligenten Netzes für den Kunden als eineinziges Netz darstellen.


SS7 - Struktur

4. Vorlesung:Signalisierung in TK-Systemen

ISUP(neu)

ISUP(alt)

TUP DUP

TCAP

AE AEAE AE

TCAP TCAP TCAP

ASEINAP

ASEMAP

ASEOMAP

weitereASEs

SCCPTF

Signaling Data Link (Zeichengabekanal)

Signaling Network Functions (Zeichengabenetz)

Signaling Link Control (Zeichengabestrecke)

ISP (z.Z. leer)


Struktur desZeichengabenetzes

Struktur des Zeichengabenetzes entspricht Netz der NutzkanälePraxis: 3-stufige Netzstruktur

ZweitabstützungZweitabstützung: jeder SP der zweiten und dritten Ebene erhält einenweiteren Zugang zu einem anderen regional benachbartenSP der darüberliegenden Ebene

1. Netzebene:Weitverkehrsnetz

2. Netzebene:Regionalnetz

SPSP SP3. Netzebene:Ortsnetz

...

...

STP STP

STP STP

STP STPSTP


Das Schichtenprinzipin der Informatik


SS7 vs. OSI

Signaling System No. 7 Open Systems Interconnection

Physical Layer

Data Link Layer

Network Layer

Transport Layer

Session Layer

Presentation Layer

Application Layer

Signaling Data Link

Signaling Link Control

Signaling Network Functions

User Parts


ZeichengabestreckeZeichengabestrecke• Sichere Zeichenübermittlung• Rahmensynchronisation

AnwenderteilAnwenderteil• Ansteuerung der Vermittlung• Nachrichtenbehandlung

ZeichengabekanalZeichengabekanal• Zugriff über Koppelnetz• Physikalische Bitübertragung

SS7-Funktionen in denverschiedenen Ebenen

Die unteren drei Levels vom Signaling System No. 7 sorgen für diegesicherte Übermittlung der Signalisierungsnachrichten zwischen den

Signalisierungsstellen.

ZeichengabenetzZeichengabenetz• Nachrichtenleitweglenkung• Nachrichtenverteilung

Signaling Data Link


User Parts


Betrachten die Ebenen im Detail:


Die 4. Ebene

Nachrichtenübertragungsteil(Message Transfer Part, MTP)

Ebenen 1-3

Unterscheiden Anwenderteile (User Parts) für verschiedene Anwendungenverschiedene Anwendungen:

SCCP

Signaling Connection Control Part

ISUP

ISDN User Part

TUP

Telefone User Part

DUP

Data User Part

Der Message Transfer Part entspricht in seiner Grundfunktion denOSI-Schichten 1-3, wobei zum Funktionsumfang der Ebene 3 noch ein Teil

aus dem SCCP hinzugezogen werden muß.

Signaling Data Link




SS7 EbeneSS7 Ebene 44:INAP Intelligent Network

Application ProtocolMAP Mobil Application PartOMAP Operations, Maintenance,

and Administration Part

Nachrichtenübertragungsteil(Message Transfer Part, MTP)

SS7 Ebenen 1-3SS7 Ebenen 1-3

Komplexere, verteilteAnwendungen

Signaling Data Link


ISUP TUP DUPSCCP

Komplexere, verteilte Anwendungen basieren auf dem SCCP und verwenden inSchicht 7 einen speziellen Transaction Capabilities ApplicationTransaction Capabilities Application PartPart (TCAP).

TCAP TCAPTCAP


AE AE AE

ASE:INAP

ASE:MAP

ASE:OMAP...

Dieser gehört zu einer Application Entity (AE), zu der auch eine oder mehrereApplication Service Elements (ASEs) gehören, die anwendungsspezifisch sind.


TCAP TCAPTCAP

ISUP TUP DUPSCCP

AE AE AE

ASE:INAP

ASE:MAP

ASE:OMAP

Signaling Data Link



DUP

ASE:INAP

ASE:MAP

ASE:OMAP

ISUP(neu)

ISUP(alt,

bis‘96)

TUP DUP

TCAP

AE AEAE AE

TCAP TCAP TCAP

ASEINAP

ASEMAP

ASEOMAP

weitereASEs

SCCPTF

Signaling Data Link (Zeichengabekanal)

Signaling Network Functions (Zeichengabenetz)

Signaling Link Control (Zeichengabestrecke)

ISP (z.Z. leer)

IntelligentesNetz

Mobil-netze

Netz-mgmt.

... ISDN Telefon Daten

Aktuelle Struktur SS7


SS7 - Der Nachrichtentransferteil

Signaling Data Link





Ebene 1:Signaling Data Link

Signaling Data Link



Aufgabe:Aufgabe:• legt elektrische und funktionale Eigenschaften des Zeichenkanals fest

• einfachster Fall: 64-kbit/s-Kanal als zentraler Signalisierungskanal• physikalische Führung dieser Systeme wird als Zeichengabestrecke(Signaling Link) bezeichnet

• solche Zeichengabestrecken sind immer bidirektional• mehrere Signalisierungssysteme zwischen den gleichen Netzkomponentenwerden als Zeichengabebündel (Signaling Link Set) bezeichnet

MaßnahmenMaßnahmen bzglbzgl. Sicherheit/Ausfall:. Sicherheit/Ausfall:• Signalisierungskanäle können- wie Nutzkanäle - von digitalenVermittlungsstellen vermittelt werden

• Vermittlungsstellen sind immer zuunterschiedlichen Nachbarknotenverbunden


Ebene 2:Signaling Link Control

Signaling Data Link



Aufgabe:Aufgabe:

• sorgt für gesicherte Übertragung der Nachrichten höherer Stufen, insb.:vollständige Nachrichtenübertragung, in richtiger Reihenfolge, unverfälscht.

Nachrichtenblöcke werden durch Flags voneinander getrennt, numeriert (zwecksSicherstellung der Reihenfolge) und durch angefügte Blockprüfzeichen gesichert

• bei Fehlererkennung: Wiederholgung von Übertragung und Quittung

Prinzip:Prinzip:• Struktur der Signalisierungsblöcke auf Ebene 2 entspricht der OSI-Struktur vonHDLC (High Level Data Link Control)

• Am Anfang und Ende jedes Blocks wirddas FlagFlag „01111110“„01111110“ gesendet

• Tritt zwischen zwei Flags eine Folge vonmindestens 6 Einsen auf, so wird nach derfünften Eins eine Null eingeblendet, die beimEmpfang wieder entfernt wird


Sicherungsmaßnahmenauf Ebene 2

Signaling Data Link



ReihenfolgesicherungReihenfolgesicherung::BSN und FSN (Backward und ForwardSequence Number) sind Empfangs-und Sendefolgenummern, sie werdenzwischen 0 und 127 vergeben.

Wiederholung fehlerhafter Blöcke:Wiederholung fehlerhafter Blöcke:BIB und FIB (Backward und ForwardIndication Bit) dienen zusammen mitBSN und FSN als Quittungsindikatoren.

Außerdem:Preventive Cyclic RetransmissionPreventive Cyclic Retransmissiond.h. noch nicht bestätigte Blöcke könnenzyklisch vom Sender wiederholt werden

Dadurch schnellere Fehlerbehebungals bei konventionellem HDLC.

Nach dem Startbit erfolgtStandardkopfStandardkopf bestehend aus

- Backward SequenceNumber (BSN)

- Backward IndicationBit (BIB)

- Forward SequenceNumber (FSN)

- Forward Indication Bit (FIB)- Length Indicator (LI)


Blocktypenauf Ebene 2

Signaling Data Link



• Message SignalMessage Signal UnitUnit (MSU)

•• LevelLevel Status SignalStatus Signal UnitUnit (LSSU)

• FillFill-in Signal-in Signal UnitUnit (FISU)

F BSN BIB FSN FIB LI3..63

F BSN BIB FSN FIB

F BSN BIB FSN FIB

leer SIO SIF CK F

leer SF CK F

leer CK F

F ... Flag „01111110“... Standardkopf

SIO ... Service Information OctettSIF ... Signaling Information FieldCK ... Check BitsSF ... Status Field

8 7 1 7 1 6 2 8 (32+8*n) 16 8

LI1..2

LI0

8 7 1 7 1 6 2 8/16 16 8

8 7 1 7 1 6 2 16 8 = Bitanzahl


Ebene 3:Signaling Network Functions

Signaling Data Link



Aufgabe:Aufgabe:• Nachrichtenverteilung, z.B. Zustellung, Vermittlung zum Ziel-SP

• Steuerung des Zeichengabenetzes:d.h. Routing der Signalisierungsinformationen,Ersatzwegeschaltung bei Ausfall einzelner Signalisierungstrassen

Funktionen desFunktionen des SignalisierungsSignalisierungs--netzmanagementsnetzmanagements::• erfassen den Zustand von

Zeichengabestrecken

• ggf. Veranlassung von Ersatzschaltungen

SP

STP

STP

SPSP

STP‘


Signaling Network Functions:Interne Nachrichtenleitung

Signaling Data Link



Ebene 4

Ebene 2

Nachrichten-leitweglenkung

Nachrichten-verteilung

Nachrichten-unterscheidung

Ebene 3:Signaling Network Functions

Nachrichten der Ebene 3 enthalten:Nachrichten der Ebene 3 enthalten:• Originating Point Code (OPC) und• Destination Point Code (DPC)


Signaling Network Functions:Nachrichtenformate

Signaling Data Link



DUP

ASE:INAP

ASE:MAPASE:

OMAP

ISUP(neu)

ISUP(alt,

bis‘96)

TUP DUP

TCAP

AE AEAE AE

TCAP TCAP TCAP

ASEINAP

ASEMAP

ASEOMAP

weitereASEs

SCCP

TF

Signaling Data Link



ISP (z.Z. leer)

Nachrichtenformate:Nachrichtenformate:Nachrichten der Ebene 3 haben einen festgelegten Aufbau, in dem

vier Formate nach der jeweiligen Anwendung unterschieden werden:

Typ A: ManagementinformationenTyp B: TUP-NachrichtenTyp C: ISUP-NachrichtenTyp D: SCCP-Nachrichten


Signaling Network Functions:Aufbau der Nachrichten

Signaling Data Link



Typ A: Managementinformationen

Typ B: TUP-Nachrichten

Typ C: ISUP-Nachrichten

Typ D: SCCP-Nachrichten

SLS OPC DPC

Signalisierungsnachricht

Circuit ID

Circuit ID

Managementinformationen

SLS ... Signalling Link SelectionOPC ... Originating Point CodeDPC ... Destination Point CodeCircuit ID ... Circuit ID Code

Routing Label

OPC DPC

OPC DPC

OPC DPC

Signalisierungsnachricht

Signalisierungsnachricht SLS

SLS

SLS

Routing Label

Routing Label

Routing Label


SS7 -

SCCP und Anwenderteile


INAP MAP OMAP ASEs

SCCP

TUP,

...


SCCP

DUP

ASE:INAP

ASE:MAPASE:

OMAP

ISUP(neu)

ISUP(alt,

bis‘96)

TUP DUP

TCAP

AE AEAE AE

TCAP TCAP TCAP

ASEINAP

ASEMAP

ASEOMAP

weitereASEs

SCCP

TF

Signaling Data Link



ISP (z.Z. leer)

INAP MAP OMAP ASEs

SCCP

Signaling Connection ControlSignaling Connection Control Part (SCCP)Part (SCCP)unterstützt Anwenderteile für

das ISDN, die Mobilnetze oder die Dienstesteuerung des Intelligenten Netzes

Ziel: flexiblerer Transport von Signalisierungsnachrichten

GlobalGlobal TitlesTitles


SCCP - Global Titles

GlobalGlobal TitleTitle (GT):(GT):Adresse, die von SCCP-Instanzen in einen Destination Point Code (DPC)umgewandelt und in Ebene 3 weiterverarbeitet wird

Anwendungen:Anwendungen:• Bei Dienstaufrufen des Intelligenten Netzes -

zur Ermittlung des jeweiligen Ziels muß erst eine Datenbankabgefragt werden

• Beim Wählen einer Rufnummer

im Mobilfunknetz - es muß erstder aktuelle Aufenthalt desZiels ermittelt werden

INAP MAP OMAP ASEs

SCCP


SCCP:Die 4 Protokollklassen

Klasse 0Klasse 0 (z.B. für IN, Mobilfunk)::• Verbindungslose Übertragung von Nachrichten• Längere Nachrichten können in einzelne Segmente aufgeteilt werden

und sich überholen - höhere Instanzen stellen Reihenfolge wieder her

Klasse 1Klasse 1 (z.B. für IN, Mobilfunk)::• Verbindungslose Übertragung von Nachrichten mit Sequenzsicherung• Zusammengehörende Nachrichten verwenden gleichen SLS-Code• Nachrichtenüberholungen sind nicht möglich

Klasse 2Klasse 2 (z.B. für ISDN)::• Verbindungsorientierte Nachrichtenübertragung• Auf- und Abbau von Signalisierungs-verbindungen zwischen zwei Knoten

Klasse 3Klasse 3 (z.Z. nicht verwendet)::• Verbindungsorientierte Nachrichten-übertragung mit Flußkontrolle

• End-to-End-Sicherung

INAP MAP OMAP ASEs

SCCP


Nachrichten des SCCP

Nachricht Abkürzung Kl. 0 Kl. 1 Kl. 2 Kl. 3Connection Request CR * *Connection Confirmation CC * *Connection Refused CREF * *Released RLSD * *Release Complecte RLC * *Data Form 1 DT1 *Data Form 2 DT2 *Data Acknowledgement AK *Unidata UDT * *Unidata Service UDTS * *Expedited Data ED *Expedited Data Acknowledge EA *Reset Request RSR *Reset Confirm RSC *Protocol Data Unit Error ERR * *Inactivity Test IT * *Extended Unidata XUDT * *Extended Unidata Service XUDTS * *


VerbindungsorientierteProzedur des SCCP (Klasse 2)

SCCP A SCCP B

CR

CC

DT1

RLSD

RLC

DT1

DT1

Verbindungs-

aufbau

Nachrichten-

austausch

Verbindungs-

abbau

CR ...Connection RequestCC ...ConnectionConfirmationDT1 ...Data Form1RLSD ...ReleasedRLC ...Release Complete


Link-by-Link vs. End-to-End

Grundsätzlich Unterscheidung von Link-by-Link- und End-to-End-Verbindungen.MTP-MTP-EndEnd-to--to-EndEnd:: Signalisierungsnachrichten werden mittels der Nachrichten-Routing-Funktion in der Ebene 3 des MTP weitergeleitet.

ISUP-ISUP-EndEnd-to--to-EndEnd:: Durch die Pass-Along-Methode, d.h. durch Kettung vonLink-by-Link-Verbindungen hat ISUP selbst auch die Möglichkeit von End-to-End

SCCP-SCCP-EndEnd-to--to-EndEnd:: durch Global-Title-Festlegungen für Leitung vonSignalisierungsnachrichten wird Steuerung von Leistungsmerkmalen möglich

MTP MTP MTP MTPISUP ISUPTransit-VSt Transit-VSt

MTP MTP MTPISUP ISUPISUP ISUP

MTP MTP MTP

Link-by-Link

End-to-EndMTP MTP MTPSCCP SCCPSCCP SCCP

MTP MTP MTP

ISUP ISUP


Transaction CapabilitiesApplication Part (TCAP) für IN

INAP MAP OMAP ASEs

SCCP

TCAP TCAP TCAP TCAP

Zur Unterstützung komplexerer Anwendungen wie z.B.

• Datenbankabfragen bei Diensten des IN‘s:

• Mobilfunkanwendungen

• Managementanwendungen

SPSTP STP

SPISUPISUP

ISUPISUP ISUPTCAPINAP

Transit-VSt Transit-VSt

0800/123456089/90019358


TCAP für den Mobilfunkam Bsp. Verbindungsaufbau

MSC ... Mobile Switching CenterHLR ... Home Location RegisterVLR ... Visitor Location Register

MSC

VLR HLR

AccessPoint

Festnetz1

234

56

7 7 7

88 8

9

10

INAP MAP OMAP ASEs

SCCP

TCAP TCAP TCAP TCAP


Anwenderteile von SS7als Schnittstelle für ISDN

DUP

ASE:INAP

ASE:MAPASE:

OMAP

ISUP(neu)

ISUP(alt,

bis‘96)

TUP DUP

TCAP

AE AEAE AE

TCAP TCAP TCAP

ASEINAP

ASEMAP

ASEOMAP

weitereASEs

SCCP

TF

Signaling Data Link



ISP (z.Z. leer)

Aufgabe des SS7: Austausch von Signalisierungsnachrichten

Nun: Signalisierungsnachrichten werden durch Anwenderteile ausgetauscht.

Man unterscheidet:

• Telefon Unser Part (TUP)• Data User Part (DUP)• ISDN User Part (ISUP)• Broadband ISDN-UP (B-ISUP)

TUP war erster Anwenderteil,darauf aufbauend wurde der ISUPzum heute wichtigsten Anwenderteil.

Aufgaben des ISUP:

• Auf/Abbau von Nutzkanälen• Zeichengabe für Dienstmerkmale• Kopplung logischer Verbindungenz.B. Übergang nat./int. Netz


ISUP-Nachrichten

Insgesamt gibt es 45 Nachrichten, die im ISDN User Part gebraucht werden.Diese Nachrichten werden zwischen den Vermittlungsstellen zur Weiter-leitung von ISDN-Signalen verwendet.

Zu den gebräuchlichsten ISUP-Nachrichten gehören die folgenden:

ACM Address Complete Gerufener Teilnehmer ist frei,Ruf erfolgt.

ANM Answer Gerufener Teilnehmer hat Rufangenommen.

IAM Initial Address Dient der Belegung des Nutzkanals.Enthält Rufnummer o.ä.

REL Release Einleitung des Nutzkanal-Abbaus.RLC Release Complete Freigabe des Nutzkanals erfolgt.SAM Subsequent Address Transport von Wahlinfos zu VSt, die

bereits IAM-Nachricht erhalten haben


D-Kanal-Protokoll



S0-Schnittstelle fürISDN-Basisanschluß

Abschlußeinheit

des Netzes

2 D-Kanäle1 B-Kanal

S0-Schnittstelle

Network

Termination

(NT)

B-Kanal

64 Kbit/s

B-Kanal

64 Kbit/s

D-Kanal

16 Kbit/s

DIVO(Digitale Orts-

vermittlungsstelle)

Betreiber-HoheitBetreiber-Hoheit(z.B. Telekom)(z.B. Telekom)


S2M-Schnittstelle für ISDN-Primärmultiplexanschluß

Network

Termination

(NT)

Abschlußeinheit

des Netzes

2 x2 Mbit/s

S2M-Schnittstelle

DIVO(Digitale Orts-

vermittlungsstelle)Gebührenfreie interneKommunikation

Betreiber-HoheitBetreiber-Hoheit(z.B. Telekom)(z.B. Telekom)

TKAnl


Die Schichten desD-Kanal-Protokolls

Schicht 3 - Vermittlungsschicht (NetworkSchicht 3 - Vermittlungsschicht (Network LayerLayer))Beschreibung der eigentlichen Signalisierungsnachrichten zwischen den

Endeinrichtungen der digitalen Teilnehmervermittlungsstelle.

Schicht 2 - Sicherungsschicht (Schicht 2 - Sicherungsschicht (DataData LinkLink LayerLayer))Sichert den Nachrichtenaustausch zwischen den Endeinrichtungen und der

digitalen Teilnehmervermittlungsstelle auf der Basis der

Link Access Procedure on the D-Channel (LAPD)

Schicht 1 -Schicht 1 - BitübertragungsschichtBitübertragungsschicht ((Physical LayerPhysical Layer))Realisiert die synchrone digitale Signalübertragung zwischen der

Endeinrichtung und der Vermittlungsstelle


Schicht-3-Nachrichten

Aus der Menge der Schicht-3-Nachrichten des D-Kanal-Protokolls sollen im

folgenden diejenigen vorgestellt werden, die zum Verbindungsaufbau nötig sind.

Alle vorgestellten Nachrichten können sowohl vom Netz als auch von der Teil-nehmerstation gesendet werden.

SETUP Einleitung des Verbindungsaufbaus

SETUP ACKNOWLEDGE Anzeige, daß Verbindungsaufbau eingeleitet werdenkann

INFORMATION Enthält die gewählte Rufnummer

ALERTING Zeigt an, daß sich das Endgerät gemeldet hat (klingelt)

CONNECT Zeigt an, daß die Verbindung angenommen wurde(Gerufener Teilnehmer hat Hörer abgenommen)

CONNECT ACK Quittung auf eine CONNECT-Nachricht


D-Kanal und SS7:Beispiel Verbindungsaufbau

ZugangsVSt ZugangsVStTransitVSt

STP

B-Kanal B-Kanal

D-Kanal D-KanalSS7 SS7

SEP SEP

Abheben

Wählen

Klingeln

Abheben

Verbindung ist durchgeschaltet

SetupSetup_Ack.Information

...

Alerting

Connect

SetupAlertingConnect

Connect_Ack

IAM

ACM

ANM

IAM

ACM

ANM


Signalisierungssysteme

in der Praxis



Signaling System NetworkControl (SSNC)

Quelle: SIEMENS

Umsetzung von SS7 im SIEMENS‘ Digital Electronic Switching System (EWSD)

SSNC existiert als Komponenten:SEP, STP und SRP (Signaling Relay Point) sowie Kombinationen

SSignalingignaling

SSystemystem

NNetworketwork

CControlontrol


SSNC - Netzübergänge

Quelle: SIEMENS

Intelligentes Netz

Mobilfunknetz

Festnetzanalog/ISDN

Internet

InternationalesNetz

Nachbarnetze

KonventionelleSS7-Verbindung

High-speedSignaling LinkService Control Point

STPSRP

STPSRPSEP

SEP


Betriebsweisen beimSSNC

Quelle: SIEMENS

LokaleEbene

Transit-ebene

ÜberlagertesNetz

Szenario 2/3:SEP-SEP ohneSignalierungs-

verbindungmöglich

Szenario 1:Assoziierte Signalisierung

ohne STP‘s

SEP

SEP

SEP

SEP

STP

Szenario 2: Quasi-assoziierte Signalisierung

mit stand-alone STP‘s

SEP SEP

Szenario 3: Quasi-assoziierte Signalisierung

mit integrierten STP‘s

Vermittlungsstelle

Signalisie-rungspunkt


Architektur Stand-alone SSNC(Szenario 2)

Quelle: SIEMENS

ATM SwitchingNetwork

MainProcessor

Signaling LinkTermination

StatisticsSupport

SignalingManager

Operation,Admin.&Maint.

Line Inter-face Card

TelecommunicationManagement

Network


Architektur Integrated SSNC(Szenario 3)

Quelle: SIEMENS

SwitchingNetwork

MessageBuffer

CoordinationProcessor


SSNC Dienstmerkmale:SS7 Screening

Quelle: SIEMENS

Ablehnung von nicht-autorisierten Signali-sierungsnachrichten

Weiterleitung vonautorisiertem Signali-

sierungsverkehr

Screening des• MTP (Message Length, NetworkIndicator, Source, Destination, ...)

• SCCP (Address, Protocol Class, ...)


SSNC Dienstmerkmale:SS7 Accounting

Quelle: SIEMENS

Accounting ist möglichin Netzknoten, die alsSTP oder auch SRParbeiten

Abrechnung istmöglich in Formder Zählung vonMTP- oder SCCP-Nachrichten

Vorteil für Netzoperator:• Vermarktung von Kapazität• Verifikation von Verkehr,der von anderen Netzenin Rechnung gestellt wird


SSNC -Global Title Translation (GTT)

Quelle: SIEMENS

GGT-Funktion:GGT-Funktion:Im SCCP implementiert

• Adreßdaten aus SS7-Nachrichten werdenanalysiert

• Ggf. Weiterleitung anzentral verwalteteDatenbanken

• Konvertiertung

Datenbank desIntelligenten Netzes


SSNC -Number Portability

Quelle: SIEMENS

Number Portability (NP)Server für 8 Mio. über-tragbare Rufnummern


Danksagung

Ich bedanke mich für die Unterstützung dieser Vorlesung bei den Firmen

SIEMENS AGSIEMENS AGInformation and Communication Networks

Wireline Network Communication

Carrier Switching Networks

I-I-NovaNova Deutsche TelekomDeutsche Telekom InnovationsgesellschaftInnovationsgesellschaft mbHmbH

DeTeSystemDeTeSystem

und dem

Museum für Nachrichten- undMuseum für Nachrichten- und HochfrequenztechnikHochfrequenztechnik,,

ProfProf.. LükeLüke, RWTH Aachen, RWTH Aachen

Unter Mitwirkung von RWTH Aachen Prof. Dr. Otto Spaniol 4 ... · • Struktur der...

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