1. SERVICIOS DE USUARIOS 2. ESTANDARIZACIÓN 3. CONTROL DE LA CONMUTACIÓN Y EL CONMUTADOR 4. GERENCIAMIENTO DE LA RED 5. FUNCIONAMIENTO ENTRE REDES

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1 1. SERVICIOS DE USUARIOS 2. ESTANDARIZACIÓN 3. CONTROL DE LA CONMUTACIÓN Y EL CONMUTADOR 4. GERENCIAMIENTO DE LA RED 5. FUNCIONAMIENTO ENTRE REDES 1

2 1. SERVICIOS DE USUARIOS En este capitulo vamos analizar la arquitectura de la red de señalización común como así también los servicios soportados por la misma (signaling network). Básicamente las tareas que son soportadas por otras redes, pueden mediante esta red ser transparentes también al trafico del transporte en forma de mensajes cortos entre usuarios o entre PBXs. Hemos elegido llamar a este sistema de señalización SS7, el cuál corresponde a la denominación del termino estandarizado por "ITU T Signaling System No. 7" y "common channel signaling system No. 7". La red SS7 ha estado operando en el mundo desde principios de la decada del 80, siendo anteriormente utilizada la Señalización por canal asociado (CAS) Ver Figura 1. Figura1.1 Señalización por canal asociado (CAS) Existe una cierta similitud entre los servicios soportados por SS7 y los de la red X.25. Ambas redes son por conmutación de paquetes y también una estructura de protocolo de tres capas, los cuales corresponden a las 1 3 del modelo OSI (open systems interconnection layers 1 3). Una de las diferencias fundamentales es que X.25 es orientado a la conexión "el primer paquete determina el enlace" mientras que el SS7 es usualmente connectionless, el determina que todos los paquetes (datagramas) son individuales e independientes de otros paquetes. Otra diferencia importante es que los servicios a usuarios que tienen este sistema de señalización. La red SS7 transporta paquetes de mensajes de señalización llamados message signal units (MSU), entre nodos en la red de señalización. El protocolo para el proceso de la comunicación (que son los datos del mensaje o información del usuario) reside en las capas del OSI son llamadas user parts (UPs) y application parts (APs). La red e X.25, por otro lado, maneja el intercambio de mensajes de datos entre terminales de usuarios o otras elementos de interconección de redes, pero es también usada como red de soporte para la transmisión de la red de gerenciamiento. La Figura 2 representa las funciones de la red SS7. Un nodo de conmutación es llamado signal transfer point (STP). El maneja paquetes de trafico entre nodos en la PSTN, los servicios de bandas angosta de la red de servicios integrados (N ISDN), servicios de la PLMN y redes privadas virtuales (VPNs), como también e trafico hacia y desde los nodos de la red inteligente (IN), como así también los service control points (SCPs) y nodos signaling points (SP). Por ultimo no dejemos de mencionar que la red SS7 también soporta los servicios de banda ancha banda de ISDN (B ISDN). Figura 1.2 Aplicaciones asociadas con los puntos de señalización de la red SS7. 2

3 Los servicios de usuario user parts y application parts juegan un rol muy importante como bloques funcionales en otras redes: User Application part Telephony user part (TUP) ISDN user part (ISUP) Mobile application part (MAP) part/ Application Signaling in PSTN Signaling in N ISDN and PSTN Signaling and database communication in PLMN Transaction application part (TCAP) capabilities Support for communication with IN databases and for signaling in PLMN Intelligent application part (INAP) network Communication IN databases with Operation and maintenance application part (OMAP) Communication management networks in Figura 1.3 Los servicios de usuarios de la red SS7. Las user parts y application parts manejan la información del usuario, como la información del establecimiento de las llamadas, pureza de la voz o conecciones de datos y información para servicios centralizados de la red inteligente (IN services). Ellas comunican otras UPs y APs del mismo tipo y del mismo nivel en la red de señalización. La relación entre el modelo OSI y SS7 es ilustrado en la Figura 4. La red SS7 normalmente usa enlaces de 64 kbit/s en la capa de transporte. Desde que las redes de transporte de tráfico requieren más y más procesos de comunicación cada vez más veloces será necesario expandirla en el futuro. Sin embargo en comparación la red SS7 continuara siendo pequeña a la PSTN/ISDN y PLMN. Las UPs y APs forman parte también de pesadas demandas de la red SS7. Todos los mensajes deben ser transmitidos de una manera segura, lo que significa que: Los mensajes no deben ser perdidos o duplicados; Algún mensaje erróneo debe ser corregido antes de ser distribuido a recipiente Los mensajes deben ser despachados en el orden correcto. Figura 1.4 SS7 y OSI 3

4 2. ESTANDARIZACIÓN 2.1 General El SS7 fue primeramente especificado en en el libro amarillo del Consultative Committee on International Telegraphy and Telephony (CCITT), ahora conocido como International Telecommunication Union Telecommunications Standardization Sector (ITU T), teniendo en cuenta que el numero de servicios a aumentado dramáticamente entre lo 80s y 90s, el SS7 ha sido sometido a continuas revisiones para ir desarrollando los requerimientos de los nuevos servicios. En las recomendaciones de la ITU en los libros rojo, azul, y blanco de 1984, 1988 and 1992, respectivamente han sido sumadas nuevas funciones de SS7 y descriptas en las recomendaciones de la serie Q.700. La estandarización de la red señalización es primeramente afectada a los niveles del OSI layers 1 3, donde encontramos a la message transfer part (MTP) y la signaling connection control part (SCCP). La pate SCCP debe ser considerada como un suplemento de la MTP, ellas todas juntas forman la llamadas network service part (NSP). El MTP remite MSUs entre las partes del usuario del mismo tipo, por ejemplo, entre las partes de los usuarios de la telefonía (TUPs). Los mensajes de TUP para el establecimiento y borrado de una conexión de la telefonía, pasan todos los intercambios a lo largo de la trayectoria del tráfico, y las instrucciones para el control de la conmutación se dan en cada intercambio. Esta relación entre la trayectoria del tráfico y la de los mensajes de señalización era la piedra fundamental de la especificación original SS7. El "enlace de la comprobación" con una trayectoria del tráfico permite a los mensajes SS7 ser encaminado por medio de las destinaciones de tráfico y de la tabla de encaminamiento aplicable, así simplificando el diseño del MTP. Las redes de hoy también contienen los nodos inteligentes (por ejemplo, el SCPs y los registros HLR) los cuáles son generalmente al ruteo del trafico de la PSTN pero que debe ser el acceso posible al ruteo en otras redes como la PLMN. El protocolo de MTP por lo tanto se ha suplido con el protocolo de SCCP, cuál primero fue especificado en 1984 (recomendaciones Q.711 Q.714). El SCCP pertenece a capa de OSI 3. El SCCP también apoya el uso de la red SS7 como red packet switch de avanzada para la comunicación directa entre dos procesadores o bases de datos, sin los lazos físicos para traficar los circuitos. Los servicios de comunicaciones connection oriented y sin conexión son posibles. La Figura 2.1 muestra como la red SS7 soporta la estructura moderna de la red con servicios de inteligencia centralizada. En la PLMN se beneficia con estas posibilidades. El registro localización requiere actualizar al home location register (HLR) continuamente con la información que muestra la localización de terminales móviles. El HLR debe poder intercambiar mensajes de datos por diversos registros de la localización del visitante (VLRs), y esto se hace a través de la red SS7. Otro ejemplo es la ejecución de servicios IN. La lógica del servicio se pone en ejecución en una base de datos llamada service control point (SCP). Para poder ejecutar un servicio suplementario centralizado, los intercambios que funcionan mientras que los puntos de la conmutación del servicio (SSPs) deben establecer un diálogo separado con un SCP a través de la red SS7 para recibir los datos de servicio necesarios. La pieza del uso de las capacidades de la transacción (TCAP) es uno de los protocolos usados en este diálogo. 4

5 Figura 2.1 SS7 Funciones de la red en una estructura moderna. 2.2 Caspas y niveles de la SS7. Para los protocolos SS7 utilizamos el término "nivel" para denotar qué es significada por "capa" en terminología de la OSI. Ampliamente hablando, Las capas de OSI 1 3 corresponden a los niveles de MTP 1 3, incluyendo el SCCP. Las capas de OSI 4 7 corresponden a las partes del usuario y a las partes de la aplicación. Para evitar la confusión, utilizaremos el término "capa" de la OSI en el siguiente. Layer 1: Signaling data link level. Este nivel define los requerimientos a ser encontrados en los circuitos físicos normalmente canales PCM. Layer 2: Signaling link functions. El nivel de link que señala tiene funciones para la transferencia confiable de mensajes sobre un circuito físico (transmisión de datos de enlace), es decir, separación de mensajes, detección de error y corrección de error. Figura 2.2 Las principales funciones de cada capa Layer 3: MTP, signaling network functions. Esta capa tiene funciones para la dirección de mensaje que señala: separación, distribución y encaminamiento. Las funciones para la dirección de la red que señala también se incluyen; por ejemplo, supervisión de la red que señala con respecto a capacidad, calidad de transmisión y la necesidad de reencaminar. Layer 3: Signaling connection control part. Las funciones principales incluyen SCCP especificas, control orientado a la conexión y sin conexión, dirección del encaminamiento y de la red. 5

6 Layers 4 7: User parts and application parts. El SS7 permite que varios usuarios envíen señales en la misma red de señalización. Funciones de las capas 4 7 el protocolo de comunicación del usuario conectado. En un punto para señalar la conexión entre dos nodos ambos ISDN que incorpora, PSTN y EN funciones las relaciones entre los protocolos estarán según lo demostrado en Figura 2.3. Figura 2.3 Relaciones entre protocolos para dos nodos de comunicación Layer 1. Nivel de señalización y data link. Puesto que la capa física no se especifica en SS7, no se define ninguna capa 1 de MTP. Pero una red SS7 debe incluir una capa física, por supuesto. La recomendación Q.702 especifica las características que esta capa si tenga que resolver los requisitos del MTP. Figura 2.4 Relaciones entre Signaling data link y signaling link OSI Los terminales de señalización en los nodos de la inteligencia de la conmutación o de la red del tráfico son interconectados por los circuitos físicos para formar una transmisión de datos de señalización. En sistemas digitales, este circuito es un canal en un sistema del PCM con un índice binario de 64 kbit/s. (SS7 "arrienda" el canal de la red del transporte.) cualquier canal del PCM se puede utilizar como transmisión de datos de señalización excepto el canal 0, cuál se debe utilizar siempre para sincronizar el sistema del PCM. Ver Figura 2.4. El resto de los canales se utiliza para los circuitos del tráfico que llevan voz o datos, por ejemplo Layer 2. Funciones de link de señalización. El link de señalización (SL) consiste en dos terminales de señalización en cualquier nodo (o punto de señalización), la transmisión de datos de señalización intermedia (SDL; es decir, el canal del PCM) y el equipo que liga los terminales y el canal del PCM. 6

7 Figura 2.5 Implementación física de Signaling data link y signaling link. Las funciones de signaling link que manejan tráfico en el acoplamiento de señalización y aseguran la transferencia confiable de MSUs en el link. Para este propósito, las funciones del link de señalización en el terminal (ver Figura 2.6) incluyen: Separación de mensajes Detección de errores Corrección de errores supervisión. Los mensajes se almacenan en el transmisor y reciben temporalmente buffer. Una copia de cada MSU transmitido se almacena en el buffer de la retransmisión, de donde será retransmitido en caso de necesidad. Las otras funciones demostradas en Figura 2.6 se tratan de abajo. Tipos de mensajes Figura 2.6 Signaling link functions (LSSU = link status signal unit) No solo los mensajes de señalización "útiles" del tipo de MSU se intercambian en el enlace de señalización. En hecho, las unidades de señal de relleno (FISU) son más comunes, puesto que la carga en los enlaces de señalización es generalmente baja. Un tercer tipo de mensaje se utiliza para intercambiar la información entre los puntos que señalan; por ejemplo, cuando un acoplamiento se pone en la operación después de una avería o para la transmisión de la información de control de flujo. Este tipo de mensaje se llama link status signal unit (LSSU). Ver Figura 2.6. Formato del mensaje 7

8 Un mensaje esta dividido en distintos campos tal como muestra la Figura 2.7. (el numero de bajo de cada campo indica el numero de bits varios de los campos del mensaje sirven como "embalaje" para facilitar la transmisión sin error. Del interés particular para un usuario (por ejemplo, TUP) es la información en el campo de signaling information field (SIF). Figura 2.7 formato de mensajes (MSU/TUP) Los campos marcados en la Figura 2.7 representan funciones de señalización del enlace, es decir funciones de la capa 2 (layer 2). Las principales funciones de esta capa son los campos: F: flag indica el comienzo y la finalización del mensaje. El comienzo del flag usualmente sirve como la finalización del mensaje previo siendo el patrón de bits = Corr: error corrección inicia la retransmisión en el lado del enviar cuando un error de la transmisión ha sido detectado por el lado de la recepción. LI: length indicator indica el número de octetos (grupos de 8 bit) que siguen a LI hasta el campo CK, así indicando cuáles de los tres mensajes básicos se aplican. (el indicador de la longitud consiste en un valor binario entre 0 y63; 63 significa 63 octetos) LI = 0: FISU LI = 1 o 2: LSSU LI > 2: MSU SIO: Service Information Octeto, es encontrado in el campo de las MSUs solamente, esta dividido en dos partes: el service indicator (SI) y el subservice field (SSF). El SI consiste de cuatro bits, Los dos mas significativos, los cuales son llamados network indicators (NI). Los SI indican la red la cual están involucrados, indicando si pertenecen a una TUP de una red nacional o internacional, por ejemplo si una MSU corre el protocolo SCCP, la SI esta puesta a Figura 2.8 Service information octet CK: el checksum es usado para detector bit de error durante la transmisión. SF: status field en una mensaje LSSU el cuál indica el estado asumido por un lado del enlace de señalización después de un cambio del estado. Un SF consiste en 8 o 16 bits (un o dos octetos) Layer 3 (MTP). Funciones del enlace de señalización en la MTP 8

9 Las funciones de la red de señalización son las funciones requeridas para encaminar mensajes al punto de señalización derecho y al usuario adecuado en la red. Las funciones de la red de señalización se basan en dos categorías: Dirección del manejo del mensaje de señalización. Gerenciamiento de la red de señalización Dirección del manejo del mensaje de señalización significa asegurarse de que los datos del usuario del MSUs recibido alcanzan a usuario adecuado (UP, o AP vía el SCCP) en un punto de señalización de terminación o bien el es enviado hacia adelante al punto de señalización siguiente. Si un MSU es diseccionado a otro punto de señalización en la red, entonces se encamina a un enlace de señalización conveniente según las instrucciones de las funciones del gerenciamiento de la red de señalización. Dirección del manejo de señalización significa que una MSU es: Distribuida. Discriminada. Ruteada. Una MSU que debe ser enviado de un punto de señalización se encamina al enlace de señalización en un sistema de acoplamiento de señalización seleccionado para el transporte de esta MSU. La selección de un sistema de un enlace de señalización será basada en el código de punto de destinación del MSU (DPC). La MSUs entrante es separada. Si una MSU direccionada a otro punto de señalización se recibe, será reencaminado después de que se haya seleccionado un nuevo enlace de señalización. Un MSU de terminación se envía hacia adelante al correcto UP (user part), de acuerdo con el contenido del SIO. Gerenciamiento de la red de señalización Las funciones del gerenciamiento de la red de señalización (SNM) realizan la supervisión continua de la red de señalización detectando errores y situaciones anormales. Las funciones de control manuales son empleadas para asegurar el uso óptimo de los recursos disponible de señalización. Dependiendo del estado de la red tal como funcionamiento afectado por enlaces o puntos de señalización defectuosos el tráfico de señalización que puede tener que ser reencaminado sobre las rutas alternativas para alcanzar su destinación. En situaciones donde no está posible reencaminar, el tráfico se debe parar o restringir en la fuente. Tipos de MSU Hay tres tipos de MSU, teniendo cada una su contenido especifico: MSUs con información de señalización hacia y desde usuarios, tales como parte de usuarios de telefonía (telephony user part). MSUs conteniendo información de señalización para el gerenciamiento de la red de señalización. MSUs conteniendo información de señalización para prueba y mantenimiento de la red de señalización (SNT). 9

10 Figura 2.9 Tipos de mensajes Figura 2.10 descripción en detalle de las partes del campo de información de señalización que son utilizadas por funciones de la capa 3 de MTP. Figura 2.10 formatos de MSU SIF: signaling information field, contiene una etiqueta, un encabezamiento (UP o AP) y datos. El SIF, el cual es encontrado en MSUs solamente, es transmitido a el usuario (UP o AP) en las capas 4 7. El SIF en MSU SNM y MSU SNT es enviado al gerenciamiento de la red en la capa 3. Tan pronto como la red de señalización es ocupada, la etiqueta es la parte más interesante porque contiene la información que corresponde a los números A y B en el transporte de tráfico de la, los cuales son llamados a saber DPC y OPC: DPC: destination point code identifica la destinación; es decir, el nodo de red de señalización a el cual se el mensaje debe llegar. Ésta es la información dominante para el encaminamiento. OPC: originating point code identifica el remitente; es decir, el nodo de red de señalización de el cual se envía el mensaje. Al principio de este capítulo describimos cómo la red de señalización se puede relacionar físicamente con la red del tráfico para simplificar el diseño de protocolos. Para su correcta función, el mensaje de señalización se puede relacionar con un circuito del tráfico de diversas maneras: El mensaje de señalización es unido a los números de A and B del circuito de por medio del contenido de la zona de informaciones del SIF (TUP, ISUP y así sucesivamente). El mensaje de señalización es unido al número de aquel circuito de tráfico el cual fue controlado por la MSU TUP, MSU ISUP. Este número es llamado CIC: CIC: circuit identification code incluye (signaling link selection SLS). El campo correspondiente en la MSU SNM y MSU SNT es llamado SLC: 10

11 SLC: signaling link code es el número del enlace de señalización a el cual MSU SNM o MSU SNT es conectado. Finalmente, hay un campo que corresponde a la información del usuario (OSI layers 4 7): H0, H1: Estos dos encabezados forman juntos el código que indica el tipo de información en el SIF, por ejemplo el mensaje inicial de la dirección (initial address message IAM). Data: La información que llevó adentro el SIF puede ser hasta 256 octetos (los mensajes de FISU y de LSSU no contienen ningún dato) esta información se piensa para los usuarios, dirección o prueba de la red. La ISUP tiene una estructura diferente de SIF Layer 3 (SCCP). Signaling connection control part Según lo mencionado anteriormente, la función de SCCP realiza principalmente las siguientes tareas: SCCP control orientado a la conexión. SCCP control sin conexión. SCCP routing. SCCP gerenciamiento de la red. Cuando sumamos funcionalidad a la MTP, las primeras tres funciones proporcionan mas control a la dirección de manejo de mensaje de señalización en la red SS7. La dirección de manejo de mensaje de señalización se puede hacer independiente de la parte del tráfico, y también será posible hacer transferencias orientadas a la connection. La transferencia orientada a la conexión se utiliza cuando muchos mensajes o mensajes largos deben ser enviados a la misma dirección. La actualización de la localización de suscriptores móviles y la generación de los mensajes de alarmas son ejemplos de la comunicación sin conexión (donde cada MSU contiene una dirección La separación de la función del encaminamiento de señalización de la trayectoria del tráfico requiere mucha funcionalidad. El objetivo es permitir establecer conexiones SS7 en forma autónoma a largas distancias, básicamente de la manera en el X.25 se establecen las conexiones. Qué dejan en el fondo el uso más exigente de la aplicación: la supervisión constante de todos los suscriptores en una red móvil y al mismo tiempo almacenar la información registrada en una gran base de datos de usuarios de la red que conocemos como HLR. Idealmente, esta supervisión se debe realizar por todo el mundo. Otras aplicaciones que usan el SCCP son más restringidas en el sentido geográfico. Los usos locales incluyen o incluirá el servicio de la portabilidad del número, cuál significa que podemos movernos sin tener que cambiar nuestro número de teléfono. Las aplicaciones nacionales incluyen muchos servicios de las IN, cuáles requieren el contacto con SCPs centralmente localizadas. SCCP routing functions Un objetivo importante de la función de la encaminamiento de SCCP's es determinar el DPC. En las aplicaciones de SCCP, los valores de DPC también abarcan todos los tipos de nodos de la inteligencia de la red: SCP, HLR, registro de la identidad del equipo (EIR) y centro de la autentificación (AUC) (en algunos tipos de PLMN, un EIR y un AUC se utilizan para aumentar seguridad.) La destinación completa entonces consistirá en una plataforma específica (DPC) y un uso específico de la red. Para el uso de la red, el SCCP tiene un número del subsistema (SSN, el cuál para el HLR es "6" o el octeto " "). El uso de la red puede ser representado por una parte de usuario o una parte de application (MAP, OMAP, TUP, e ISUP) o por una función (HLR, VLR, MSC, EIR, y AUC). Un SSN también utilizado en el gerenciamiento de la SCCP. Para determinar un DPC, el SCCP utiliza un título global (global title GT) como información de la entrada. Esto podía ser un número marcado en el PSTN, ISDN o PLMN o el número de un suscriptor móvil que hace roaming. 11

12 Figura 2.11 SS7 conexión set up usando SCCP El SCCP contiene toda la información de la red y de encaminamiento requerida para analizar un título global y traducirlo a un "punto de orientación" el cual dé un valor de DPC para el todo o una parte de la conexión de señalización que será establecida. La Figura 2.12 muestra como la MSU/SCCP esta compuesta. El campo de SCCP en la trama también contiene el TCAP y otras partes de aplicación de uso en capa de OSI 7 Figura 2.12 Estructura de la MSU/SCCP 12

13 3. CONTROL DE LA CONMUTACIÓN Y EL CONMUTADOR (SWITCHING y SWITCH CONTROL) 3.1 Introducción Como hemos visto el SS7 es una red datos packet switched. En contraste con el X.25, pero en conformidad con el TCP/ IP, el modo de paquete sin conexión (connectionless packet mode) es el procedimiento normal de la disposición. La conmutación de mensajes de señalización es realizada por el STP. Los "suscriptores" son intercambiados dentro de la red de nodos inteligente en este contexto llamado los puntos de señalización. Lo que sigue describe las funciones de la red más detalladamente. 3.2 Definiciones y términos Es importante distinguir entre las funciones trafico de transporte y las funciones de señalización. Cuando describimos la dirección de manejo de tráfico, utilizamos expresiones tales como "dos centrales están interconectados por una ruta directa del tráfico". Si no hay tal ruta disponible, el tráfico debe pasar uno o más centrales de tránsito; por ejemplo, una central local en tándem o una central de tránsito para tráfico interurbano. En la red SS7, dos centrales tienen una relación de señalización si sus partes de usuario pueden comunicarse el uno con el otro. La relación puede ser asociada o quasi associated. En el último caso, las señales se envían con una tercer central (un STP). (por un ejemplo, refiera a Figura 1.2.) Cada relación de señalización requiere uno o más enlaces de señalización a transferir mensajes entre dos SPs, o vía un STP. Los enlaces de señalización tienen generalmente terminales de señalización en cada extremo, una ranura de tiempo para 64 kbit/s transmisión de entre el SPs y equipo de conmutación y multiplexación. Varios enlaces de señalización paralelos también son conectados al sistema. Si la relación de señalización utiliza uno o más STPs, varios enlaces de señalización en un arreglo en tándem serán requeridos. En estos casos, señalización y tráfico no siguen la misma trayectoria. Un punto de señalización para la generación de MSUs es llamado el punto de origen (OP), mientras que el punto de recepción se llama el punto de la destinación (DP). Puesto que un STP es justo un punto de la conmutación en la red, no puede ser un punto de la destinación; todo lo que lo hace es leer la dirección del mensaje y lo envía hacia adelante a través de la red de señalización, o a un DP colocalizado. La trayectoria predefinida que un mensaje de toma entre el OP y el DP se llama la ruta de señalización, y puede ser que se requieren varias rutas para alcanzar el DP. Por lo tanto, si el mensaje pasa uno o más STPs, un sistema de establecimiento de enrutamiento será requerido. En general, varias trayectorias alternativas se definen entre SPS dos por razones de la confiabilidad. Hay dos variantes de STPs: STP integrado (integrated STP). STP independiente (stand alone STP). Un STP integrado es un nodo a menudo en la forma de un intercambio del tándem o de la central la cual maneja ambos mensajes de señalización y tráfico del usuario en el PSTN/ISDN o el PLMN. Un STP independiente es un nodo que transporta tráfico de señalización solamente. Para permitir la identificación de los nodos de red durante la señalización, todos los SPs son numerados según un sistema predeterminado: el plan de numeración de la red SS7. El número del SP es llamado, código de punto de señalización (SPS). 13

14 3.2.1 Relaciones entre la conmutación y casos de tráfico Considerando las funciones del SS7's en la red, podemos distinguir entre tres casos básicos del tráfico: Establecimientos de conexiones en el PSTN/ISDN sin ayuda de nodos de la inteligencia de la red. Establecimientos de las conexiones apoyadas por los nodos de la inteligencia de la red del tipo de SCP. Administración del móvil que llama con la ayuda del HLR. Como nosotros podemos ver de los ejemplos abajo, el procedimiento de conmutación en la red SS7 variará con los casos del tráfico. Caso 1 de tráfico: Sin ayuda de los nodos de la inteligencia de la red Ejemplo: Establecimiento de una conexión de teléfono con posibilidades de encaminamiento alternativa del tráfico de teléfono. Se asume un recorrido de la señal, y el STP también es asumido ser colocalizado con una central tándem / transito B. El SPCs de los nodos aparece como en Figura 3.1 Dos diversas situaciones se presentan: Figura 3.1 Caso 1 de Traffico (SPC = signaling point code) Tráfico bajo: Todo el tráfico telefónico es llevado por la ruta de alto transito A > C. Tráfico pico: Ocurre un desbordamiento la ruta de alto transito A > C, y el tráfico desbordado se encamina sobre B. Figura 3.2 Case 1a de Trafico trafico bajo Figura 3.3 Case 1b de Trafico trafico pico 14

15 Por lo que las actividades en la red de señalización, las operaciones más interesantes se realizan en el STP, y esto se aplica en detalle al proceso en la capa 3. En caso de que 1a, ningún tráfico pasa a través de la central en tándem, esto significa que SS7 no necesitan dar ninguna instrucciones de la conmutación en B. El mensaje discriminador debe por lo tanto enviar el mensaje sobre la C. Para esto la función apropiada, debe ser el destino DPC = 200, cuál es el código para el intercambio C. Figura 3.4 Manejo de MSUs en capa 3 Una MSU desde A a C vía B tendrá luego la etiqueta mostrada en la Figura E.3.5. Figura 3.5 Una MSU desde A a B En el caso 1b, algo del tráfico sobre la ruta de alto trafico A C es soportado. Este tráfico de desbordamiento se debe manejar de una manera diferente por el sistema de señalización, porque se conmuta en la central B (es decir, la línea se termina). Ahora la etiqueta debe ser según lo demostrado en Figura E.3.6. Para asegurar la conexión correcta, el contenido del SIF es enviado sobre la TUP en la central. Figura 3.6 MTP es terminado en B 15

16 Aquí una nueva necesidad se presenta; es decir, para crear una MSU con en parte el nuevo contenido entre B y C para las conexiones que en tándem se cambian en la central B. El MTP ahora pedirá la capa ASCENDENTE ayuda en ampliar la trayectoria de conmutación. Tal interacción entre el MTP y una pieza del usuario ocurre en cada punto de la transferencia a lo largo de la trayectoria. La secuencia de evento es como sigue: Después de que el número se haya analizado en la central B, se selecciona una ruta saliente del tráfico. La parte del usuario, TUP, entonces se llama una vez más, y cuando recibe la información que demuestra la ruta seleccionada, el DPC puede ser fijado. DPC = 200 se asocia C B. a la ruta. Un circuito (No. 14) en la ruta es seleccionado B C. para el tráfico de la telefonía. Los dos circuitos, el número 20 de A y numera 14 a C, se interconectan en el switch de la central B... Un nuevo SIF se compila y se envía al MTP. Este SIF nuevo es idéntico con el SIF recibido de la central A, excepto ésa se ha cambiado la etiqueta. El MTP compila una MSU, en cuál es incluido nuestro SIF, y lo envía a la destinación indicada por el DPC, es decir, la central C (SPC = 200). Como el último ejemplo muestra, el MSU puede ser comparado a un sobre cuya dirección y remitente pueda ser cambiado sin afectar el contenido. Observe que OPC también cambiará valor como resultado de la conmutación en la central B. El punto de señalización B no A se trata como el remitente del MSU, aunque su contenido (SIF) fue generado originalmente por la central A. Figura 3.7 Una nueva MSU es generada en la central B. Si OPC = 100 reporta sin cambios, después la central C no reconocerá el circuito 14 desde la central B sino lo interpretará como llamada para el circuito 14 en una ruta directa desde la central A. Figura 3.8 Parámetros de las etiquetas entra B y C. 16

17 Caso 2 del tráfico: Con ejemplo de SCP y de SCCP Ejemplo: Establecimiento una llamada telefónica del tipo 800 (pago revertido) o de otro IN basada en servicios. En este caso no hay circuito del tráfico a D, el cuál significa que debe ser utilizado el protocolo de SCCP. Figura 3.9 Señalización entre SSP y SCP Figura 3.10 Señalización por medio de SCCP Cuál es la situación en el punto A en este caso? A es un SSP que crea un mensaje en capa 7 de OSI. El mensaje se envía al SCCP, qué realiza una traducción del titulo global para poder seleccionar un SCP conveniente. El resultado del análisis es SPC = 600. El SCCP ahora da el mensaje sobre la MTP, y el MSU completo entonces será enviado hacia adelante por el STP sin algunos de sus valores que son cambiados. Cuando el mensaje alcanza el SCP, es analizado como mensaje que termina. Un análisis del SSN dará el tipo de usuario de SCCP. Ver Figura Figura 3.11 Relaciones entre TCAP, SCCP and MTP. 17

18 Puesto que no hay relación física con un circuito del tráfico en este caso, no hay CIC tampoco. (en lugar de otro, hay una identidad del diálogo en el protocolo de TCAP.) Caso 3 de Tráfico: Con HLR y SCCP Rosario San Nicolás Campana Bs. As. Figura 3.12 Registración (location updating) Ejemplo: Registro de la nueva localización de un suscriptor móvil (en roaming). Asumamos que un terminal móvil GSM (MS) tiene su HLR en Buenos Aires. Actualmente, este MS está viajando en Santa Fe ahora entrar en una nueva área de la localización (LA) cerca de Rosario, cuál significa que el HLR debe ser informado sobre el cambio. Ver Figura 3.12 y Figura El VLR (SPC = 19) en la nueva area la utiliza el protocolo de VLR MAP para crear el primer mensaje del diálogo: "MS = X en LAI = 5". El mensaje es asumido el control por el diálogo que maneja el protocolo TCAP (transaction capabilities application part, OSI layer 7), cuál se puede mirar como entrada a la red SS7. El mensaje de VLR MAP se da una identidad del diálogo y es empaquetado según reglas existentes del protocolo por el TCAP, cuál lo envía hacia adelante en la forma de un mensaje de TCAP bajo el protocolo de SCCP. El SCCP entonces hace una traducción de titulo global. El resultado es una instrucción de ruteo en la forma de un DPC, cuál el MTP utiliza para alcanzar el nodo de SCCP en San Nicolás (SPC = 25) sobre el SL. En San Nicolás, el MSU se entrega al nodo de SCCP (la central del SP y de tránsito), qué alternadamente analiza la dirección, dando por resultado un DPC nuevo que indica el nodo de HLR en Buenos Aires (SPC = 12). Cuando el MSU alcanza el nodo de HLR, el SCCP encuentra que el mensaje es terminar en este nodo. Por lo tanto se remite, vía el TCAP, hasta la aplicación de HLR MAP del nodo. Rosario San Nicolás Campana Bs. As. Figura 3.13 Comunicación de datos entre VLR y HLR sobre la red SS7 De esta manera, el MSU se ha transportado a través de la red SS7 y en forma transparente el camino del VLR al HLR solamente por medio del NSP. Como muestra las Figuras, el MSU también pasa un punto de la transferencia de la señal en Campana (SPC = 40) que implique solamente el MTP. 18

19 Qué, entonces, es la situación en San Nicolás? Este punto tiene una función avanzada de STP, incluyendo el MTP y el SCCP. De aquí, el mensaje puede ser enviado hacia adelante porque un análisis de encaminamiento se puede hacer usando un título global como valor de la entrada. Ver Figura Rosario San Nicolás Campana Bs. As. Figura 3.14 Direccionando por medio de una transacción de SCCP global title 19

20 4. GERENCIAMIENTO DE LA RED 4.1 Introducción La calidad de transmisión de los enlaces de señalización es supervisada continuamente. Si la calidad de un enlace alcanza un nivel inaceptable o si el enlace de señalización es inútil, se transfiere a otro enlace. El estado de los sistemas del enlace es también supervisado. Si un sistema de enlace corto no puede transportar el tráfico de señalización, en los recorridos de trafico la señal a los cuales del sistema de enlace el pertenece, después será reencaminado a las trayectorias alternativas, vía otros sistemas de enlace. Destinaciones que también son supervisadas, y se actúa una alarma si una destinación no puede ser alcanzada. Los eventos registrados por las funciones de supervisión en un nodo, se reportan a los otros nodos de red, que toman automáticamente la acción requerida para mantener tráfico de señalización. Estos acontecimientos en la red de señalización se reportan a través de alarmas para que el personal de operaciones y mantenimiento, puedan, guardar un cheque en la red y así permitiéndoles tomar acciones manual, si las funciones automáticas prueban un manejo inadecuado en una situación específica. La intervención Manual es rara debido al pequeño contenido del hardware de un MTP. Además, tales situaciones no necesitan ser tan críticas en cuanto a requieren necesariamente inmediato acción. El tráfico de señalización no es afectado por las averías aisladas del hardware en red de señalización. Las operaciones que proveen el personal son asistidas por un número de funciones puestas en ejecución en el MTP, por ejemplo prueba del Terminal, monitoreo de señalización, y la inhibición del gerenciamiento de la red de señalización. En la operación normal, la intervención manual se requiere solamente en casos donde la configuración de la red de señalización se modifica en una base permanente. El personal utiliza comandos para cambiar, agregar o de borrar datos en la red. Secciones y 4.4 se describen los ejemplos de supervisión con manejos de fallas, y facilidades de mantenimiento proporcionadas en las redes SS Supervisión El SL es una trayectoria de transmisión de dos vías para señalar entre dos SPs. La prueba y el mantenimiento se pueden iniciar en cualquiera de estos puntos. Desde que los disturbios en un SL eventualmente pueden tener consecuencias serias e incluso la causa que colapse un SL a el SPs ha sido equipado con funciones de supervisión automático. La supervisión continua y la prueba rutinaria harán posible detectar cualquier muestra de la deterioración. las funciones del enlace de señalización, tales como eliminación automática de la falla, localización de la falla, el bloqueo, la generación de alarmas y la recuperación, facilitan el trabajo del personal O&M Contadores Todo los SLs y los terminales de señalización son supervisados continuamente con la ayuda de los contadores de disturbio: El monitor de la taza de error de la unidad señalización (SUERM signal unit error rate monitor). El monitor de la taza de error de alineación (AERM alignment error rate monitor). Se utiliza SUERM mientras que un SL está en la operación. El AERM se utiliza solamente durante faseen procedimiento; es decir, cuando un enlace se activa y el handshaking toma lugar. SUERM es incrementado cada vez que una unidad de señal (SU) es rechazada por la señalización del terminal y es decrementado después de un número predeterminado (256) de que halla sido recibido SUs correcto o incorrecto. Cuando el contador alcanza al valor de umbral (64), se indica "alta tasa de error" y el SL afectado es puesto fuera de servicio Prueba de señalización de enlaces 20

21 Para asegurar la alta calidad de transmisión, cada SL es probado antes de que se ponga en servicio y también periódicamente mientras este en servicio. Prueba los mensajes en un enlace de señalización son enviados cada 30 segundos. El terminal de señalización en el SP opuesto debe reconocer el recibo de estos mensajes dentro del ms 100. Una prueba el mensaje incluye una configuración de bits que es devuelto como un mensaje de reconocimiento. La configuración de bits recibida debe coincidir con el que fue enviada. Este método de prueba indica directamente si las funciones para el acceso a un enlace y la su señalización activada está trabajando correctamente pero no puede trazar una falla a una parte específica del recorrido de señalización. En este caso el enlace de señalización se indica como en fallado si dos pruebas consecutivas dan un resultado negativo Señal del estado de enlaces Desde las funciones de supervisión descritas hasta ahora también se realizan en el otro extremo del enlace, los estados anormales del SL pueden también ser indicados por el SP opuesto. Si el estado de un SL cambia en un SP, ese punto puede utilizar un LSSU para informar del nuevo estado al final opuesto. 4.3 Manejos de Fallas Eliminación de falla Una vez que la presencia de una falla en un SL se ha encontrado ser permanente; es decir, cuando una falla ha sido indicado por: contadores en SP; un prueba SL en el SP; otro equipo de la conmutación en el SP. estado de señalización negativo enviados por SP opuesto. Entonces la falla será eliminada bloqueando el enlace Alarmas Antes que una alarma sea actuada, el sistema intenta activar el SL bloqueado automáticamente. Si esta tentativa falla, se indica un alarma. La tabla de abajo se presenta diversos tipos de de alarmas y de la acción apropiada que se tomará en cada uno caso. Figura 6.1 Causas y acciones en los diferentes tipos de alarmas 21

22 4.4 Facilidades de Mantenimiento Como nosotros ya hemos mencionado, el MTP incluye un número de funciones para el mantenimiento de la red de señalización. Tres de estas funciones se describen a continuación Signaling network monitor El monitor de un MTP puede ser utilizado para la grabación de MSUs enviado y recibido, o del tipo de MSU SNM y para registrar el estado de la red de señalización. El monitor puede ser utilizado en la conexión con la prueba y el mantenimiento de la instalación y para supervisar el ínter operar con otras redes de señalización. Este monitor debe poder funcionar en tres modos: modo de establecimiento de enlace, modo destinación y modo combinado. Modo de establecimiento de enlace (Link set mode) Todos los mensajes de señalización del tipo MSU SNM que se relacionan con un enlace específico son registrados en este modo. Modo de la destinación (Destination mode) Todos MSU SNMs que se relaciona con la destinación especificada son registrados en esto modo. Modo combinado (Combined mode) En los establecimientos de los enlaces y las destinaciones se pueden registrar simultáneamente; por lo tanto el término "modo combinado". Los eventos registrados se imprimen en un dispositivo de I/O alfanumérico después de a el número predeterminado de grabaciones, cuando el período preestablecido de la grabación expira o cuando el monitor es parado por un comando Gerenciamiento de la inhibición La función de gerenciamiento de la inhibición es incluida en un recurso señalización de la gerenciamiento dentro la capa 3, la cual supervisa y controla los recursos de señalización, es decir, el enlace de señalización de la central. Para dar un derecho exclusiva del usuario tomar un SL en la fase de prueba, el tráfico del UP/AP en ese enlace puede ser inhibido. La inhibición puede ser pedida por un comando y debe sea aceptado por el SPs en ambos extremos. Note que el SL es tomado fuera de servicio por transferir tráfico de UP/AP a otro SL en el establecimiento de un enlace. Este procedimiento es referido como change over Terminales de prueba de señalización El propósito de la función de prueba llamado señalización de prueba terminal es verificar la capacidad del SL para la transferencia del mensaje y para comprobar las funciones internas del mantenimiento del terminal de señalización. La prueba de diagnóstico es utilizada en la conexión con la intervención manual por el personal de mantenimiento y es iniciado por un comando. El resultado de la prueba es un listado ITU T NO. 7 SIGNALLING TERMINAL DIAGNOSTIC el cuál indica si la prueba fue pasada o no. En el último caso, los códigos de falla estarán iguales que en el listado de las alarmas: ITU T NO. 7 SIGNALLING LINK FAILURE. 4.5 Operación y Mantenimiento Centralizado. Hacer los cambios a una red de señalización es una tarea de la gran responsabilidad, considerando el gran aumento en volumen de tráfico y el hecho que el transporte de tráfico las redes confían pesadamente en la señalización. Los cambios que no se hacen correctamente pueden incluso hacer salir de servicio a estas redes. 22

23 La necesidad para los cambios es creada por un número de tendencias: numeración de centrales, reconfiguración de conexiones, y la introducción de los nodos nuevos para IN o servicios de mensajería y el crecimiento rápido de redes móviles como mencionar algunos ejemplos. El número de puntos de señalización en las redes está aumentando, así complejidad de aumento de la red y el riesgo de introducir fallas. Las fallas en una red de señalización deben ser eliminadas cuanto antes. (La pérdida de capacidad de señalización puede tener un efecto dramático en la red trafico y, por lo tanto, en los réditos de la empresa de telecomunicaciones). Una falla del enlace señalización genera un número de mensajes del alarmas, como cada central en la red trafico que encuentra que no puede comunicarse sobre el enlace fallado. Estos mensajes deben ser analizados rápidamente para permitir la detección y la eliminación de la falla primaria que causó los problemas. El operador de la red debe tener un sistema de gerenciamiento de gran alcance para poder dirigir la red de señalización eficientemente Configuración del gerenciamiento Los Planes para los cambios en una red de señalización deben ser basados en un correcto cuadro de la situación actual. Un sistema de gerenciamiento mantiene un modelo actualizado de la red, generado en línea del SPs y puesto al día por los registros de eventos y alarmas. Cuando se planean la introducción de cambios en la configuración de la red señalización, el operador hace una copia (modelo) de la red existente y modifica a la forma off line para poder hacer simulaciones. El sistema de gerencia debe contener una herramienta gráfica que ilustre claramente el efecto de propuesto cambios Manejos de fallas Las operaciones de dirección de manejo de falla son mejor organizadas en el nivel de la gerencia de la red, donde el operador puede "ver" la red entera. A este nivel, el sistema de gerencia filtra hacia fuera el flujo continuo de mensajes de la red y los presenta en un monitor multi ventana. Las alarmas desde los elementos de la red se reciben en el nivel de gerencia del elemento en sistema de gerencia. La pérdida de SLs, los establecimientos de los enlaces o el SPs son reportados a este nivel. Toda la información de alarma se almacena en una base de datos, y las listas y los registros de alarma pueden ser estudiados por el personal del mantenimiento en cualquier momento. Las alarmas y los elementos de red son memorizados como estado cambios, los cuales son enviados a nivel de la dirección de la red para permitir la puesta al día de la configuración de la misma Control de carga El uso cada vez mayor de la red de señalización llama para que las funciones limiten efecto de la sobrecarga. Dos formas de regulación se proporcionan para este propósito. El primer se refiere a cada SL individual y significa que se ha restaurado el extremo de recepción puede pedir al extremo que envía al buffer de mensajes de señalización hasta la capacidad de señalización ha sido repuesta. El segundo se refiere a la red de señalización en su totalidad y la implica comprobando que el tráfico de señalización puede ser transportado a través de la red o si éste no es el caso que el tráfico puede ser reducido en la fuente. 23

24 5. FUNCIONAMIENTO ENTRE REDES El mercado cada vez más abierto y desregularizado requiere que el operador de red si pueda establecer el funcionamiento entre redes de señalización de otros operadores. Las situaciones pueden también presentarse donde los operadores de red de señalización especiales puede vender servicios de transporte de señalización a los operadores de la PSTN, ISDN, PLMN e IN en detalle, la telecomunicación personal universal (UPT) y VPN para transporte de TUP, ISUP, TCAP y así sucesivamente. Cuando nosotros interconectamos diversas redes de señalización lógicas que tengan los planes de numeración separada, debera incluir el SCCP en el interfaz. Cuando las redes SS7 inter operan con los sistemas de señalización de canal asociado (CAS), las centrales implicados funcionan como gateways. Tal transición de la vieja a la nueva tecnología es absolutamente común, especialmente en el PSTN. Hasta que la señalización está en cuestión, esto puede ser descrito como una etapa donde un paquete de conmutación rápido y eficaz debe obrar recíprocamente con un recurso de un circuito más lento, que también tiene limitaciones funcionales. 5.1 Requerimientos para el planeamiento de la red Los parámetros claves usados cuando se realiza el planeamiento de la red son: Dependencia. Simple estructura de la red para facilitar la dirección de la misma. Demoras cortas. Costo razonable. Dependencia es el requisito más importante al planear una red de señalización. Desde los enlaces de señalización tienen gran capacidad y el tráfico de señalización está muy concentrado, una falla del enlace puede tener consecuencias dramáticas. La alta confiabilidad puede ser alcanzada de diversas maneras; por ejemplo, agregando redundancia a la red en la forma de recorridos de la señal alternativos. A la estructura simple y manejable de la red es alcanzada organizando la red en algunos niveles jerárquicos. Además, una estructura jerárquica puede fácilmente estar extendida a las demandas futuras de la reunión. Demoras cortas en el establecimiento de una conexión es una ventaja importante de la señalización SS7. Una estructura simple de la red y dimensionado cuidadosamente enlaces y nodos de señalización tal que permita al operador reducir demoras menores de un segundo. El dimensionamiento óptimo también reduce gastos de operación. Por otra parte, el factor de coste no es tan crítico para las redes de señalización como para las redes que llevan tráfico. 5.2 Dependencia Porque la función de la red SS7 es esencial para la operación de la red de transporte de tráfico, la red esta estructurada para que siempre haya al menos dos caminos separados dentro de la misma. De esta forma, la red podrá manejar tráfico aun si una falla ha ocurrido. In this way, the network will be able to handle traffic even if a fault has occurred. La prioridad es un requisito previo para una configuración trayectorias de señalización alternativas Figura 5.1 y Figura 8.2 ilustre dos casos: enlace de señalización directo con encaminamiento alternativo. 24

25 carga compartida de entre dos STPs (un STP par). Un enlace del sistema se utiliza como recurso en el recorrido de la señal. El recorrido de señalización que tiene la prioridad más alta es utilizado mientras está disponible. Figura 8.1 Señalización directa con encaminamiento alternativo Si dos los recorridos de la señal tienen la misma prioridad, el tráfico de señalización se distribuyen uniformemente entre ellos (compartir la carga). En un establecimiento de un enlace, el tráfico se distribuye uniformemente entre los enlaces de señalización. Para asegurar de que un enlace de señalización sin problemas incluso después haya ocurrido una falla, la carga sobre los enlaces de señalización no deben ser demasiado pesados. Un valor estándar recomendado es erlangs por enlace. Con esta carga, el enlace puede asumir el control tráfico de otro enlace sin el sobrecargarse. Los STPs se dimensionan con una redundancia que asegure la dirección de tráfico apropiada incluso si uno del STPs en un par sale de servicio. Figura 8.2 Carga compartida 5.3 Estructura de la red La red nacional e internacional está separada y pueden ser planeadas independientemente una de la otra. Esta división también es usada en el plan de numeración de la red de señalización. Además este plan puede ser segmentado, considerando el crecimiento del número de operadoras. Ver Figura El plan de numeración Cada punto de señalización en a la red de señalización tiene un número único, pero el mismo esquema de la enumeración puede ser utilizado en otras redes, también. La numeración de puntos de señalización en la red de señalización internacional es totalmente diferente de la numeración usada en las redes de señalización nacionales. Si pertenece un punto de señalización a ambos tipos de red (una central internacional, por ejemplo), un indicador de red (NI) hará evidente, a que numeración de red de señalización se refiere. El NIs se utiliza para todos los puntos de señalización en las redes. 25