Bài giảng Telephony - Chapter 4: Signalling in Telephony - Nguyễn Duy Nhật Viễn

Telephony Nguyễn Duy Nhật Viễn Chapter 4 Signalling in Telephony Tổng quan 4 Tổng quan
Khái niệm:
Báo hiệu là hệ thống hỗ trợ, phục vụ cho việc thiết lập, giải tỏa và duy trì kết nối giữa hai thiết bị ñầu cuối qua các node chuyển mạch.
Chức năng:
Giám sát.
Tìm chọn
Vận hành 5Tổng quan
Hệ thống thông tin báo hiệu
Kỹ thuật báo hiệu : Nghiên cứu về : - Nội dung báo hiệu. - Phương pháp truyền báo hiệu. - Kỹ thuật xử lý báo hiệu. Phát tin Xử lý Thu tinXử lý Kênh truyền Tín hiệu phát Nội dung Nội dung Tín hiệu thu Phương pháp truyền Nội dung báo hiệu 7Phân tích cuộc gọi thành công  EXEX Hook off Dialling tone Ring signal Ring b.tone Clear back Clear forward Hook on Hook on Conversation B answer ‘0’ for external line seizure Seizure acknowledgement BA Address info. Address info. Dialling tone Hook off 8 Báo hiệu nghe nhìn
Âm mời quay số: 425Hz, liên tục
Âm báo bận: 425Hz, ngắt quãng 1:1
Hồi âm chuông: 425Hz, ngắt quảng 1:3
Dòng chuông: 75VAC, 25Hz
Tín hiệu phục hồi và giữ máy lâu
Thông báo. 9Báo hiệu trạng thái
Trạng thái nhấc máy
Trạng thái ñặt máy
Trạng thái rỗi bận
Tình trạng hỏng hóc
Tín hiệu trả lời về
Tín hiệu chiếm dụng / xác nhận chiếm dụng
Tín hiệu giải phóng hướng ñi / giải phóng hướng về 10 Báo hiệu ñịa chỉ
Tín hiệu xung thập phân
Các chữ số ñịa chỉ ñược phát dưới dạng chuỗi gián ñoạn mạch vòng một chiều (DC) nhờ ñĩa quay số hoặc hệ thống phím thập phân.
Tốc ñộ gián ñoạn là 10 lần mỗi giây và tỷ số xung là 1:2.
Yêu cầu khoảng vài trăm ms trước chữ số kế tiếp ñể phân biệt các chữ số với nhau. mA 33,3ms66,6ms 40mA ms Quay sốHook off 11 Báo hiệu ñịa chỉ
Tín hiệu mã ña tần ghép cặp DTMF
Một số tương ứng với hai tần số, các tần số này ít tồn tại trong âm thanh tự nhiên
Thời gian quay số nhanh
Có thể quay số khi ñàm thoại 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 0 # A B C D 697Hz 770Hz 852Hz 941Hz 1029 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz Phương pháp truyền báo hiệu 13 Giới thiệu
Báo hiệu kênh kết hợp CAS (Channel Associated Signaling)
Báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signaling) Báo hiệu Báo hiệu tổng ñài – thuê bao Báo hiệu Liên ñài CAS CCS 14 Báo hiệu kênh kết hợp
Phân loại:
Báo hiệu ñường dây
phương pháp báo hiệu ñược truyền dẫn giữa các thiết bị kết cuối và thường xuyên kiểm tra ñường truyền hoặc tất cả các mạch kết cuối, ví dụ các trạng thái bận, rỗi
Báo hiệu thanh ghi
truyền tất cả các thông tin có liên quan ñến tuyến nối cuộc gọi bao gồm các con số thuê bao bị gọi, những ñặc tính của thuê bao ñó. 15 Báo hiệu kênh kết hợp
Phương pháp truyền
ðiểm nối ñiểm (end-to-end) :
Tín hiệu luôn ñược truyền ñi giữa các ñầu cuối của tuyến nối theo tiến triển của nó. Ví dụ khi thiết lập tuyến nối qua 3 tổng ñài A-B-C, thông tin báo hiệu ñầu tiên ñược truyền từ A tới B và sau khi quảng nối B-C ñược thiết lập thì báo hiệu lại ñược truyền từ A tới C.
ðường tiếp ñường (link-by-link) :
Tín hiệu luôn ñược truyền ñi và tạm lưu từng quảng của tuyến nối. ðầu tiên thông tin báo hiệu ñược truyền ñi từ A ñến B và sau khi quảng nối từ B ñến C ñược thiết lập thì thông tin báo hiệu tiếp tục truyền ñi từ B ñến C. 16 Báo hiệu kênh kết hợp
Các kỹ thuật truyền các tín hiệu báo hiệu trong CAS
Tín hiệu báo hiệu nằm trong kênh thoại (DC, trong băng).
Tín hiệu báo hiệu nằm trong kênh thoại nhưng phạm vi tần số khác (ngoài băng).
Tín hiệu báo hiệu ở trong 1 khe thời gian, mà trong ñó, các kênh thoại ñược phân chia một cách cố ñịnh theo chu kỳ (báo hiệu PCM trong TS16). 17 Báo hiệu kênh kết hợp
Báo hiệu DC:
Tín hiệu này ñược truyền ở dạng xung nhờ thay ñổi cực tính hoặc trở kháng của dây dẫn. Thông thường, hệ thống làm việc với 3 trạng thái hướng tới và với 2 trạng thái ở hướng về.
Các trạng thái ñược sử dụng ở hướng tới là : - Trở kháng ñường dây thấp. - Trở kháng ñường dây cao. - Cực tính tích cực.
Các trạng thái ñược sử dụng ở hướng về là : - Cực tính bình thường. - Cực tính ñảo. 18 Báo hiệu kênh kết hợp Low res (+a,-b) Seizure Low res High res 0 High res (+a,-b) (-a,+b) Low res Low res (+a,-b) Low res (-a,+b) 200- 300ms Seizure ack. B aswer Meter pulses Idle Clear forward Clear backDigit pulsing 60ms 40ms 160ms Clear back Clear forward A replaces handset first B replaces handset first 19 Báo hiệu kênh kết hợp
Báo hiệu AC
Báo hiệu trong băng :
ðối với tín hiệu trong băng, tần số thường ñược chọn là 2400Hz, ñây là tần số có xác suất phỏng tạo bé nhất.
Với loại báo hiệu này, có thể có các giải pháp kỹ thuật sau ñể phân biệt với thông tin thoại : - Thực hiện báo hiệu với tần số 0,3-3,4KHz nhưng thời gian tồn tại lâu hơn. - Phân biệt báo hiệu và âm thoại về mức ñiện. Phương pháp này ít ñược dùng vì dễ gây quá tải ñường dây. - Dùng năng lượng phổ của tín hiệu. - Chọn tổ hợp 2 tần số. 20 Báo hiệu kênh kết hợp
Báo hiệu AC
Báo hiệu ngoài băng:
Báo hiệu ngoài băng sử dụng tần số thường là 3825Hz. Các bộ lọc dễ dàng lọc các băng tần thoại và phát hiện tín hiệu báo hiệu chính xác. Vì vậy không ảnh hưởng ñến kênh thọai. Nhưng trường hợp này có thể làm tăng chi phí của thiết bị. IdleClear forward Clear back B answer Register ready signal Digit pulses Seizure ackn SeizureIdle A-B Tone B-A ~250ms~250msTone 21 Báo hiệu kênh kết hợp
Báo hiệu PCM
FAW: Frame Alignment Word.
MFAW: Multi-Frame Alignment Word. Ch3115/31Ch1FAWF15 Ch311/17Ch1FAWF1 Ch31MFAWCh1FAWF0 TS31TS16TS1TS0 22 Báo hiệu kênh chung
Khắc phục nhược ñiểm CAS về hiệu suất sử dụng kênh báo hiệu
Các kênh thoại có nhu cầu cần sắp hàng chờ kênh báo hiệu phục vụ Tổng ñài A Tổng ñài B Bộ xử lý Bộ xử lý Thiết bị báo hiệu kênh chung Thiết bị báo hiệu kênh chung Trung kế Kênh báo hiệu 23 Báo hiệu kênh chung
Cấu trúc gói tin CCS
ðịa chỉ ñích: Sử dụng ñể tìm ñến ñích
ðịa chỉ nguồn: Sử dụng ñể truyền lại khi có lỗi
Số gói : Số thứ tự gói ñể sắp xếp thành bản tin
Trường số liệu: Thông tin báo hiệu
Trường kiểm tra: Kiểm tra lỗi truyền. ðịa chỉ ñích ðịa chỉ nguồn Số gói Trường số liệu Trường kiểm tra 24 Báo hiệu kênh chung
Ưu ñiểm:
Kinh tế.
Nhanh.
Tin cậy.
Dung lượng cao.
Linh họat 25 Hệ thống báo hiệu số 7 Tổng ñài B S/R CCS Tổng ñài A TCM Phân hệ ñiều khiển lỗi Phân hệ ñầu cuối báo hiệu Phân hệ ñiều khiển báo hiệu Hệ thống ñiều khiển tổng ñài S/R CCS TCM Phân hệ ñiều khiển lỗi Phân hệ ñầu cuối báo hiệu Phân hệ ñiều khiển báo hiệu Hệ thống ñiều khiển tổng ñài 30 kênh thọai 30 kênh thọai + kênh báo hiệu trong TS16 Truyền các ñơn vị báo hiệu Truyền các bản tin báo hiệu 26 Hệ thống báo hiệu số 7
Khái niệm:
ðiểm báo hiệu sp (signaling point)
ðiểm chuyển tiếp báo hiệu stp (signaling transfer point)
Kênh báo hiệu sl (signaling link)
Chùm kênh báo hiệu sls (signaling link set) sp stp sp sl sls 27 Hệ thống báo hiệu số 7
Các phương thức báo hiệu A B ðường báo hiệu ðường thoại A B C D E F A B C D E F A B C Kiểu kết hợp Kiểu không kết hợp Kiểu tựa kết hợp 28 Hệ thống báo hiệu số 7
Phân mức trong báo hiệu số 7
UP (User Part) : Phần người sử dụng.
MTP ( Message Transfer Part) : Phần truyền bản tin báo hiệu. Tuyến vật lý Tuyến dữ liệu Tuyến dữ liệu Mạng báo hiệu Mạng báo hiệu Bản tin người sử dụng Bản tin người sử dụng Bản tin người sử dụng Bản tin người sử dụng Bản tin người sử dụng Bản tin người sử dụng UP MTP 29 Hệ thống báo hiệu số 7
Mức 1 : Mức tuyến vật lý :
là phương tiện ñể gởi dòng các bits của thông tin từ ñiểm này ñến ñiểm khác trên một nối kết vật lý.
ñịnh nghĩa các ñặc tính vật lý, ñiện và các chức năng của tuyến số liệu báo hiệu và phương tiện ñể truy cập nó hoặc yêu cầu 1 cấu trúc thông tin mà nó ñược cung cấp bởi thiết bị truyền dẫn hoặc tìm lỗi cơ khí.
Trong môi trường mạng số liệu, CCS7 thường sử dụng khe thời gian báo hiệu TS16/PCM32 hoặc TS24/PCM24 với tốc ñộ kênh báo hiệu 64Kbps.
Trong môi trường tương tự, CCS7 có thể truyền trên các ñường modem với tốc ñộ thấp khoảng 4,8Kbps. 30 Hệ thống báo hiệu số 7
Mức 2 : Mức tuyến dữ liệu :
Cung cấp các chức năng và các thủ tục cho việc truyền thông tin báo hiệu.
Một bản tin báo hiệu ñược truyền trên tuyến theo các ñơn vị báo hiệu với chiều dài thay ñổi.
Một ñơn vị báo hiệu bao gồm thông tin ñiều khiển truyền tin thêm vào trong nội dung của bản tin báo hiệu.
Chức năng bao gồm :
Giới hạn nội dung ñơn vị báo hiệu bằng các cờ.
Chèn thêm bits ñể chống nhầm lẫn với cờ.
Sử dụng các bits kiểm tra.
Chống lỗi bởi phương thức tự ñộng hỏi lại.
Dò tìm ñường báo hiệu sai bằng cách giám sát tốc ñộ lỗi trên các ñường báo hiệu. 31 Hệ thống báo hiệu số 7
Mức 3 : Mức mạng báo hiệu :
ðịnh nghĩa các chức năng và thủ tục truyền chung và ñộc lập các tuyến báo hiệu riêng lẻ. Các chức năng chính sau :
Xử lý bản tin báo hiệu. Trong khi truyền bản tin báo hiệu, những chức năng này hướng tới tuyến báo hiệu hoặc phần người sử dụng tương ứng.
Quản lý mạng báo hiệu : ðiều khiển xác ñịnh hướng theo thời gian thực, ñiều khiển và tái tạo lại cấu hình mạng khi cần thiết.
Mức 4 : Mức người sử dụng :
Mỗi phần cho người sử dụng xác ñịnh các chức năng và các thủ tục ñặc trưng cho từng người sử dụng riêng biệt.
TUP: Telephone User Part
DUP: Data User Part
ISUP: ISDN User Part 32 Hệ thống báo hiệu số 7
ðơn vị báo hiệu
MSU (Message Signal Unit : ðơn vị báo hiệu bản tin) :
Là ñơn vị báo hiệu có chứa các thông ñiệp ñược chuyển ñổi giữa phần người sử dụng hay giữa các khối chức năng quản lý mạng của tổng ñài.
MSU có 1 octet thông tin dịch vụ SIO và dải thông tin báo hiệu SIF.
MSU là rất quan trọng, nên ñược truyền lại khi có lỗi xảy ra do nó mang thông tin của người sử dụng muốn truyền ñi. Mức 3Mức 4Mức 2 871716288n,n≥2168 FBSNBIBFSNFIBLISIOSIFCKF Chi tiết 33 Hệ thống báo hiệu số 7
LSSU (Link Status Signal Unit : ðơn vị báo hiệu trạng thái tuyến) :
Chứa các thông tin ñánh giá sự hoạt ñộng của tuyến báo hiệu (ví dụ như ñồng bộ).
LSSU ñược truyền qua lại ở lớp 2 giữa 2 MTP kế cận và nó chỉ ñược truyền khi tuyến báo hiệu có lỗi hay không còn ñược dùng ñể truyền MSU. Mức 2Mức 3Mức 2 87171628,16168 FBSNBIBFSNFIBLISFCKF Chi tiết 34 Hệ thống báo hiệu số 7
FISU (Fill in Signal Unit : ðơn vị báo hiệu chèn thêm) :
Chứa thông tin ñiều khiển sai và ñinh hạn.
Chỉ ñược truyền khi không có MSU và LSSU ñược truyền.  FISU ñược truyền tại lớp 2 giữa 2 MTP kế cận. Mức 2Mức 2 8717162168 FBSNBIBFSNFIBLICKF Chi tiết 35 Hệ thống báo hiệu số 7
F (Flag : Trường cờ) : Là ñiểm bắt ñầu và kết thúc của 1 ñơn vị báo hiệu.
BSN (Backward Sequence Number : Dãy số lùi) : Thể hiện dãy số của ñơn vị cuối cùng ñã thu nhận ñược một cách chính xác.
BIB (Backward Indicator Bit : Bit chỉ thị lùi) : Dùng ñể yêu cầu phát lại các ñơn vị có lỗi.
FSN (Forward Sequence Number : Dãy số tiến) : Thể hiện dãy số của dơn vị báo hiệu sẽ ñược phát.
FIB (Forward Indicator Bit : Bit chỉ thị tiến) : Chỉ thị việc phát lại của ñơn vị báo hiệu bằng BIB.
LI (Length Indicator : Chỉ thị ñộ dài) : Chỉ ra số octet của trường LI và CK. Hệ thống ñầu cuối bị gọi thực hiện CRC ñể so sánh trình trạng bị lỗi của ñơn vị báo hiệu ñể ñánh giá nhờ trường này.
SF (Status Field : Trường trạng thái) : Thể hiện trạng thái của tuyến báo hiệu.
SIO ( Service Information Octet : octét thông tin dịch vụ) : Xác ñịnh phần người sử dụng mà trong ñó bao gồm thông tin ñược phát ñi.
SIF (Signalling Information Field : Trường thông tin báo hiệu) : Mã ñiểm ñích, mã ñiểm nguồn, mã tuyến báo hiệu và bộ 8 bits từ 2272 có thể thay ñổi. Xử lý báo hiệu trong trong tổng ñài 37 Khái niệm       Dây thuê bao tương tự Dây thuê bao số sơ cấp Dây thuê bao số thứ cấp Dây trung kế số Dây trung kế tương tự N T U I S P B X DLTU (Digital Line Termination Unit) : ðơn vị ñường dây ñầu cuối số. SLTU (Subcribler Line Termination Unit ): ðơn vị ñường dây ñầu cuối thuê bao . NTU (Network Termination Unit ) : ðơn vị mạng ñầu cuối. ISPBX (Intergrated services PBX) : Các dịch vụ tích hợp tổng ñài cơ quan. ðịnh tuyến báo hiệu ðịnh tuyến báo hiệu SLTU D/SLTU DLTU DLTU ATTU ðiều khiển tổng ñài Thu phát Báo hiệu Tone và Thông báo Tổng ñài khác Tổng ñài khác 38 ðịnh tuyến báo hiệu trong tổng ñài
ðịnh tuyến báo hiệu cho thuê bao tương tự   SLTU SLTU controller SLTU SLTU controller Bộ thu tín hiệu MF Tín hiệu chọn số Tín hiệu ñường dây và chọn số Tín hiệu ñường dây Tín hiệu ñịa chỉ LD MF ðiều khiển tổng ñài Khối Chuyển Mạch Nhóm Khối Chuyển Mạch Tập Trung Thuê Bao 39 ðịnh tuyến báo hiệu trong tổng ñài
ðịnh tuyến báo hiệu cho thuê bao số SCSB (Subscriber Concentrator Switching Block) : Khối chuyển mạch tập trung thuê bao. D/SLTU (Digital / Subscriber Line Terminal Unit) : ðơn vị kết cuối ñường dây thuê bao số N T U I S P B X D/SLTU No1 SCSB Bộ tập trung báo hiệu thuê bao TS1 TS2 . . . . TS31 . . TS16 115 64Kbps Dây số sơ cấp 144Kbps Dây số thứ câp 2Mbps 2Mbps 16Kbps 2Mbps 64Kbps Hệ thống ñiều khiển tổng ñài Thu nhận báo hiệu kênh chung thuê bao D L T U D L T U M U X 40 ðịnh tuyến báo hiệu trong tổng ñài
ðịnh tuyến báo hiệu liên ñài Khối chuyển mạch nhóm Thu phát CCS Thu phát MF Thu phát CAS DC line and MF selection LD,DC line and selection 1VF line and selection 1VF line and MF selection TS16 line and selection TS16 line and 1VF selection TS16 line and MF selection TS16 line and MF selection CCS line and selection CCS line and (in TS16) selection TS16 line and selection TS16 line and selection TS16 line and MF selection TS16 line and MF selection TS16 line and selection TS16 line and selection ATTU DC-TS16 ATTU 1VF ATTU DC-TS16 ATTU 1VF DLTU 1VF-CAS TS16 DLTU DLTU CCS DLTU 1VF-CAS TS16 1VF-CAS TS16 Nối kết bán vĩnh viễn Nối kết ngắn hạn 41 Các bộ thu phát báo hiệu
Thu phát MF PMUX MF S/R PMUX MF S/R ðiều khiển tổng ñài Thu MF 1 Chuyển mạch 2Mbps Chuyển mạch 2Mbps Thu MF 8 Phát MF cho các kênh ðiều khiển tổng ñài Kiểu tương tự Kiểu số 42 Các bộ thu phát báo hiệu
Thu phát báo hiệu kênh kết hợp Chuyển mạch tập trung TS161 PCM1 TS162 PCM2 TS1630 PCM30 TS1630TS162TS161TS0 43 Các bộ thu phát báo hiệu
Thu phát báo hiệu kênh kết hợp TS16 từ luồng 2Mbps thứ 31 TS16 từ luồng 2Mbps thứ 2 TS16 từ luồng 2Mbps thứ nhất ABCD15ABCD31ABCD15ABCD31ABCD15ABCD31-Frame 15 ABCD4BCD20ABCD4ABCD20ABCD4ABCD20FAWFrame 4 ABCD3ABCD19ABCD3ABCD19ABCD3ABCD19-Frame 3 ABCD2BCD18ABCD2ABCD18ABCD2ABCD18FAWFrame 2 ABCD1ABCD17ABCD1ABCD17ABCD1ABCD17-Frame 1 ðồng bộ ña khung ðồng bộ ña khung ðồng bộ ña khung FAWFrame 0 TS31TS2TS1TS0 44 Các bộ thu phát báo hiệu
Thu phát báo hiệu kênh kết hợp từ khối chuyển mạch 2Mb/s (930 ch cho 2ms) ñến hệ thống ñiều khiển tổng ñài ñ/c ñọc reset ñ/c ghi reset ñ/c ñọc 1 . . . . . 31 ñ/c ghi CAS store 1 (30cell) W R D E M U X CAS store 30 (30cell) W R THU CAS dữ liệu dữ liệu dữ liệu dữ liệu a. Thu tín hiệu. ðồng bộ ða khung ðồng bộ ða khung ðếm Chu kỳ ðếm Chu kỳ 45 Các bộ thu phát báo hiệu
Thu phát báo hiệu kênh kết hợp vào TS16 Hệ thống ñiều khiển tổng ñài ðến khối chuyển mạch 2Mb/s vào TS0 Phát ñồng bộ khung M U X Lưu trữ CAS (930 cell) R W Phát ñồng bộ ña khung PHÁT CAS reset ñ/c ghi data b. Phát tín hiệu ðếm chu kỳ Clock Tổng ñài Các bộ tạo tone và thông báo 47 Sự ñịnh tuyến tones và các bản tin thông báo Khối chuyển mạch nhóm Khối chuyển mạch tập trung thuê bao Bản tin thông báoToneTone  48 Tạo tones và các bản tin thông báo
Kỹ thuật tương tự OSC Tạo bản tin thông báo 1:1 1:3 425Hz Coder Coder Coder Coder + ðơn vị ñiều khiển Mời quay số Báo bận Hồi âm chuông ñến TCM 49 Sự ñịnh tuyến tones và các bản tin thông báo
Kỹ thuật số ROM 1 ROM 2 ROM 3 ðếm vòng ðếm vòng ðếm vòng S E L E C T O R ðơn vị ñiều khiển Tới khối chuyển mạch 2Mbps