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Sinalização em Redes de ComunicaçãoMestrado Integrado em Engenharia de Comunicações

José Manuel Cabralcabral@dei.uminho.pt

2008

Departamento de Electrónica IndustrialEscola de Engenharia

Universidade do Minho

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Outline

• Sistema de Sinalização nº 7– MTP - Message Transfer Part– Utilizadores de rede de sinalização

• TUP - Telephony User Part• ISUP - ISDN User Part• SCCP Signalling Connection Control Part• TCAP Transaction Capability Application Part

– Serviços de rede inteligente• Sinalização de assinante RDIS

– Sistema DSS1 - Digital Subscriber Signalling system number 1• Sinalização em redes IP

– Protocolos ITU → H.323– Protocolos IETF → SIP, SDP, MGCP

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Arquitectura do SS7

• ISUP – ISDN User Part MTP – Message Transfer Part• TUP – Telephone User Part TCAP – Transaction Capabilities Application Part• DUP – Data User Part• SCCP – Signalling Connection Control Part

Aplicações

TCAP

SCCP

TUP DUP

ISUP

MTP

Utilizadores

Rede

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Arquitectura do SS7

• Definições:– ISUP: os pares de módulos ISUP situados em estações telefónicas digitais

diferentes trocam mensagens para o estabelecimento, monitorização e terminação de chamadas telefónicas

• Além do serviço básico de telefone implementa serviços suplementares associados a chamadas em estabelecimento ou já estabelecidas

– Exemplo: Apresentação do n.º do chamador, serviço de chamada em espera, reencaminhamento de chamadas, etc.

– TUP: Procedimento para o estabelecimento de chamadas telefónicas para redes na RDIS, implementando funcionalidades semelhantes às sinalizações telefónicas anteriores à S7

• Pouco utilizado – actualmente substituído por uma versão simplificada do ISUP

– DUP: Sinalização para o controlo de chamadas relacionadas com os serviços de transmissão de dados através de circuitos comutados

• Pouco implementado

– SCCP: Acrescenta facilidades importantes de endereçamento ao MTP indispensáveis ao funcionamento das redes móveis. Inclui funções de gestão de bases de dados situadas na rede de sinalização e permite o acesso a estas de forma transparente às aplicações que as usam. Permite o acesso em modo connection less e connection oriented via rede de sinalização para a transferência de informação

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Arquitectura do SS7

• TCAP: Não se trata de um utilizador directo da rede de sinalização. É uma “application part” que utiliza os serviços do SCCP.– Funções de Apresentação e Formatação de dados normalizados– Exemplo: Tradução do n.º verde numa base de dados remota pedida por

uma estação telefónica

• Os serviços das TCAP são utilizados por outras “Application part”– MAP (Mobile Application Part) usada no ambiente GSM para consultar

bases de dados tendo em vista a localização de um telefone móvel na rede GSM e o encaminhamento de chamadas de e para o telefone móvel

• Outras “Application part”:– INAP (Inteligent Network Application Protocol)– OMAP (Operation, Maintenance and Administration Part)

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MTP – Message Transfer Part

Nível 1 - ligação física de dados

• Suporte de Transmissão– canal de 64 kbit/s de uma ligação E1 a 2 048 kbit/s (canal 16)– canal de 64 kbit/s com modem em circuito dedicado

• Define Interfaces e Ligações– características físicas– características eléctricas– características funcionais

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MTP – Message Transfer Part

Nível 2 - permite a troca fiável de unidades de sinalização entre extremos da ligação

• Funções suportadas– inicialização da ligação– controlo de erros– controlo de fluxo– delimitação de unidades de sinalização– monitorização da taxa de erros

• Unidades de sinalização (mensagens de nível 2)– MSU - Message Signal Unit: Unidade de sinalização de mensagem– LSSU - Link Status Signal Unit: Unidade de sinalização de estado da ligação– FISU - Fill-In Signal Unit: Unidade de sinalização de preenchimento

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MTP – Message Transfer Part

• BSN: Backward Sequence Number - Nº de sequência da última mensagem reconhecida ou Nº de sequência a partir da qual é necessário retransmitir

• BIB: Backward Indication Bit – Bit de Estado - indica conteúdo de BSN• FSN: Forward Sequence Number - Nº de sequência da mensagem que está a

ser transmitida• FIB: Forward Indication Bit – Bit de Estado - indica início de retransmissão• LI: Length Indicator - Indicador de comprimento (FISU→LI=0; LSSU →LI=1..2;

MSU →LI=3..63)• SIO: Service Indication Octet - Indicador de rede, prioridade, tipo de serviço

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MTP – Message Transfer Part

Nível 3 - permite a entrega de mensagens no endereço de destino

• Funções suportadas:– encaminhamento de mensagens entre pontos de sinalização– controlo de congestionamento

• Estrutura das mensagens:– etiqueta de encaminhamento (endereço de origem e destino)– código do circuito– tipo de mensagem– campos específicos de cada tipo de mensagem

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Utilizadores de rede de sinalização

• TUP - Telephony User Part– estabelece os procedimentos de estabelecimento e terminação

de chamadas– suporta apenas circuitos analógicos– tem vindo a ser substituído pela ISUP

• ISUP - ISDN User Part– estabelece os procedimentos de estabelecimento, gestão e

terminação de chamadas– aplicável a circuitos de voz ou dados– utilizado para chamadas RDIS e não RDIS (ao contrário do que

o nome sugere)

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Utilizadores de rede de sinalização

• ISUP - ISDN User Part– Exemplo de sinalização ISUP num procedimento de chamada entre 2 centrais locais

SP SPSTP

Chamador Chamado

Confirma a libertação de circuitosRLC - Release Complete MsgIndica a libertação de circuitosREL - Release MsgIndica aceitação da chamada pelo chamadoANM - Answer MsgIndica que a msg IAM atingiu o destino e que o chamado foi alertadoACM - Address Complete MsgPedido de estabelecimento de uma chamadaIAM - Initial Address Msg

FunçãoMensagem

1a. IAM 2b. ACM 3b. ANM

…4a. REL 5b. RLC

1b. IAM2a. ACM3a. ANM

…4b. REL5a. RLC

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Utilizadores de rede de sinalização

• ISUP - ISDN User Part– Exemplo de sinalização ISUP num procedimento de chamada através de

várias centrais

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Utilizadores de rede de sinalização

• SCCP - Signalling Connection Control Part– Oferece extensões a MTP correspondentes a funções de nível 3 do modelo

OSI• determina endereços de pontos de sinalização (translação de endereços)• assegura o encaminhamento extremo a extremo

– Suporta serviços orientados e não orientados a conexões• fornece uma camada de transporte para serviços TCAP

• TCAP - Transaction Capability Application Part– permite a troca de dados não relacionados com o estabelecimento de

circuitos– transporta pedidos de informação e respostas entre SPs e SCPs– utilizado em serviços de rede inteligente

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Utilizadores de rede de sinalização

• TCAP - Transaction Capability Application Part– Exemplo de sinalização TCAP numa transacção para translação de números

SP

SCP

Dígitos convertidos para encaminhamentoRET - Return Result Msg

Pedido de translação de dígitos marcadosINV - Invoke Msg

FunçãoMensagem

STP

STP

1a. INV

1b. INV

2a. RET

2b. RET

3a. IAM

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Utilizadores de rede de sinalização

• Serviços de rede inteligente– serviços avançados que requerem a translação de números para

encaminhamento– possível disponibilizar funções adicionais através de periféricos inteligentes

(IP – Intelligent Peripheral)

SP

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Utilizadores de rede de sinalização

• Serviços de rede inteligente (exemplos):

Número universal, independente da localização• chamada encaminhada para nó de acesso a serviços de rede inteligente• consultada a base de dados e executada a translação do número• chamada reencaminhada para o novo número da rede fixa

Número verde (800...)Número azul (808...)

Número associado a uma pessoa, possuidora de um cartão de identificação• terminal com o cartão inserido regista a localização numa base de dados• chamada encaminhada para nó de acesso a serviços de rede inteligente• consultada a base de dados e devolvida a localização do terminal• chamada reencaminhada para o destino físico do terminal• técnica utilizada em redes móveis

Número pessoal

Número associado a um acesso transferido para outra zona ou rede• chamada inicialmente encaminhada para a zona / rede originária• devolvida a informação de que o número foi portado• chamada encaminhada para nó de acesso a serviços de rede inteligente• consultada a base de dados e executada a translação do número• chamada reencaminhada para o novo número

Número portado

Definição e sequência de acções na redeServiço

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Utilizadores de rede de sinalização

• Serviços de rede inteligente (exemplos):

Atendimento flexível personalizado (empresas, serviços de audiotexto)• utilizados os mecanismos de números verde, azul ou portado• encaminhamento dependente da hora do dia e do dia da semana• possível optimizar os recursos afectos ao atendimento

Centros de atendimento

Pagamento de chamadas através de um PIN• chamada encaminhada para nó de acesso a serviços de rede inteligente• acesso a periférico de recepção de dígitos e validação de PIN• chamada reencaminhada para o número de destino

Pagamento alternativo

Redireccionamento de chamadas para destinos pré-fixados• chamada encaminhada para o número original• devolvida a informação de reencaminhamento activo• chamada encaminhada para nó de acesso a serviços de rede inteligente• consultada a base de dados e executada a translação do número• chamada reencaminhada para o novo número / centro de mensagens• caso de mensagens: acesso a periférico de registo e reprodução de voz

Reencaminhamento deChamadas

/Sistemas de mensagens

de voz

Definição e sequência de acções na redeServiço

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Utilizadores de rede de sinalização

• Serviços de rede inteligente - vantagens:– Facilidade e rapidez de introdução de novos serviços

• desnecessário alterar o software das múltiplas centrais digitais

• serviços criados apenas num pequeno número de pontos de controlo de serviço

• serviços disponíveis imediatamente em toda a rede

– Facilidade de gestão de dados• integridade e consistência dos dados desde a criação até à fase de exploração

• actualização de dados em tempo real

– Serviços à medida• possibilidade de satisfazer requisitos específicos que podem mudar ao longo do

tempo

– Suporte eficiente de mobilidade em redes de rádio celular

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Sistema DSS1 - Digital Subscriber Signalling system number 1

• Sistema adoptado em acessos RDIS

Mensagens de estabelecimento e terminação de chamadas – Protocolo Q.931

Resposta a uma mensagem de Connect, indicando que a chamada foi activadaConnect Acknowledge

Solicita o desligamento de uma chamadaDisconnect

Indica a terminação de uma chamadaRelease

Confirma a terminação de uma chamadaRelease Complete

Indica aceitação da chamada pelo utilizador chamadoConnect

Indica início do alerta do utilizador chamadoAlerting

Indica início do estabelecimento de chamada, e que não é requerida mais informação

Call Proceeding

Pedido de estabelecimento de uma chamadaSetup

FunçãoMensagem (*)

(*) Indicado apenas um sub-conjunto de mensagens necessárias para estabelecer e terminar uma chamada simples

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Sistema DSS1 - Digital Subscriber Signalling system number 1

• Exemplo de sinalização DSS1 num procedimento de chamada com interoperação através de SS7

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Bibliografia

• Livros:– Sousa, H., “Sinalização nº 7 – Teoria e Prática", João Azevedo Editor, ISBN: 972-

9001-76-6, 2004.• Normas:

– Q.700: General– Q.710: Simplified message transfer part– Q.711 – Q.719: Signalling connection control part– Q.720 – Q.729: Telephone user part– Q.760 – Q.769: ISDN user part– Q.770 – Q.779: Transactions capabilities application part– Q.931: ISDN Network Layer Protocol for Signaling