clase ss7 completo

ClClase

Señalización por canal comúnSeñalización por canal comúnSS7

2009Prof. David Sirit

IntroducciónIntroducción

• SS7 se ha convertido en una de las mayores ventajas en cualquier red de transporte.

• SS7 es un protocolo de control usado para dar instrucciones a varios• SS7 es un protocolo de control usado para dar instrucciones a varios elementos dentro de una red telefónica:• Como enrutar una llamada a través de la red.

• Que servicios ha suscrito el usuario.

• Que red se utiliza para la llamada (en caso de portabilidad numérica)

• SS7 habilita switches telefónicos (ahora switches de paquetes) para comunicarse directamente con otros y compartir la información necesaria para procesar cualquier tipo de llamadas.

• Inicialmente fue diseñado para redes telefónicas analógicas pero ha experimentado continuos cambios para adaptarse a la evolución de las telecomunicaciones: hoy se usa para data, video, voz y VoIPy p y


Señalización Convencional: • Dual-tone multifrequency (DTMF): usada entre el suscriptor y la central.

Entre centrales se utiliza single frequency (SF) En resumen cada númerosEntre centrales se utiliza single frequency (SF). En resumen cada números digitados se convierten en una mezcla de dos frecuencias. La central oye estos tonos y los transforma en números digitados.

• La central tiene que ir conectado la ruta lo que hace que se vayan ocupando• La central tiene que ir conectado la ruta lo que hace que se vayan ocupando circuitos progresivamente sin saber aún si el destino está disponible. Si el destino es alcanzado se le envía un tono de 20 Hz y 80Vac para activar la señal de llamada (ringer) y también se le envía al originador la señal paraseñal de llamada (ringer) y también se le envía al originador la señal para indicar que se el esta avisando al destino. Cuando el destino contesta se sustituye la señal de alerta por la voz.

• Si el destino está ocupado los mismos circuitos son usados para enviar el• Si el destino está ocupado, los mismos circuitos son usados para enviar el tono de ocupado y ningún otro usuario los puede usar ya que están atados a la conexión.

• Como desventajas:• Como desventajas: • señalización limitada a los circuitos tomados

• Circuitos ocupados aun sin conectar a los usuarios


Señalización en banda (In-Band):• Usa Tonos en lugar de corriente dc. Los tonos pueden ser SF,

MF o DTMF. Los tonos son transmitidos con la voz sobre la misma facilidad (circuito) en la banda de 0 a 4KHz.

• Desventajas:Desventajas: • Posibilidad de falsa señalización si la voz duplica el tono de

señalización.• Susceptible a fraude.

Señalización fuera de banda (Out-of-Band):( )• Similar a la anterior, usa SF. • Se aplico en operadores que no usaron los 4KHz completos,

sino la voz desde 0 a 3 5KHz Y la señalización de 3 7KHz asino la voz desde 0 a 3,5KHz. Y la señalización de 3,7KHz a 4KHz.


Señalización Digital:• Se hizo popular debido a que aumentó la confiabilidad de la red.

( S ) f• Una de la técnicas usadas en líneas digitales (ej DS1 , E1) fue el uso de bits de señalización. Un bit de señalización se insertó en la cadena de bits de voz sin afectar la calidaden la cadena de bits de voz sin afectar la calidad.• Ventajas:

• Más costo-efectiva que las anteriores (SF, MF). No requería equipos q ( , ) q q psofisticados para detectar los tonos.

• Usa un número limitado de bits para representar estados espcificos.


Señalización por canal común (CCS o SS7):• CCS usa una facilidad o circuito digital para ubicar la

señalización en un time slot o canal distinto al de voz o data al que está relacionado.

• Este método de señalización es capaz de enviar y recibirEste método de señalización es capaz de enviar y recibir grandes cantidades de data dentro de mensajes paquetizados. Esto le añade valor a SS7 hoy día.

• La red puede operar de forma más inteligente que con otro método de señalización.

• Con la señalización SS7 se introduce el concepto de red• Con la señalización SS7 se introduce el concepto de red inteligente (Intelligent Network IN) cuyo concepto era mover los servicios lógicos de la plataforma de conmutación a servidores de que manejaran la información.


El objetivo principal era diseñar una red que contara con la capacidad de trasferir todo tipo de información a pesar del ancho de banda necesario.

S ñ li ió (Si lli )Señalización (Signalling)

La señalización se refiere al intercambio de información entre componentes requeridos para proveer y mantener un servicio.

Protocolo SS7: El CCITT (ahora ITU) ideó una nueva recomendación para un sistema de señalización llamadorecomendación para un sistema de señalización llamado Sistema de señalización por canal común número 7 (Common Channel Signalling System Number 7). Una de sus principales ventajas fue que la señalización no tiene que viajar en la misma ruta que una conversación Las abreviaturas conocidas son: CCS7 CCS#7 SS7 o simplemente C7 todas referidas al mismoCCS7, CCS#7, SS7 o simplemente C7 todas referidas al mismo sistema.

SS7 fue desarrollado a mediados de los ‘80s. El ancho de banda de un canal de señalización es de 64Kbits/s (hay implantación en 56Kbits/s). Su diseño es modular.

Red SS7

SS7SS7

• Es una red de conmutación de paquetes (separada de la red de Voz) utilizada con el propósito de conectar llamadas.

• Proporciona dos tipos de servicios:o Relativos a circuitos: en la cual la señalización es usada para

establecer y terminar conexiones de voz sobre circuitos TDM y sobre redes de conmutación de paquetes (VoIP).

o No Relativos a Circuitos: como los servicios provistos por la redo No Relativos a Circuitos: como los servicios provistos por la red tales como información del suscriptor, administración de la red.

T d l d d SS7 ll d P t d• Todos los nodos en una red SS7 son llamados Puntos de Señalización (Signaling Points SP). Un SP tiene la capacidad de discriminar los mensajes: leer el mensaje y saber si es parade discriminar los mensajes: leer el mensaje y saber si es para ese nodo y enrutarlo a otro SP.

• Cada SP tiene una dirección única llamada Point Code.

SS7SS7• Hay tres (3) diferentes signaling point:• Hay tres (3) diferentes signaling point:

o Service Switcing Point (SSP)o Signal Transfer Point (STP)o Service Control Point (SCP)( )

SCP

SSP SSP

SSP

SSP

SSP

SSP

STP STP

SSP

SSP

SSP

SSPSTP STP

SSP SSP

SCP

Service Switching Point (SSP)Service Switching Point (SSP)

• El SSP es la central de conmutación local en la red telefónica. Puede ser la combinación de una central de voz y un switch SS fSS7 o una funcionalidad adicional en la central.

• Convierte señalización de una central de Voz en mensajes SS7.Tí i í j l i l i i d• Típicamente envía mensajes relativos a los circuitos de voz.

• Usa la información de los dígitos marcados para determinar como conectar la llamadacomo conectar la llamada.

• Usa tabla de enrutamiento para circuitos troncales o socket en el caso de TCPel caso de TCP.

• El SSP sólo tiene visibilidad de sus propias conexiones y no mantiene el estado de la otras conexiones necesarias para pmantener una llamada.

Signal Transfer Point (STP)Signal Transfer Point (STP)

• Todos los paquetes SS7 viajan de un SSP a otro a través de los servicios implementados por un STP.

• El STP hace las funciones de enrutamiento en la red SS7.• Los STP’s siempre son desplegados en la red en pares a fin de

d d i di id d l d Si d STPmantener redundancia y diversidad en la red. Si un nodo STP falla en la red el otro asume la carga.

• Todos las parejas de STP’s trabajan en un formato llamado load• Todos las parejas de STP s trabajan en un formato llamado load sharing.

• Un STP usualmente no origina mensajes De hecho un STP noUn STP usualmente no origina mensajes. De hecho un STP no procesa mensajes de capa superior (ISUP o TCAP). El ETP sólo procesa la capa de transporte [MTP Message Transfer Part o TCP/IP].

• El STP enruta mensajes recibidos de varios SSP’s a través de la red al destino apropiadola red al destino apropiado.

Signal Transfer Point (STP)Signal Transfer Point (STP)

• El STP puede ser un paquete de SW implementado en una central de conmutación (legacy) o un equipo stand alone.

• En redes muy grandes, múltiples STP’s son desplegados en forma jerárquica, pudiéndose utilizar 3 niveles de STP’s:

STP nacionales: existe dentro de una red nacional no tiene capacidad deSTP nacionales: existe dentro de una red nacional, no tiene capacidad de convertir mensajes entre una formato a otro como ANSI y GSMSTP Internacionales: tiene las mismas funciones del STP nacional pero

d d i t i l i l ió d ITUes usado en redes internacionales, proporciona la conexión usando ITU-TS estándar de MTP, proporcionando conexión a pesar de diferentes estructuras de point code y diferente gerencia de red.STP Gateway: sirve de interface con otra red de transporte, tal como larga distancia nacional, dar acceso a la base de datos del suscriptores para recibir información de abonado. También convierte MTP estándar a pITU-TS. En redes móviles antiguas implementa transporte X.25 para conectar MSC’s con BSC´s y CMDB’s. tambien implementa funciones de seguridad.g

Service Control Point (SCP)Service Control Point (SCP)

• SCP funciona de interfaz a las bases de datos en la compañía telefónica.

• Estas bases de datos proveen información sobre: servicios de suscriptores, enrutamiento de servcios especiales (800, 900), servicios avanzados de red inteligenteservicios avanzados de red inteligente.

• En soluciones integradas los STP’s proveen soluciones de SCP’sSCP s.

• Los SCP’s se comunican con las bases de datos de aplicación a través del uso de primitivas. Una primitiva es una interfaz que p p qprovee acceso de un nivel de protocolo a otro nivel. TCAP es el protocolo usado para estas tareas.

• Las CMDB´s dependen de cada red y están relacionadas con los servicios prestados.

Service Control Point (SCP)Service Control Point (SCP)

• Los tipos de bases de datos utilizados comunmnete son:Call Management Services Database (CMSDB): Local number protability (LNP)Line Information Database (LIDB)Calling Name (CNAM)Business Services Database (BSDB)H L i R i (HLR)Home Location Register (HLR)Visitor Location Register (VLR)

Enlaces de Señalización (Signaling ( g gData Links)• Todos los puntos de señalización están conectados a través de links.

Estos links son: 56/64-Kbps, 10/100-Mbps y 1.536-Mbps 2.048-Mbps.La mayoría de los links son terrestres sin embargo hay links• La mayoría de los links son terrestres, sin embargo hay links satelitales.

• Hay tres (3) modos de señalización que dependen de la relación entre el link y la entidad a la que sirve:

Señalización asociada (associated signaling): el modo más simple, el link está en paralelo con la facilidad a la que sirve (troncal deel link está en paralelo con la facilidad a la que sirve (troncal de voz).Señalización no asociada (nonassociated signaling): usa una ruta ( g g)lógica separa para señalización (posiblemente usando múltiples nodos) y otra ruta (generalmente directa) para la voz.S ñ li ió Q i A i d (Q i i t i li )Señalización Quasi-Asociada (Quasi-associates signaling): usa un mínimo número de nodos para alcanzar el destino. Este es el método de señalización dado que se introducen retardos mínimos.q

Enlaces de Señalización (Signaling ( g gData Links)

Signaling PathSTP STPSTP STP STP

Signaling Path

SSP SSP SSP SSP

Voice Trunk

No Asociada

Voice Trunk

Quasi-AsociadaNo Asociada Q

Enlaces de Señalización (Signaling ( g gData Links)• Los links son colocados en grupos llamados Linksets. Todos

los links en un linksets deben tener los mismos nodos ( f )adyacentes (esto es por temas de configuración). Hasta 16 links

pueden ser asignados a un linkset.• Un signaling point debe definir una ruta Una ruta es una• Un signaling point debe definir una ruta. Una ruta es una

colección de linksets usados para alcanzar un destino particular.p

• Un linkset puede pertenecer a más de una ruta. Un conjunto de rutas es llamado routeset.

• Un destino (eje: 58416xxxxxxx) es una dirección introducida en una tabla de ruteo de un signaling point.

Implementación de linksImplementación de links

El secreto para asegurar que una red SS7 este siempre operativa es proveer rutas alternativas en caso de fallas. Las rutas

falternas dan confiabilidad a la red asegurando que los mensajes SS7 siempre alcanzaran su destino.

Los enlaces de señalización están etiquetados de acuerdo a suLos enlaces de señalización están etiquetados de acuerdo a su relación en la red. No hay diferencia técnica entre los links, sólo difieren en la forma en que los links son usados durante la transferencia de los mensajes. Hay 6 diferentes tipos de links usados en SS7.o Acces links (A-links): usados entre SSP y STP o SCP y STP dano Acces links (A links): usados entre SSP y STP o SCP y STP, dan

acceso dentro de la red y hacia las BD. El numero máximo de A-links hacia un STP es 16

o Bridge links (B-links): usados para conectar un STP con otro STP en el mismo nivel jerárquico.

o Cross-links (C-links): conectan un STP a su STP pareja o espejoo Cross-links (C-links): conectan un STP a su STP pareja o espejo.

Implementación de linksImplementación de links

o Diagonal links (D-links): usados para conectar STP’s acoplados en pareja de una jerarquía a otro nivel jerárquico. No todas las redes usan d-links debido a que no todas implementan estructura jerárquicalinks debido a que no todas implementan estructura jerárquica.

o Extended links (E-links): conectan pares de STP’s de un SSP. Un SSP está conectado a su STP local pero por razones de redundancia se conecta a otro STP. Los E-links se convierten en rutas alternas.

o Fully Associated links (F-links): usados cuando grandes cantidades de tráfico existen entre dos SSP’s o cuando un SSP no puede ser conectadotráfico existen entre dos SSP s o cuando un SSP no puede ser conectado directamente a un STP.

PILA DE PROTOCOLO DE SS7(STACK)

Pila de Protocolo SS7Pila de Protocolo SS7La implementación con encional del protocolo de SS7 en na red basada enLa implementación convencional del protocolo de SS7 en una red basada en

TDM se ve en el siguiente dibujo.Consiste de 4 niveles que no cuadran perfectamente con el modelo OSI

Modelo: OSI Niveles CCS7Entidad aplicativa

TCAP

T I BI

Capa 7

ASPTUP

SUP

ISUP

Capa 4, 5 & 6Capa 4

Red

SCCPP P

Capa 3

Capa 3NSP

Física

Enlace de Datos

Red

Capa 2

Capa 1 Capa 1

Capa 2

Capa 3

MTP

NSP

FísicaCapa 1 Capa 1

Pila de Protocolo SS7Pila de Protocolo SS7

Capa 1: Nivel Físico• Es virtualmente la misma capa que en el modelo OSI. El modelo OSI

ifi l i t f d d i d d d l dno especifica alguna interface dado que siempre depende de la red. En el caso de SS7, las interfaces pueden ser: DS0A (norte america), V35 (resto del mudo).( )

• Muchos carriers han migrado casi obligado al uso de transporte Asynchronous Transfer Mode (ATM) para SS7 donde los enlaces de datos tienen una alta concentración y una alta carga de tráficodatos tienen una alta concentración y una alta carga de tráfico.

• Estos enlaces de datos de alta capacidad son llamados high-speed links (HSLs).También más recientemente TCP/IP ha sido incorporado en el• También más recientemente TCP/IP ha sido incorporado en el transporte.

• La teoría dice que el protocolo debe ser capaz de usar cualquier tipo de interface sobre cualquier medio, manteniendo una transparencia real a través de las capas.


Capa 2: Nivel Enlace de Datos• Este nivel provee al protocolo SS7 detección y corrección de errores

í l t i d d t d l t d jasí como la entrega secuenciada de todos los paquetes de mensajes.• Este nivel sólo es responsable de la transmisión de datos de un nodo

al siguiente nodo en la red. El nivel 2 recibe la información del nivel 3 gquien determina el ruteo de los mensajes.

• En este nivel se proporciona la secuencia de mensajes el cual es significativo sólo en el link por el que transitasignificativo sólo en el link por el que transita.

• La secuencia es utilizada para determinar si algún mensaje se perdió. Un mensaje perdido indica un error el cual es acumulado en un contador de errores q e mantiene la capa 3 desp és de na cantidadcontador de errores que mantiene la capa 3, después de una cantidad significativa, el link puesto fuera de servicio y la red comienza un diagnóstico y un procedimiento de recuperación.

• Otros mecanismos de chequeo son: FCS (frame-check sequence), CRC-16.

• La capa 2 es responsable por pedir retransmisión si se pierde algúnLa capa 2 es responsable por pedir retransmisión si se pierde algún paquete.


Capa 3: Nivel de Red• Esta capa proporciona tres funciones: enrutamiento, discriminación de

j di t ib iómensajes y distribución.• La discriminación determina a quien el mensaje es direccionado. Si

la dirección es local (nodo receptor) el mensaje es pasado para su ( p ) j p pdistribución. Si la dirección no es la del nodo local, el mensaje es pasado a la función de enrutamiento. Esta dirección física la llamamos point code Cada nodo en la red tiene un único point codellamamos point code. Cada nodo en la red tiene un único point code.

• La distribución es usada cuando la discriminación determina que el mensaje es para la dirección local. Su responsabilidad es identificar a c al User Part f e en iado el mensajecual User Part fue enviado el mensaje.

• Hay 3 funciones de manejo de red implementadas: • Manejo de enlaces

• Manejo de Rutas

• Manejo de tráfico.


Capa 3: Nivel de Red• El manejo de enlaces usa una señal llamada LSSU (link-status

) fsignal unit) para notificar a los nodos adyacentes sobre problemas del enlace. No necesariamente significa que el link no puede enviar mensajes pueden existir problemas de SW ono puede enviar mensajes, pueden existir problemas de SW o de procesamiento que pueden indisponer el enlace. El nivel 3 envía la señal LSSU a través del nivel 2 al nodo adyacente indicando los problemas del enlace.

• El manejo de rutas proporciona los mecanismos para re-enrutar tráfico de nodos que han fallado o que se hanenrutar tráfico de nodos que han fallado o que se han congestionado. Es una función de nivel 3 y trabaja en conjunto con la función de manejo de enlaces.


• El manejo de tráfico es usado como un mecanismo de control de flujo. Si ocurre el evento de un nodo congestionado, en un

Snivel en particular, por ejemplo ISUP no esta disponible, un mensaje de manejo de tráfico es redirigido al nodo adyacente informando que ISUP no está disponible para no impactar ainformando que ISUP no está disponible para no impactar a TCAP.

• Esta función de manejo de tráfico es diferente de las dos anteriores debido a que ella trata directamente con una parte de usuario (user part) específica. Este mecanismo habilita a la red a controlar el flujo de ciertos tipos de mensajesa controlar el flujo de ciertos tipos de mensajes.

• En redes de conmutación de paquetes que usan TCP/IP, MTP3 User Adaptation Layer (M3UA) provee muchas de las funciones mencionadas previamente.


Capa 4: Parte de usuario (User Part)• Esta parte en SS7 consiste de diferentes protocolos, que son

ll d t li ti t P f i bá i dllamados user parts y application parts. Para funciones básicas de conexión y desconexión de llamadas se usa Telephone User Part (TUP) o ISUP.( )

• Para acceder a las bases de datos, se usa el protocolo TCAP. TCAP suporta las funciones necesarias y requerida para conectarse a una bases de datos externa ejecutar consultas (querys) de la base debases de datos externa, ejecutar consultas (querys) de la base de datos y recibir información.

• TCAP también soporta control remoto de otras entidades de la red. S so incrementa en la medida q e la red e ol ciona en na redSu uso incrementa en la medida que la red evoluciona en una red inteligente. En las redes inalámbricas TCAP incrementa su uso para funciones de roaming y otros controles de acceso.


• Operations, Maintenance, and Administration Part (OMAP) es una entidad de aplicación que usa los servicios de TCAP. Proporciona comunicaciones y funciones de control a través de la red víacomunicaciones y funciones de control a través de la red vía terminales remotos. Estos terminales están típicamente estor terminales están ubicados en un centro de control que tiene acceso a todos los elementos de red.

• Mobile Application Part (MAP) es una de las capas más nuevas. Usada en redes GSM. Habilita el paso de información de usuario deUsada en redes GSM. Habilita el paso de información de usuario de una red a otra. En Norteamérica es usado para redes CDMA/TDMA.

Protocolos SS7Protocolos SS7

Después de examinados los niveles, continuamos con los protocolos usados dentro de esos niveles para implementar las f ffunciones especificas.

• En redes basadas en TDM los niveles 1, 2 y 3 están combinados dentro de una parte llamada: Message Transfercombinados dentro de una parte llamada: Message Transfer Part (MPT). • MTP provee al resto de los niveles: transmisión nodo-a-nodo,

bá i d d t ió ió desquemas básicos de detección y corrección de errores, secuenciamineto de mensajes.

• MTP también provee enrutamiento discriminación y funciones de• MTP también provee enrutamiento, discriminación y funciones de distribución dentro del nodo.

• En redes de conmutación de paquetes usando TCP/IP losEn redes de conmutación de paquetes usando TCP/IP, los protocolos M2UA y M3UA reemplazan a MTP proporcionando los mismos servicios en un ambiente paquetizado.

Protocolos SS7Protocolos SS7

• Cuando se requiere solicitar una transacción a una base de datos MTP es acompañado por un protocolo de nivel superior: SCC (S C C )SCCP (Signaling Connetion Control Part) usando las funcionalidades de TCAP.

• Broadband ISUP (BISUP) es usado para fijar y liberarBroadband ISUP (BISUP) es usado para fijar y liberar conexiones en una red basada en ATM. Dado que ATM identifica circuitos virtuales en lugar de números de circuitos o troncales se hizo necesario un protocolo que implementara estas necesidades.

Unidades de Señalización

IntroduciónIntrodución

Hay tres métodos básicos de conmutación en una red:• Conmutación de Circuitos (Circuit switching): usa una conexión

fí i d id d i i fl j d d Lfísica entre dos entidades para transmitir un flujo de datos. La conexión se mantiene hasta que ambas entidades han completado la transmisión.

• Conmutación de mensajes (Message switching): surgió en los 70’s y 80’s. Usa estructura de mensajes para enrutar los datos a través de una red. La data va acompañada de una dirección y un mensaje que sirve de instrucción al receptor. La data es enviada completamente y no incluye chequeo de errores o control de flujo.co p eta e te y o c uye c equeo de e o es o co t o de ujo

• Conmutación de Paquetes (Packet switching): estructura la data en un paquete o en un conjuto de ellos y la transmite en forma de un paquete nuevo con toda la información necesaria para enrutar y procesar. Funciones de manejo de red, corrección y detección de errores son implementadas.errores son implementadas.

Unidades de señalización (signal units)Unidades de señalización (signal units)

• El sistema de señalización 7 (SS7) usa tecnología de conmutación de paquetes.

SS ( ) f• En SS7 hay tres (3) diferentes estructuras de paquetes, llamados signal units. Estas signal units proveen tres (3) diferentes niveles de servicio en una red SS7diferentes niveles de servicio en una red SS7.

• Un aspecto único de la red SS7 es la fuente de información. En la mayoría de las redes la información se envía de un usuario a otro. En la red SS7 el usuario es la red telefónica, y la información es control y señalización entre switches y computadores (servidores)computadores (servidores).

• La red SS7 es una red machine-to-machine en lugar de user-to-user.

Signal UnitsSignal Units

Fill-In Signal Unit (FISU):• El nivel más bajo de señalización. Proporciona el nivel más bajo

de servicio. El FISU actúa como bandera en una red SS7 basada en TDM. FISU se envía cuando no hay carga útil que

i l d t idlenviar y la red esta en idle.• Flag es un patrón de 1-byte que consiste de un 0, seis 1’s, un 0

(01111110) el cual es usado para mantener la sincronización en(01111110) el cual es usado para mantener la sincronización en redes asíncronas.

• El campo más significativo FSC (frame-check sequence) es p g ( q )usado por el nivel 3 para determinar si hay algún error en el FISU. Transporta el resto de CRC-16. usando este campo MTP puede evaluar constantemente el estatus de cualquier link.

8 2 6 1 7 1 7 8Número de bits

FCS LI FIB FSN BIB BSN FLAG

Signal UnitsSignal Units

• FISU también es usado para reconocer el paquetes recibidos. BSN (backward sequence number), BIB (backward indicator bit), FSN (forward sequence number), FIB (forward indicator bit), LI (lenth indicator)El LI id tifi l ti d Si l U it• El campo LI, identifica el tipo de Signal Unit.

• La longitud total de FISU es de 48 bits. El muchos dibujos se muestra un FLAG de apertura y uno de cierre aunque sólomuestra un FLAG de apertura y uno de cierre, aunque sólo existe uno de apertura y no hay FLAG de cierre. El FLAG de apertura de un signal unit es el de cierre del previo.p g p

Signal UnitSignal UnitLink Status Siganl Unit (LSSU):Link Status Siganl Unit (LSSU):• Es enviado entre dos signaling points para supervisar el estado

del link que lo transporta.q p• Cuando se detecta que un link ha fallado, el signaling point que

detecta el error es responsable por alertar a sus signaling points d tadyacentes.

• El campo SF sólo tiene implementado un byte de los cuales se utilizan sólo 3 bits:utilizan sólo 3 bits:• 000 "O" Status Indication Out Of Alignment• 001 "N" Status Indication Normal Alignment• 010 "E" Status Indication Emergency Alignment• 011 "OS" Status Indication Out Of Service• 100 "PO" Status Indication Processor Outage• 100 PO Status Indication Processor Outage• 101 "B" Status Indication Busy

8 2 6 1 7 1 7 8Número de bits 8 ó 16

FCS LI FIB FSN BIB BSN FLAGSF

Signaling UnitSignaling Unit

Message Signal Unit (MSU):• Proporciona la estructura de transmisión para los otros tipos de

protocolos (ISUP, TCAP, MAP). Es decir transporta las unidades de información de niveles superiores.SIO ( i i f ti t ) t bié i di i l t• SIO (service information octec), también indica si la trama es nacional o internacional.

8 2 6 1 7 1 7 8Número de bits 8 ó 272 8

FCS LI FIB FSN BIB BSN FLAGSIF SIO

Signaling UnitSignaling Unit

Primitivas: es un método usado por el software para pasar información al siguiente nivel.

Las primitivas pueden describir 4 acciones:• Solicitud: usado para invocar un servicio de otro nivel.

• Indicación: usado para informar al nivel solicitante que un servicio fue invocado (es como un acknowledgment entre niveles).

• Respuesta: usado para enviar una transacción particular entre el elemento de servicio y el usuario.

• Confirmación: enviado para informar el usuario que una información se estableció o un servicio se invocó

Señalización (Signalling)S (S g g)SS7

Capa Física: define las características eléctricas y físicas de los links (enlaces) de señalización SS7 en la red.

f fMessage Transfer Part—Level 2: provee las funcionalidades de la capa de enlace asegurando que 2 extremos de un enlace de señalización intercambien mensajes en forma confiableseñalización intercambien mensajes en forma confiable. Incorpora las funciones de chequeo de error, control de flujo chequeo de secuencia.Message Transfer Part—Level 3: es una extensión de las funcionalidades provistas por la capa MTP level 2 con a nivel decapa de red Asegura que los mensajes puedan serdecapa de red. Asegura que los mensajes puedan ser entregados a los puntos de señalización de la red SS7 indistintamente de si están directamente conectados. Funciones incluidas: capacidad de direccionamiento de nodos, enrutamiento, enrutamiento alternativo, manejo de congestión.En forma general MTP levels 2 and 3 son conocidas comoEn forma general MTP levels 2 and 3 son conocidas como Message transfer part (MTP).

UNIDADES FUNCIONALES DELUNIDADES FUNCIONALES DEL PROTOCOLO SS7O OCO O SS

Message Transfer Part (MTP)Message Transfer Part (MTP)

• Es el protocolo de transporte usado en SS7 por los otros protocolos en implementaciones de redes TDM. Está dividio en 3 capas. Comparado con el modelo OSI proporciona las mismas funcionalidades de capas 1 2y 3modelo OSI proporciona las mismas funcionalidades de capas 1, 2y 3.

• La capa 1 permite el uso de cualquier interface digital. Las interfaces comunes son E1´s, STM1´s, V35.

• Hay una regla que limita el numero de enlaces a 32. la forma se saltar esta limitación es utilizar enlaces de alta velocidad: ATM y basados en IP.

• La capa 2 no sabe el destino final, proporciona confiabilidad de transmisión p , p psobre el enlace hacia el nodo adyacente. La función de numeración de secuencia de paquetes está en esta capa, y cada secuencia es particular de cada link También implementa la función de chequeo de errores si secada link. También implementa la función de chequeo de errores, si se detecta un error se pide retransmisión.

• La capa 3 proporciona 4 funciones: enrutamiento de mensajes, discriminación de mensajes distribución de mensajes y administración de ladiscriminación de mensajes, distribución de mensajes y administración de la red (integridad de cada link).

Message Transfer Part (MTP)Message Transfer Part (MTP)

• La administración de red de capa 3 tiene implementadas 3 funciones: manejo de los links, manejo de trafico y manejo de enrutamiento.

M2UA

• Fue desarrollado por el IETF para soportar el transporte de• Fue desarrollado por el IETF para soportar el transporte de tráfico sobre facilidades IP.

• No resuelve específicamente el tema de la confiabilidad y laNo resuelve específicamente el tema de la confiabilidad y la integridad de la data enviada y recibida.

M2PAM2PA

• Es una nueva edición diseñadas para nodos conectados vía IP sobre una conexión física no basada en TDM.

M3UA• Este protocolo proporciona funcionalidades MTP capa 3 en

redes TCP/IP usadas para transporte. Provee mapeo de Point p p pCodes a direcciones IP.

• El enrutamiento se basa en: DPC (destination point code), OPC (origination point code), SIO, CIC (circuit identification code) y SSN (subsystem number).

SCCP User Adaptation (SUA)SCCP User Adaptation (SUA)P i t t t d j TCAP i d• Proporciona soporte para transporte de mensajes TCAP que vienen de o van a la red SS7 via señalización basada en IP.

• Implementa soporte para transporte SCCP en redes orientadas y no orientadas a conexión.

• SUA fue destinado para conectar bases de datos a los SG (Siganling Gateways) usando IP en lugar de links tradicionales TDM. Gate ays) usa do e uga de s t ad c o a es

Simple Control Transmission Protocol(SCTP)

T bié f d ll d l IETF d t t d• También fue desarrollado por el IETF, es usado como transporte en una red IP, asociado con M2UA y M3UA. SCTP es usado en lugar de TCP o UDP.

• La diferencia con TCP es en el mecanismo de entrega. SCTP usa entrega orientada a paquetes, mientras que TCP usa orientado a conexión.

Siganaling Connection Control Part g g(SCCP)• SCCP es usado únicamente con TCAP, aunque el estándar contempla su

uso con SUP. Su propósito es proveer un mecanismo para enrutamiento end to endend-to-end.

• proporciona el enrutamiento necesario a través de la red completa. En cada signaling point MTP de capa 3 usa la información para determinar que linkset utilizar.

ISDN User Part (ISUP)ISDN User Part (ISUP)• Es un protocolo relativo a circuitos. Usado para conectar y mantener una

ió d i it i d d t d b j l id dconexión de circuito asociado a voz o a datos de baja velocidad.• Soporta conexiones digitales y analógicas. Fue diseñado como una

extensión de la red SS7 a los suscriptores.

Broadband ISDN User Part (BISUP)Broadband ISDN User Part (BISUP)

• Es una modificación de ISUP para soportar Broadband ISDN y arquitecturas ATM. Tiene nuevos mensajes y parámetros con el soporte necesario.

• La principal diferencia con ISUP es el procedimiento de i ió d i it l ti d i it t dasignación de circuitos y los tipos de circuitos soportados.

• En ATM y BISUP hay circuitos virtuales en lugar de circuitos físicosfísicos.

• También tiene manejo dinámico de los anchos de banda.

Telephone User Part (TUP)Telephone User Part (TUP)• Es la señalización usada en redes no ISDN. Es compatible con ISUP. La

diferencia esta en el tipo de mensajes y en los parámetros. Igualonamente se usa para establecer, mantener y terminar llamadas de voz y datos de baja p , y y jvelocidad.

Transaction Capabilities ApplicationPart (TCAP)Part (TCAP)• Probablemente el mas versátil de todos los protocolos de la familia SS7,

tiene dos funciones básica Acceder a bases de datos remotas e invocartiene dos funciones básica. Acceder a bases de datos remotas e invocar características en entidades remostas de red.

• Por ejemplo transporta requerimientos de usuario en cuanto a cambios de i iservicios.

• Otro usos en redes móviles es el transporte de mensajes de texto simples.

Message Transfer Part essage a s e aMTP


Telephone User Part (TUP): estos mensajes intervienen en establecer, supervisar y finalizar una llamada. En redes fijas SS7 los mensajes consisten de dos partes MTP y TUP CCITTSS7 los mensajes consisten de dos partes MTP y TUP. CCITT permitió una pequeña variación menor muy similar a TUP llamada National User Part (NUP).( )Con la introducción de Redes Integradas de Servicios Digitales (Integrated Services Digital Network ISDN), fueron requeridos un conjunto extra de mensajes y estos se denominarosn ISDNun conjunto extra de mensajes y estos se denominarosn ISDN User Part (ISUP). ISDN User Part (ISUP): define los mensajes y protocolos ( ) j y pusados en el establecimiento y finalización de las llamadas de voz y datos sobre la red publica conmutada (public switched network PSN) y manejar los troncales o circuitos con los quenetwork PSN), y manejar los troncales o circuitos con los que cuenta la red. A pesar del nombre ISUP es usado en ambas llamadas ISDN y no–ISDN.a adas S y o STUP, NUP o ISUP hacen el mismo trabajo en el establecimiento de las llamdas.

Stack de protocolo MTP y S ac de p o oco o yTSU/NUP/ISUP

Señalización (Signalling)S (S g g)SS7La estructura de SS7 con TUP/NUP/ISUP sobre MTP fue bastante

satisfactorio para el manejo de llamadas, sin embargo con el paso del tiempo y el desarrollo de tecnología más nueva y avanzada, la demanda de señalización se tornó mas estricta y necesarianecesaria.

Quedó en evidencia que la combinación TUP/MTP no era suficiente cuando surgió la necesidad de conexiones virtuales. MTP garantizaba que un mensaje se transfiriera de un SP (signalling point) en la red de señalización a otro SP de manera segura y confiable Se generaron situaciones donde el orden desegura y confiable. Se generaron situaciones donde el orden de los mensajes recibidos era diferentes de la secuencia original. Cuando el orden era importante se hacía necesario establecer una conexión virtual.

Las conexiones virtuales usa un protocolo orientado a conexión el cual establece una secuencia numérica para colocar loscual establece una secuencia numérica para colocar los paquetes en el orden correcto.

Señalización (Signalling)S (S g g)SS7Otra situación donde TUP/MTP era ineficiente ocurría cuando los

mensajes tenían que ser transportados entre múltiples redes en i d ll d MTP ól t l j d tausencia de una llamada. MTP sólo enruta los mensajes dentro

de una sola red. El caso de establecimiento de una llamada a través de varias redes no es el mismo que dentro de la mismatravés de varias redes no es el mismo que dentro de la misma red. En los casos donde no había llamada MTP no podía enrutar mensajes de señalización.

L l ió t bl f l ió d t t lLa solución a estos problemas fue la creación de otro protocolo sobre MTP que fue llamda SCCP (signalling conection and control part)control part).

St k d SS& SCCPStack de SS& con SCCP


Transaction Capabilities Application Part (TCAP): define los mensajes y protocolos utilizados en la comunicación entre

( )aplicaciones (desplegado como subsistemas) en los nodos. Es usado como base de datos de calling card, 800, IN. TCAP usa SCCP para entregar los mensajes a las aplicacionesSCCP para entregar los mensajes a las aplicaciones individuales.Operations, Maintenance, and Administration Part (OMAP): define los mensajes y protocolos diseñados para asistir a los administradores de la red SS7. Mensajes OMAP usan MTP and SCCP para enrutamientoSCCP para enrutamiento.


Signaling Connection Control Part (SCCP): las dos principales funciones son:

i l di i li i d– en primer lugar direccionar aplicaciones en un punto de señalización ya que MTP sólo puede entregar y despachar mensajes de un nodo, no trata con aplicaciones dentro del nodo. j , pComo ejemplo están números 800, procesamiento de calling-card).

– La segunda función de SCCP es la capacidad de ejecutar enrutamiento incremental usando la capacidad llamada global title translation (GTT)translation (GTT)

Los GTT liberan a los puntos de señalización originadores de la carga de tener que conocer cada punto de destino potencial al cual ti t l j P j l i it h i itiene que enrutar el mensaje. Por ejemplo, si un switch origina una solicitud de direccionar un STP junto con a una solicitud de un GTT el STP que recibe la solicitud puede examinar la porción del

j d t i d d l j d b t dmensaje y determinar a donde el mensaje debe ser enrutado.

A li i d SS7 i d GSMAplicaciones de SS7 in redes GSM

En la arquitectura de GSM la señalización no es tan simple como en una PSTN. Hay requerimientos de señalización extras debido a la arquitectura de la red no relacionados a as llamadas.

– En primer logar el suscriptor es móvil a diferencia de una PSTNEn primer logar el suscriptor es móvil a diferencia de una PSTN que siempre está en el mismo lugar.

– Un seguimiento del móvil es necesario (esto es un ejemplo de g ( j pseñalización sin llamada)

Las protocolos adicionales son:BSSAP: Base Station Subsystem Application Part.MAP: Mobile Application Part.TCAP: Transaction Capabilities Applicaton PartTCAP: Transaction Capabilities Applicaton Part.

BSSAPBSSAP

BSSAP: es especifico de redes GSM. Esta capa es utilizada cuando un MSC quiere comunicarse con un BSC y con un MS.

S SC SCDebido a que un MS y un MSC deben comunicarse vía BSC, debe existir una conexión virtual y por lo tanto el servicio SCCP también es necesariotambién es necesario.EL procedimiento de autenticación toma lugar con el conjunto de mensajes estándar de BSSAP.BSSAP ejecuta dos tareas:

– Señalización entre MSC-BSCS ñ li ió t MSC MS– Señalización entre MSC-MS

BSSAPBSSAP

MAPMAP

El caso de un proceso de “location update” no está únicamente confinado al MSC-BSC de una sola red, abarca múltiples redes

( )PLMNs. Para un móvil en roaming (Itinerante) donde el suscriptor no está en su red local, el VLR tiene que obtener la data del suscriptor desde el HLR donde éste existedata del suscriptor desde el HLR donde éste existe.Mientras se maneja una llamada que finaliza en un móvil (MTC), se debe obtener desde el HLR un mensaje llamado (MSRN: Mobil Station Roaming Number) sin haber enrutado la llamada al HLR. Para estas aplicaciones es usada la capa del protocolo de SS7 llamada MAP (Mobile Application Part) queprotocolo de SS7 llamada MAP (Mobile Application Part) que maneja señalización entre elementos de NSS.NOTA: La comunicación MSC-MSC a trvés de MAP es usada solamente en caso de “non-call-related signalling”. Para enrutar una llamda desde un MSC a otro MSC, TUP o ISUP se siguen usandousando.

TCAPTCAP

Cuando la señalización MAP es usada para intercambiar mensajes entre el MSC y el HLR (o entre otros elementos) a través de una solicitud se espera cierto resultado. El HLR puede responder con un mensaje final o con una cadena de mensajes Ese intercambio de mensajes entre elementos quemensajes. Ese intercambio de mensajes entre elementos que usan MAP necesitan un gestor que maneje esas solicitudes. Esos diferentes mensajes intercambiados usando MAP son gestionados a través de TCAP (Transaction Capabilities Application Part).

MAP TCAPMAP y TCAP

R d SS7 d GSMResumen de SS7 en redes GSM

C SS7 l l t GSMCapas SS7 en los elementos GSM

En las láminas anteriores explicamos la composición del stack ( ) SS GS(pila) del protocolo SS7 dentro dentro de redes GSM.

Es importante notar que no todos los elementos de red tienen elEs importante notar que no todos los elementos de red tienen el stack de protocolo implementado completamente.

Pil d t l MSCPila de protocolo en MSC

MTP es la base sobre la cual está construido SS7 y por lo tanto será requerido en cada elemento.

SCEL MSC es responsable de controlar las llamadas, por lo tanto requiere TUP/ISUP sobre MTP.

MSC/VLR son responsables por la actualizar la ubicación de losMSC/VLR son responsables por la actualizar la ubicación de los móviles (location updates) y comunicarse con la BSC, por lo tanto requieren BSSAP y MAP sobre SCCP.

TCAP es requerido para gestionar los mensajes MAP.MSC/VLR tienen la pila de protocolo SS7 completo.

Pil d t l MSCPila de protocolo en MSC

Pil d t l l HLRPila de protocolo en el HLR

El HLR no maneja el control de llamadas por lo tanto no requiere de TUP/ISUP, tampoco se comunica directamente con la BSC,

SSasí que tampoco requiere BSSAP.Quedan implementados en el HLR sólo MTP, SCCP, TCPA y MAP

Pil d t l BSCPila de protocolo en BSC

La BSC sólo necesita BSSAP por lo tanto requiere de SCCP y MTP.

Flujo del protocolo SS7 entre varios ujo de p o oco o SS e e a oselementos

Otros protocolos de sañalización en O os p o oco os de sa a ac ó eGSM

Entre BSC y las BTS's el protocolo usado es conocido como LAP-D (Link Access Procedure for ISDN “D” channel). Es el

Smismo protocolo usado en una red ISDN entre los clientes y la red.Entre MS y la BTS es utilizado LAP-Dm que es el mismoEntre MS y la BTS es utilizado LAP-Dm, que es el mismo protocolo LAP-D con unas pequeñas modificaciones que cubren el manejo del medio de transmisión.La estructura de LAP-D es similar a SS7 pero solo para conexiones punto a punto.Protocolos para Recursos Radio (Radio Resource RR) sonProtocolos para Recursos Radio (Radio Resource RR) son manejados y transferidos usando LAP-Dm.Protocolos como Manejo de Movilidad (Mobility Management MM) y Manejo de Conexión (Connetion Management CM) viajan entre el MSC y MS

Ot t l GSMOtros protocolos GSM

clase ss7 completo

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