Sistema de señalización siete por canal común

Sistemas de telecomunicaciones públicas. Ingeniería telefónica. Protocolos SS7. Modulación. Punto de transferencia. Enlaces y nodos. Red Inteligente Avanzada

  • Enviado por: Ozz
  • Idioma: castellano
  • País: Nicaragua Nicaragua
  • 69 páginas
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INDICE

CAPITULO I

  • Resumen

  • Antecedentes

  • Importancia

  • Justificación

  • Objetivos

  • CAPITULO II

    Marco Teórico

    CAPITULO III Desarrollo

    3.1 Base Teórica

    3.2 Prototipo

    CAPITULO IV

    Conclusiones y Recomendaciones

    CAPITULO V

    5.1 Bibliografía

    5.2 Anexos

    CAPITULO I

    1.1 Resumen

    Hace 75 años no existía la red SS7 pero ya existía la red telefónica. Esta en un principio simplemente consistía de líneas telefónicas conectadas a un concentrador o también llamado conmutador (Central). Cada Central solo proporcionaba servicio a los usuarios que estaban conectados a esta. En realidad cada Central estaba aislada de las demás existentes en otras zonas, ciudades o regiones. Fue entonces que se empezó a observar que la forma mas eficiente de extender la distancia que podía cubrir una llamada telefónica era simplemente conectando las Centrales existentes. Esto también incremento enormemente las posibilidades de enrutamiento de una llamada; fue entonces que realmente nació la primera red telefónica. Hoy en día esa red es conocida como la Red Telefónica Publica Conmutada (RTPC) o en ingles PSTN.

    Tan pronto como se empezó a pensar cómo y en dónde debían establecerse las conexiones entre las Centrales el diseño de redes apareció en escena. Como parte de ese diseño ciertas Centrales fueron conectadas entre si para aumentar la cobertura de una red local. Cuando las ciudades fueron creciendo y demandando mas conexiones telefónicas, se fueron creando mas centrales que a su vez se fueron agrupando en áreas conectadas a una Central “Tandem” que recogía el tráfico de todas las centrales de una área y lo enrutaba hasta las demás áreas o hacia una central de tránsito de larga distancia. Luego vino el desarrollo de Centrales regionales las cuales conectaban centrales tandem. Hoy en día casi todas las redes emplean un tipo similar de jerarquía.

    Para el usuario de un teléfono le debe parecer simple conectar dos teléfonos para establecer una conversación. Esto sería así si solo hubiese dos teléfonos, pero en realidad existen cientos de millones de teléfonos. Por lo tanto una central debe manejar la información suministrada por el abonado llamante, también conocido como abonado A, por el abonado llamado o abonado B, y por la central telefónica que conecta la llamada.

    Si observamos el proceso de una llamada telefónica normal vemos que cuando una persona intenta hacer una llamada (abonado A) levanta el auricular del teléfono con lo cual cierra el circuito de dos hilos. En la central local a la cual esta conectado este abonado se detecta este cierre de circuito mediante la interfaz de línea de abonado o ILA. Para la central, ésta es la indicación de que se quiere realizar una llamada; esta señal se conoce como descuelgue (off hook). La central responde a esta señal enviando un sonido conocido como tono de invitación a marcar (TIM). Para el abonado A esto indica que la línea esta en perfectas condiciones y que la central esta lista para recibir las instrucciones que el abonado envíe de acuerdo a la marcación.

    Cuando el circuito se conecta hasta la central telefónica donde esta ubicado el abonado llamado (abonado B), esa central una vez más tiene que verificar el estado de la línea del abonado B mediante el ILA correspondiente. Si ese abonado no esta utilizando el teléfono, el auricular estará colgado (on hook) y el circuito que permite la transmisión de voz no estará completo. En este caso la central telefónica a la cual pertenece el abonado B le envía un voltaje a través de la línea con el propósito de hacer timbrar el teléfono. Al hacer esto, esta misma central genera y retorna un tono interrumpido que se devuelve a través del circuito establecido hasta el teléfono del abonado que esta efectuando la llamada (abonado A) para que este escuche esta señal y sepa que el teléfono al cual él esta llamando esta timbrando.

    Por supuesto que si el teléfono del abonado B esta siendo utilizado (o simplemente que el auricular no este en su lugar correcto) la central telefónica que sirve a ese abonado no intentara conectar la llamada. En vez de esto devolverá un tono conocido como señal de ocupado. El abonado A sabrá entonces que la llamada no puede ser establecida y colgara. A su vez la central local detecta la interrupción del circuito como una señal de colgado (on hook). Pero esta central todavía no puede desmantelar la conexión al tandem. Esto se debe a que el tandem necesita recibir la señalización que indique que el abonado A colgó. El tandem a su vez necesita señalizar a la central regional de esa condición. Solo cuando la señalización de liberación se complete hasta la última central involucrada se puede liberar la conexión.

    Las compañías telefónicas se dieron cuenta de los problemas creados por este tipo de señalización, ya que esta es enviada a través de los mismos circuitos que transportan la voz durante la conversación. Consideremos lo que sucede cuando el resultado de una llamada es una señal de ocupado. El abonado A cuelga rápidamente (si contamos con suerte), o talvez se quede escuchando la señal de ocupado por algunos segundos… o más. Durante todo ese tiempo ninguna conversación se lleva a cabo en ese circuito en particular. Sin embargo el circuito debe mantenerse con el solo propósito de retornar la señal de ocupado. Y si este se esta haciendo una llamada desde Managua hasta Masaya… cientos o miles de hilos telefónicos están manteniendo ese circuito.

    Después de utilizar un circuito por algunos segundos el abonado A quizás quiera colgar e intentar de nuevo la llamada. Si el resultado es el mismo mas circuitos estarán siendo ocupados por más tiempo. Y no sabemos cuentos intentos de llamada hará hasta que pueda hablar con alguien. Si se multiplica esto por los millones de llamadas realizadas cada hora se puede tener una idea del tamaño del problema de utilizar las vías de habla como medios de señalización.

    Hacia mediados del siglo XX la única manera en que una compañía telefónica podía compensar tal perdida en su capacidad de conversación era incrementando el tamaño de la infraestructura telefónica. Eso significo más líneas, más cableado, más conmutadores y más de todo lo que se necesita para suministrar conexiones telefónicas. Los circuitos definitivamente no estaban siendo utilizados eficientemente, pero era la única manera de hacerlo.

    Fue entonces que se vio la necesidad de aislar de alguna manera las vías de señalización de las de voz o datos para no emplear recursos de forma innecesaria. Con el advenimiento de las primeras redes digitales se vio la posibilidad de que una maquina pudiera hablar con otra a través de las líneas de transmisión dedicadas, como era el caso de los teletipos. Como es usual los avances en este sentido fueron de naturaleza propietaria, es decir esfuerzos individuales de diversas compañías por interconectar sus propios equipos. Este hecho creo tal diversidad de equipos y de protocolos que fue clara la necesidad de establecer ciertas reglas para manejar las comunicaciones de forma consistente, es decir se empezaron a estudiar estándares para otorgarle un orden a la forma en la cual los equipos se iban a comunicar entre si.

    Esta tarea le fue encomendada al CCITT o Comité Consultivo Internacional para la Telefonía y Telegrafía, el cual era una rama de Naciones Unidas. El resultado de sus deliberaciones fue El Sistema # 6 de Señalización Intercentrales por Canal Común (SS6), introducido en los años 60s. Por supuesto hubo 5 versiones anteriores pero solamente SS6 sobrevivió y fue acogido en el mercado.

    Recientemente el nombre del grupo CCITT se cambio al de Sector de Estandarización de las telecomunicaciones (TS) y se añadieron los grupos responsables de las radiocomunicaciones (RS) y de desarrollo de las telecomunicaciones (D). Ya que el grupo TS es el responsable por el desarrollo de los estándares SS7, el uso del termino CCITT se ha reemplazado rápidamente por el de ITU-TS.

    En la actualidad existen varios estándares para SS7, por ejemplo ITU, ANSI, el sistema japonés, etc., los cuales en realidad no son estándares diferentes. Es simplemente que varias naciones decidieron modificar la versión ITU-TS en algunos detalles para acomodarse a sus propias necesidades. Actualmente existen más de 30 variantes nacionales del estándar ITU-TS.

    Para finalizar esta introducción debemos resaltar el hecho de que las tecnologías modernas se han vuelto disponibles universalmente de forma tan rápida solamente debido a la existencia de la PSTN. Sin esta, no habría Internet. Sin la PSTN no habría telefonía móvil y tampoco existiría el Sistema de Señalización # 7 que es el tema en que nos embarcaremos de aquí en adelante.

    1.2 Antecedentes

    Hemos tenido conocimiento a manera de comentarios, que en nuestro recinto universitario específicamente en la carrera de Ingeniería Electrónica se han efectuado con anterioridad, trabajos relacionados con el Sistema de Señalización 7.

    Consideramos necesario sin embargo, presentar un pequeño resumen evolutivo de los diferentes Sistemas de Señalización que han existido hasta nuestra época actual.

    SSNº1. El CCITT (ahora ITU-T) comenzó dicha labor con el Sistema de Señalización Nº1 en 1934. Este SSNº1 es del tipo de bajo nivel, monofrecuente con un valor de 500 o 1000 Hz interrumpida con una cadencia de 20 Hz para la selección de llamada. Se le utilizó para algunos servicios manuales bidireccionales.

    SSNº2. Hacia 1938 el CCITT especificó el SSNº2 para ser usado en servicios semiautomáticos. Consiste de 2 frecuencias ubicadas en 600 y 750 Hz con selección decádica de impulsos.

    SSNº3. En 1954 se recomendó el SSNº3. La única frecuencia de señalización para el servicio direccional semiautomático en 2280 Hz tanto para señales de línea como de registro.

    SSNº4. El mismo año se recomendó el SSNº4 que resultó ser el sistema más empleado para tráfico internacional en Europa en redes analógicas. Es aplicado en el servicio direccional automático o semiautomático con frecuencias de 2040 y 2400 Hz para señales de línea o registros.

    SSNº5. Hacia 1964 el CCITT determina el SSNº5 para conexiones internacionales por cable y por satélite. Hacia 1996 este sistema es sustituido totalmente por el SS7. Para la señalización de línea se recurre a las frecuencias de 2400 y 2600 Hz y para señalización de registro se recurre a 700, 900, 1100, 1300, 1500 y 1700 Hz con transmisión en "código 2 entre 6". Se lo usa en servicios semiautomáticos y automáticos en líneas bidireccionales.

    SSR1/SSR2. Cuando se inició la señalización en multifrecuencia se distinguió entre los procedimientos de código de impulsos como el SSNº5 y los de señales obligadas como el SSR2. En el primer caso la señal tiene un período de duración fijo y determinado, mientras que en el segundo a cada paso de mensaje se espera la respuesta de confirmación por el canal de retorno para cortar la señal de ida. Esto implica que la señalización por secuencia obligada requiere de mayor tiempo y una duración no determinada.

    Se fijó primero el SSR1 para códigos de impulsos y luego el SSR2 para secuencias obligadas. El SSR1 es apropiado para tráfico semiautomático y automático.

    Para los servicios de "onda portadora", como se conoce a los multiplexores analógicos (FDM), no es apropiada la señalización dentro de la banda del canal telefónico. Por lo tanto, se concibió la señalización fuera de banda con la frecuencia de 3825 Hz para Europa y 3700 Hz para USA. El SSR2 pertenece a este tipo de señalización. En el SSR2 la señal vocal y la señalización viajan por la misma vía pero en distinta banda, por ello no se interfieren y se puede efectuar el proceso de cómputo o tarifa del tiempo de comunicación mediante señales "hacia atrás".

    1.3 Importancia

    El Sistema de Señalización 7 por canal común es el más utilizado en telecomunicaciones públicas, porque soporta la señalización de abonados telefónicos analógicos (corrientes) y digitales (Red Digital de Servicios Integrados - RDSI).

    Funciona como una red de señalización conformada por puntos de señalización y enlaces de señalización, sobre la cual se conmutan los mensajes de señalización.

    El SS7 puede aplicarse a todas las redes de telecomunicaciones nacionales e internacionales, así como en redes de servicios especializados (RSE) y en las redes de servicios digitales.

    En un futuro próximo, se va a estar ante un nuevo entorno de comunicaciones, caracterizado, entre otros aspectos, por el estratégico papel que va a jugar la señalización y por el incremento importante en el intercambio del tráfico de señalización que se va a producir entre los distintos elementos de red que intervienen en la prestación de servicios.

    Los factores que más van a contribuir a que este incremento se produzca pueden clasificarse en dos grandes grupos: en uno están los derivados de la demanda por parte de los usuarios de los nuevos servicios, que van a dar origen a nuevos tipos de tráfico de señalización y, en el otro, los derivados de la implantación de determinados mecanismos con objeto de optimizar el uso y facilitar la gestión de los recursos disponibles de red.

    Este incremento en el volumen de señalización y sus efectos específicos que tienen su influencia en la red de comunicaciones, conducen a plantearse en este nuevo entorno dos aspectos fundamentales la organización más adecuada de los recursos de señalización y la relación con la red de transporte de información a la cual va a dar servicio.

    1.4 Justificación

    Todo país en proceso de desarrollo debe hacer uso de las tecnologías de avanzada, principalmente en el área de las telecomunicaciones que es un pilar importante para acelerar su desarrollo.

    En todo Sistema de Comunicaciones es necesario mejorar su infraestructura para brindar soporte a los nuevos servicios de acuerdo a la demanda de los usuarios.

    En el caso de las redes telefónicas surgió la necesidad de mejorar y ampliar sus servicios, y optimizar la utilización de sus recursos, todo esto y más, vino a ser resuelto con el surgimiento y la implementación del Sistema de Señalización 7 por canal común, que permitió una mejora sustancial en todo el ramo de la redes telefónicas, ya que es un sistema digital que tiene varias aplicaciones que permiten una mejor comunicación tanto a nivel nacional, internacional, enlaces a centrales de telefonía móvil y comunicaciones por satélites.

    Tomando en cuenta nuestra formación profesional y la importancia de las comunicaciones para nuestro país, consideramos necesario profundizar en el estudio de esta área, por lo qué, el presente trabajo viene a fortalecernos como profesionales y a ampliar los conocimientos sobre los Sistemas de Comunicaciones, permitiéndonos dejar un legado que sirva de base para futuras investigaciones.

    1.5 Objetivos

    OBJETIVO GENERAL

    • Definir y desarrollar a manera de prototipo un sistema de señalización 7 por canal común.

    OBJETIVOS ESPECIFICOS.

    • Explicar en que consiste la señalización 7 por canal común.

    • Identificar las particularidades de la señalización 7 por canal común.

    • Presentar ejemplos de aplicaciones actuales del sistema de señalización 7 por canal común.

    CAPITULO II

    Marco Teórico

    Ruido Eléctrico

    En general el ruido eléctrico se define como cualquier energía eléctrica no deseada presente en la pasa banda útil de un circuito de comunicaciones.

    Esencialmente, el ruido eléctrico puede dividirse en dos categorías generales, correlacionado y no correlacionado. El correlacionado implica una relación entre la señal y el ruido y el no correlacionado está presente en la ausencia de cualquier señal.

    Tipos de Ruidos Eléctricos.

    Ruido térmico (thermal noise)

    Todos los objetos cuya temperatura esta por encima del cero absoluto (0 grados Kelvin) generan ruido eléctrico en forma aleatoria debido a la vibración de las moléculas dentro del objeto. Este ruido es llamado ruido térmico. La potencia de ruido generada depende solo de la temperatura del objeto, y no de su composición. Ya que esta es una propiedad fundamental, el ruido frecuentemente definido por su temperatura equivalente de ruido. La temperatura de ruido puede darse tanto en grados Kelvin como en decibeles

    Ruido de choque (shot noise)

    Los diodos limitados por la temperatura, los cuales virtualmente incluye a todos los semiconductores, generan ruido de choque cuando la corriente es pasada a través del diodo. El ruido resultante es debido por la corriente que es pasada en forma de partículas discretas (electrones) y un impulso es generado por el paso de cada partícula. El ruido es proporcional a la corriente. La corriente cero es igual al ruido térmico.

    Ruido atmosférico (atmospheric noise)

    Existe un ruido que es interceptado por la antena llamado ruido atmosférico. El ruido atmosférico es muy alto para bajas frecuencias, y decrece cuando se incrementa la frecuencia. Esta presente en toda la banda de radiodifusión AM y este no puede ser eliminado con el amplificador y el diseño de la antena. El ruido atmosférico decrece bastante en frecuencias de TV y FM.

    Ruido de modo normal

    El ruido de modo normal es provocado básicamente por encendidos y apagados de cargas en la red eléctrica con el que se crean fuertes picos y transitorios de voltaje.

    Ruido de modo común

    Este tipo de ruido es más frecuente, debido a que es provocado por otras cargas conectadas directamente a la misma instalación eléctrica, que no cuenta con tierra física adecuada o existen desbalanceos de cargas. Estos pueden ocasionar que cuando se enciendan o apaguen cargas dentro de la misma línea, los picos y transientes de voltaje sean conducidos por el propio neutro o tierra física hasta los equipos electrónicos, ocasionando con esto daños considerables. Por lo tanto, cuando se efectué una instalación eléctrica es necesario tomar en cuenta la colocación de la tierra física con las adecuadas especificaciones y que no se una con el neutro.

    ¿Qué es la modulación?

    En un transmisor de radio se genera una señal de radiofrecuencia que es emitida a través de la antena y captada por un receptor. Ahora bien, esa señal es será solo un ruido sin sentido. Para emitir información a través de la radio, el mensaje (por ejemplo una señal de audio: voz o música) tiene que ser "mezclado" con la señal de radio (ahora llamada "portadora" pues transporta la señal con la información hasta el receptor); es decir que la señal es modulada por el transmisor.

    Existen varios sistemas de modulación, que podemos dividir en 2 grupos: los sistemas de transmisión de audio (voz): AM, FM, BLU, y los sistemas "sin voz": CW (Morse), RTTY (Radio teletipo) que sirven para transmisión de textos, imágenes, etc.

    Modulación de Amplitud (AM)

    Modulación de Amplitud, es el proceso de cambiar la amplitud de una portadora de frecuencia relativamente alta de acuerdo con la amplitud de la señal modulante (información). Con la modulación de amplitud, la información se imprime sobre la portadora en la forma de cambios de amplitud.

    Es el modo más común de transmisión de voz entre las emisoras de radio en Onda Larga, Media y Corta. Como su nombre lo indica este método de modulación utiliza la amplitud de onda para transportar la señal de audio. Como muestra la figura, la variación en la amplitud de la señal es resultado de la señal de audio.

    'Sistema de señalización siete por canal común'

     

    'Sistema de señalización siete por canal común'

    'Sistema de señalización siete por canal común'

    Modulación Angular

    La modulación en frecuencia (FM) y la modulación en fase (PM), son ambas formas de modulación angular. La diferencia está en cual propiedad de la portadora (la frecuencia o la fase) está variando directamente por la señal modulante (información) y cual propiedad está variando indirectamente. Siempre que la frecuencia de la portadora está variando, la fase también se encuentra variando, y viceversa. Por lo tanto, FM y PM, deben ocurrir cuando se realiza cualquiera de las formas de la modulación angular. Si la frecuencia de la portadora varía directamente de acuerdo con la señal modulante, resulta en una señal de FM. Si la fase de la portadora varía directamente de acuerdo con la señal modulante, resulta en una señal PM. Por lo tanto, la FM directa es la PM indirecta y la PM directa es la FM indirecta. La modulación en frecuencia y en fase puede definirse de la siguiente manera:

    Modulación en frecuencia directa (FM)

    Es el proceso de variar la frecuencia de la portadora de amplitud constante directamente proporcional a la amplitud de la señal modulante con una relación igual a la frecuencia de la señal modulante.

    Es el modo utilizado por las emisoras en VHF, Canales de TV y muchos "transceptores" portátiles (walkie-talkie, handy). Modular en FM es variar la frecuencia de la portadora al "ritmo" de la información (audio), lo cual significa que en una señal de FM, la amplitud y la fase de la señal permanecen constante y la frecuencia cambia en función de los cambios de amplitud y frecuencia de la señal que se desea transmitir (audio).

    'Sistema de señalización siete por canal común'

    Modulación en fase directa (PM)

    La modulación de fase es el proceso de variar la fase de una portadora con amplitud constante directamente proporcional, a la amplitud de la señal modulante, con una relación igual a la frecuencia de la señal modulante.

    Receptores de AM.

    Hay dos tipos de básicos de receptores de radio: coherentes y no coherentes. Con un receptor coherente o síncrono, para las frecuencias generadas en el receptor y utilizadas para la demodulación se sincronizan para oscilar a frecuencias generadas en el transmisor (el receptor debe de tener algún medio para recuperar la portadora recibida y de sincronizarse con ella).

    Con receptores no coherentes o asíncronos, o no se generan frecuencias en el receptor o las frecuencias utilizadas para la demodulación son completamente independientes de la frecuencia de la portadora del transmisor. La detección no coherente frecuentemente se llama detección de envolvente, por que la información se recupera a partir de la forma de onda recibida detectando la forma de la envolvente modulada

    Receptores de FM

    Las etapas de RF mezclador y de IF son casi idénticas a las que se usan en los receptores de AM, aunque los receptores de FM generalmente tienen mas amplificación de IF.

    Debido a las características de supresión de ruido inherente en los receptores de FM, los amplificadores de RF frecuentemente no se requieren. Sin embargo, la etapa del detector de audio en un receptor de FM es bastante diferente a los utilizados en los receptores de AM.

    BLU- Banda Lateral Única (SSB-Single Side Band)

    En una señal de AM existen 3 elementos: la señal portadora y 2 "bandas laterales" que contienen la información (audio) por eso también es conocida como "BLD-Banda Lateral Doble".

    La modulación en BLU consiste en la supresión de la portadora y una de las bandas laterales con lo cual se transmite solo una banda lateral conteniendo toda la información. Una vez captada la señal BLU en el receptor, éste reinserta la portadora para poder demodular la señal y transformarla en audio de nuevo.

    La ventaja de este sistema sobre la AM es su menor ancho de banda requerido; ya que una señal de AM transporta 2 bandas laterales y el BLU solo una, por ejemplo una señal que en AM requiere 10kHz de ancho en BLU necesitara de más o menos 5kHz. Además al no requerir portadora.

    Toda la potencia de transmisión se puede aplicar a una sola banda lateral, lo cual a hecho de este sistema el más popular entre los radioaficionados (los cuales tienen licencias que limitan la potencia de transmisión de sus equipos) y servicios utilitarios de onda corta

    Hay que aclarar que existen variantes de este modo de transmisión según las bandas que se supriman:

    • USB-Banda Lateral Superior: cuando es suprimida la portadora y la banda lateral inferior.

    • LSB-Banda Lateral Inferior: cuando es suprimida la portadora y la banda lateral superior.

    • Banda Lateral con portadora suprimida: cuando solo se suprime la portadora.

    CW - Onda Continua

    La "onda continua" es el sistema de transmisión que se usa para la emisión en Código Morse, esta consiste en la emisión de la señal de radio sin modular (portadora) la cual es emitida e interrumpida continuamente por el operador formando así la cadena de "puntos y rayas" del código Morse.
    El código Morse aún es utilizado intensivamente por radioaficionados, estaciones costeras, aeronáuticas, diplomáticas y militares.

    Osciladores.

    Es un dispositivo o circuito que produce oscilaciones eléctricas. Una oscilación eléctrica es un cambio repetitivo de una forma de onda de voltaje o de corriente.

    Un oscilador es un aparato que produce oscilaciones (o sea, genera una forma de onda repetitiva). Los osciladores tienen muchas aplicaciones dentro de las comunicaciones electrónicas, como portadoras de alta frecuencia, alimentadores de pilotos relojes y circuitos de sincronización.

    AMPLIFICADORES DE POTENCIA

    El propósito del amplificador de potencia es proporcionar una tensión de salida con máxima excursión simétrica sin distorsión a una baja resistencia de carga. En la práctica, un sistema puede consistir en varias etapas de amplificación, la ultima de las cuales suele ser un amplificador de potencia. La carga alimentada por este amplificador de potencia puede ser un altavoz, un excitador, un solenoide o algún otro dispositivo analógico. La entrada al sistema es una señal que se amplifica a través de etapas de ganancia de tensión. La salida de las etapas de ganancia de tensión tiene la suficiente amplitud para alimentar el amplificador de potencia de la salida.

    'Sistema de señalización siete por canal común'

    Definición de Señalización.

    Señalización es la comunicación que se da entre los equipos de telecomunicaciones, entre centros de procesamiento, entre la central y el abonado o entre bloques de software, para el establecimiento y liberación de las llamadas, o para intercambiar información de gestión, tarificación, mantenimiento, etc.

    Sistema de Señalización.

    Un Sistema de señalización son conjuntos normalizados y coordinados de señales, las cuales intercambian los órganos que intervienen en una conexión, con el fin de establecerla, supervisarla, sostenerla y desconectarla cuando los abonados que intervienen en dicha conexión lo deseen.

    Sistema de Señalización Número 7.

    Es el sistema de señalización por canal común normalizado por la UIT-T en 1980, al cual se le asignaron las recomendaciones de la serie Q.700.

    CAPITULO III DESARROLLO

    3.1 Base Teórica

    Señalización

    El propósito básico de la señalización es el de crear un lenguaje técnico para intercambiar información de control que finalmente conecte dos líneas telefónicas ubicadas en cualquier parte de la red telefónica.

    El trafico de señalización que nos interesa es el “externo” a las centrales, es decir el que se realiza entre diferentes tipos de nodos de red. Actualmente el principal propósito de la señalización externa es el de transferir información de control entre nodos que se encargan de:

    • Control de tráfico

    • Comunicación con bases de datos. Redes Inteligentes.

    • Gestión de red

    Cada una de estas actividades intercambia diferentes tipos de información de señalización.

    Hoy en día las redes de telecomunicaciones son de 2 tipos:

    • Por conmutación de circuitos

    • Por conmutación de paquetes o también llamada conmutación estadística.

    Los principales usuarios de la conmutación de circuitos son:

    • PSTN (Public Swiitched Telephone Network) o Red telefónica pública conmutada.

    • CSPDN (Circuit Switched Public Data Network) o Red de datos pública conmutada

    • ISDN (RDSI) o Red digital de servicios integrados.

    • PLMN (Public Land Mobile Network) o Red Pública Móvil.

    Las redes de conmutación de paquetes se dividen en dos tipos:

    • Redes de paquetes de datos de longitud variable.

    • Redes de paquetes de datos de longitud fija (También llamadas células o celdas)

    Para las redes de paquetes de datos de longitud variable los usuarios principales son:

    • PSPDN (Packet Switched Public Data Network) o red de datos pública por conmutación de paquetes (Solo lleva datos).

    • FR nw (Frame Relay Network), es una versión mas rápida y actualizada de la PSPDN y se usa especialmente para conexiones entre LAN's.

    Para las redes de paquetes de datos de longitud fija los usuarios principales son los servicios que transmiten datos en los siguientes modos de transferencia:

    • ATM nw (Asinchronous Transfer Mode Network) o red en modo de transferencia asíncrona.

    • DQDB nw (Distributed Queue Dual Bus Network) o red con bus dual con cola distribuida.

    SEÑALIZACION DE ACCESO Y DE TRONCAL

    Es importante hacer distinción entre señalización de acceso y señalización de troncal.

    Los tipos de señalización de acceso son:

    • Señalización de línea de abonado analógico.(PSTN)

    • Señalización de abonado digital (DSS 1).

    La señalización de troncal se subdivide en dos categorías:

    • CAS (Channel Associated Signalling) o señalización por canal asociado.

    • CCS (Common Channel Signalling) o señalización por canal común.

    NOTA: Ver figura 1 en Anexos.

    SEÑALIZACION DE ACCESO- SEÑALIZACION DE LINEA DE ABONADO.

    Señalización de línea de abonado - PSTN: es la señalización que se lleva a cabo entre el abonado y la central local y se realiza teniendo en cuenta:

    • Señales de cuelgue / descuelgue

    • Dígitos marcados

    • Tonos de información (marcación, ocupado, etc.)

    • Anuncios grabados

    • Señales de timbre

    Figura. Señalización de abonado en PSTN.

    Sistema de señalización de abonado digital: Es el sistema de señalización estándar usado en RDSI (ISDN) y también es conocido como “Sistema de señalización por canal D”

    La señalización por canal D solo esta definida para líneas digitales. Los protocolos de señalización están basados en las 3 primeras capas del modelo OSI, por lo tanto los mensajes de señalización son transferidos como paquetes de datos entre el terminal de usuario y la central local.

    A causa del complejo entorno del servicio en el sitio donde esta ubicado el terminal RDSI, la cantidad de información de señalización es diferente de la señalización de un abonado telefónico analógico. Este hecho se refleja en el número de parámetros incluidos en los mensajes de canal D.

    SEÑALIZACION DE TRONCAL

    Señalización por canal asociado (CAS): Este término indica que la transferencia de señales esta asociada de forma muy cercana con el canal de comunicación de voz. En otras palabras, la señalización y el tráfico de voz viajan a través de la misma ruta a través de la red. Una característica típica de estos sistemas es que la señalización de troncal se envía sobre un enlace PCM con 32 intervalos de tiempo, en el cual en el intervalo 16 va la información de señalización. La información enviada en el IT 16 (intervalo de tiempo 16) es llamada “señal de línea” y las señales enviadas en los canales de tráfico de voz se llaman “señales de registro”, cuya información es numérica es decir se refiere a las cifras del # B, del #A, categoría de los abonados, etc. Información que se encuentra almacenada en los registros de los equipos de control, de allí su nombre.

    Ejemplos de señalización de registro son el sistema No 5, el sistema R1 y el sistema R2.

    Señales de línea: Es el conjunto señales relacionada a la línea o canal de voz y a las que son procesadas en los terminales de los enlaces. La información transportada en estas señales es principalmente la misma para todas las llamadas. Por ejemplo:

    • Línea disponible

    • Toma de la línea

    • Reconocimiento de toma de línea

    • B responde

    • Cuelga A (liberación normal).

    • Cuelga B.

    • Guarda de desconexión

    • Desconexión forzada

    • Bloqueo de línea

    • Pulsos de tarificación

    • etc.

    Estas señales pueden ser enviadas o recibidas durante toda la duración de la llamada. Aun cuando una línea este desocupada, una señal “línea disponible” se envía continuamente a través de ese canal.

    Señales de registro: Son señales de información únicas para cada llamada, las cuales dirigen y controlan el establecimiento de la llamada a través de todas las centrales conectadas.

    Los siguientes son informaciones típicas de las señales registro:

    • Numero B

    • Categoría de abonado A

    • Estado de B

    • Numero A (en algunos casos)

    • etc.

    En sistemas como el No 5, R1 y R2, las señales se forman de tonos o combinación de tonos cuyas frecuencias están dentro de banda. Normalmente las centrales tienen equipos de señalización dedicados para el manejo de las señales de registro. En el sistema R2 se requieren dos tipos de equipo: transmisores y receptores de código.

    Puesto que la información en CAS se transmita mediante tonos, implica un gran número de limitaciones para el desarrollo de nuevos servicios debido a restricciones tales como restricción de la capacidades el numero de señales, procedimientos de señalización lentos y ningún tipo de flexibilidad para adoptar nuevos requerimientos de señalización.

    Señalización por canal común (CCS): Este término indica la utilización de un canal de datos común (enlace de señalización) el cual exclusivamente sirve como portador de toda la señalización requerida por un gran número de canales de voz.

    Figura. SS7, un concepto de señalización basado en paquetes de datos

    Este sistema fue normalizado por el CCITT en 1980 y le fue dado el nombre de sistema de señalización # 7 y estaba enfocado para redes de telecomunicaciones digitales nacionales e internacionales. La primera versión fue diseñada para datos y telefonía. Hoy en día SS7 es usada en muchos tipos de redes, sobre todo en PSTN, RDSI, PLMN e IN (redes inteligentes) en todo el mundo.

    SISTEMA DE SENALIZACION No 7: Las principales características de SS7 son:

    • Alta flexibilidad: puede ser empleado en diferentes servicios de telecomunicaciones

    • Alta capacidad: Un solo enlace de señalización soporta cientos de troncales

    • Alta velocidad: establecer una llamada a través de varias centrales toma menos de 1 segundo.

    • Alta confiabilidad: contienen poderosas funciones para eliminar problemas de la red de señalización. Un ejemplo es la posibilidad de escoger enlaces alternos para la señalización.

    • Economía: puede ser usado por un amplio rango de servicios de telecomunicaciones. Requiere menos hardware que los sistemas anteriores.

    NOTA: Ver figura 2 en anexos.

    ARQUITECTURA DE LA RED SS7

    En una red de señalización No 7 existen dos componentes básicos que son: el Punto de señalización SP (Signalling Point) y el Enlace de Señalización SL (Signalling Link).

    Una central digital que use SS7 se conoce como SP y dentro del sistema SS7 se le asigna un número de identificación único conocido como Código del Punto de Señalización SPC (Signalling Point Code). Esta numeración se basa en el estándar ITU o en el ANSI (en USA).

    El camino digital para transferir señales SS7 entre SP's se llama Enlace de Señalización o SL. En la red física esto corresponde a un intervalo de tiempo de la trama PCM (IT16) dedicado, uno en cada dirección de un enlace PCM. La configuración del enlace SS7 lo completa un Terminal de Señalización ST (Signalling Terminal) en cada extremo del enlace.

    Los mensajes de señalización están empaquetados en un formato llamado Unidad de Señalización de Mensajes o MSU (Message Signal Unit).

    Por razones de confiabilidad y capacidad es necesario tener mas de un enlace de señalización o SL entre dos puntos de señalización (SP's) adyacentes. Cuando hay varios SL's en paralelo se denominan Set de Enlaces o LS (Link Set).

    Figura. Componentes básicos en una red SS7.

    A nivel mundial la red de señalización esta estructurada en 2 niveles funcionales independientes: el nivel nacional y el nivel internacional.

    Esto facilita una clara distribución de la responsabilidad respecto a la señalización en los aspectos de la gestión de red. También permite que los planes de numeración para los SP's en la red internacional y en las diferentes redes nacionales sean independientes entre si.

    Terminología usada al hablar del Sistema de Señalización No 7.

    Puntos de señalización adyacentes: Son dos puntos de señalización que están directamente interconectados mediante un enlace de señalización.

    Relación de señalización: Son dos puntos de señalización que intercambian mensajes de señalización.

    Diferentes tipos de puntos de señalización::

    • Punto origen: Donde se origina el mensaje.

    • Punto destino: Donde finaliza el mensaje.

    • STP (Punto de Transferencia de Señalización): Punto de señalización en donde ni se origina ni termina el mensaje. Recibe un mensaje y lo dirige en forma transparente a otro enlace.

    Rutas de señalización: Es el itinerario de SP's, STP's y enlaces de señalización interconectados, que toma el mensaje para llegar desde el punto de origen al punto de destino.

    Modos de señalización: Es la asociación que hay entre la ruta tomada por el mensaje de señalización y la ruta que toman los canales de voz señalizados (o datos, etc.). Hay tres modos:

    • Asociado: Mensaje y voz (datos) llevan la misma ruta.

    • Cuasi asociado: Los mensajes de señalización siguen la misma ruta de la voz (datos) en algunos tramos, separándose en otros.

    • Disociado: Los mensajes de señalización y el tráfico de voz llevan caminos diferentes en todos los tramos.

    Punto de Transferencia de Señalización (STP):

    El elemento clave en una red PSTN son las centrales y su ubicación. Estas constituyen los enlaces que mantiene unida a la red PSTN.

    La red de señalización SS7 se mantiene unida por los Punto de Transferencia de Señalización STP (Signalling Transfer Point). Aunque los requerimientos de una central de voz y un STP son distintos, de alguna forma uno recuerda al otro. PSTN requiere conexiones de los circuitos para los canales de voz. Esta necesidad de conexión no existe en SS7. Lo que se conoce como “circuitos” en la PSTN, no puede transportar mensajes hasta que se haya establecido la conexión física. En vez de circuitos, SS7 utiliza líneas de transmisión llamadas “enlaces”. En teoría estos enlaces siempre deben estar disponibles para llevar mensajes. En lugar de “conectar”, el STP solo necesita dirigir los mensajes a los enlaces apropiados para entregarlos. Por ejemplo si el STP tiene enlaces dirigidos hacia los 4 puntos cardinales, puede resultar más apropiado dirigir un mensaje destinado a Granada a través del enlace norte que a través del enlace sur.

    El STP no necesita conectarse a las rutas de señalización puesto que hace parte de estas. Simplemente el STP transfiere los mensajes a la ruta seleccionada o al destino de estos. Las Centrales de tránsito conectan enlaces, en cambio los STP dirigen los mensajes.

    Los STP's siempre deben aparecer por pares. El propósito de esto es otorgar redundancia y robustez a la red de señalización. Si uno de los STP's del par falla, el otro debe estar en capacidad de asumir la carga de su STP “compañero”. Por esto cada STP debe estar diseñado para operar a un 40% de la capacidad del par de STP's. Si un STP falla, el otro STP se encarga de manejar todo el trafico y debe operar a un 80% de su capacidad (2 veces el 40%). La fórmula para determinar la capacidad de tráfico requerido por un STP es la siguiente:

    Capacidad requerida por STP = 0.50 x Trafico total dirigido al par

    0.40

    Por ejemplo, si el tráfico total es de 1000 mensajes por segundo, cada STP debe poseer recursos para manejar 1250 mensajes por segundo. La razón de este exceso de capacidad es para asegurar que los mensajes puedan ser manejados aun durante los picos de tráfico que excedan los 1000 mensajes/ seg. Este mismo porcentaje del 40% se recomienda al establecer los recursos requeridos por un enlace que este operando en la red haciendo par con otro.

    Existen dos tipos de STP's:

    • STP integrado

    • STP como nodo aparte (Stand Alone)

    STP Integrado: Es un STP que se encuentra geográficamente en el mismo sitio que una central de transito.

    Figura. Estructura de la red de señalización con un par de STP's integrados.

    STP como nodo aparte (Stand Alone): Stand Alone significa que la función de transferencia de señalización se ubica en un nodo específico cuya única tarea es ser operado como un STP. La red trata a este nodo como un SP con su respectivo SPC (Código del punto de señalización).

    Por razones de redundancia y capacidad de los STP's, Stand Alone, se recomienda usarse en una configuración de pares, se debe tener en cuenta que dentro de la estructura de la red SS7 los STP's pueden tener las siguientes jerarquías, cada uno de los cuales con diferentes requerimientos de confiabilidad y redundancia en caso de exceso de carga de tráfico:

    • STP's internacionales

    • STP's nacionales

    • STP's regionales

    • STP's locales

    Enlaces de la Red de Señalización SS7.

    Los enlaces en una red SS7 no hacen referencia al tipo de líneas de transmisión empleadas. Aquí se usa una amplia variedad de líneas de transmisión. Cuando se habla de enlaces nos referiremos a los tipos de conexión que existe entre dos o más STPs

    Enlaces de acceso A (A = Access): Son los enlaces que establece un SP con el par de STP's.

    Enlaces C (C = Cross): Son los enlaces que conectan un par de STP's “compañeros”.

    Enlaces B (B = Bridge): Establecen enlaces entre dos redes locales diferentes específicamente entre cada par de STP's (locales o regionales).

    Enlaces D (D = Diagonal): Establecen enlaces entre STP's de diferente jerarquía, por ejemplo entre STP's locales y regionales o regionales y nacionales

    Enlaces E (E = Extended): Conectan un SP a un par remoto de STP's para tratar de mejorar su flexibilidad mediante la extensión de su conexión con dos STPs distantes. Este tipo de enlace se podría confundirse con el tipo A, pero realmente se hacen para extender su capacidad de enrutamiento de mensajes.

    Enlaces F (F = Fully Associated Links): Conectan dos (2) SP's casi desconectados de la red de señalización que necesitan intercambiar datos de forma aislada de la red. Por ejemplo pueden ser dos nodos pertenecientes a una misma compañía como el caso de la central con la plataforma de Red Inteligente.

    Figura. Esquema de los enlaces A - F

    NODOS DE LA RED DE SEÑALIZACION SS7

    Se ha empleado el término genérico “SP” para describir los Puntos de Señalización. La red SS7 se creó originalmente con la idea de mejorar la eficiencia de la PSTN, empezando con el nodo con el cual la PSTN se conecta con la red SS7.

    Punto de Conmutación del Servicio “SSP” (Service Switching Point).

    Actualmente hay dos tipos de nodos asociados a la conmutación. El CCSSO (Central de conmutación con señalización por canal común) el cual puede estar en una central de tránsito o final y tiene la capacidad de usar SS7 en lo que se conoce como modo de señalización de troncal para el establecimiento de la llamada.

    El otro tipo de nodo y el mas comúnmente escuchado es el SSP, el cual además de tener la misma capacidad para realizar el establecimiento de una llamada, tiene la habilidad de detener el procesamiento de una llamada, hacer peticiones a bases de datos externas y realizar las acciones apropiadas de acuerdo a una respuesta determinada.

    Punto de Control del Servicio “SCP” (Service Control Point)

    En las redes de hoy se encuentran bases de datos dondequiera que haya que efectuar una traducción de número telefónico (Ej. Numero 800), realizar verificaciones o simplemente donde se requiera información. La puerta de acceso a esas bases de datos es el SCP. Este es el nodo que provee los mecanismos para que los datos puedan ser obtenidos desde una base de datos de una manera que se adapte a los propósitos del nodo que inició la petición.

    Ya que los tipos de servicios que pueden ser ofrecidos solo están limitados por la imaginación y los datos disponibles, lo más probable es que el SCP continúe jugando un papel significativo dentro del crecimiento y la evolución de la red SS7.

    Punto de Enrutamiento de Usuario “CRP” (Customer Routing Point)

    Es un nodo que maneja una base de datos actualizada por la propia compañía o empresa que posee el CRP. La ventaja con este nodo es que las actualizaciones de la base de datos son hechas por la propia empresa y por lo tanto son más rápidas y eficientes.

    Periférico Inteligente “IP“ (Intelligent Peripheral)

    Es un nodo que presta servicios especializados tales como detección de comandos de voz, tonos o entradas al sistema desde un teclado de un PC. Estos servicios pueden ser usados solo por la empresa poseedora del nodo, o también esta puede vender los servicios a otras compañías.

    Esto se hace por razones económicas ya que es muy difícil adquirir equipos especializados para la atención de este tipo de servicios y la solución mas viable es ubicar estos equipos en un número limitado de lugares dentro de la red. Las mejoras en los servicios que requieran solo de alguna reprogramación se pueden hacer rápidamente. Una vez hecha la reprogramación, el nuevo servicio estará disponible para toda la red SS7.

    Nota: Ver Figura 3 en Anexos.

    LA RED INALAMBRICA (TELEFONIA MOVIL) Y LA RED SS7

    Ya que la red “inalámbrica” lo es solo en una pequeña porción de su arquitectura, este tipo de redes también deben ser atendidas por la red SS7 para poder ofrecer todos los servicios que vemos actualmente en el mercado. Algunas partes de las que se compone una red inalámbrica son:

    Centro de Conmutación Móvil “MSC” (Mobile Switching Center): es una central de conmutación pero para equipos móviles. Además de las funciones de una central normal también debe saber en que lugar esta ubicado el abonado para poder establecer una llamada.

    Registro de Usuarios Locales “HLR” (Home Location Register): es una base de datos que contiene el registro de los abonados propios de la central proveedora de la comunicación móvil, así como también posee la información necesaria para validar a sus usuarios y efectuar el cobro de servicio respectivo.

    Registro de Usuarios Visitantes “VLR” (Visitor Location Register): es un nodo que contiene la base de datos con la información sobre los usuarios “roamers”, o que no pertenecen al área servida por la central..

    Figura. Red de telefonía Móvil.

    RED INTELIGENTE AVANZADA “AIN” (Advanced Intelligent Network)

    El propósito de la red Inteligente Avanzada es simplemente ver cual es la mejor forma de desarrollar y ubicar nuevos servicios dentro de la red de señalización SS7. Para esto se vale en gran parte del Sistema de Gestión del Servicio “SMS” (Service Management System). Actualmente han salido dos versiones del estándar AIN (AIN 0.1 y AIN 0.2).

    El Sistema de Gestión del Servicio (SMS) provee una interfaz hombre-máquina para la construcción de servicios. El objetivo es lograr que el propio usuario pueda implementar los servicios que el necesite de acuerdo a sus propias necesidades por medio de una Interfaz Grafica de Usuario (GUI) con iconos para arrastrar y pegar que faciliten la creación de servicios implementados a la medida.

    Figura. Arquitectura de la Red Inteligente Avanzada

    Es importante familiarizarse con los términos empleados, tales como SCP, SSP, SP, STP, SMS, etc. para poder comprender otros tópicos tales como la parte de usuario y el formato de los mensajes de señalización de SS7. Nota: Ver Figura 3 en Anexos.

    MODELO DE REFERENCIA SS7 Y PLANEAMIENTO DE LA RED DE SEÑALIZACION

    SS7 es uno de los protocolos de señalización que se asemejan a otras formas de protocolos de comunicación de datos en las cuales toda la información se transfiere en mensajes etiquetados.

    Ya que toda la información de señalización se transporta en un canal de señalización separado (un slot de tiempo en transmisión digital), el cual es independiente de los canales de comunicación de tráfico de voz/datos, se puede utilizar un enrutamiento flexible de los mensajes a través de enlaces alternos. Como resultado de esto se obtiene una mayor confiabilidad ya que si un enlace de señalización falla, la información puede reenrutarse a un enlace alterno.

    SS7 fue diseñado para proveer a cada “grupo de usuarios” con sus propios sets de mensajes. Con esto se logra implementar de forma fácil los nuevos mensajes que necesite un grupo específico de usuarios sin afectar a los demás grupos. Ejemplos de estos grupos de usuarios son la PSTN, RDSI, PLMN y las redes inteligentes (IN), así como los servicios de comunicación de datos tanto para redes fijas como celulares.

    Existen dos partes funcionales en SS7: una es la transferencia de señalización entre centrales y la otra el manejo del contenido de los mensajes dentro de las centrales.

    Figura. Estructura principal de las funciones principales de SS7.

    Funciones de transferencia de mensajes:

    La parte de transferencia de mensajes consta de dos partes funcionales: la Parte de Transferencia de Mensajes (MTP) y la Parte de Control de la Conexión de Señalización (SCCP). El MTP se usa siempre, mientras que el SCCP se usa cuando se necesita.

    La combinación de MTP y SCCP forman la Parte de Servicio de Red (NSP) y permite la señalización con o sin conexión de canal de habla.

    Funciones de manejo de mensajes:

    Para el manejo de los mensajes SS7 existen protocolos separados para cada área de aplicación. Estos protocolos se conocen como “Protocolos de la Parte de Usuario”. Por ejemplo hay un protocolo de Parte de Usuario Telefónico (TUP) el cual se emplea para el manejo de mensajes de señalización telefónica. También hay un protocolo de Parte de Usuario ISDN (ISUP) para el manejo de mensajes relacionados con funciones ISDN (RDSI).

    FUNCIONES DE TRANSFERENCIA DE MENSAJES DE SENALIZACION

    Ubicando los mensajes: Una central que emplee señalización # 7 es conocida dentro de la red SS7 como punto de señalización (SP) y al cual se le asigna un código del punto de señalización (SPC). Estos SPC's son usados para enrutar los mensajes al SP apropiado dentro de la red SS7.

    Para la señalización relativa a circuito se usa el MTP.

    Para la señalización no relativa a circuito se usa el NSP, es decir el MTP junto al SCCP.

    Nota: La señalización “relativa a circuito” hace referencia a aquella señalización necesaria para establecer una llamada telefónica, es decir la que lleva la información del numero del abonado B, ocupación de la línea, señales de cuelgue / descuelgue, tonos de información (marcación, ocupado, etc.).

    La señalización “no relativa a circuito” es aquella que se usa para ofrecer otra clase de servicios telefónicos, como el numero 800 o cualquier otro servicio que requiera de la utilización de información contenida en bases de datos.

    Formatos del mensaje: el mensaje es enviado desde la parte de usuario (TUP, ISUP, etc.) hacia el MTP, el cual le agrega alguna información de cabecera necesaria para que el MTP receptor controle el proceso de transferencia hasta el TUP de destino.

    El siguiente esquema ilustra la manera en la cual los mensajes son enviados y recibidos por las aplicaciones usando secuencialmente las capas de los protocolos. Cada capa realiza varias funciones antes de pasar el mensaje a la siguiente capa. Todas las aplicaciones hacen uso de la Parte de Transferencia de Mensajes (MTP).

    Las aplicaciones mostradas en el esquema hacen uso de las partes de control de conexión de señalización (SCCP) y la parte de aplicación de capacidades de transacción (TCAP). Estas dos partes se emplean cuando la aplicación tiene que hacer peticiones y recibir respuestas de una base de datos.

    En el esquema las líneas de flujo de los mensajes no pasan a través de la parte de usuario RDSI (ISUP). Esa parte provee funciones para el manejo de llamadas telefónicas las cuales pasan de conmutador en conmutador. Por lo tanto la comunicación mostrada no envuelve conmutación en una red de voz.

    Figura. Flujo de los mensajes a través de las capas de protocolos SS7.

    Parte de Transferencia de Mensajes - MTP (Message Transfer Part): Provee las funciones necesarias para que la información de la parte de usuario se transfiera desde un punto de señalización (SP) de origen a un SP de destino. Además debe asegurar también que haya una transferencia de información sin errores, en el orden correcto y sin perdidas o duplicación.

    MTP posee 3 niveles cuyas funciones principales son:

    MTP nivel 1(Funciones de enlace de datos): Define las interfaces mecánicas y eléctricas para la conexión del terminal de señalización a la central, o del enlace a la red, etc.

    MTP nivel 2 (Funciones de enlace): Define las funciones necesarias para manejar cada enlace de señalización y hacer confiable su funcionamiento (SL).

    MTP nivel 3: Tiene dos funciones principales. Manejar las Unidades de Mensaje de señalización (MSU's) entrantes y salientes, y gestionar la red de señalización.

    Como MTP no puede manejar la señalización no relacionada a conexión, se necesitan funciones adicionales, las cuales son proporcionadas por el SCCP.

    Parte de Control de Conexión de Señalización (SCCP): provee funciones para los servicios de red orientados a conexión y no orientados a conexión, atiende direcciones extendidas, enrutamiento y extiende la gestión de la red.

    El SCCP se usa para interactuar con bases de datos. Por ejemplo para intercambiar información entre el HLR y el VLR de las redes celulares. También para la interacción entre un punto de conmutación del servicio (SSP) y un punto de control del servicio (SCP).

    Parte de servicio de Red (NSP): es la combinación de MTP y SCCP y se utiliza para suministrar los mensajes de señalización, relativos a conexión del circuito o no circuito, utilizando servicios de red orientados o no a conexión.

    Unidades de Señalización (SU's): en SS7 los paquetes de datos son llamados Unidades de Señalización (SU). Las SU pueden ser generadas en el nivel 4 por la parte de usuario, pero también en el nivel 3 (mensaje de gestión del MTP).

    La estructura principal de una SU hace que se divida el contenido de la información en:

    • Información relativa al mensaje de señalización

    • Información relativa al encabezado del mensaje

    Hay 3 tipos de SU's:

    • Unidad de Señalización de Mensaje (MSU)

    • Unidad de Supervisión del Estado del enlace (LSSU)

    • Unidad de Señalización de relleno (FISU)

    Unidad de Señalización de mensaje (MSU): En la estructura de la MSU el “mensaje de señalización” esta definido en los parámetros de un campo llamado Campo de Información de Señalización (SIF). La estructura del MSU en general es la siguiente:

    Figura. Estructura de la unidad de Señalización de Mensaje (MSU).

    Protocolos de la Parte de usuario: son los protocolos responsables por el manejo de los mensajes de señalización y en general se encargan de:

    • Empaquetar los mensajes salientes y desempaquetar los entrantes.

    • Comunicación interna con las funciones encargadas del manejo del tráfico, servicios y gestión de líneas dentro de una central.

    • Comunicación interna con el MTP o el NSP.

    Un mensaje de señalización completo contiene dos partes básicas: una parte del mensaje y una parte de la dirección la cual indica el SP de origen y de destino.

    PARTE DE TRANSFERENCIA DE MENSAJES (MTP)

    Nota: La figura 4 en Anexos, muestra el esquema de cada una de las partes que componen las capas de protocolos de SS7 y los “usuarios” a los que estos atienden.

    MTP debe proveer una capacidad de transporte confiable para la transferencia de señalización entre los puntos de señalización (SP's), al mismo tiempo MTP debe chequear los eventos que ocurren en la red de señalización. Esto significa que MTP debe ser capaz de manejar tanto las situaciones normales como las anormales que ocurren en su propio nodo y en la porción de la red señalización que lo rodea.

    En otras palabras, las funciones que debe realizar el MTP son las siguientes:

    • Asegurar que los mensajes entrantes sean clasificados y distribuidos a las capas superiores o enrutados y enviados al siguiente punto de señalización (SP / STP).

    • Asegurar que los mensajes salientes estén dirigidos al enlace de señalización apropiado.

    • Controlar y gestionar todas las funciones que sean necesarias en cada enlace de señalización para asegurar una transferencia confiable de la información.

    • Actualizar la información propia con el estado de los enlaces conectados al SP local. También guardar los cambios de estado de la red cercana y realizar las acciones necesarias que estén dispuestas para esos casos.

    • Realizar acciones que contribuyan a minimizar las alteraciones causadas por fallas en la red en el STP local o en la red cercana.

    NIVELES FUNCIONALES DE MTP

    El sistema SS7 esta descrito en 4 niveles, cada nivel corresponde a una función y el MTP corresponde a los tres primeros niveles y las funciones de cada uno de ellos son:

    • NIVEL 1: Funciones de enlace de datos;

    Define las funciones de la interfaz física entre el enlace de señalización con la central y con la red.

    • NIVEL 2: Funciones de enlace;

    Incluye todas las funciones requeridas para asegurar una transferencia confiable de los mensajes de señalización en cada enlace individual.

    • NIVEL 3: Funciones de red;

    Controla el flujo de los mensajes y realiza funciones de gestión requeridas para el control de la red de señalización. Este nivel se divide en dos funciones: “manejo” de mensajes y “gestión” de red.

    Figura. Visión general de las funciones del MTP.

    MTP Nivel 1 - Enlace de datos de señalización

    El nivel 1 es llamado la capa física. Es el encargado de negociar con el hardware y la configuración eléctrica.

    Un protocolo es sólo un juego de reglas. Estas reglas se extienden a lo que ocurre en los equipos que controlan los enlaces. Por ejemplo, una regla del nivel 1 dice que un enlace consiste en dos canales de datos operando en direcciones opuestas y a la misma rata de bits. En otras palabras, lo que la regla dice es que los enlaces deben ser bidireccionales.

    El estándar también se refiere a la necesidad de deshabilitar ciertos agregados en el enlace, los cuales podrían interferir con la operación full duplex y por lo tanto con la integridad de los bits.

    El MTP nivel 1 es una parte de usuario que maneja lo concerniente a los aspectos físicos sobre los enlaces, tarjetas de interfaz, multiplexores, etc.

    Un enlace de datos de señalización SS7 es una vía de transmisión bidireccional, posee un intervalo de tiempo en cada dirección, la cual se usa exclusivamente para transferir Unidades de Señalización de Mensaje (MSU's), Unidades de Señalización del estado del Enlace (LSSU's) y Unidades de Señalización de Relleno (FISU's). Este camino bidireccional es el llamado “canal de señalización”.

    Un enlace de datos de señalización es capaz de operar tanto sobre rutas terrestres como satelitales. Pero los equipos tales como los canceladores de eco no son permitidos en estos enlaces ya que podrían causar errores en los mensajes de señalización.

    Enlace de datos de señalización digital

    La mayor parte de la red SS7 empleada actualmente en todo el mundo es digital, pero desde un punto de vista técnico los mensajes SS7 también se pueden transferir a través de redes de transmisión análogas.

    La velocidad de bits estándar en un canal de señalización digital es de 64 Kbps. Si se ingresa a una central digital a través de una estructura multiplex PCM (típicamente 2 Mbit/s o 1.5 Mbits), el canal de señalización debe ser conmutado como una conexión semi-permanente en la central.

    La ITU recomienda (Rec. Q.702. &5) el uso del canal (intervalo de tiempo) 16 en sistemas PCM de 2 Mbit/s. Pero también se acepta el uso de cualquier otro canal si es que el # 16 no esta disponible. Por ejemplo en Suecia se emplea el canal # 1 para la señalización SS7.

    Las funciones del nivel 1 están especificadas en las recomendaciones G.703 (características eléctricas) de la ITU y en las recomendaciones G.704 (características funcionales y estructura de la trama). El desempeño de la red de señalización se especifica en la recomendación Q.702&5.

    Estructura hardware de un enlace de señalización de datos

    La siguiente descripción se aplica para la conexión con una central digital.

    Se debe tener un Terminal de Señalización para SS7 (ST) el cual esta usualmente conectado de forma semi permanente a un conmutador de grupo (GS).

    En el GS el canal de señalización es dirigido hacia una Central terminal (ET) la cual conecta el canal de señalización al enlace PCM seleccionado, el cual a su vez lo conecta a la central correspondiente a través de una troncal de línea. El GS y el ET de ambas centrales se combinan para formar lo que hemos llamado el “enlace de señalización de datos” (nivel 1).

    Si agregamos el terminal de señalización (ST) a lo anterior tendremos como resultado lo que se conoce como “Enlace de señalización” (SL), el cual corresponde funcionalmente a los niveles 1 y 2.

    Figura. “Enlace de señalización” y “enlace de datos de señalización” en una central digital.

    Enlace de datos de señalización análogo

    Se puede emplear un enlace de datos de señalización análogo en casos excepcionales, por ejemplo cuando no haya disponible un sistema PCM en la red.

    Para las aplicaciones de control de llamadas telefónicas la ITU recomienda que la velocidad de bits sobre un enlace de señalización análogo debe ser igual o mayor de 4.8 Kbits/s.

    MTP Nivel 2 - Funciones de enlace de señalización

    Esta parte del MTP se mantiene muy “ocupada”. Es la última que maneja los mensajes que van a ser transmitidos y la primera en manejar los mensajes recibidos. También monitorea los enlaces y hace reportes de sus respectivos estados. Además descarta los mensajes con errores y pide la retransmisión de copias de los mensajes descartados. Por otro lado transmite acuses de recibo (ACK's) cuando recibe mensajes en buen estado para que el extremo que esta transmitiendo pueda borrar las copias de mensajes que ya no son necesarias. Es la encargada de poner los enlaces en servicio y vuelve a poner en funcionamiento los enlaces que han sido sacados de servicio. Realiza pruebas de los enlaces antes de permitir que sean usados. Provee la numeración en secuencia para los mensajes salientes. Y finalmente reporta gran cantidad de la información que recolecta al nivel 3.

    Unidades de señalización (SU's)

    Hay 3 tipos de unidades de señalización las cuales son:

    • Unidad de Señalización de mensajes (MSU): es la unidad mas frecuentemente utilizada.

    • Unidad de Señalización del estado del enlace (LSSU): se usa para intercambiar mensajes acerca del estado del enlace, por ejemplo se usan cuando un enlace va a ser reiniciado después de haber sido puesto fuera de servicio por una falla.

    • Unidad de señalización de Relleno (FISU): se envía en el canal de señalización cuando no hay otras SU's (MSU's o LSSU's) para enviar. También se puede utilizar como acuse de recibo (ACK) de los MSU's recibidos.

    Los SU's siempre son múltiplos de 8. Por ejemplo el campo “spare” solo sirve para completar el número de bits que le faltan a LI para completar un octeto.

    NOTA: Ver figura 5 en Anexos.

    Funciones de MTP nivel 2:

    • Delimitación y alineación de la unidad de señalización (SU).

    • Detección de errores de la SU.

    • Corrección de errores de la SU.

    • Control de flujo

    • Procedimiento de aceptación de la SU

    • Indicar congestión hacia el nivel 3.

    • Alineamiento del enlace de señalización

    Delimitación y alineación de la unidad de señalización (SU):

    Esta función es realizada cuando se esta enviando un mensaje a través de un enlace. Esta parte de usuario ubica un código de 8 bits al inicio del SU. Este código se conoce como “bandera” (flag) y siempre consiste de un octeto con ceros en cada extremo y seis “1's” en el medio (01111110).

    En el extremo receptor, MTP 2 utiliza la bandera para empezar a leer el mensaje desde la ubicación adecuada del SU. A menudo la información transportada dentro del SU puede imitar al código de la bandera. Para prevenir esto el MTP en el extremo transmisor analiza los mensajes para encontrar secuencias de unos (1's). Cuando localiza una secuencia de 5 unos (1's) coloca un cero (0) inmediatamente después; este proceso se conoce como “bit stuffing”.

    Nuevamente en el extremo receptor, la bandera alerta al MTP sobre el inicio de un mensaje. Luego se remueve el cero (0) después de cada secuencia de 5 unos (1's) con lo cual el mensaje queda restaurado en su forma original.

    El patrón de bits en una unidad de señalización (SU) debe seguir unas reglas establecidas. El chequeo continuo del cumplimiento de estas reglas se conoce como “alineamiento de la unidad de señal”.

    Cuando la alineación se pierde se genera una indicación de error. Las causas para que esto suceda son:

    • Se recibe un patrón de bits con 7 o mas unos (1's) consecutivos.

    • El SU recibido no es múltiplo de 8.

    • La longitud total del MSU excede el máximo posible; por ejemplo 272 + 7 = 279 octetos, o el MSU es menor al mínimo de 7 octetos (FISU).

    El MTP nivel 2 también se usa para verificar el tipo de unidad de señalización. Para esto hace uso del número de octetos entre el indicador de longitud (LI) y el campo CK, de la siguiente manera:

    LI = 0 FISU

    LI = 1 o 2 LSSU

    LI > 2 MSU

    Si el campo de información de señalización de un MSU puede desplegar 62 octetos o mas, el indicador de longitud (LI) se establece en 63.

    3.2 Prototipo

    Planeamiento de la red SS7

    La tendencia actual es hacia cambios rápidos en prácticamente todos los aspectos de las telecomunicaciones. La fuerte competencia hace que los operadores exijan una rápida introducción de nuevos y sofisticados servicios, y una mayor capacidad de conmutación y transmisión con una calidad cada vez mejor.

    Las futuras estructuras de la red serán más simples y contendrán solo unos pocos niveles jerárquicos. A esto se sumará que los conmutadores serán cada vez menos pero mucho más grandes y poderosos lo cual otorgará beneficios tales como una baja en los costos de operación y mantenimiento, a la vez que se hará mucho más fácil el introducir nuevos servicios.

    En suma lo que se requiere para esto es:

    • Centrales con procesadores mucho más poderosos

    • Alta calidad y capacidad de la red de transporte

    • Bajo costo en la implementación de los dispositivos de conmutación y transmisión

    • Una estructura de la red simplificada para reducir los costos

    El modelo para la Red de Telecomunicaciones del futuro

    El modelo de una futura red para un área metropolitana tendrá mas o menos de 5 a 10 centrales locales, cada una capaz de servir a mas de 100.000 abonados.

    Las centrales locales estarán conectadas a centrales de tránsito (tandem) redundantes (o sea que aparecen por pares), las cuales manejarán el trafico de área local. Se requerirán algunas rutas directas por razones de capacidad.

    Las centrales tandem también podrán operar como puntos de conmutación del servicio (SSP's) actuando como nodos para filtrar las llamadas con servicios de redes inteligentes (IN).

    Para el tráfico de larga distancia las centrales locales estarán directamente conectadas a través de rutas a centrales de tránsito nacional redundantes (por pares).

    La capacidad SS7 de la red será suministrada por STP's integrados o STP's “stand alone”, los cuales atenderán a las centrales cercanas dentro del área metropolitana.

    Cuando la estructura anteriormente mencionada este implementada, las cargas de tráfico podrán ser pesadas, con menos centrales y con unas pocas rutas grandes. En consecuencia se obtendrá una mayor estabilidad de la red al culminar esta etapa.

    Aspectos generales de la planeación

    Debido a la alta capacidad de transferencia de MSU's por parte de los enlaces de señalización, las centrales no necesitan estar todas interconectadas entre si. Si se dejan algunas centrales operando como STP's integrados o STP's “stand alone” se podrán conseguir los principales objetivos del planeamiento de redes SS7 los cuales son:

    • Estructura simple de la red: se consigue empleando STP's y teniendo pocos niveles jerárquicos en la red.

    • Confiabilidad: es un factor muy importante a tener en cuenta. Debido a la alta capacidad de los enlaces la señalización de tráfico esta muy concentrada por lo que las consecuencias de una falla del enlace pueden ser serias y drásticas. Esto se combate mediante la redundancia de la red en la forma de rutas de señalización alternas.

    • Tiempos de espera cortos: es una de las principales ventajas de la red SS7. Esto se logra gracias a una estructura de red simple y a enlaces de señalización correctamente dimensionados. En general los tiempos de espera siempre son de menos de un segundo.

    • Costos razonables: es el resultado de utilizar menos equipo debido a la alta capacidad y estructura simple de la red.

    Figura. Posible estructura de la red de señalización en un modelo de red metropolitana.

    DIMENSIONAMIENTO DE LA RED SS7

    Las dos tareas principales que se realizan al llevar a cabo el dimensionamiento de una red SS7 son:

    • Establecer el número adecuado de enlaces de señalización (SL's) desde un SP hasta los SP's adyacentes dentro de la red de señalización.

    • Calcular el número y el tamaño de STP's necesarios (integrados o “stand alone”) y su ubicación dentro de la red.

    Para realizar tales cálculos nos basamos principalmente en 3 parámetros:

  • Número promedio de MSU's procesados por segundo

  • Longitud promedio de los MSU's

  • Carga máxima del enlace de señalización

  • Los dos primeros parámetros dependen de la mezcla entre la cantidad de tráfico esperada y el servicio ofrecido. Esto se debe analizar y calcular separadamente de acuerdo a la teoría de Erlang.

    Se utilizará el modelo de red de la figura anterior como ejemplo. Con esto tenemos algo más o menos así:

    Lo primero que se debe hacer es responder a estas dos preguntas:

    • Cuantos enlaces de señalización (SL's) son necesarios en cada set de enlaces (LS) desde y hacia el SP = 2-100 ?

    • Cuanto se puede cargar (en MSU's procesados) el STP “stand alone” para transferir MSU's desde / hacia el SP = 2-100 ?

    Datos de tráfico iniciales

    Se necesitan los siguientes datos iniciales:

    • Número máximo de abonados que puede atender la central local

    • Tráfico por abonado (total, llamadas entrantes y salientes) durante la “hora pico”, por ejemplo: POTS (Líneas de abonado telefónico): 0.05 Erl/abonado y 80% del trafico total ISDN: 0.10 Erl/abonado y 20% del trafico total

    • La duración promedio de cada llamada (MHT - Mean Holding Time), por ejemplo 100 segundos.

    Con estos datos iniciales podemos calcular:

    • Trafico total de interés en la central local

    • Numero promedio de llamadas por segundo

    El tráfico total de interés en la central local será:

    POTS: A(tot) = 0.05 x 100.000 x 0.8 = 4000 Erl

    ISDN: A(tot) = 0.1 x 100.000 x 0.2 = 2000 Erl

    Esto nos da un tráfico de interés total de:

    A = 4000 + 2000 = 6000 Erl

    Intensidad de las llamadas: El siguiente paso es calcular el número promedio de llamadas por segundo. Esto se puede calcular con la fórmula de Erlang A = y *s, donde “A” es el tráfico de interés; “y” es el número promedio de llamadas por unidad de tiempo y “s” es la duración de la llamada (MHT).

    Y = A

    s

    y = 4000 = 40 llamadas / seg para POTS

    100

    y = 2000 = 20 llamadas / seg para ISDN

    100

    Esto da una frecuencia de llamadas total de 60 llamadas / segundo

    Capacidad del enlace de señalización

    Capacidad del enlace de señalización disponible: para dimensionar la capacidad del enlace los siguientes parámetros iniciales deben ser calculados. En nuestro modelo esto ya fue hecho y tenemos los siguientes valores:

    • La máxima carga del enlace de señalización. De acuerdo al criterio del Grado de Servicio (GoS) la carga debe ser de 30%.

    • Tanto para POTS como para IDSN asumimos un número promedio de 6 señales (3 en cada dirección) por cada llamada.

    • Se asume una longitud promedio del MSU para llamadas POTS de 15 octetos y para ISDN de 30 octetos/mensaje.

    Un enlace es un canal bidireccional de 64 Kbps, por lo tanto una carga del 30% equivale a 19.2 Kbps de carga máxima. El GoS debe ser considerado para una carga doble del enlace ya que en la situación en la que un enlace este temporalmente fuera de servicio la señalización será reenrutada hacia el enlace alterno y este quedara cargado al 60% de acuerdo al GoS. Por lo tanto una situación normal significa una carga del 30% que es el valor que debe ser usado para el dimensionamiento de la red de señalización.

    Carga generada en el enlace de señalización: se debe calcular en cada dirección basada en el tráfico de interés durante la hora pico, desde y hacia la central local.

    Asumamos que el tráfico es simétrico en ambas direcciones. Eso significa que en promedio 3 señales son enviadas en cada dirección por cada llamada y que estas ocupan la misma capacidad del enlace. Por lo tanto podemos enfocarnos en realizar los cálculos en una sola dirección así:

    • El tráfico (POTS e ISDN) en la central local genera 60 llamadas / seg en promedio, lo cual corresponde a 60 * 3 = 180 señales (MSU's) en cada dirección.

    • La longitud promedio del MSU para esta mezcla de tráfico será:

    Esto corresponde a un tren de bits de:

    180 x 20 x 8 = 28.800 bits / seg en cada dirección

    Este flujo total de MSU's lo llevamos en dos juegos de enlaces separados (2 LS's) lo cual significa que:

    • Cada enlace transportará 28.800 / 2 = 14.000 bits / seg en promedio asumiendo una carga compartida 50/50 entre los dos juegos de enlaces (LS's)

    Como la carga del enlace fue fijada en 30% lo que corresponde a una capacidad máxima disponible de 19.200 bits / seg entonces un solo enlace (SL) en cada juego de enlaces (LS) es suficiente para manejar nuestro trafico.

    • Cada enlace queda utilizado 14.400 / 64.000 = 0.225 " 23% < 30%!

    CAPACIDAD DEL STP

    Cuando un SP actúa como un STP, este transfiere MSU's entrantes de un juego de enlaces (LS) a otro LS que lo conecta a los SP's que lo rodean.

    La capacidad disponible del STP depende de si este es un STP integrado o un STP “stand alone”.

    Si es un STP integrado, debe compartir la carga del procesador con otras muchas actividades, limitando la transferencia de MSU's.

    Si es un STP “stand alone” tendrá toda la capacidad de procesamiento disponible pata transferir MSU's.

    Por ejemplo en una central AXE de Ericsson en modo stand alone la capacidad de procesamiento es de 30.000 MSU / seg.

    En nuestro modelo el número promedio de MSU's en el SP = 2-100 dio 180 MSU / seg en cada dirección, o sea 360 MSU / seg en total.

    El SP = 2-100 ocupa entonces 360 / 30.000 = 0.012 = 1.2 % del total de la capacidad del STP.

    Cuantos SP's en las mismas condiciones puede manejar el STP de nuestro ejemplo?

    1 / 0.012 = 83 SP's es decir 8.3 millones de abonados!

    Aspectos adicionales

    A causa del rápido desarrollo e implementación de muchos nuevos servicios, especialmente servicios de red inteligente, los requerimientos de capacidad de la red SS7 aumentaran rápidamente en el futuro. También otras áreas de continua expansión son las redes celulares.

    Estos aspectos deben tenerse en cuenta cuando se planifique y dimensione la capacidad de la red SS7. Si no; la congestión podrá afectar seriamente la operación de la red de telecomunicaciones.

    Por último dejamos un esquema que ilustra los datos básicos que se necesitan en el momento de ir a dimensionar la capacidad de una red SS7.

    CAPITULO IV

    Conclusiones y Recomendaciones

    Durante el desarrollo del presente trabajo se presentaron los principales aspectos relacionados con los Sistemas de Señalización en general y particularmente con el Sistema de Señalización 7 por canal común, el cuál se abordó amplia y detalladamente por ser el más utilizado a nivel mundial.

    Se identificaron las principales particularidades del Sistema de Señalización 7 por canal común, así como su interacción con las distintas aplicaciones y servicios disponibles a nivel nacional, internacional y mundial, como son los sistemas de Telefonía Celular Global, Red digital de Servicios Integrados, Redes Inteligentes, etc.

    También se abordó de manera general un prototipo de red de señalización SS7 que perfectamente puede aplicarse y contribuir a mejorar la red SS7 existente, en cualquier ciudad de Nicaragua. Se abordaron aspectos fundamentales del diseño de redes SS7 como son el planeamiento y el cálculo del tráfico de mensajes de señalización, así como la capacidad de abonados por puntos de señalización entre otros.

    En nuestro país, ya se ha implementado una pequeña red SS7, principalmente en el casco urbano de Managua, que abarca redes Frame Raley y ATM, y también se han hecho esfuerzos entre los principales proveedores de servicio de telefonía móvil para permitir la integración de servicios entre ellos, como el intercambio de mensajería y llamadas telefónicas, contribuyendo de esa forma a la modernización del país.

    En un futuro próximo, es conveniente que las Universidades de Nicaragua que imparten carreras de Ingeniería Electrónica y/o Telecomunicaciones actualicen sus programas académicos en base a los avances tecnológicos de las Telecomunicaciones, y se establezcan relaciones con las empresas que cuentan con estas tecnologías para que los profesionales en este ramo, egresen mejor capacitado y puedan ser profesionales calificados que asuman los retos que estas técnicas requieren y así contribuir al desarrollo de nuestro país.

    CAPITULO V

    5.1 Bibliografía

    1. Tomasi Wayne, “Sistemas de Comunicaciones Electrónicas”, Segunda Edición 1996.

    2. Herrera Pérez Enríquez, “Fundamentos de Ingeniería Telefónica”, Primera Edición 1986.

    5.2 Anexos

    Figura 1: Funcionalidad de la Señalización

    Figura 2: Jerarquía de red típica con nodos de red funciones y portadoras.

    Figura 3: Red SS7 y su interfaz con PSTN y la red inalámbrica

    Figura 4: Visión general de los protocolos SS7 y sus usuarios respectivos.

    Figura 5: Unidades de señalización (SU's) empleadas en SS7.

    PSTN

    PSTN

    Sistema #6

    Sistema R2

    Sistema R1

    Sistema #5

    CCS

    Canal común

    CAS

    Canal asociado

    PSTN

    Señalización de línea de abonado

    - Decadica

    - DTMF

    PLMN

    ISDN

    DSS 1

    Señalización de troncal

    Señalización de acceso

    Señalización

    Sistema #7

    SCP

    LE

    LE

    (IN)

    PLMN

    MS

    RBS

    TE

    VLR

    MSC

    HLR

    GMSC

    TE

    IE

    IE

    PBX

    1 octeto

    STP

    STP

    BSC

    Descuelgue

    Tono de marcación

    Numero B

    Señal de timbre

    Descuelga / responde

    Tono de control llamada

    Voz / Fax / datos

    Cuelga

    Cuelga

    Central

    Local

    Dirección de transmisión

    MSU: Unidad de señalización de mensajes

    LSSU: Unidad de señalización de estado del enlace

    FISU: Unidad de señalización de relleno

    SIF: Campo de información de señalización

    SF: Campo de estado

    LI: Indicador de longitud

    LI

    F

    F

    F

    L = 0 octetos

    L = 1 o 2 octetos

    L > 2 octetos

    BSN

    BIB

    FSN

    FIB

    Spare

    CK

    2

    F

    1

    LI

    SF 1 o 2

    BSN

    BIB

    FSN

    FIB

    PSTN

    ISDN

    PSTN

    SSP

    etc.

    PLMN

    ISDN

    PSTN

    Terminal de señalización

    Computador

    Computador

    Terminal de señalización

    Central A

    Central B

    Paquete de datos

    Mensaje de señalización

    Enlace de señalización

    Central de transito

    Central local

    Central local

    MSU

    MSU (Unidad de señalización de mensaje

    SL

    SL (Enlace de señalización)

    LS

    Set de enlaces (LS)

    Hasta 16 enlaces en paralelo

    SP = 2-15

    SP = 2-130

    SP = 2-140

    Punto de señalización (SP)

    Código del punto de señalización (SPC)

    ST (Terminal de señalización)

    Central de transito

    STP

    SP=2-10

    STP

    SP=2-20

    Central de transito

    Central local

    Central local

    Central local

    SP=2-100

    SP=2-110

    SP=2-130

    (Integrados)

    Set de enlaces (LS)

    Enlace de señalización (SL)

    Centrales de transito con la tarea adicional de servir como STP's

    Red Telefónica Pública Conmutada

    (PSTN)

    A

    A

    Troncales

    IP

    SCP

    Sistema de Señalización # 7

    (SS7)

    CRP

    A

    A

    A

    A

    SCP

    SS7

    SS7

    Troncales

    Troncales

    Troncales

    A

    A

    A

    A

    C

    STP

    STP

    C

    STP

    STP

    SSP

    SSP

    STP

    D

    C

    B

    B

    B

    D

    D

    C

    C

    A

    A

    SSP

    STP

    STP

    STP

    STP

    STP

    E

    E

    C

    STP

    STP

    STP

    D

    C

    B

    B

    B

    D

    D

    C

    C

    A

    A

    SP

    STP

    STP

    STP

    STP

    STP

    SP

    F

    A

    A

    Nodos intercambiando datos de forma aislada

    MSC

    Enlaces (Hacia SS7)

    Troncales

    (Hacia la PSTN)

    C

    STP

    STP

    SMS

    SMS

    SCP

    SCP

    SSP

    SSP

    SSP

    SSP

    Programador de servicios

    ISP: parte de servicios intermedios = niveles transparentes

    Sistemas Standard

    AMPS: sistema avanzado de telefonía móvil

    GSM: sistema global para comunicación móvil

    NMT: telefonía móvil nórdica

    TACS: sistema de comunicaciones de acceso total

    TUP: parte de usuario telefónico

    MTUP: parte de usuario telefónico móvil

    ISUP: parte de usuario RDSI

    OMAP: parte de operación, administración y mantenimiento

    INAP: protocolo de aplicaciones de IN

    HUP: parte de usuario handover

    MUP: parte de usuario móvil

    MAP: parte de aplicaciones móviles

    MTP: parte de transferencia de mensajes

    TCAP: parte de aplicación de capacidades de transacción

    SCCP: parte de control de conexión de senalizacion

    NMT450/900

    TACS

    AMPS

    GSM

    ISP

    Usuarios

    SS7

    7

    6

    5

    4

    3

    2

    1

    4

    3

    2

    1

    PLMN

    PLMN

    PLMN

    O&M

    PLMN

    IN

    RDSI

    PSTN

    MTUP

    MUP

    HUP

    OMAP

    ISUP

    MAP

    INAP

    TCAP

    TCAP

    TCAP

    TUP

    MTP

    SCCP

    Red Inalámbrica (Telefonía Móvil)

    Troncales

    A

    A

    A

    A

    A

    A

    MSC

    MSC

    VLR

    HLR

    Protocolos de la parte de usuario

    (Ej. TUP, ISUP)

    Parte de control de conexión de señalización (SCCP)

    Parte de transferencia de mensajes (MTP)

    Parte de transferencia de mensajes (MTP)

    Parte de control de conexión de señalización (SCCP)

    Protocolos de la parte de usuario

    (Ej. TUP, ISUP)

    Central A AA

    Central

    Funciones de manejo del mensaje

    Funciones de transferencia del mensaje

    Transmisión del mensaje

    NSP: Parte de Servicio de Red

    ISUP: Parte de usuario RDSI

    TUP: Parte de usuario telefónico

    NSP

    CK

    2

    F

    F

    1

    Spare

    Red SS7

    Aplicación

    Aplicación

    TUP

    ISUP

    TCAP

    SCCP

    MTP - Nivel 3

    MTP - Nivel 2

    MTP - Nivel 1

    TUP

    ISUP

    TCAP

    SCCP

    MTP - Nivel 3

    MTP - Nivel 2

    MTP - Nivel 1

    Spare

    LI

    FIB

    FSN

    BIB

    BSN

    SIF

    n"272

    SIO

    1

    1 octeto

    1

    octeto

    1

    octeto

    Octetos

    Etiqueta de info.

    SP de origen

    SP de destino

    # de troncal

    Información de mensaje:

    Ej. Numero B, req. de transmisión, etc.

    Info. adicional:

    Receptor; TUP etc.

    Indicador de red

    Se usan para:

    -Numeración de los MSU's

    -ACK positivo o negativo

    -Retransmisión

    SIF: Campo de Información de Señalización

    SIO: Octeto de información del servicio

    LI: Indicador de longitud del mensaje

    FIB:Bit indicador directo

    FSN: número de secuencia directa

    BIB: Bit indicador inverso

    BSN: número de secuencia inversa

    F: Bandera (Flag)

    STP 1

    stand alone

    STP 2

    stand alone

    Central

    de transito

    Central

    de transito

    Central local

    Central local

    Central local

    Central local

    Central local

    Central local

    Central

    de transito

    TANDEM

    Central

    de transito

    TANDEM

    SL

    etc

    etc

    El STP 2 esta conectado igual que el STP 1

    STP 1

    stand alone

    STP 1

    stand alone

    Central local

    SP = 2-15

    SP = 2-25

    SP = 2-100

    SL

    SL

    (40 x 15 + 20 x 30) = 20 octetos / MSU

    60

    POTS

    ISDN

    SL

    SL

    SP = 2-25

    SP = 2-15

    Central local

    STP 1

    stand alone

    STP 1

    stand alone

    SP = 2-100

    Numero de abonados: 100.000

    Trafico de interés: A% / A por abonado / A tot:

    POTS: 80% / 0.05 Erl / 4000 Erl

    ISDN: 20% / 0.10 Erl / 2000 Erl

    MHT: 100 seg

    Da un promedio de 60 llamadas / seg

    Capacidad máxima del STP:

    Por SP: 15.000 MSU / seg

    Enlace de señalización (SL):

    Carga: 30%

    Carga compartida: 50/50%

    Longitud de MSU:

    POTS: 15 octetos

    ISDN: 30 octetos

    Numero de mensajes de señalización:

    Por llamada (POTS & ISDN)

    3 mensajes en cada dirección / llamada

    # de octetos

    1 octeto

    1 octeto

    CK

    2

    F

    1

    LI

    SIO

    1

    SIF

    n"272

    BSN

    BIB

    FSN

    FIB

    Spare

    CK

    2

    F

    1

    MSU

    LSSU

    FISU

    IE: Central Internacional

    LE: Central local

    TE: Central de transito

    PBX: Central privada

    SCP: Punto de control de servicios

    SSP: Punto de conmutación de servicios

    STP: Punto de transferencia de servicios

    MSC: Centro de conmutación de servicios móviles

    GMSC: Gateway MSC

    BSC: Controlador de la estación base (GSM)

    MS: estación móvil (terminal)

    RBS: Estación base de radio

    HLR: Registro de usuarios locales

    VLR: registro de usuarios visitantes

    Líneas

    Troncales

    PSTN

    RDSI

    IN

    Transito de tandem

    Transito nacional

    GS

    GS

    ET: Terminal de central

    GS: Conmutador de grupo

    ST: Terminal de señalización para SS7

    Enlace de señalización (Nivel 1 + 2)

    Enlace de datos de señalización (Nivel 1)

    Camino digital bidireccional entre 2 centrales ayacentes

    2 Mb/s

    2 Mb/s

    Canal de señalización

    (= un intervalo de tiempo dedicado)

    64 Kbps

    64 Kbps

    (Conexiones semipermanentes)

    0 1 31

    Enlace PCM

    ET

    ET

    ST

    ST

    ST

    ST

    ST

    ST

    US: Unidad de Señalización

    Nivel 1 Enlace de Datos de Señalización

    Interfaz desde / hacia los equipos de conmutación y transmisión

    Nivel 2 Funciones del enlace de señalización

    Relimitación de la US Números de secuencia Alineamiento inicial

    Alineamiento de la US Corrección de errores Mensajes LSSU

    Detección de errores Funciones de buffer Ind. de congestión

    Acuses de recibo Terminal de señalización hacia el nivel 3

    Monitoreo de enlaces

    Nivel 3 Funciones de Red de Señalización

    Manejo de mensajes Gestión de mensajes

    Enrutamiento de mensajes Gestión del enlace

    Discriminación de mensajes Control de la red

    Distribución de mensajes