sábado, 16 de febrero de 2019
Introducción a SS7
Sistema de señalización por canal común Nº 7 (es decir, SS7 o C7) es un
estándar global para las telecomunicaciones definidas por la Unión
Internacional de Telecomunicaciones (UIT) Sector Normalización de las
Telecomunicaciones (UIT-T). La norma define los procedimientos y protocolos por
los que los elementos de red en la red telefónica pública conmutada (PSTN)
intercambian información en una red de señalización digital para efectuar el
establecimiento de llamada inalámbrica (celular) y de línea fija, el
encaminamiento y control. La definición de la UIT SS7 permite variantes
nacionales tales como la American National Standards Institute (ANSI)
y Bell Communications Research (Telcordia Technologies) estándares utilizados
en América del Norte y el European Telecommunications Standards Institute (ETSI)
estándar que se utiliza en Europa.
Toda llamada
telefónica requiere de un modelo de señalización para que ésta sea establecida
y mantenida. El envío del número telefónico, el tono de llamada o de ocupado y
la información del número al que se llama son algunos ejemplos. SS7 se ha
convertido en el estándar internacional de señalización en telefonía.
Señalización SS7 se realiza fuera
de la banda, lo que significa que los mensajes de señalización SS7 se
transportan sobre una conexión de datos independiente. Esto representa una
mejora significativa sobre los sistemas de seguridad anteriores que se utilizan
en la banda de señalización.
Métodos de señalización
utilizados antes de SS7 no tienen la capacidad de comunicarse cantidad de datos
de señalización. SS7 se pueden comunicar grandes cantidades de información
durante la llamada, lo que permite el desarrollo de diversos servicios
relacionados con la llamada. Desvío de llamadas, llamada en espera, correo de voz,
visualización del número, identificador de llamadas maliciosas, y filtrado de
llamadas, son algunos de estos servicios.
Señalización SS7
La
señalización es el intercambio de información no vocal específicamente dedicada
al control de las llamadas (plano C) y gestión de la red (plan C/M) entre
abonado y central, central y central o entre central y centros de gestión de
red. Su objetivo es controlar el camino (“circuito”) dedicado en exclusiva
entre los extremos de la conexión. Existen dos tipos de señalización:
La
señalización CAS (señalización de canal asociado) es el principio tradicional
para señalización donde la esta se envía por cada canal de voz, así, una vez se
ha asignado un canal de voz se transmiten señales en el canal, esto es: voz y
señalización viajan juntas.
En
CAS encontramos la señalización de línea y la de registro. La señalización de
línea se requiere durante todo el proceso de la llamada, mientras que las de
registro se transmiten sólo durante la fase de establecimiento de la llamada.
Señalización por
Canal Común o CCS (Common-channel signalling).
Se le denomina al modo de señalización que a través de un canal común, utilizan
las centrales digitales para intercambiar los mensajes de señalización
relativos a las llamadas que transitan por los circuitos de voz, además de
señales de operación y mantenimiento de la red.
Arquitectura SS7
En redes SS7
se denomina Signaling Points (SP)a los nodos, y hay de distintos tipos según su
función.
En redes SS7
se definen varios tipos de enlaces denominados Signaling Data Links (SDL) diferentes
según los tipos nodos que conectan.
A través de
los enlaces se envían mensajes denominados Signaling Units (SU).
Los protocolos de red empleados son específicos de SS7 y siguen una estructura
de capas
Los Nodos SP puede dividirse en los siguientes tipos:
de capas
Los Nodos SP puede dividirse en los siguientes tipos:
SSP:
Tipo de
SP que sirven para conectar los terminales de los usuarios a la red SS7 (Punto
de ingreso/egreso).
Telefonía
fija: Por lo general son conmutadores clase 5 (Centrales Locales), con software
SS7 y enlaces terminales, o en su defecto equipos directamente conectados a
dichos conmutadores.
Un SSPs
crea paquetes (Signal Units) y envía esos mensajes a otros SP. Son por lo tanto
terminales.
Ofrece
servicios de valor agregado a los usuarios ya que sirve para armar conexiones
hacia bases de datos de las redes inteligentes.
STP:
Son
enrutadores de mensajes dentro de la red
SS7.
Posibilitan
interconectar SSP que no tienen conexión directa entre sí.
Manejan
exclusivamente información de señalización.
El DPC es
un input básico para matchear la entrada correspondiente en sus tablas de ruteo.
No
ofrecen terminación de servicios.
Se
disponen en el núcleo de la red.
SCP:
SP que
funciona como la interfaz para acceder a las aplicaciones de las bases de datos.
El protocolo
sobre el cual corren estas aplicaciones es el TCAP.
Las BD
proveen información necesaria para el procesamiento avanzado de las llamadas.
Un SCP
acepta consultas solicitando información de subsistemas en otros nodos.
El
Subsistema es utilizado por los STP para realizar funciones de traducción de
GTT (Global Title Translation).
De hecho
rutear mensajes SS7 por GTT es una opción válida.
SDL:
Son
canales dedicados a la transmisión de información de señalización entre SP.
En otras
palabras, es el enlace SS7.
Los SDL
(o simplemente links) en general tienen una tasa de transmisión de 64 Kbps.
Los links
pueden agruparse en conjuntos denominados
linkset de hasta 16 links que poseen los mismos SP origen y SP destino.
La carga
de mensajes se reparte entre los links de un linkset.
Si un
link falla, el resto de los links del linkset continúan funcionando, dotando de
mayor confiabilidad al sistema de señalización.
Protocolo SS7
MTP nivel 1 Física:
Provee de
una interface el canal físico por el cual se lleva a cabo al comunicación entre
nodos (SPs).
ITU-T
establece 64Kbps y la ANSI 56Kbps en la transmisión de la señalización.
Convierte
los mensajes en señales eléctricas, se encarga del mantenimiento del enlace
físico.
MTP nivel 2 Enlace de Datos:
Asegura
la transmisión confiable del mensaje sobre el enlace de señalización.
Realiza
el ensamblado de los mensajes salientes en paquetes denominados Signaling Units.
Implementa
control de flujo, validación de la secuencia del mensaje, control de error y retransmisión
de mensajes.
Monitorea
permanentemente los enlaces y reporta su estado.
Protocolo
punto a punto.
Signaling Units:
Información
de señalización se pasa sobre los enlaces en forma de mensajes que se llaman unidades
de señalización (Signaling Units)
Tres
formatos:
MSU (Message
Signal Units) transportan los mensajes SS7
desde las capas superiores; información para establecimiento y terminación de
llamada, los querys y respuestas de las BD.
LSSU
(Link
Status Signal Units) transmiten información del estado del enlace.
FISU
(Fill In
Signal Unit). Se transmiten cuando los buffers están vacios y su función es la
de keepalive.
MTP nivel 3 Red:
Ruteo de
mensajes entre los diferentes puntos de la red SS7.
Administración
de los enlaces, ruteo, así como el control de la congestión.
Redirige
y controla el trafico cuando hay un enlace que falla o está muy congestionado.
Capas Superiores
Se pueden
clasificar en dos categorías:
Los
protocolos relacionados con el control de llamadas de circuitos
(ISUP,
TUP). Se encuentran relacionados con el establecimiento y terminación de las
llamadas telefónicas
Los
protocolos que brindan servicios no orientados a circuitos
(SCCP)
Telephone User Part (TUP)
Establecimiento
de llamada básico así como la desconexión.
Primer
Usuario MTP designado por ITU.
ISUP ha
reemplazado a TUP para la administración de las llamadas (TUP no soporta ISDN)
ISDN User Part (ISUP)
Establecimiento
de llamada básico así como la desconexión de llamadas de voz y sesiones de
datos.
Envía mensajes
de los switches hacia los switches que requieran conectarse.
Los
circuitos se identifican con el campo CIC (código de identificación de
circuitos).
Signaling
Connection Control Part (SCCP)
Provee de
servicios de red (de señalización) orientados y no orientados a conexión.
Provee de
traducción de direcciones.
Provee
información más detallada que MTP. MTP sólo utiliza los PC para rutear los
mensajes, SCCP utiliza métodos de direccionamiento más avanzados para
asegurarse que la información llegue a destino adecuadamente.
El
protocolo TCAP (Transaction Capabilities Applications Part) la utiliza como una
capa de transporte.
Clases de Servicio SCCP:
Clase 0:
No orientado a conexión: los datos se transmiten sin establecimiento de
conexión.
Clase 1:
No orientado a conexión: los datos se transmiten sin establecimiento de
conexión pero se asegura el orden.
Clase 2:
Orientado a conexión: los datos se transmiten estableciendo una conexión.
Clase 3:
Orientado a conexión: los datos se transmiten estableciendo una conexión y en
orden.
Transaction Capabilities
Applications Part (TCAP)
Diseñado
para consultar y obtener información de bases de datos de aplicaciones SS7.
Maneja datos no directamente relacionados con el
circuito.
Utiliza el servicio SCCP.
Responsable
de los Queries y respuestas entre Signaling Switching Point (SSPs) y Signaling Control Point (SCPs).
Cada pareja consulta/respuesta lleva un
identificador.
Envía y
recibe información de las bases de datos.
Validación de las tarjetas de crédito.
Información de ruteo
Información de ruteo
Clientes de TCAP
INAP:
Intelligent Network Appliation Protocol. Capa de aplicación de señalización
para redes inteligentes (IN). Provee varias capacidades, una de las más usuales
es el mapeo de números 0800 y 0900.
MAP:
Provee capa de aplicación de señalización para redes moviles GSM y UMTS y
proveer servicios a usuarios móviles como acceso a HLR, VLR, Equipment Identity
Register, Authentication Center, SMS, SGSN, etc.●
IS41:
Estándar americano esencialmente para roaming en redes cdma2000 y similares
(acceso a HLR, VLR, etc.).
Conclusión SS7
SS7 es una red de datos más grande del mundo. Vincula las empresas
de telecomunicaciones, celulares y redes de larga distancia nacional e
internacional.
SS7 interconecta miles de proveedores de la compañía telefónica en
una red de señalización común.
SS7 seguirá evolucionando a medida que se añaden nuevas funciones
a la Red Inteligente Avanzada.
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.
Introducción RDSI
RDSI La UIT-T (CCITT) define la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI o ISDN en inglés) como: red que procede por evolución de la Red Digital Integrada (RDI) y que facilita conexiones digitales extremo a extremo para proporcionar una amplia gama de servicios, tanto de voz como de otros tipos, y a la que los usuarios acceden a través de un conjunto de interfaces normalizados. Fue definida en 1988 en el libro rojo de CCITT. Antes de la RDSI, el sistema telefónico era visto como una forma de transporte de voz, con algunos servicios especiales disponibles para los datos. La característica clave de la RDSI es que integra voz y datos en la misma línea, añadiendo características que no estaban disponibles en el sistema de teléfono clásico. Se puede decir entonces que la RDSI es una red que procede por evolución de la red telefónica existente, que al ofrecer conexiones digitales de extremo a extremo permite la integración de multitud de servicios en un único acceso, independientemente de la naturaleza de la información a transmitir y del equipo Terminal que la genere. En el estudio de la RDSI se han definido unos llamados puntos de referencia que sirven para delimitar cada elemento de la red. Estos son llamados R, S, T, U y V, siendo el U el correspondiente al par de hilos de cobre del bucle telefónico entre la central y el domicilio del usuario, es decir, entre la central y la terminación de red TR1.
Los RDSI pueden ser:
·
Acceso básico o BRI (Basic Rate Interface)
El acceso básico,
conocido también por las siglas inglesas BRI (Basic Rate Interface), consiste en dos canales B full-duplex de 64 kbps
y un canal D full-duplex de 16 kbps. Luego, la división en tramas, la
sincronización, y otros bits adicionales dan una velocidad total a un punto de
acceso básico de 192 kbps. 2B+D+señalización+framing Este es el tipo de
servicio que encaja en las necesidades de usuarios individuales.
·
Acceso primario o PRI (Primary Rate Interface).
El acceso primario,
también conocido por las siglas inglesas PRI (Primary Rate
Interface) está destinado a usuarios con requisitos de capacidad mayores, tales
como oficinas, empresas con PBX digital o red local. Debido a las diferencias en las jerarquías de
transmisión digital usadas en distintos países, no es posible lograr un acuerdo
en una única velocidad de los datos. En Estad os Unidos suele tener 23 canales tipo B y un canal D de 64Kbps, alcanzando una
velocidad global de 1536Kbps. En Europa el PRI consiste de 30 canales B y un canal D de 64Kbps, alcanzando una
velocidad global de 1984Kbps. En el segundo caso, los canales B también pueden
estar agrupados como 5 canales H0 o un canal H12. Este es el tipo de servicio
que contratan entidades con gran demanda.
Características RDSI
Para
definir los requisitos de acceso del usuario a RDSI, es muy importante
comprender la configuración anticipada de los equipos del usuario y de las
interfaces normalizadas necesarias. El primer paso es agrupar funciones que
pueden existir en el equipo del usuario.
·
Puntos de Referencia: puntos conceptuales usados para separar
grupos de funciones.
· Agrupaciones funcionales: ciertas disposiciones finitas de
equipos físicos o combinaciones de equipos.
El
equipo Terminal es el equipo de abonado que usa RDSI. Se definen dos tipos. El
equipo Terminal de tipo 1 (ET1) son dispositivos que soportan la interfaz RDSI
normalizada. Por ejemplo: teléfonos digitales, Terminales de voz/datos
integrados y equipos de fax digitales. El equipo Terminal de tipo 2 (ET2)
contempla la existencia de equipos no RDSI. Por ejemplo, ordenadores huésped
con una interfaz X.25. Tal equipo requiere un adaptador de Terminal (AT) para
conectarse a la interfaz RDSI.
Agrupaciones
funcionales
Las
agrupaciones funcionales son elementos que desarrollan una función, en este
caso corresponden a equipos o elementos de los mismos bien del Cliente o de
Central.
TC. - Terminación de
Central, situada en la Central de Conmutación se encarga de el mantenimiento
del Acceso de Usuario. Realiza la conexión de canales, soporta la señalización
del usuario y el envío de información en modo paquete.
TL.. - Terminación de
Línea, situada en la Central, se encarga de los aspectos de transmisión.
Convierte el código binario al código de línea empleado. Controla la
sincronización del Acceso. Ésta agrupación funcional está unida a la TC
formando una agrupación.
TR1. - Terminación de Red nº 1, es el primer
elemento en el domicilio del Cliente y obligación de la compañía explotadora
del servicio, en España Telefónica. Permite
la sincronización con los equipos conectados a continuación, controla la
conexión con la Central, adecua las señales de la línea a códigos adecuados
para la conexión de los equipo, permite la verificación a distancia, pudiéndose
evaluar la calidad del enlace.
TR2.- Terminación de Red
nº 2, realiza funciones de control en la instalación del Cliente: tratamiento
de la señalización, multiplexación de canales de información, posible
conmutación local (centralita), concentración de tráfico y mantenimiento de la
instalación del usuario.
ET1. - Equipo Terminal nº 1, es el Equipo
Terminal RDSI, preparado para señalización en modo paquete y gestión de canales
de información. Algunos ejemplos pueden ser Teléfonos RDSI, equipos de Videotelefonía, Tarjetas de PC, entre
otros.
AT. - Adaptador de
Terminales, se trata de un equipo RDSI que tiene la capacidad de adaptar
interfaces. Convierte las señales de otros equipos no RDSI a señales adecuadas
al interfaz correspondiente (interfaz "S").
ET2. - Equipos Terminales
nº 2, son equipos no RDSI que pueden conectarse mediante un interfaz no
Normalizado por RDSI a la Red. Fax Grupos 2 y 3, Teléfonos analógicos, módem.
Puntos de referencia o interfaces
Los
Puntos de Referencia son interfaces entre las agrupaciones funcionales y pueden
ser Reales o Virtuales. Los puntos de referencia Virtuales no son accesibles, o
en algunos casos coinciden con otro Interfaz.
V. - representa la
separación entre las funciones de conmutación y transmisión en la Central. Se
trata de un interfaz Virtual ya que TL y TC están unidas en la Placa de Línea
de la Central Pública.
U. - representa las
características de transmisión en la línea, de forma que especifica el formato
de la trama en la misma, los códigos posibles, niveles de señal, las
perturbaciones permitidas (atenuación, ruido). Brinda al TR1 la posibilidad
sincronización, la activación, y sirve de transporte al Acceso.
T. - representa la separación entre la
transmisión de línea y la transmisión en el domicilio del Cliente. Es un punto
de Transmisión que puede coincidir con el Punto "S".
S. - representa el
interfaz de conexión físico de los equipos Terminales RDSI, y define la estructura
de trama, la gestión del Canal D, la sincronización y las características de
transmisión.
R. .- representa un
interfaz no normalizado en RDSI, y precisa de un AT para que el equipo
correspondiente pueda conectarse al Acceso.
En
el Acceso Básico los puntos S y T corresponden al mismo interfaz, denominándose
interfaz S. Así pues la conexión de un equipo Terminal se efectúa directamente
al TR1, mediante una configuración de instalación determinada (Bus). Puede
conectarse un TR2 pero éste deberá implementar un interfaz S en la conexión. En
el Acceso Primario se conectara un TR2 para transformar el interfaz T en
interfaz S permitiendo la conexión de equipos Terminales RDSI. En el caso de
equipos que gestionen los 30 canales de comunicación, Videoconferencia de alta calidad, este se conecta al
interfaz T, ya que el equipo hará las funciones de TR2. En el lado de Central
las agrupaciones TL y TC están siempre incluidas en la correspondiente tarjeta
de línea, así pues el interfaz V no será accesible. El interfaz U puede
adaptarse a otras señales mediante los equipos de transmisión adecuados, de
esta forma se asegura una cobertura mayor (multiplexores).
Conexiones RDSI
Podemos definir una conexión RDSI según el siguiente diagrama:
El módulo NT1 es el que proporciona la terminación física y electromagnética de la red, aislando al usuario de la compañía suministradora, permitiendo una adecuada monitorización y mantenimiento.
El módulo NT2 realiza, si existe, la conmutación local y el enrutado, en casos de redes locales y centralitas digitales.
Pueden existir equipos NT12, en el caso de que se integren físicamente los equipos de terminación con los de conmutación, por ejemplo en casos de centralitas digitales suministradas por la propia compañía proveedora de los servicios RDSI.
Los equipos TE1 son aquellos que cumplen con las especificaciones RDSI, y que por tanto están diseñados para su conexión directa a dichas líneas.
Por el contrario, los equipos TE2, que no están preparados para su conexión directa a la RDSI, precisan de adaptadores de terminal (TA), que realizan la necesaria adaptación de señales y protocolos, desde interfaces como RS-232, V.35 e incluso de teléfonos normales.
Dado que muchos dispositivos de comunicación actuales operan a velocidades inferiores a los 64 Kbps., es necesario realizar una adaptación a dicha velocidad, que es la empleada por el canal B. Para ello se pueden emplean dos procedimientos:
1. Adaptación V.110 (para datos asíncronos), norma ETSI europea:
· En caso de flujos de 1 sólo bit, se usan 1, 2 o 4 bits por octeto y se completa el resto.
· En caso de flujos de múltiples bits, se realiza un interleaving en cada octeto y se completa si es necesario.
2. Adaptación V.120, norma US:
· Los datos con velocidades inferiores son convertidos a un formato HDLC y transmitidos usando un protocolo similar a LAP-D.
· El adaptador espera hasta que haya suficientes datos de baja velocidad, para crear una trama y transmitirla a 64 Kbps. Si no hay datos disponibles, se completa.
· A diferencia de V.110, V.120 proporciona control de flujo y recuperación de errores.
En el punto "U", los datos son transmitidos a través de un par telefónico, en modo full duplex a 144 Kbps. (BRI), codificados de acuerdo con el standard 2B1Q.
La conexión física RDSI se realiza a través de un conector tipo RJ-45, de 8 pines, y el zócalo correspondiente, en un bus pasivo que permite la conexión simultánea de hasta 8 dispositivos BRI que deben lograr el control sobre el uso de los canales B.
De los 4 pares de hilos, 2 hilos se utilizan para transmisión y dos para recepción; los pares libres pueden ser usados para alimentar al NT2, si así lo requiere.
En el caso de accesos primarios, se emplea un conector BNC, según la interfaz G.703.
La trama BRI es una trama repetitiva de 48 bits, que contiene 16 bits para cada canal B, 4 para el canal D, y 12 bits para alineación de los datos (framing). Es lo que se denomina multiplexación de varios canales de datos por división en el tiempo (TDM o Time Division Multiplexing), en un solo canal físico.
Se emplea un esquema similar en el caso de PRI.
Las ventajas de utilizar un canal para señalización (D), separado de los de datos (B), son:
Señalización y control para varios canales B.
Menor tiempo de respuesta, y por tanto rapidez en la llamada.
Optimización de su utilización.
Inmunidad frente a fallos en los canales de datos.
Posibilidad de introducir mejoras y nuevos servicios en la red.
Para la correcta distribución de los tiempos entre diferentes dispositivos conectados al mismo bus, se emplea un protocolo de gestión del canal D, según el siguientes esquema básico:
La conexión física al bus pasivo RDSI, se realiza situando unos terminadores de 100 Ohmios en cada extremo del bus, que puede tener una distancia máxima de 1 Km. (configuración punto a punto). Si se desean conectar varios dispositivos (bus pasivo corto), la distancia máxima se reduce a 200 metros. En el caso del bus pasivo extendido, varios dispositivos, separados por un máximo de 50 metros, coexisten en un bus de una longitud máxima de 500 metros. Por último, la configuración en estrella permite dividir el bus en dos que siguen la misma norma que en la configuración punto a punto.
La numeración RDSI sigue normas muy similares a la numeración telefónica a la que estamos habituados. Se refiere al punto "T" de conexión entre el bus pasivo y la red.
Sin embargo, y dado que pueden coexistir hasta 8 dispositivos en el bus pasivo, puede complementarse, bien, con 8 números para un mismo punto "T", cada uno de los cuales corresponde a un dispositivo, o bien con códigos adicionales que definen la "dirección" específica de cada dispositivo.
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