Workshop Signalisierung Ziele der Teilnehmer lernt die Grundzüge SS7 – Signalisierung kennen

1. Workshop Signalisierung • Ziele • der Teilnehmer lernt die Grundzüge SS7 – Signalisierung kennen • er kann den Unterschied zwischen assoziierter und quasiassoziierter Signalisierung erklären • er kann die Netze (NAT0, NAT1 und INAT0) differenzieren • er kann die Auswirkungen von Signalisierungsausfällen besser einschätzen • er lernt die Funktion des STP‘ s kennen

2. Inhalt • Einführung SS7 Zeichengabenetz, Zeichengabepunkte und –strecken • Aufbau des SS7 Nachrichten- und Anwenderteil • Zeichengabeprozeduren Verbindungsauf- und abbau • Datenbasis Beispieleinrichtungen der SS7 – Anteile und Sprachbündel

3. 1 Einführung SS7 Kommunikationsnetze verbinden für den Nachrichtenaustausch (z.B. Sprache, Daten, Texte oder Bilder) in der Regel zwei Teilnehmerendeinrichtungen über mehrere Leitungsabschnitte und Vermittlungseinrichtungen miteinander. Bei der Verbindungssteuerung und bei der Anwendung von Features sind dabei zwischen den Netzknoten Steuerinformationen zu übertragen. In analogen Kommunikationsnetzen sorgten bisher kanalgebundene Zeichengabesysteme für den Transport der Steuerinformationen. Mit den kanalgebundenen Zeichengabesystemen ist in den analogen Kommunikationsnetzen ein einwandfreier Vermittlungsbetrieb gewährleistet. Sie genügen aber nicht den Anforderungen in digitalen, rechnergesteuerten Kommunikationsnetzen. Digitale, rechnergesteuerte Kommunikationsnetze bieten gegenüber den analogen Kommunikati-onsnetzen einen wesentlich höheren Leistungsumfang; u.a. durch eine Anzahl neuer Dienste und Dienstmerkmale. Dementsprechend größer ist die Menge und Vielfalt der zu übertragenden Steuerinformationen. Sie können von den herkömmlichen kanalgebundenen Zeichengabesystemen nicht mehr wirtschaftlich transportiert werden. In digitalen, rechnergesteuerten Kommunikationsnetzen ist deshalb ein leistungsfähigeres Zeichengabesystem notwendig. Zeichengabenetz Im Gegensatz zu der üblichen kanalgebundenen Zeichengabe werden beim SS7 die Zeichengabenachrichten über separate Zeichengabestrecken geführt (siehe Bild 1.1). Eine Zeichengabestrecke kann dabei die Zeichengabenachrichten für viele Nutzkanäle transportieren. Die Zeichengabe-strecken des SS7 verbinden in einem Kommunikationsnetz Zeichengabepunkte miteinander. Die Zeichengabepunkte und die Zeichengabestrecken bilden so ein eigenständiges Zeichengabenetz. Es ist dem Nutzkanalnetz überlagert.

4. Zeichengabepunkte Bei den Zeichengabepunkten unterscheidet man zwischen – Zeichengabeendpunkten (SP) und – Zeichengabetransferpunkten (STP). Die Zeichengabeendpunkte (SP) sind die Quellen (Zeichengabeursprungspunkte) und Senken (Zeichengabezielpunkte) des Zeichengabeverkehrs. In einem Kommunikationsnetz sind dies in erster Linie die Netzknoten. Die Zeichengabetransferpunkte (STP) vermitteln empfangene Zeichengabenachrichtenanhand der Zieladresse zu einem anderen Zeichengabetransferpunkt oder zu einem Zeichengabeendpunkt weiter. In einem Zeichengabetransferpunkt findet keine vermittlungstechnische Bearbeitung der Zeichengabenachrichten statt. Ein Zeichengabetransferpunkt kann in einem Zeichen-gabeendpunkt (z.B. einem Netzknoten) integriert sein oder einen eigenen Knoten im Zeichengabenetz bilden. In einem Zeichengabenetz sind, je nach Größe des Netzes, eine oder mehrere Ebenen von Zeichengabetransferpunkten möglich. Alle Zeichengabepunkte im Zeichengabenetz sind im Rahmen eines entsprechenden Nummerierungsplanes durch einen Code gekennzeichnet und können so in einer Zeichengabenachricht gezielt adressiert werden. Codierung der Zeichengabepunkte (SPC) 14 Bit NAT0 5-4-5 SPC‘s sind frei vergebbar, sie werden nicht über eine Netzgrenze hinaus signalisiert. NAT1 4-3-4-3 SPC wird von der RegTp als koordinierende Stelle vergeben, diese Netzebene wird von der DTAG und den privaten Carriern für die Interconnection benutzt. INAT0 3-8-3 SPC wird von der RegTp als koordinierende Stelle vergeben,diese Netzebene wird zur Signalisierung zwischen internationalen Carriern benutzt. Grundsätzlich gilt: Auf einer Netzebene darf ein SPC nur einmal existieren!

5. Bild 1.1 Zeichengabe über eine zentrale Zeichengabestrecke

6. Zeichengabestrecken Eine Zeichengabestrecke besteht aus einem doppeltgerichtet betriebenen Zeichengabekanal. Als Zeichengabekanal kann ein Kanal einer vorhandenen Übertragungstrecke (z.B. einem Pulscode-Modulationssystem mit 30 Kanälen, PCM30-Strecke) verwendet werden. Aus Redundanzgründen ist in der Regel zwischen zwei Zeichengabepunkten mehr als eine Zeichengabestrecke vorhanden. Bei Ausfall einer Zeichengabestrecke sorgen Funktionen des SS7 für die Umlenkung des Zeichengabeverkehrs auf fehlerfreie Ersatzwege. Alle Zeichengabestrecken zwischen zwei Zeichengabepunkten bilden zusammen ein Zeichengabestreckenbündel. Betriebsweisen Im Zeichengabenetz für das SS7 können zwei verschiedene Betriebsweisen angewendet werden. Bei der assoziierten Betriebsweise (siehe Bild 1.2) wird die Zeichengabestrecke zusammen mit dem dazugehörenden Nutzkanalbündel geführt; das heißt die Zeichengabestrecke ist direkt mit jenen Zeichengabeendpunkten verbunden, die auch die Endpunkte des Nutzkanalbündels sind. Diese Betriebsweise ist empfehlenswert, wenn die Verkehrsbeziehung zwischen den Zeichengabeendpunkten A und B stark ausgelastet ist. Bild 1.2 Assoziierte Betriebsweise

7. Bei der quasi-assoziierten Betriebsweise (siehe Bild 1.3) verlaufen die Zeichengabestrecke und das Nutzkanalbündel auf verschiedenen Wegen. Das Nutzkanalbündel verbindet dabei direkt den Zeichengabeendpunkt A mit dem Zeichengabe-endpunkt B. Die Zeichengabe für das Nutzkanalbündel wird dagegen über einen oder mehrere festgelegte Zeichengabe-transferpunkte abgewickelt. Diese Betriebsweise ist vorteilhaft für weniger stark ausgelastete Verkehrsbeziehungen, da die einzelnen Zeichengabestrecken für mehrere Ziele benutzt werden können. Bild 1.3 Beispiel für die quasi-assoziierte Betriebsweise

8. Aufbau des SS7 Beim SS7 sind die Zeichengabeaufgaben verteilt auf · Nachrichtenübertragungsteil (MTP) · Benutzerteile (UP) Der Nachrichtenübertragungsteil (MTP) stellt ein anwenderneutrales Transportmittel für Nachrichten zwischen den Anwendern dar. Der Begriff Anwender gilt hier für alle Funktionseinheiten, die die Transportfähigkeit des Nachrichten-übertragungsteils nut-zen. Die Benutzerteile (UP) umfassen jeweils für einen bestimmten Anwendertyp (z.B. den Datendienst, das ISDN) die Funktionen, Protokolle und Codierungen für die Zeichengabe über das SS7. Die Anwenderteile steuern damit z.B. den Auf- und Abbau von Nutzkanalverbindungen, die Abwicklung von Dienstmerkmalen sowie Verwaltungsfunktionen und Wartungsfunktionen für die Nutzkanäle. Die Funktionen des Nachrichtenübertragungsteils und der Anwenderteile des SS7 sind in 4 Ebenen unterteilt (siehe Bild 1.4). Dabei entfallen auf den Nachrichtenübertragungsteil die Ebenen 1 bis 3; die Benutzerteile bilden die Ebene 4.

9. Bild 1.4 Funktionale Ebenen des SS7

10. ISDN-Benutzerteil (ISUP) (ITU-T Empfehlung Q.761 bis Q.767) Der ISDN-Benutzerteil (ISUP) umfaßt die Zeichengabefunktionen für die Steuerung von Verbindungen, für die Abwicklung von Diensten und Features sowie für die Verwaltung von Nutzkanälen im ISDN. Für den Transport von Zeichengabe-nachrichten hat der ISDN-Benutzerteil (ISUP) Schnittstellen zum Nachrichtenübertragungsteil sowie zum Steuerteil für Zeichengabetransaktionen (SCCP). Der ISUP kann Funktionen des SCCP für die End-to-end-Zeichengabe nutzen. Aufbau einer ISUP-Nachricht Bild 1.5 zeigt den generellen Aufbau einer ISUP-Nachricht, wie sie link-by-link übertragen wird. Bild 1.5 ISUP-Nachricht

11. Die Adresse besteht aus dem Code des Zielnetzknotens, dem Code des Ursprungsnetzknotens und der Zeichengabekanalauswahl. Die Sprechkreisadresse (CIC) ordnet die Nachricht einem bestimmten Nutzkanal zu. Eine Sprechkreisadresse ist an jeden Nutzkanal fest vergeben. Die Nachrichtenart definiert die Funktion und das Format einer ISUP-Nachricht. Es werden Nachrichtenarten für den Verbindungsaufbau und für die Verwaltung von Netz-knoten unterschieden. Nachrichtenarten für den Verbindungsaufbau (Beispiele): – Initial address message (IAM) Die IAM ist die erste Nachricht, die beim Verbindungsaufbau zum nächsten Netzknoten gesendet wird. Sie dient zur Belegung eines Nutzkanals und enthält alle Informationen, die für eine Leitweglenkung bis zum Zielnetzknoten erforderlich sind. – Subsequent address message (SAM) Die SAM transportiert die Wählziffern, die noch nicht in der IAM enthalten waren. – Address complete message (ACM) Mit der ACM wird dem rufenden Netzknoten angezeigt, daß der Zielnetzknoten erreicht wurde. – Answer message (ANM) Die ANM zeigt dem rufenden Netzknoten das Melden des gerufenen Teilnehmersan. Mit der ANM beginnt im allgemeinen die Gebührenzählung. Nachrichtenarten für den Verbindungsabbau (Beispiele): – Release message (REL) Die REL leitet den Abbau einer Nutzkanalverbindung ein. Eine nicht erfolgreich aufgebaute Nutzkanalverbindung wird ebenfalls mit REL abgebaut. Sie enthält dann auch den Grund für den nicht erfolgreichen Verbindungsaufbau. – Release complete message (RLC): Mit der RLC wird das Aufheben der Nutzkanaldurchschaltung angezeigt und der Empfang der REL quittiert. Nach dem Senden bzw. Empfangen der RLC ist der Nutzkanal freigegeben und steht damit für einen neuen Verbindungsaufbau zur Verfügung.

12. Nachrichtenarten für die Verwaltung von Nutzkanälen (Beispiele): – Blocking message (BLO) Die BLO dient zum Sperren eines Nutzkanals. – Unblocking message (UBL) Die UBL dient zum Entsperren eines Nutzkanals. Der feste verbindliche Teil der ISUP-Nachricht enthält jene Parameter, die bei einer bestimmten Nachrichtenart zwingend vorhanden sein müssen und eine feste Länge haben. Bei der IAM sind dies z.B. Angaben über: – die Art der Verbindung (z.B. Verbindung über eine Satellitenstrecke) – die Anforderungen an die Übertragungsstrecke (z.B. durchgehend 64 kbit/s) – die Anforderungen an das Signalisierungssystem (z.B. durchgehend ISUP) – die Art des rufenden Teilnehmers (ISDN-Teilnehmer = Normalteilnehmer) Der variable verbindliche Teil der ISUP-Nachricht enthält Parameter mit veränderlicher Länge. Bei der IAM ist dies z.B.: die Rufnummer oder mindestens der Teil der Ruf-nummer, der für die Leitweglenkung bis zum Zielnetzknoten notwendig ist. Besitzt eine Nachricht einen optionalen Teil, so ist für die Nachricht spezifiziert, welche Parameter im optionalen Teil übertragen werden können. Dabei kann es sich sowohl um Parameter mit fester als auch mit variabler Länge handeln. Bei der IAM sind dies z.B.: – Rufnummer des rufenden Teilnehmers – Angaben über die Verbindung (z.B. in einer geschlossenen Benutzergruppe) – Anwenderinformationen

13. Zeichengabeprozeduren Als Beispiele für Zeichengabeprozeduren des ISUP werden ein Verbindungsaufbau und ein Verbindungsabbau näher erläutert. Der Verbindungsaufbau beginnt, nachdem im Ursprungsnetzknoten eine ausreichende Anzahl an Wählziffern vom rufenden Teilnehmer eingetroffen ist. Zunächst wird die Leitweglenkung durchgeführt und ein freier Nutzkanal belegt. Die erste Nachricht, die der ISUP im Ursprungsnetzknoten zum Aufbau einer Verbindung aussendet, ist die IAM. Die Initial address message (IAM) enthält alle bis dahin eingetroffenen Wählziffern. Die nachfolgend eintreffenden Wählziffern gibt der ISUP mit einer Subsequent address message (SAM) weiter. Der Transitnetzknoten führt nach Empfang der IAM seinerseits eine Leitweglenkung durch. Bei erfolgreicher Leitweglenkung belegt der Transitnetzknoten einen freien Nutzkanal und der ISUP schickt eine IAM zum Zielnetzknoten. Die IAM vom ISUP im Transitnetzknoten enthält die gesamte bis dahin eingetroffene Wählinformation (aus der empfangenen IAM und eventuell nachfolgend eingetroffener SAM). Eine nach dem Aussenden der IAM im Transitnetzknoten eintreffende SAM gibt der ISUP unverändert weiter. Der Zielnetzknoten analysiert die in der IAM enthaltene Wählinformation und wartet gegebenenfalls auf weitere Wählziffern, die mit SAM eintreffen. Sind alle Informationen vorhanden, wird der gerufene Teilnehmer ermittelt, sein Zustand abgefragt und eine Berechtigungsprüfung für den angeforderten Dienst durchgeführt. Mit der Address complete message (ACM) teilt der Zielnetzknoten dem Ursprungsnetzknoten mit, daß der Verbindungsaufbau bis zum Zielnetzknoten erfolgreich war. Beim Dienst Fernsprechen wird, wenn der gerufene Teilnehmer frei ist, der Freiton über den Nutzkanal vom Zielnetzknoten zum rufenden Teilnehmer gesendet. Wenn sich der gerufene Teilnehmer meldet, wird der Freiton wieder abgeschaltet und die Verbindung durchgeschaltet. Danach sendet der ISUP im Zielnetzknoten die Answer message (ANM) zum Ursprungsnetzknoten, die daraufhin mit der Gebührenzählung beginnt. Der Verbindungsabbau kann vom rufenden oder vom gerufenen Teilnehmer eingeleitet werden. Der ISUP im initiierenden Netzknoten sendet dazu die Release message (REL) an den Transitnetzknoten . Der Transitnetzknoten leitet die REL sofort weiter an den entsprechenden Endnetzknoten. Eine empfangene REL wird jeweils mit der Release complete message (RLC) quittiert, sobald der betreffende Nutzkanal freigeschaltet ist.

14. Assoziierte Signalisierung zwischen zweiVermittlungsstellen IAMInitialAddressMessage B - Seite A - Seite SPC 0-0-0-1 SPC 0-0-0-2 Trunks A - Teilnehmer hebt ab und wählt die Rufnummer des B - TeilnehmersIAM mit den erforderlichen Daten wird gesendet.

15. Assoziierte Signalisierung zwischen zweiVermittlungsstellen SAMSubsequentAddressMessage B - Seite A - Seite SPC 0-0-0-1 SPC 0-0-0-2 Trunks Wurden nicht alle Ziffern der B - Nummer in der IAM gesendet sowerden sie als Subsequent Address Message nachgereicht.

16. Assoziierte Signalisierung zwischen zweiVermittlungsstellen ACMAddressCompleteMessage B - Seite A - Seite SPC 0-0-0-1 SPC 0-0-0-2 Trunks Nachdem die B - Seite alle nötigen Ziffern erhalten hat um den Call zu terminieren sendet sie zur A - Seite eine Address Complete Message.In der ACM wird der Status des B - Teilnehmers angezeigt und damitder A - Seite vorgegeben ob sie z. B. einen Rufton anlegen soll.

17. Assoziierte Signalisierung zwischen zweiVermittlungsstellen B - Seite A - Seite ANMAnswerMessage SPC 0-0-0-1 < Sprachkanal wird in beide Richtungen durchgeschaltet > SPC 0-0-0-2 Trunks Die Answer Message wird gesendet sobald der B - Teilnehmer den Callentgegen nimmt. Mit erhalt der ANM beginnt die A - Seite mit der Vergebührung.

18. Assoziierte Signalisierung zwischen zweiVermittlungsstellen B - Seite A - Seite RELRelease SPC 0-0-0-1 SPC 0-0-0-2 Trunks A - Seite meldet der B - Seite das der Call ausgelöst wurde,auf der A - Seite wird die Vergebührung gestoppt.

19. Assoziierte Signalisierung zwischen zweiVermittlungsstellen B - Seite A - Seite RLCReleaseComplete SPC 0-0-0-1 < Durchgeschalteter Sprachkanal wurde ausgelöst > SPC 0-0-0-2 Trunks B - Seite meldet der A - Seite das sämtliche aufgebaute Sprachkanäleausgelöst wurden und wieder zur Verfügung stehen.

20. Quasiassoziierte Signalisierungüber STP SPC 0-0-0-3 SPC 0-0-0-4 IAM Signalisierungs-kanal IAMInitialAddressMessage IAM SPC 0-0-0-1 SPC 0-0-0-2 Trunks

21. Quasiassoziierte Signalisierungüber STP SPC 0-0-0-3 SPC 0-0-0-4 SAM Signalisierungs-kanal SAMSubsequentAddressMessage SAM SPC 0-0-0-1 SPC 0-0-0-2 Trunks

22. Quasiassoziierte Signalisierungüber STP SPC 0-0-0-3 SPC 0-0-0-4 ACM Signalisierungs-kanal ACMAddressCompleteMessage ACM SPC 0-0-0-1 SPC 0-0-0-2 Trunks

23. Quasiassoziierte Signalisierungüber STP SPC 0-0-0-3 SPC 0-0-0-4 ANM Signalisierungs-kanal ANMAnswerMessage ANM < < < Sprachkanal wird in beide Richtungen durchgeschaltet > > > SPC 0-0-0-1 SPC 0-0-0-2 Trunks

24. Quasiassoziierte Signalisierungüber STP SPC 0-0-0-3 SPC 0-0-0-4 REL Signalisierungs-kanal RELRelease REL SPC 0-0-0-1 SPC 0-0-0-2 Trunks

25. Quasiassoziierte Signalisierungüber STP SPC 0-0-0-3 SPC 0-0-0-4 RLC Signalisierungs-kanal RLCReleaseComplete RLC < < < Durchgeschalteter Sprachkanal wurde abgebaut > > > SPC 0-0-0-1 SPC 0-0-0-2 Trunks

26. Logischer Aufbau des Signalisierungsweges über STP SPC2-46-1 SPC2-36-1 SPC2-251-3 Signalisierung zwischenSTP und Carrier CCNC NUC SSNC CCNC Trunks Signalsierung zwischenEWSD und STP Carrier EWSD DFFM1 STP SFFM1