Telephony - Chapter 4: Signalling in telephony

Telephony
Nguyễn Duy Nhật Viễn
Chapter 4
Signalling in Telephony
Tổng quan
4
Tổng quan

 Khái niệm:

 Báo hiệu là hệ thống hỗ trợ, phục vụ cho việc
thiết lập, giải tỏa và duy trì kết nối giữa hai thiết bị
ñầu cuối qua các node chuyển mạch.

 Chức năng:

 Giám sát.

 Tìm chọn

 Vận hành
5Tổng quan

 Hệ thống thông tin báo hiệu

 Kỹ thuật báo hiệu :
Nghiên cứu về :
- Nội dung báo hiệu.
- Phương pháp truyền báo hiệu.
- Kỹ thuật xử lý báo hiệu.
Phát tin Xử lý Thu tinXử lý
Kênh truyền
Tín hiệu phát
Nội dung Nội dung
Tín hiệu thu
Phương pháp truyền
Nội dung báo hiệu
7Phân tích cuộc gọi thành công
 EXEX
Hook off
Dialling
tone
Ring signal
Ring b.tone
Clear back
Clear forward
Hook on
Hook on
Conversation
B answer
‘0’ for external 
line
seizure
Seizure acknowledgement
BA
Address info.
Address info.
Dialling
tone
Hook off
8
Báo hiệu nghe nhìn

 Âm mời quay số: 425Hz, liên tục

 Âm báo bận: 425Hz, ngắt quãng 1:1

 Hồi âm chuông: 425Hz, ngắt quảng 1:3

 Dòng chuông: 75VAC, 25Hz

 Tín hiệu phục hồi và giữ máy lâu

 Thông báo.
9Báo hiệu trạng thái

 Trạng thái nhấc máy

 Trạng thái ñặt máy

 Trạng thái rỗi bận

 Tình trạng hỏng hóc

 Tín hiệu trả lời về

 Tín hiệu chiếm dụng / xác nhận chiếm dụng

 Tín hiệu giải phóng hướng ñi / giải phóng hướng về
10
Báo hiệu ñịa chỉ

 Tín hiệu xung thập phân

 Các chữ số ñịa chỉ ñược phát dưới dạng chuỗi gián ñoạn
mạch vòng một chiều (DC) nhờ ñĩa quay số hoặc hệ thống
phím thập phân.

 Tốc ñộ gián ñoạn là 10 lần mỗi giây và tỷ số xung là 1:2. 

 Yêu cầu khoảng vài trăm ms trước chữ số kế tiếp ñể phân
biệt các chữ số với nhau. 
mA 33,3ms66,6ms
40mA
ms
Quay sốHook off
11
Báo hiệu ñịa chỉ

 Tín hiệu mã ña tần
ghép cặp DTMF

 Một số tương ứng với
hai tần số, các tần số
này ít tồn tại trong âm
thanh tự nhiên

 Thời gian quay số
nhanh

 Có thể quay số khi ñàm
thoại
1 2 3
4 5 6
7 8 9
* 0 #
A
B
C
D
697Hz
770Hz
852Hz
941Hz
1029
Hz
1336
Hz
1477
Hz
1633
Hz
Phương pháp truyền
báo hiệu
13
Giới thiệu

 Báo hiệu kênh kết hợp CAS (Channel 
Associated Signaling)

 Báo hiệu kênh chung CCS (Common 
Channel Signaling)
Báo hiệu
Báo hiệu
tổng ñài – thuê bao
Báo hiệu
Liên ñài
CAS CCS
14
Báo hiệu kênh kết hợp

 Phân loại:

 Báo hiệu ñường dây

 phương pháp báo hiệu ñược truyền dẫn giữa các thiết
bị kết cuối và thường xuyên kiểm tra ñường truyền
hoặc tất cả các mạch kết cuối, ví dụ các trạng thái
bận, rỗi

 Báo hiệu thanh ghi

 truyền tất cả các thông tin có liên quan ñến tuyến nối
cuộc gọi bao gồm các con số thuê bao bị gọi, những
ñặc tính của thuê bao ñó. 
15
Báo hiệu kênh kết hợp

 Phương pháp truyền

 ðiểm nối ñiểm (end-to-end) :

 Tín hiệu luôn ñược truyền ñi giữa các ñầu cuối của tuyến
nối theo tiến triển của nó. Ví dụ khi thiết lập tuyến nối qua 3 
tổng ñài A-B-C, thông tin báo hiệu ñầu tiên ñược truyền từ
A tới B và sau khi quảng nối B-C ñược thiết lập thì báo hiệu
lại ñược truyền từ A tới C.

 ðường tiếp ñường (link-by-link) :

 Tín hiệu luôn ñược truyền ñi và tạm lưu từng quảng của
tuyến nối. ðầu tiên thông tin báo hiệu ñược truyền ñi từ A 
ñến B và sau khi quảng nối từ B ñến C ñược thiết lập thì
thông tin báo hiệu tiếp tục truyền ñi từ B ñến C.
16
Báo hiệu kênh kết hợp

 Các kỹ thuật truyền các tín hiệu báo hiệu
trong CAS 

 Tín hiệu báo hiệu nằm trong kênh thoại (DC, 
trong băng).

 Tín hiệu báo hiệu nằm trong kênh thoại nhưng
phạm vi tần số khác (ngoài băng).

 Tín hiệu báo hiệu ở trong 1 khe thời gian, mà
trong ñó, các kênh thoại ñược phân chia một
cách cố ñịnh theo chu kỳ (báo hiệu PCM trong
TS16).
17
Báo hiệu kênh kết hợp

 Báo hiệu DC:

 Tín hiệu này ñược truyền ở dạng xung nhờ thay ñổi cực
tính hoặc trở kháng của dây dẫn. Thông thường, hệ thống
làm việc với 3 trạng thái hướng tới và với 2 trạng thái ở
hướng về.

 Các trạng thái ñược sử dụng ở hướng tới là :
- Trở kháng ñường dây thấp.
- Trở kháng ñường dây cao.
- Cực tính tích cực.

 Các trạng thái ñược sử dụng ở hướng về là :
- Cực tính bình thường.
- Cực tính ñảo. 
18
Báo hiệu kênh kết hợp
Low res
(+a,-b)
Seizure
Low res
High res
0
High res
(+a,-b)
(-a,+b)
Low res
Low res
(+a,-b)
Low res
(-a,+b)
200-
300ms
Seizure 
ack.
B 
aswer Meter 
pulses Idle
Clear 
forward
Clear backDigit 
pulsing
60ms
40ms
160ms
Clear 
back
Clear 
forward
A replaces 
handset first
B replaces 
handset first
19
Báo hiệu kênh kết hợp

 Báo hiệu AC

 Báo hiệu trong băng :

 ðối với tín hiệu trong băng, tần số thường ñược chọn là
2400Hz, ñây là tần số có xác suất phỏng tạo bé nhất. 

 Với loại báo hiệu này, có thể có các giải pháp kỹ thuật sau
ñể phân biệt với thông tin thoại :
- Thực hiện báo hiệu với tần số 0,3-3,4KHz nhưng thời gian tồn tại
lâu hơn.
- Phân biệt báo hiệu và âm thoại về mức ñiện. Phương pháp này ít
ñược dùng vì dễ gây quá tải ñường dây.
- Dùng năng lượng phổ của tín hiệu.
- Chọn tổ hợp 2 tần số.
20
Báo hiệu kênh kết hợp

 Báo hiệu AC

 Báo hiệu ngoài băng:

 Báo hiệu ngoài băng sử dụng tần số thường là
3825Hz. Các bộ lọc dễ dàng lọc các băng tần thoại và
phát hiện tín hiệu báo hiệu chính xác. Vì vậy không
ảnh hưởng ñến kênh thọai. Nhưng trường hợp này có
thể làm tăng chi phí của thiết bị.
IdleClear 
forward
Clear 
back
B 
answer
Register
ready 
signal
Digit
pulses
Seizure
ackn
SeizureIdle
A-B
Tone
B-A
~250ms~250msTone
21
Báo hiệu kênh kết hợp

 Báo hiệu PCM

 FAW: Frame Alignment Word.

 MFAW: Multi-Frame Alignment Word.
Ch3115/31Ch1FAWF15
Ch311/17Ch1FAWF1
Ch31MFAWCh1FAWF0
TS31TS16TS1TS0
22
Báo hiệu kênh chung

 Khắc phục nhược ñiểm CAS về hiệu suất sử dụng kênh báo hiệu

 Các kênh thoại có nhu cầu cần sắp hàng chờ kênh báo hiệu
phục vụ
Tổng ñài A Tổng ñài B
Bộ xử lý Bộ xử lý
Thiết bị báo hiệu
kênh chung
Thiết bị báo hiệu
kênh chung
Trung kế
Kênh báo hiệu
23
Báo hiệu kênh chung

 Cấu trúc gói tin CCS

 ðịa chỉ ñích: Sử dụng ñể tìm ñến ñích

 ðịa chỉ nguồn: Sử dụng ñể truyền lại khi có lỗi

 Số gói : Số thứ tự gói ñể sắp xếp thành bản tin 

 Trường số liệu: Thông tin báo hiệu

 Trường kiểm tra: Kiểm tra lỗi truyền.
ðịa chỉ ñích ðịa chỉ nguồn Số gói Trường số liệu Trường kiểm tra
24
Báo hiệu kênh chung

 Ưu ñiểm:

 Kinh tế.

 Nhanh. 

 Tin cậy.

 Dung lượng cao.

 Linh họat
25
Hệ thống báo hiệu số 7
Tổng ñài B
S/R CCS
Tổng ñài A
TCM
Phân hệ
ñiều khiển
lỗi
Phân hệ
ñầu cuối
báo hiệu
Phân hệ
ñiều khiển
báo hiệu
Hệ thống ñiều khiển tổng ñài
S/R CCS
TCM
Phân hệ
ñiều khiển
lỗi
Phân hệ
ñầu cuối
báo hiệu
Phân hệ
ñiều khiển
báo hiệu
Hệ thống ñiều khiển tổng ñài
30 kênh thọai
30 kênh thọai + 
kênh báo hiệu trong
TS16
Truyền các ñơn vị
báo hiệu
Truyền các bản
tin báo hiệu
26
Hệ thống báo hiệu số 7

 Khái niệm:

 ðiểm báo hiệu sp (signaling point)

 ðiểm chuyển tiếp báo hiệu stp (signaling transfer 
point)

 Kênh báo hiệu sl (signaling link)

 Chùm kênh báo hiệu sls (signaling link set)
sp stp sp
sl
sls
27
Hệ thống báo hiệu số 7

 Các phương thức báo hiệu
A B
ðường báo hiệu
ðường thoại
A B
C D
E F
A B
C D
E F
A B
C
Kiểu kết hợp
Kiểu không kết hợp
Kiểu tựa kết hợp
28
Hệ thống báo hiệu số 7

 Phân mức trong báo hiệu số 7

 UP (User Part) : Phần người sử dụng.

 MTP ( Message Transfer Part) : Phần truyền bản
tin báo hiệu.
Tuyến vật lý
Tuyến dữ liệu Tuyến dữ liệu
Mạng báo hiệu Mạng báo hiệu
Bản tin người sử dụng Bản tin người sử dụng
Bản tin người sử dụng Bản tin người sử dụng
Bản tin người sử dụng Bản tin người sử dụng
UP
MTP
29
Hệ thống báo hiệu số 7

 Mức 1 : Mức tuyến vật lý :

 là phương tiện ñể gởi dòng các bits của thông tin từ ñiểm
này ñến ñiểm khác trên một nối kết vật lý. 

 ñịnh nghĩa các ñặc tính vật lý, ñiện và các chức năng của
tuyến số liệu báo hiệu và phương tiện ñể truy cập nó hoặc
yêu cầu 1 cấu trúc thông tin mà nó ñược cung cấp bởi thiết
bị truyền dẫn hoặc tìm lỗi cơ khí.

 Trong môi trường mạng số liệu, CCS7 thường sử dụng
khe thời gian báo hiệu TS16/PCM32 hoặc TS24/PCM24 với
tốc ñộ kênh báo hiệu 64Kbps. 

 Trong môi trường tương tự, CCS7 có thể truyền trên các
ñường modem với tốc ñộ thấp khoảng 4,8Kbps.
30
Hệ thống báo hiệu số 7

 Mức 2 : Mức tuyến dữ liệu :

 Cung cấp các chức năng và các thủ tục cho việc truyền thông tin 
báo hiệu. 

 Một bản tin báo hiệu ñược truyền trên tuyến theo các ñơn vị báo
hiệu với chiều dài thay ñổi. 

 Một ñơn vị báo hiệu bao gồm thông tin ñiều khiển truyền tin thêm
vào trong nội dung của bản tin báo hiệu.

 Chức năng bao gồm :

 Giới hạn nội dung ñơn vị báo hiệu bằng các cờ.

 Chèn thêm bits ñể chống nhầm lẫn với cờ.

 Sử dụng các bits kiểm tra.

 Chống lỗi bởi phương thức tự ñộng hỏi lại.

 Dò tìm ñường báo hiệu sai bằng cách giám sát tốc ñộ lỗi trên các
ñường báo hiệu.
31
Hệ thống báo hiệu số 7

 Mức 3 : Mức mạng báo hiệu :

 ðịnh nghĩa các chức năng và thủ tục truyền chung và ñộc lập
các tuyến báo hiệu riêng lẻ. Các chức năng chính sau :

 Xử lý bản tin báo hiệu. Trong khi truyền bản tin báo hiệu, những
chức năng này hướng tới tuyến báo hiệu hoặc phần người sử
dụng tương ứng.

 Quản lý mạng báo hiệu : ðiều khiển xác ñịnh hướng theo thời
gian thực, ñiều khiển và tái tạo lại cấu hình mạng khi cần thiết.

 Mức 4 : Mức người sử dụng :

 Mỗi phần cho người sử dụng xác ñịnh các chức năng và các thủ
tục ñặc trưng cho từng người sử dụng riêng biệt.

 TUP: Telephone User Part

 DUP: Data User Part

 ISUP: ISDN User Part
32
Hệ thống báo hiệu số 7

 ðơn vị báo hiệu

 MSU (Message Signal Unit : ðơn vị báo hiệu bản tin) :

 Là ñơn vị báo hiệu có chứa các thông ñiệp ñược chuyển
ñổi giữa phần người sử dụng hay giữa các khối chức năng
quản lý mạng của tổng ñài. 

 MSU có 1 octet thông tin dịch vụ SIO và dải thông tin báo
hiệu SIF. 

 MSU là rất quan trọng, nên ñược truyền lại khi có lỗi xảy ra
do nó mang thông tin của người sử dụng muốn truyền ñi.
Mức 3Mức 4Mức 2
871716288n,n≥2168
FBSNBIBFSNFIBLISIOSIFCKF
Chi tiết
33
Hệ thống báo hiệu số 7

 LSSU (Link Status Signal Unit : ðơn vị báo hiệu trạng
thái tuyến) :

 Chứa các thông tin ñánh giá sự hoạt ñộng của tuyến báo
hiệu (ví dụ như ñồng bộ). 

 LSSU ñược truyền qua lại ở lớp 2 giữa 2 MTP kế cận và nó
chỉ ñược truyền khi tuyến báo hiệu có lỗi hay không còn
ñược dùng ñể truyền MSU.
Mức 2Mức 3Mức 2
87171628,16168
FBSNBIBFSNFIBLISFCKF
Chi tiết
34
Hệ thống báo hiệu số 7

 FISU (Fill in Signal Unit : ðơn vị báo hiệu chèn
thêm) :

 Chứa thông tin ñiều khiển sai và ñinh hạn. 

 Chỉ ñược truyền khi không có MSU và LSSU ñược
truyền. 
 FISU ñược truyền tại lớp 2 giữa 2 MTP kế cận.
Mức 2Mức 2
8717162168
FBSNBIBFSNFIBLICKF
Chi tiết
35
Hệ thống báo hiệu số 7

 F (Flag : Trường cờ) : Là ñiểm bắt ñầu và kết thúc của 1 ñơn vị báo hiệu.

 BSN (Backward Sequence Number : Dãy số lùi) : Thể hiện dãy số của ñơn vị
cuối cùng ñã thu nhận ñược một cách chính xác.

 BIB (Backward Indicator Bit : Bit chỉ thị lùi) : Dùng ñể yêu cầu phát lại các ñơn vị
có lỗi.

 FSN (Forward Sequence Number : Dãy số tiến) : Thể hiện dãy số của dơn vị
báo hiệu sẽ ñược phát.

 FIB (Forward Indicator Bit : Bit chỉ thị tiến) : Chỉ thị việc phát lại của ñơn vị báo
hiệu bằng BIB.

 LI (Length Indicator : Chỉ thị ñộ dài) : Chỉ ra số octet của trường LI và CK. Hệ
thống ñầu cuối bị gọi thực hiện CRC ñể so sánh trình trạng bị lỗi của ñơn vị báo
hiệu ñể ñánh giá nhờ trường này.

 SF (Status Field : Trường trạng thái) : Thể hiện trạng thái của tuyến báo hiệu.

 SIO ( Service Information Octet : octét thông tin dịch vụ) : Xác ñịnh phần người
sử dụng mà trong ñó bao gồm thông tin ñược phát ñi.

 SIF (Signalling Information Field : Trường thông tin báo hiệu) : Mã ñiểm ñích, 
mã ñiểm nguồn, mã tuyến báo hiệu và bộ 8 bits từ 2272 có thể thay ñổi.
Xử lý báo hiệu trong
trong tổng ñài
37
Khái niệm






Dây thuê bao tương tự
Dây thuê
bao số sơ
cấp
Dây thuê
bao số thứ
cấp
Dây trung
kế số
Dây trung
kế tương tự
N
T
U
I
S
P
B
X
DLTU (Digital Line Termination Unit) : ðơn vị ñường dây ñầu cuối số.
SLTU (Subcribler Line Termination Unit ): ðơn vị ñường dây ñầu cuối thuê bao .
NTU (Network Termination Unit ) : ðơn vị mạng ñầu cuối.
ISPBX (Intergrated services PBX) : Các dịch vụ tích hợp tổng ñài cơ quan.
ðịnh tuyến
báo hiệu
ðịnh tuyến
báo hiệu
SLTU
D/SLTU
DLTU
DLTU
ATTU ðiều khiển tổng ñài
Thu phát
Báo hiệu
Tone và
Thông báo
Tổng ñài khác
Tổng ñài khác
38
ðịnh tuyến báo hiệu trong
tổng ñài

 ðịnh tuyến báo hiệu cho thuê bao tương tự


SLTU
SLTU
controller
SLTU
SLTU
controller
Bộ thu tín
hiệu MF
Tín hiệu
chọn số
Tín hiệu
ñường
dây và
chọn số Tín hiệu
ñường dây
Tín hiệu
ñịa chỉ
LD
MF
ðiều khiển tổng ñài
Khối
Chuyển
Mạch
Nhóm
Khối
Chuyển
Mạch
Tập
Trung
Thuê
Bao
39
ðịnh tuyến báo hiệu trong
tổng ñài

 ðịnh tuyến báo hiệu cho thuê bao số
SCSB (Subscriber Concentrator Switching Block) : Khối chuyển mạch tập trung thuê bao.
D/SLTU (Digital / Subscriber Line Terminal Unit) : ðơn vị kết cuối ñường dây thuê bao số
N
T
U
I
S
P
B
X
D/SLTU
No1
SCSB
Bộ tập trung báo
hiệu thuê bao
TS1
TS2
.
.
.
.
TS31
.
.
TS16
115
64Kbps
Dây số
sơ cấp
144Kbps
Dây số
thứ câp
2Mbps
2Mbps
16Kbps
2Mbps
64Kbps
Hệ thống ñiều
khiển tổng ñài
Thu nhận báo hiệu
kênh chung thuê bao
D
L
T
U
D
L
T
U
M
U
X
40
ðịnh tuyến báo hiệu trong
tổng ñài

 ðịnh tuyến
báo hiệu liên
ñài
Khối chuyển
mạch nhóm
Thu phát
CCS
Thu phát
MF
Thu phát
CAS
DC line and 
MF selection
LD,DC line 
and selection
1VF line and
selection
1VF line and
MF selection
TS16 line and 
selection
TS16 line and 
1VF selection
TS16 line and 
MF selection
TS16 line and 
MF selection
CCS line and
selection
CCS line and
(in TS16) 
selection
TS16 line and 
selection
TS16 line and 
selection
TS16 line and 
MF selection
TS16 line and 
MF selection
TS16 line and 
selection
TS16 line and 
selection
ATTU
DC-TS16
ATTU
1VF
ATTU
DC-TS16
ATTU
1VF
DLTU
1VF-CAS
TS16
DLTU
DLTU
CCS
DLTU
1VF-CAS
TS16
1VF-CAS
TS16
Nối kết bán vĩnh viễn
Nối kết ngắn hạn
41
Các bộ thu phát báo hiệu

 Thu phát MF
PMUX
MF
S/R
PMUX
MF
S/R
ðiều khiển tổng ñài
Thu
MF
1
Chuyển mạch
2Mbps
Chuyển mạch
2Mbps
Thu
MF
8
Phát
MF cho
các kênh
ðiều khiển tổng ñài
Kiểu tương tự Kiểu số
42
Các bộ thu phát báo hiệu

 Thu phát báo hiệu kênh kết hợp
Chuyển mạch
tập trung
TS161
PCM1
TS162
PCM2
TS1630
PCM30
TS1630TS162TS161TS0
43
Các bộ thu phát báo hiệu

 Thu phát báo hiệu kênh kết hợp
TS16 từ luồng
2Mbps thứ 31
TS16 từ luồng
2Mbps thứ 2
TS16 từ luồng
2Mbps thứ nhất
ABCD15ABCD31ABCD15ABCD31ABCD15ABCD31-Frame 15
ABCD4BCD20ABCD4ABCD20ABCD4ABCD20FAWFrame 4
ABCD3ABCD19ABCD3ABCD19ABCD3ABCD19-Frame 3
ABCD2BCD18ABCD2ABCD18ABCD2ABCD18FAWFrame 2
ABCD1ABCD17ABCD1ABCD17ABCD1ABCD17-Frame 1
ðồng bộ ña
khung
ðồng bộ ña
khung
ðồng bộ ña
khung
FAWFrame 0
TS31TS2TS1TS0
44
Các bộ thu phát báo hiệu

 Thu phát báo hiệu kênh kết hợp
từ khối chuyển
mạch 2Mb/s
(930 ch cho
2ms) ñến hệ thống
ñiều khiển tổng
ñài
ñ/c ñọc
reset
ñ/c
ghi
reset
ñ/c ñọc
1
.
.
.
.
.
31
ñ/c
ghi
CAS store 1
(30cell)
W R
D
E
M
U
X
CAS store 
30
(30cell)
W R
THU
CAS
dữ liệu
dữ liệu
dữ liệu
dữ liệu
a. Thu tín hiệu.
ðồng bộ
ða khung
ðồng bộ
ða khung
ðếm
Chu kỳ
ðếm
Chu kỳ
45
Các bộ thu phát báo hiệu

 Thu phát báo hiệu kênh kết hợp
vào
TS16
Hệ thống
ñiều khiển
tổng ñài
ðến khối
chuyển mạch
2Mb/s
vào
TS0
Phát ñồng
bộ khung
M
U
X
Lưu trữ
CAS
(930 cell)
R W
Phát ñồng
bộ ña
khung
PHÁT 
CAS
reset ñ/c ghi
data
b. Phát tín hiệu
ðếm chu kỳ
Clock
Tổng ñài
Các bộ tạo tone và
thông báo
47
Sự ñịnh tuyến tones và các
bản tin thông báo
Khối
chuyển
mạch
nhóm
Khối
chuyển
mạch tập
trung
thuê bao
Bản tin 
thông
báoToneTone

48
Tạo tones và các bản tin thông
báo

 Kỹ thuật tương tự
OSC
Tạo bản tin thông báo
1:1
1:3
425Hz
Coder
Coder
Coder
Coder
+
ðơn vị ñiều 
khiển
Mời quay số
Báo bận
Hồi âm chuông
ñến TCM
49
Sự ñịnh tuyến tones và các
bản tin thông báo

 Kỹ thuật số
ROM
1
ROM
2
ROM
3
ðếm vòng
ðếm vòng
ðếm vòng
S
E
L
E
C
T
O
R ðơn vị ñiều
khiển
Tới khối
chuyển mạch
2Mbps