© Network Management Group Telecoms sa – NMG Telecoms Reproduction, adaptation, or translation without prior written permission is prohibited, except as allowed under copyright laws. Réseaux de Signalisation Présentation SS7 Version 8f, 08/2001 Réseaux de Signalisation Présentation SS7 Version 8f, 08/2001

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 2 SOMMAIRE Définitions Caractéristiques (Signalisations Usager & Réseau) SS7: Principes de base SS7: Modes de signalisation SS7: Architecture SS7: Protocoles & exemples de transactions SS7: Utilisation SS7 & Réseaux Intelligents (IN) SS7: Exploitation, Administration & Maintenance Convergence SS7 / IP SS7 & GSM + Convergence IN Applications basées SS7: introduction aux solutions NMG

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 3 Définitions La signalisation concerne tous les échanges d’informations nécessaires pour la fourniture et la maintenance d’un service de télécommunications. La signalisation comprend les signaux requis pour la gestion des connexions:  Etablissement et rupture,  Contrôle et facturation,  Supervision et maintenance …  Gestion GSM et IN communication établissement rupture contrôle

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 4 Types de signalisation User Network Interface (UNI) - signalisation abonné (DSS1,V5) - signalisation RNIS (D) - signalisation PABX (QSIG) Network Interface (NNI) - signalisation SS7

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 5 Caractéristiques de signalisation (1) … De la signalisation analogique vers la signalisation numérique …  Sur les accès d’abonnés la signalisation reste aujourd’hui encore analogique: tonalités, numérotation multi-fréquences, etc..  L’évolution va vers une signalisation purement numérique, sous forme de paquets digitalisés, aussi bien sur la ligne d’abonné (canal D du RNIS) que dans le cœur du réseau (SS7) More information  Accès plus rapide à l’information, temps de connexion réduits  Disponibilité et sécurité de l’information  Qualité de Service accrue  Cette révolution est depuis le début des années 80 en œuvre dans les cœurs des réseaux  SS7

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 6 Caractéristiques de signalisation (2) … Utilisation de canaux de communication séparés … On parle de Out-of-Band signaling ou Common Channel signaling (CCS) ou Réseau Sémaphore  Sur les accès d’abonnés la signalisation analogique emprunte aujourd’hui le même canal que les voies de parole.  L’évolution va vers des canaux séparés: par exemple dans le RNIS canaux B pour les voies de parole, canal D pour la signalisation.  Permet un accès permanent aux informations de signalisation (signalisation en cours d’appel)  Performance accrue sur un canal dédié (réduction des délais, réduction des intrusions par la fraude)  Cette révolution est depuis le début des années 80 en œuvre dans les cœurs des réseaux  SS7

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 7 Architecture réseau sémaphore Liens de signalisation: Réseau SS7 Liens de communication: Voies de parole/data Canaux de signalisation COC Canal D Canaux B

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 8 Choix SS7 Les messages SS7 sont échangés entre les éléments de réseau dans des canaux bidirectionnels à 64kbits/s (ITS MIC), aussi appelés COCs (Canaux Sémaphores = Signaling Links). La signalisation Sémaphore emprunte des canaux séparés sur des MICs (transmission PDH: E1 à 2048kbits/s ou T1). La signalisation Sémaphore apporte les avantages suivants:  Temps de connexion plus rapides  Meilleure disponibilité des voies de parole  Possibilité de fournir des services supplémentaires indépendants des circuits de commutation: réseaux Intelligents (IN)  Contrôle amélioré par rapport à des actions de fraude

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 9 Architecture réseau

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 10 Architecture SS7 (1) Chaque Point de Transfert Sémaphore (PTS) dans le réseau SS7 est identifié de façon non-ambiguë par le « numeric point code ». Ces codes sont acheminés dans des messages de signalisation entre les différents points, afin d’identifier la source (CPO) et la destination (CPD) de chaque message. Le réseau SS7 est défini à partir de 3 types de points de signalisation.  SSP (Service Switching Point) ou CAS (Commutateur d’Accès Service)  STP (Signal Transfer Point) ou PTS (Point de Transfert Sémaphore)  SCP (Service Control Point) ou PCS-R (Point de Contrôle Service Réseau)  Ce type d’architecture permet un maximum de redondance, une haute disponibilité et des garanties de sécurité.

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 11 STP = PTS: Signaling Transfer Point SSP = CAS : Switching Point TSw : Transit Switch Sw : Local Switch Architecture SS7 (2)

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 12 Modes de signalisation SS7 (1) Signalisation en mode associé  Les canaux de signalisation correspondent point pour point aux liaisons entre commutateurs circuit véhiculant les voies de parole.  mise en œuvre simple mais multiplication des nœuds de signalisation  Ceci exigerait des liens dédiés entre tous les commutateurs…. Signalisation en mode quasi-associé  Ce système permet de minimaliser le nombre de nœuds se signalisation  coût optimalisé et meilleure performance en termes de délais de transmission.  Le mode quasi-associé est celui qui est préféré pour le SS7. (Signalisation en mode non-associé)  Dans cette configuration les canaux sont complètement décorrélés:  algorithmes de routage compliqués, délais accrus, etc…  Ce mode n’est pas mis en œuvre pour le SS7

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 13 PTS 1 PTS 2 PTS 3 PTS 4 CAS1CAS2CAS3 Mode Associé Voies de parole Liens SS7 link linkset relation Mode Quasi-Associé Modes de signalisation SS7 (2)

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 14 Protocoles SS7 (1) Les services SS7 sont décrits par les couches applicatives du modèle ISO (4 à 7)  ISUP = ISDN User Part  TUP = Telephone User Part  SCCP = Signaling Connection Control Part  TCAP = Transaction Capabilities Application Part Les mécanismes de transmission SS7 sont décrits par les couches réseau du modèle ISO (1 à 3):  MTP = Message Transfer Part

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 15 MTPMessage Transfer Part (Q.701 – Q.704) ISUPISDN User Part (Q.761 – Q.766) TUPTelephone User Part (Q.721 – Q.725) SCCPSignaling Connection Control Part (Q.711 – Q.714) MAPMobile Application Part INAPIntelligent Network Application Part SSNSub System Number (SCCP) SIOService Information Octet (SIO=NI+SI, Network Indicator and Service Indicator) M T P SCCP/TCAP ISUPTUP MAPINAP SIO SSN Protocoles SS7 (2)

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 16 Niveau 3 : réseau de signalisation -Routage (gestion d’orientation, tables de routage) -Gestion des canaux ( linkset management) Niveau 3 : réseau de signalisation -Routage (gestion d’orientation, tables de routage) -Gestion des canaux ( linkset management) L3 : Routage Niveau 2 : liens de signalisation -Détection & correction d’erreurs par retransmission -détection d’erreurs par CRC, acknowledgement -Numérotation des séquences (NSA, NSR) & gestion -Gestion des liens(echange de messages LSSU) -Alignement des canaux et délimitation des trames -Surveillance de la qualité (taux d’erreurs) Niveau 2 : liens de signalisation -Détection & correction d’erreurs par retransmission -détection d’erreurs par CRC, acknowledgement -Numérotation des séquences (NSA, NSR) & gestion -Gestion des liens(echange de messages LSSU) -Alignement des canaux et délimitation des trames -Surveillance de la qualité (taux d’erreurs) Niveau 1 : transmission (hiérarchie PDH) -Liens Full duplex basés sur des ITs à 64 kbits/s transportés par des trâmes MIC à 2048kbit/s (E1) Niveau 1 : transmission (hiérarchie PDH) -Liens Full duplex basés sur des ITs à 64 kbits/s transportés par des trâmes MIC à 2048kbit/s (E1) L2 : Adressage, gestion de flux et correction d’erreurs Couches applicatives (ISUP, …) Fonctions réseau: MTP L1: transmission 32 ITs à 64kbit/s : IT0 pour la synchro IT1 à IT31 pour les canaux SS7

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 17 Un message SS7 est appelé « Signal Unit » (SU) ou « trame sémaphore ». Il y a trois types de SU: Fill-In Signal Units (FISUs), ou trames de remplissage Link Status Signal Units (LSSUs), ou trames d’état and Message Signal Units (MSUs), ou trames de messages FISU (Fill-In Signal Unit) F: Flag BSN:Backward sequence number FSN:Forward sequence number BIB:Backward indicator bit FIB:Forward indicator bit LI:Length indicator (LI = 1) CK:Check bits CKLIFSNBSNF F I B B I B Messages de signalisation de niveau 2 (1)

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 18 LSSU (Link Status Signal Unit) MSU (Message Signal Unit) SF:Status field CKLIFSNBSNF F I B SF 8 oder 16 B I B LI = 1 or 2 Messages de signalisation de niveau 2 (2) CKLIFSNBSNF F I B B I B 8n 272>n>1 8 SIFSIO LI > 2 SIO :Service information octet, contains : - NI, Network indicator (national, international, …) - SI, Service indicator (ISUP, TUP, SCCP) SIF :Signaling information octet : maximum 272 bytes

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 19 Message de niveau 3 Layer 2SIODPCOPCSLSCICInfo 32 Layer DPC : Destination point code OPC :Originating point code SLS : Signaling link selection CIC :Circuit identification code Messages de signalisation de niveau 3 (3) CKLIFSNBSNF F I B B I B 8n 272>n>1 8 SIFSIO MSU Niveau 2 Niveau 3 Niveaux supérieurs

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 20 SS7: Fonctions ISUP & TUP Couches applicatives: ISDN User Part (ISUP) ISUP définit le protocole utilisé pour établir, gérer et rompre des circuits de commutation qui acheminent la parole et les données entre commutateurs. ISUP est utilisé pour le RNIS et la téléphonie, ainsi que d’autres types de communications. TUP (Telephone User Part) Le protocole TUP gère les fonctions de base pour la téléphonie uniquement. De plus en plus, ISUP remplace TUP.

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 21 SS7: Fonctions SCPP & TCAP Couches applicatives: SCCP (Signaling Connection Control Part) ou SSCS (Sous-Système de Connexions Sémaphores);  il assure des fonctions supplémentaires à MTP3 pour transférer des informations de signalisation en mode avec ou sans connexion.  Il permet les échanges de signalisation entre réseaux SS7 différents (MTP n’est pas capable d’assumer cette fonction) TCAP (Transactions Capabilities Applications Part) ou SSGT (Sous-Système de Gestion de Transactions);  Fournit un support de communication aux applications interactives dans un environnement distribué.  Dans le cas de réseaux mobiles (IS-41 and GSM), TCAP transporte les messages MAP(Mobile Application Part) échangés entre MSCs pour assurer les fonctions d’identification, authentication et localisation de mobiles; ainsi que le roaming.

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 22 SS7: Fonctions MAP & INAP MAP (Mobile Application Part):  Fonctions MAP et SMS pour les réseaux IS-41 et GSM  Interagit sur les équipements: VLR, HLR, MSC et SGSN/GGSN pour le GSM  Permet l’implémentation du GSM Phase 1, Phase 2, et Phase 2+.  Il supporte également les extensions MAP-GSM pour le GPRS et CAMEL INAP (Intelligent Network Application Part):  Capability Set 1 (CS1), défini par l’ITU, ETSI, et les standards du Generic Requirement (GR) of the Bellcore Advanced Intelligent Network (AIN)  CS2 et CS3 en cours d’implantation  Permet d’établir, maintenir et rompre des connexions large-bande à travers un réseau SS7/ATM.

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 23 Protocoles de signalisation à l’interface usager (UNI) Terminal appelant Terminal appelé ESTABLISH / SET-UP (Adress,VPI,VCI,Bitrate, QoS) ACCEPT / CONNECT (REJECT / RELEASE) DISCONNECT / RELEASE COMMUNICATION EFFICACE  Les réseaux du futur (ATM) auront la possibilité de négocier leurs caractéristiques de connexion (débit, QoS, etc..) pendant la séquence d’initialisation de l’appel.

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 24 Protocoles de signalisation réseau (NNI)

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 25 Simulation d’appel (1) PTS PS IAM1 IAM2 IAM3

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 26 Simulation d’appel (2) PTS PS ACM1 ACM2 ACM3

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 27 Simulation d’appel (3) PTS PS ANM3 ANM2 ANM1

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 28 Simulation d’appel (4) PTS PS REL1 REL2

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 29 Simulation d’appel (5) PTS PS REL1 REL2

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 30 Simulation d’appel (6) PTS PS RLC1

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 31 Simulation d’appel (7) PTS PS RLC2

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 32 Simulation d’appel (8) PTS PS RLC3

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 33 Simulation d’appel (9) PTS PS

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 34 Séquence de décrochage demandeur réussie Switch A (calling) IAM Initial Address SAM Subsequent Address ACM Address Complete Switch B (called) ANM Answer REL Release RLC Release Complete SAM Subsequent Address Setup time Ring time Conversation time Release time ISUP: Exemple de transaction (1)

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 35 Pas de réponse: - Cause = NA Switch A (calling) IAM Initial Address SAM Subsequent Address ACM Address Complete Switch B (called) REL Release RLC Release Complete SAM Subsequent Address Setup time Ring time Release time ISUP: Exemple de transaction (2)

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 36 Racreochage pendant l’établissement – Cause = HE Switch A (calling) IAM Initial Address SAM Subsequent Address Switch B (called) REL Release (by calling) RLC Release Complete SAM Subsequent Address Setup time Release time ISUP: Exemple de transaction (3)

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 37 Exploitation, Administration & Maintenance La fonction « Operations, Maintenance and Administration Part » (OMAP) fournit les procédures de gestion et de supervision de réseau à partir d’un point central dans le réseau SS7.  Il définit les protocoles d’application et les procédures de monitoring, test et contrôle des ressources SS7. Les procédures OMAP assurent entre-autres les fonctions suivantes:  Vérification des routes MTP, détection de boucles, délais excessifs, et indisponibilité des PTS  Vérification des routes SCCP et gestion du routage  Analyse de trafic  Gestion des liens.

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 38 Applications SS7  Gestion des appels de base (établissement, maintenance, rupture)  Gestion de la mobilité dans les réseaux GSM et +: roaming, identification, authentification et localisation des usagers mobiles.  Acheminement de messages courts (SMS)  Applications RI (Réseau Intelligent)  Gestion de numéros spéciaux (toll-free (800/888) & toll (900)  Services complémentaires: transfert d’appels, conférence à 3, …,  Gestion de réseaux privés virtuels (VPN)  Portabilité de numéros (local number portability - LNP)  Gestion de cartes pré-payées

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 39 Réseaux Intelligents: définition Un Réseau Intelligent( (IN) ou intelligent network (IN) permet, grâce aux fonctions du SS7, de fournir des services supplémentaires non disponibles à partir des commutateurs fixes ou mobiles. Fournit à l’opérateur des outils lui permettant de développer et gérer ses services plus efficacement. Lui permet d’implémenter très rapidement de nouvelles. Lui permet de personnaliser (customization) les services selon les besoins spécifiques de chaque client.

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 40 Architecture SS7 pour IN SSP (Service Switching Point) ou CAS (commutateur d’accès) STP (Signal Transfer Point) ou PTS (Point sémaphore) SCP (Service Control Point)

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 41 Architecture IN maillée

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 42 Apports des IN Le principal intérêt pour l’opérateur est la facilité d’évolution des services existants et le développement de nouveaux services, sources de revenus supplémentaires. Les conditions pour atteindre ces objectifs sont: Rapidité d’introduction des nouveaux services Personnalisation des services Indépendance des services par rapport aux fournisseurs Interfaces ouverts

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 43 SS7 et GSM – Protocoles MAP A: BSC-MSC B: MSC-VLR C: GMSC-HLR D: VLR-HLR E: MSC-MSC F: MSC-EIR G: VLR-VLR H: HLR-AUC RTC Boite Vocale Interface MAP B tà G Interface A (DTAP / BSSAP) ISUP

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 44 Accès aux services intelligents via CAMEL (Convergence Mobile/IN) CAMEL = Customized Applications for Mobile Network Enhanced Logic  Permet de connecter les réseaux mobiles aux plate-formes IN  Permet aux usagers mobiles d’accéder à des services spécifiques IN  Tels que:  Communications pré-payées  Portabilité des muméros  Applications localisées  Accessible à travers le protocole CAP = Camel Application Part.

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 45 ConvergenceSS7 / IP New Generation Networks (NGN) Signaling Gateway SIP Client SIP Server STP E1/T1 Media Gateway RTP MGCP IP network Media Gateway Controller DSS 1 Voies de parole Canaux de signalisation SIP ISUP/IP ISUP/MTP SS7

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 46 Supervision basée sur le SS7: Applications PrOceSS7 PrOceSS7 utilise la richesse des informations sur le SS7 pour fournir des applications liées à l’efficacité du trafic des usagers:  CDRs temps-réel pour toutes tentatives d’appels  Gestion rapide des plaintes clients  Analyse de trafic  Expertise QoS (roaming QoS)  Gestion des interconnexions  Planification des réseaux  Ingéniérie de trafic  Analyse de protocoles Les protocoles SS7 concernés sont:  MTP3, ISUP, INAP, MAP, etc… Data processing Workstations Alarm Workstations Maintenance Web Browser Alarm Server Lan - Wan Real Time Data Base SS7 Probe Off Line Data Base Open Applications SNMP/Q3 SS7 Network

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 47 Simulation basée sur le SS7: Applications EVA Le simulateur de trafic de signalisation EVA a été développé pour:  Tests de trafic; performance et QoS  Mesures de QoS de bout-en-bout  Tests fonctionnels d’équipements de réseaux Les protocoles de signalisation émulés par EVA sont:  RNIS LapD, SS7  H323, SIP (Voix sur IP)  IP ? Z T2 Z Z S0

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 48 Services basés sur le SS7: Applications VAS & SMS Certains Services à Valeur Ajoutée ou Value Added Services (VAS) pour des applications mobiles utilisent des informations issues de messages SS7:  Authentification d’usagers mobiles  Localisation d’usagers mobiles (Cell-ID, VLR tracking,…)  Detection de présence d’un mobile (WIM)  Facturation de communications mobiles  Gestion de SMS/EMS Applications typiques:  SMS-Welcome, SMS-Bon Voyage, SMS-Advertizing,… Protocoles SS7 concernés:  MAP, BSSAP … HLR VLR Statistics SMS C BSCMSC SCCP Gateway Data Collection System VAS Platform Process System Detect roamers

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 49 Annexe: Quelques standards Niveau SS7 Standard ITU Standard ANSI Standard JTC (Japon) MTP Level 2 ITU Q Q.703, 1992 ANSI T , 1992 JT-Q JT-Q.703, 1992 MTP Level 3 ITU Q Q.707, 1992 ANSI T , 1992 JT-Q JT-Q.707, 1992 SCCP ITU Q Q.714, 1992 ANSI T1.112, 1992 JT-Q JT-Q.714, 1992 TUP CCITT Q Q.724, 1988 N/A ISUP ITU Q Q.764, 1992 ANSI T1.113, 1992 JT-Q JT-Q.764, 1992 TCAP ITU Q Q.775, 1992 ANSI T1.114, 1992 JT-Q JT-Q.775, 1992

22/12/2016 Formation Générique: Réseaux SS7 50 Merci pour votre attention !