Architecture du protocole de signalisation sémaphore N°7 et modèle OSI

By 21 February 2014

II.1.3 Architecture du protocole de signalisation sémaphore N°7 et le modèle OSI

Le réseau sémaphore étant un réseau à commutation par paquets, il est naturel de reprendre une architecture en couches. Les concepteurs de cette architecture ont pris référence sur l’architecture du modèle OSI (Open System interconnection). La figure suivante illustre une comparaison entre les deux architectures.

La Pile de protocoles SS7 et Le modèle de référence OSI
Figure 8 : La Pile de protocoles SS7 et Le modèle de référence OSI

Les fonctions matérielles et logicielles du protocole SS7 sont divisées en quatre niveau, le terme niveau est utilisé pour faire une différence avec le concept des couches du modèle OSI. La figure 8 nous indique la différence qui existe entre les deux concepts.

Le sous-système transport de messages (en anglais: Message Transfer Part ) est défini dans les recommandations Q.701, Q.702, Q.703, Q.704, Q.706 et Q.707. Il transporte les messages entre les différentes interfaces utilisateurs.

Le niveau 1 ou MTP 1 (Message Transfer Part level 1), est équivalent à la couche physique du modèle OSI. MTP 1 définit les caractéristiques physiques, électriques, et fonctionnelles du lien de signalisation numérique. Plusieurs supports physiques peuvent être considérés comme l’E1 (2048Mbps) voir figure 9.

Le niveau 2 ou MTP 2 assure la transmission bout à bout précise d’un message à travers un lien de signalisation. Les instruments du niveau 2 assurent la commande, la validation d’ordre de message, et la vérification des erreurs. Quand une erreur se produit sur un lien de signalisation, le message SS7 (ou l’ensemble de messages) est retransmis. Les messages de la couche MTP 2 sont décrits comme suit :

– Un message SS7 s’appelle une unité de signal (SU).

Il y a trois types d’unités de signal :

— FISU (Fill-In Signal Units) : Trame de signalisation de remplissage
— LSSU (Link Status Signal Units) : Trame de signalisation d’état du canal
— MSU (Message Signal Units) : Trame de signalisation de message

Les trames de signalisation de remplissage (FISU) sont transmises sans interruption sur un canal de signalisation dans les deux directions à moins que d’autres types de message (MSU ou LSSU) soient présents. Les FISU diffusent l’information de base du niveau 2 uniquement. C’est grâce au FISU que la liaison entre deux SP est vérifiée. En ce qui concerne les trames de signalisation d’état du canal, comme leur nom le fait bien comprendre, elles permettent de maintenir l’état du canal. En effet ce sont les LSSU qui informeront les SP qu’une coupure d’un canal de signalisation a eu lieu. Les LSSU sont prioritairement destinés à signaler l’initiation de l’assignation d’un lien, la qualité du trafic de signalisation reçu, et l’état des processeurs de part et d’autre du lien. Les trames de signalisation de message (MSU) contiennent les messages utilisateur proprement dit, comme les commandes d’appels ou de gestion du réseau. Ils constituent l’enveloppe de base à l’intérieur de laquelle toute information de signalisation est placée.

Fonctions de la couche 2 :

o Limitation des trames de signalisations au moyen de fanions
o Elimination des fanions superflus
o Détection d’alignement
o Détection des erreurs au moyen de bits de contrôle
o Correction des erreurs par retransmission de trames
o Surveillance du taux d’erreurs sur la liaison de signalisation des données
o Rétablissement du fonctionnement normal, par exemple après une panne du lien de signalisation.

Le niveau 2 de MTP est équivalent à la couche liaison de données du modèle OSI.
Le niveau 2 de MTP est équivalent à la couche liaison de données du modèle OSI
Figure 9 : niveau MTP

Le niveau 3 ou MTP 3 fournit le cheminement de message entre les points de signalisation dans le réseau SS7. MTP 3 est l’interface entre les niveaux MTP et les utilisateurs MTP (Protocoles de niveau 4) à un point sémaphore. Il intègre des procédures afin de rerouter les messages lorsqu’une faute apparaisse dans le réseau sémaphore. Le niveau 3 de MTP est équivalent à la couche réseau du modèle OSI. La figure 8 illustre la composition de la couche MTP.

Le niveau 4 ou parties utilisateur est l’équivalent de la couche supérieur du modèle OSI (voir figure 8). Le niveau 4 concerne les services de signalisation. Plusieurs blocs fonctionnels ou protocoles du niveau 4 représentants des applications spécifiques utilisent les services de MTP. Puisque ces blocs fonctionnels sont des utilisateurs de MTP, ils sont référencés comme parties utilisateur.

II.1.3.1 Fonctionnalités des protocoles

Le protocole SCCP (Signaling Connection Control Part) ou SSCS (Sous-Système de Connexions Sémaphores) assure des fonctions supplémentaires à MTP3 pour transférer des informations de signalisation en mode avec ou sans connexion. Tandis que le niveau 3 de MTP fournit des point codes pour permettre à des messages d’être adressés aux points de signalisation spécifiques, SCCP fournit des nombres de sous-ensemble pour permettre à des messages d’être adressés aux applications spécifiques (appelées les sous-ensembles) à ces points de signalisation. SCCP fournit également les moyens par lesquels un STP peut effectuer la traduction de l’appellation globale (GTT), un procédé par lequel le point de signalisation de destination et le nombre de sous-ensemble (SSN) qui est déterminé à partir des chiffres présents dans le message de signalisation. Le sous-système SCCP est défini dans les Recommandations Q.711 à Q.716. C’est le protocole de transport des réseaux SS7. Il est comparable au TCP pour Internet. SCCP fournit un service de transport aux messages d’une adresse SCCP à travers différents équipements réseaux jusqu’à l’équipement destinataire.

TCAP (Transactions Capabilities Applications Part) ou SSGT (Sous-Système de Gestion des Transactions) fournit un support de communication aux applications interactives dans un environnement distribué. TCAP permet le déploiement des services de réseau intelligents avancés en soutenant l’échange de l’information reliée par circuit entre les points de signalisation en utilisant le service sans connexion de SCCP. TCAP est défini dans les recommandations Q.771, Q.772, Q.773, Q.774 et Q.775. Il permet à des applications, notamment de base de données, d’établir une communication avec un élément réseau. 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, authentification et localisation des mobiles; ainsi que le roaming.

ISDN User Part (ISUP) définit le protocole et les procédures employées pour établir, gérer et rompre des circuits de commutation qui acheminent la parole et les données entre commutateurs. Le sous-système utilisateur pour le RNIS est défini dans les recommandations Q.761, Q.762, Q.763, Q.764 et Q.766. Il a accès à l’interface SCCP pour permettre une signalisation de bout-en-bout. ISUP est utilisé pour le RNIS et la téléphonie, ainsi que d’autres types de communications. Les appels qui commencent et se terminent sur le même commutateur n’emploient pas la signalisation ISUP. Les principaux messages sont les suivants :

– le message IAM, Initial Address Message, est le message d’appel téléphonique; il contient les numéros de l’appelé et de l’appelant, et des informations complémentaires;
– le message ACM, Address Complete Message, signifie que la numérotation est complète et que le poste du demandé commence à sonner;
– le message ANM, ANswer Message, signifie que le demandé a décroché;
– le message REL, RELease Message, signifie que le demandé ou le demandeur a raccroché;
– le message RLC, ReLease Complete, signifie que les libérations des circuits nécessaires après le raccroché ont été effectuées;

Le protocole TUP (Telephone User Part) gère les fonctions de base pour la téléphonie uniquement. TUP manipule les circuits analogiques seulement; à cause de ce fait, de plus en plus, ISUP remplace TUP.

Audit et analyse de la qualité et de la performance du réseau de signalisation SS7/SIGTRAN de la Sonatel
Mémoire de fin de formation pour l’obtention du diplôme de : Ingénieur des travaux de télécommunications
École Supérieure Multinationale des Télécommunications – Dakar-Sénégal – Option : Technique – Spécialité : Commutation

Sommaire :
Problématique
Chapitre I: Présentation et activité de la Sonatel
Chapitre II: Rôle principal de la signalisation dans un réseau téléphonique
Chapitre III: Analyse de la performance du réseau de signalisation de la Sonatel
Chapitre IV : Proposition sur les résultats d’analyses et audits obtenus pour l’amélioration du réseau de signalisation de la Sonatel
Conclusion