telecom
Publié le 06/12/2021
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Le Réseau Sémaphore Numéro 7 :
Principes, Architecture et Protocoles
Simon ZNATY
EFORT
http://www.efort.com
1. Introduction
Parallèlement à la numérisation du réseau téléphonique commuté, la nécessité d'améliorer
la rapidité des échanges de signalisation a été ressentie.
De nouveaux services comme le transfert d'appel ont été ouverts. Ils peuvent nécessiter un
échange de signalisation sans établissement réel d'un circuit de communication. Il a donc
fallu séparer la signalisation de la transmission et faire transiter cette signalisation sur des
liaisons spécifiques. C'est la signalisation par canal sémaphore (CCS, Common Channel
Signaling).
La signalisation par canal sémaphore est une méthode dans laquelle le canal sémaphore
(SL, Signaling Link) achemine sous la forme de trames sémaphores, l'information de
signalisation se rapportant à des circuits ou à des messages de gestion et de supervision.
L'ensemble des canaux sémaphores forme un réseau spécialisé dans le transfert de la
signalisation, appelé SS7 (Signaling System 7). Ce réseau sémaphore numéro 7 fonctionne
suivant le principe de la commutation de paquets. Il possède des routeurs de paquets
appelés points de transfert sémaphore (STP, Signaling Transfer Point) et des équipements
terminaux qui sont des centraux téléphoniques, des serveurs et des bases de données. Les
équipements terminaux sont appelés des points sémaphores (SP, Signaling Point). Grâce au
réseau sémaphore, deux centraux peuvent s'échanger à tout moment des messages de
signalisation indépendamment des circuits établis entre eux. Par ailleurs, les échanges entre
les éléments SSP (Service Switching Point) et SCP (Service Control Point) du réseau
intelligent transitent eux aussi à travers le réseau sémaphore.
Le Réseau Sémaphore n°7 (SS7) a donc pour but d'acheminer des informations de contrôle
entre les éléments d'un réseau de télécommunication, tels que les centraux téléphoniques,
les bases de données et les serveurs. Le réseau sémaphore n°7 est la clé pour l'introduction
de services à valeur ajoutée.
Cet article présente les différents aspects du réseau sémaphore N°7. Le chapitre 2 présente
la structure d'un réseau sémaphore à travers ses modes de configuration, ses noeuds et ses
liens. Le chapitre 3 introduit la pile de protocole SS7 alors que le chapitre 4 met l'accent sur
les couches basses de cette pile. La couche liaison de données MTP niveau 2 est décrite
dans le chapitre 5. La couche réseau MTP niveau 3 fait l'objet du chapitre 6. Le chapitre 7
détaille le protocole SCCP. Le protocole ISUP est introduit au chapitre 8. Enfin le chapitre 9
traite du protocole TCAP.
2. Structure d'un réseau sémaphore
2.1.
Modes sémaphores
Il existe trois modes sémaphores pouvant être utilisés. Ces trois modes dépendent de la
relation entre le canal et l'entité qu'il sert.
2.1.1.
Mode associé
Le mode le plus simple est appelé mode associé. Dans ce mode, le canal sémaphore est
parallèle au circuit de parole pour lequel il permet l'échange de signalisation (Figure 1). Il est
Copyright EFORT
1
forcément établi entre deux points sémaphores (SP, Signaling Point). Ce mode n'est bien sur
pas idéal car il requiert un canal sémaphore entre un SP donné et tous les autres SPs. Les
messages de signalisation suivent alors la même route que la voix mais sur des supports
différents.
Canal Sémaphore
SP
SP
COC (Code Canal)
Circuit de parole
A
B
CIC (Code Identificateur Circuit)
Central
Central
Figure 1 : Le mode associé
2.1.2. Mode non associé
Le mode non associé utilise un chemin différent de celui de la voix. Un grand nombre de
noeuds intermédiaires, à savoir les points de transfert sémaphores (STP, Signaling Transfer
Point), est impliqué dans l'acheminement des messages de signalisation. Les STPs sont
utilisés afin de router les données de signalisation entre SPs. Par ailleurs, les messages à
destination d'un point sémaphore peuvent emprunter des routes différentes ; le
fonctionnement du mode non associé est similaire à celui du protocole IP.
2.1.3.
Mode quasi-associé
Le mode quasi-associé ressemble au mode non associé mais un nombre minimum (au
maximum 2) de STP est traversé pour atteindre la destination finale. C'est le mode le plus
utilisé afin de minimiser le temps nécessaire à l'acheminement du message. Par ailleurs, les
messages acheminés vers une destination donnée empruntent tous la même route. Un
exemple de mode quasi-associé est présenté à la figure 2. Les messages de signalisation
associés à l'établissement des circuits de parole entre les commutateurs A et B suivent le
chemin A-C-B. Le STP C relaie les messages émis par le SP A au SP B.
STP C
SP
Canal sémaphore
Canal sémaphore
Circuit de parole
A
SP
B
CIC (Code Identificateur Circuit)
Central
Central
Figure 2 : Le Mode quasi-associé
2.2.
Point de transfert sémaphore
Tous les messages ou paquets contenant des données de signalisation sont émis d'un SP à
un autre SP et transitent à travers des points de transfert sémaphores (STP, Signaling
Transfer Point) qui peuvent être considérés comme les routeurs du réseau sémaphore. Les
messages ne sont généralement pas générés par le STP lui-même. Le point STP achemine
les messages reçus des points SPs origine aux points SPs destination. Il existe des STPs
Copyright EFORT
2
qui jouent le rôle à la fois de SP et de STP (on parle alors de STP intégré) ; il existe par
ailleurs des STPs qui ne jouent que ce rôle de STP (appelés STPs autonomes). Peu de
constructeurs mettent en oeuvre des STPs autonomes.
Il existe trois types de STPs indépendamment de leur nature intégrée ou autonome:
o
Le STP national est présent au sein d'un réseau sémaphore national et peut relayer des
messages en utilisant le protocole national. Par contre, Il ne dispose pas de fonction de
traduction du protocole national en un autre protocole; cela devient nécessaire lorsque le
message est destiné à un SP d'un autre réseau sémaphore et que ce dernier utilise un
format de message différent. Ce cas se présente pour le relayage d'un message
sémaphore d'un STP français à un STP américain. Les messages acheminés par le STP
français contiennent des adresses de SP sur 14 bits alors que le STP américain traite
des messages de signalisation avec des adresses sur 24 bits. Les convertisseurs de
protocole national / international ne sont présents que dans les points STP
internationaux; ces derniers traduisent un protocole de signalisation national en un
protocole international. Le standard international a été défini par l'ITU-T. Un exemple de
standard national est celui défini par l'ANSI pour les Etats-Unis.
o
Le STP international fonctionne de la même manière qu'un STP national. Par contre il
n'est utilisé qu'au sein d'un réseau sémaphore international. Ce réseau interconnecte
tous les pays en utilisant les protocoles sémaphores définis par l'ITU-T. Cela garantit
l'interopérabilité entre réseaux sémaphores en dépit des différences au niveau des
formats d'adresses et des messages de gestion par exemple définis par chaque pays.
o
Le STP passerelle permet de traduire un protocole national en le protocole international
(comme le STP international) ou encore un pr...
Le Réseau Sémaphore Numéro 7 :
Principes, Architecture et Protocoles
Simon ZNATY
EFORT
http://www.efort.com
1. Introduction
Parallèlement à la numérisation du réseau téléphonique commuté, la nécessité d'améliorer
la rapidité des échanges de signalisation a été ressentie.
De nouveaux services comme le transfert d'appel ont été ouverts. Ils peuvent nécessiter un
échange de signalisation sans établissement réel d'un circuit de communication. Il a donc
fallu séparer la signalisation de la transmission et faire transiter cette signalisation sur des
liaisons spécifiques. C'est la signalisation par canal sémaphore (CCS, Common Channel
Signaling).
La signalisation par canal sémaphore est une méthode dans laquelle le canal sémaphore
(SL, Signaling Link) achemine sous la forme de trames sémaphores, l'information de
signalisation se rapportant à des circuits ou à des messages de gestion et de supervision.
L'ensemble des canaux sémaphores forme un réseau spécialisé dans le transfert de la
signalisation, appelé SS7 (Signaling System 7). Ce réseau sémaphore numéro 7 fonctionne
suivant le principe de la commutation de paquets. Il possède des routeurs de paquets
appelés points de transfert sémaphore (STP, Signaling Transfer Point) et des équipements
terminaux qui sont des centraux téléphoniques, des serveurs et des bases de données. Les
équipements terminaux sont appelés des points sémaphores (SP, Signaling Point). Grâce au
réseau sémaphore, deux centraux peuvent s'échanger à tout moment des messages de
signalisation indépendamment des circuits établis entre eux. Par ailleurs, les échanges entre
les éléments SSP (Service Switching Point) et SCP (Service Control Point) du réseau
intelligent transitent eux aussi à travers le réseau sémaphore.
Le Réseau Sémaphore n°7 (SS7) a donc pour but d'acheminer des informations de contrôle
entre les éléments d'un réseau de télécommunication, tels que les centraux téléphoniques,
les bases de données et les serveurs. Le réseau sémaphore n°7 est la clé pour l'introduction
de services à valeur ajoutée.
Cet article présente les différents aspects du réseau sémaphore N°7. Le chapitre 2 présente
la structure d'un réseau sémaphore à travers ses modes de configuration, ses noeuds et ses
liens. Le chapitre 3 introduit la pile de protocole SS7 alors que le chapitre 4 met l'accent sur
les couches basses de cette pile. La couche liaison de données MTP niveau 2 est décrite
dans le chapitre 5. La couche réseau MTP niveau 3 fait l'objet du chapitre 6. Le chapitre 7
détaille le protocole SCCP. Le protocole ISUP est introduit au chapitre 8. Enfin le chapitre 9
traite du protocole TCAP.
2. Structure d'un réseau sémaphore
2.1.
Modes sémaphores
Il existe trois modes sémaphores pouvant être utilisés. Ces trois modes dépendent de la
relation entre le canal et l'entité qu'il sert.
2.1.1.
Mode associé
Le mode le plus simple est appelé mode associé. Dans ce mode, le canal sémaphore est
parallèle au circuit de parole pour lequel il permet l'échange de signalisation (Figure 1). Il est
Copyright EFORT
1
forcément établi entre deux points sémaphores (SP, Signaling Point). Ce mode n'est bien sur
pas idéal car il requiert un canal sémaphore entre un SP donné et tous les autres SPs. Les
messages de signalisation suivent alors la même route que la voix mais sur des supports
différents.
Canal Sémaphore
SP
SP
COC (Code Canal)
Circuit de parole
A
B
CIC (Code Identificateur Circuit)
Central
Central
Figure 1 : Le mode associé
2.1.2. Mode non associé
Le mode non associé utilise un chemin différent de celui de la voix. Un grand nombre de
noeuds intermédiaires, à savoir les points de transfert sémaphores (STP, Signaling Transfer
Point), est impliqué dans l'acheminement des messages de signalisation. Les STPs sont
utilisés afin de router les données de signalisation entre SPs. Par ailleurs, les messages à
destination d'un point sémaphore peuvent emprunter des routes différentes ; le
fonctionnement du mode non associé est similaire à celui du protocole IP.
2.1.3.
Mode quasi-associé
Le mode quasi-associé ressemble au mode non associé mais un nombre minimum (au
maximum 2) de STP est traversé pour atteindre la destination finale. C'est le mode le plus
utilisé afin de minimiser le temps nécessaire à l'acheminement du message. Par ailleurs, les
messages acheminés vers une destination donnée empruntent tous la même route. Un
exemple de mode quasi-associé est présenté à la figure 2. Les messages de signalisation
associés à l'établissement des circuits de parole entre les commutateurs A et B suivent le
chemin A-C-B. Le STP C relaie les messages émis par le SP A au SP B.
STP C
SP
Canal sémaphore
Canal sémaphore
Circuit de parole
A
SP
B
CIC (Code Identificateur Circuit)
Central
Central
Figure 2 : Le Mode quasi-associé
2.2.
Point de transfert sémaphore
Tous les messages ou paquets contenant des données de signalisation sont émis d'un SP à
un autre SP et transitent à travers des points de transfert sémaphores (STP, Signaling
Transfer Point) qui peuvent être considérés comme les routeurs du réseau sémaphore. Les
messages ne sont généralement pas générés par le STP lui-même. Le point STP achemine
les messages reçus des points SPs origine aux points SPs destination. Il existe des STPs
Copyright EFORT
2
qui jouent le rôle à la fois de SP et de STP (on parle alors de STP intégré) ; il existe par
ailleurs des STPs qui ne jouent que ce rôle de STP (appelés STPs autonomes). Peu de
constructeurs mettent en oeuvre des STPs autonomes.
Il existe trois types de STPs indépendamment de leur nature intégrée ou autonome:
o
Le STP national est présent au sein d'un réseau sémaphore national et peut relayer des
messages en utilisant le protocole national. Par contre, Il ne dispose pas de fonction de
traduction du protocole national en un autre protocole; cela devient nécessaire lorsque le
message est destiné à un SP d'un autre réseau sémaphore et que ce dernier utilise un
format de message différent. Ce cas se présente pour le relayage d'un message
sémaphore d'un STP français à un STP américain. Les messages acheminés par le STP
français contiennent des adresses de SP sur 14 bits alors que le STP américain traite
des messages de signalisation avec des adresses sur 24 bits. Les convertisseurs de
protocole national / international ne sont présents que dans les points STP
internationaux; ces derniers traduisent un protocole de signalisation national en un
protocole international. Le standard international a été défini par l'ITU-T. Un exemple de
standard national est celui défini par l'ANSI pour les Etats-Unis.
o
Le STP international fonctionne de la même manière qu'un STP national. Par contre il
n'est utilisé qu'au sein d'un réseau sémaphore international. Ce réseau interconnecte
tous les pays en utilisant les protocoles sémaphores définis par l'ITU-T. Cela garantit
l'interopérabilité entre réseaux sémaphores en dépit des différences au niveau des
formats d'adresses et des messages de gestion par exemple définis par chaque pays.
o
Le STP passerelle permet de traduire un protocole national en le protocole international
(comme le STP international) ou encore un pr...
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