viernes, 9 de agosto de 2019

Diseño de una red telefónica, funcionamiento, arquitectura y señalización SS7

Red telefónica con arquitectura y señalización SS7

SSP = Service Switching Point
STP = Signalling Transfer Point
SCP = service control point 
Funcionamiento
El propósito de una red de teléfono es comunicar al abonado A, con el abonado B, o "Cliente A, con Cliente B", en la red telefónica conmutada Ó (PSTN) se comunican con una central de conmutación a través de un solo canal compartido por la señal del micrófono y del auricular, para las comunicaciones que no son locales se suele utilizar una central como "puente de comunicación" entre abonados, a ésta central se le suele llamar como "central tandem", sólo cumple con la función de conectar, el problema de ésta red tradicional, es que cuándo se tienen muchos clientes, y la comunicación no tiene una respuesta recíproca la línea de comunicación permanecerá ocupada hasta que el abonado con el "tono de ocupado" decida colgar el teléfono, e incluso después de colgar el teléfono la línea no se encontrará disponible de forma inmediata, para solucionar éste problema tan costoso se utiliza la arquitectura y señalización SS7, de ésta forma la línea de comunicación tiene una forma "más inteligente" de interpretar lo que se encuentran haciendo sus abonados, así que básicamente resuelve el problema del persistente abonado que no quiere colgar el teléfono tras un tono de espera, y además añade mejoras al servicio de sus clientes, mejoras como las llamadas en grupo, las llamadas gratuitas al número 800. 
La información en la señalización SS7 se transporta en forma de mensajes, llamados MSU, el camino que recorre la MSU se le llama SL (Signalling link), tanto el MSU como el camino por el que se transporta se puede encontrar en cualquier momento de la red SS7, ya sea en la parte de SP, SSP, STP, SCP, cada línea representa un SL, y por cada línea existente está viajando información o mensajes (MSU), los STP se podrían decir que son la columna vertebral de la comunicación podría decirse que ellos representan los desvíos que la información puede tomar para llegar a su destino, siempre siguiendo la ruta más corta, sin embargo los STP no interactuan con la información que pasa a través de ellos, sólo se encargan de 'conectar', el SSP es quien se encarga de tomar las decisiones pertinentes a la hora de que vía es la más corta / óptima para el intercambio de información y no sólo eso, sino que las SSP al estar conectadas con una STP automáticamente también están conectadas a las SCP, las SCP son los puntos de control dónde se pide la información de los abonados o cualquier otra cosa que solicite el SSP, por ejemplo en una llamada al extranjero al introducir el número "+51" e iniciar la llamada, el SSP se carga con la información, sin embargo necesita completar su información por lo que acude a la SCP y pide información de " A dónde pertenece el número +51" ? ésta información es redirigida de forma inmediata y como consecuencia el MSU tomará un carácter de "internacional", por lo que al momento de pasar a través de los múltiples STP's éste tendrá el punto más alto de la jerarquía por lo que "tiene prioridad máxima", de ésta forma se completa una llamada a larga distancia con el apoyo del SS7, gracias al SS7 los datos son sumamente rápido por lo que la llamada no contará con retraso, y en caso de que pueda ocurrir alguna falla gracias a la señalización SS7 siempre se cuenta con una alternativa, si los STP's por donde transitan los mensajes (MSU) por alguna razón colapsa o se cae, el STP conectado en "C - Cross" tomará su lugar de forma inmediata.  

Arquitectura y señalización SS7

La señalización SS7 es usada comúnmente por las redes PSTN (red telefónica pública conmutada), RDSI (Red digital de servicios integrados), PLMN (Public Land Mobile Network o Red Pública Móvil), IN (redes inteligentes).

La SS7 Es un conjunto de protocolos de señalización telefónica dónde su principal propósito es establecer y finalizar llamadas así como el intercambio de información de usuarios, existen dos componentes básicos en esta arquitectura
  • SP (Signal point) Punto de señalización
  • SL (Signalling Link) Enlace de señalización
Cuándo hay varios SL’s en paralelo se les denomina LS (Link set)
La estructura general del SS7 está compuesta por:
  •  SSP
  •  SCP
  •  STP
  •  Servidor (database)


Nodos de la red de señalización (SP)
Se ha empleado el término genérico “SP” para describir los Puntos de Señalización, básicamente es el nodo con el cual la red PSTN se conecta con la red SS7.


Punto de Conmutación del Servicio “SSP” (Service Switching Point).

Tiene la capacidad para realizar el establecimiento de una llamada, tiene la habilidad de detener el procesamiento de una llamada, hacer peticiones a bases de datos externas y realizar las acciones apropiadas de acuerdo a una respuesta determinada.

Punto de Control del Servicio “SCP” (Service Control Point)
Este es el nodo que provee los mecanismos para que los datos puedan ser obtenidos desde una base de datos de una manera que se adapte a los propósitos del nodo que inició la petición.

Servidor (database)
Acá es dónde se suele guardar la información de los abonados, y dónde el SCP frecuenta para pedir información, como por ejemplo para catalogar una llamada de forma nacional o internacional

Transferencia de señalización STP (Signalling Transfer Point)
STP solo necesita dirigir los mensajes a los enlaces apropiados para entregarlos. Los STP’s siempre deben aparecer por pares. El propósito de esto es otorgar redundancia y robustez a la red de señalización. Si uno de los STP’s del par falla, el otro debe estar en capacidad de asumir la carga de su STP “compañero”.

Por esto cada STP debe estar diseñado para operar a un 40% de la capacidad del par de STP’s. Si un STP falla, el otro STP se encarga de manejar todo el tráfico y debe operar a un 80% de su capacidad (2 veces el 40%).

Existen dos tipos de STP's 
  1. STP integrado; una central de tránsito puede hacer la misma tarea que un STP, por ello un STP integrado es aquel que se encuentra geográficamente en el mismo sitio que una central de transito
  2. STP como nodo aparte (stand alone): éste tipo de STP es el que funciona de pares, se ubica en un nodo específico cuya única tarea es ser operado como un STP
En caso de tener exceso de tráfico los STP’s stand alone poseen la siguiente jerarquía
  • STP’s internacionales
  • STP’s nacionales
  • STP’s regionales
  • STP’s locales
Los enlaces entre STP’s se les denomina enlaces de red

Enlaces de acceso A (A = Access): Son los enlaces que establece un SP con el par de STP’s.


Enlaces C (C = Cross): Son los enlaces que conectan un par de STP’s “compañeros”. 


Enlaces B (B = Bridge): Establecen enlaces entre dos redes locales diferentes específicamente entre cada par de STP’s (locales o regionales). 


Enlaces D (D = Diagonal): Establecen enlaces entre STP’s de diferente jerarquía, por ejemplo entre STP’s locales y regionales o regionales y nacionales 


Enlaces E (E = Extended): Conectan un SP a un par remoto de STP’s para tratar de mejorar su flexibilidad mediante la extensión de su conexión con dos STPs distantes. 


Enlaces F (F = Fully Associated Links): Conectan dos (2) SP’s casi desconectados de la red de señalización que necesitan intercambiar datos de forma aislada de la red.