Introducción:

Las redes telefónicas han existido desde hace ya varios años incluso antes que la red SS7, la cual consistía de líneas telefónicas conectadas a un conmutador (Central); cada una de estas centrales estaba aislada de las demás y proporcionaba un servicio solo a los usuarios que se encontraban conectados a ella. Ya al ir evolucionando dicha red es cuando se ve el nacimiento de la primera red telefónica que hoy en día conocemos como la Red Telefónica Pública Conmutada (RTPC); para ello ciertas centrales regionales las cuales conectaban centrales tándem y actualmente casi todas las redes emplean un tipo similar de jerarquía. Ya a mediados del siglo XX las compañías telefónicas al ver el gran crecimiento que tuvo dicho sector, se ven en la necesidad de buscar soluciones para así tener más usuarios y no perder la calidad de sus servicios, y es creado El SS6, el cual es introducido en los años 60. Hoy en día ya existen varios estándares para SS7, los cuales en realidad no son estándares diferentes a los anteriores sino que son modificaciones. En este blog se podrá encontrar todo lo referente a la Arquitectura y Señalización SS7, asi como información sobre las Redes Conmutadas.

SS7:

Definición de Señalización:

Señalización es la comunicación que se da entre los equipos de telecomunicaciones, entre centros de procesamiento, entre la central y el abonado o entre bloques de software, para el establecimiento y liberación de las llamadas, o para intercambiar información de gestión, tarificación, mantenimiento, etc.

Sistema de Señalización:

Un Sistema de señalización son conjuntos normalizados y coordinados de señales, las cuales intercambian los órganos que intervienen en una conexión, con el fin de establecerla, supervisarla, sostenerla y desconectarla cuando los abonados que intervienen en dicha conexión lo deseen.

Sistema de Señalización Número 7:

Es el sistema de señalización por canal común normalizado por la UIT-T en 1980, al cual se le asignaron las recomendaciones de la serie Q.700. Este es el más utilizado en telecomunicaciones públicas, porque soporta la señalización de abonados telefónicos analógicos (corrientes) y digitales (Red Digital de Servicios Integrados). Funciona como una red de señalización conformada por puntos de señalización y enlaces de señalización, sobre la cual se conmuta los mensajes de señalización.

Características:

• Alta flexibilidad: Puede ser empleado en diferentes servicios de telecomunicaciones
• Alta capacidad: Un solo enlace de señalización soporta cientos de troncales
• Alta velocidad: Establecer una llamada a través de varias centrales toma menos de 1 segundo.
• Alta confiabilidad: contienen poderosas funciones para eliminar problemas de la red de señalización. Un ejemplo es la posibilidad de escoger enlaces alternos para la señalización.
• Economía: Puede ser usado por un amplio rango de servicios de telecomunicaciones. Requiere menos hardware que los sistemas anteriores.

Funcionalidad:

La señalización se refiere al intercambio de información entre componentes de llamadas los cuales se requieren para entregar y mantener servicio. SS7 es un medio por el cual los elementos de una red de telefonía intercambian información. La información es transportada en forma de mensajes. SS7 provee una estructura universal para señalización de redes de telefonía, mensajería, interconexión, y mantenimiento de redes. Se ocupa del establecimiento de una llamada, intercambio de información de usuario, enrutamiento de llamada, estructuras de abonado diferentes, y soporta servicios de Redes Inteligentes (IN).

Para mover alguna funcionalidad no crítica en tiempo fuera de la trayectoria de señalización principal, y para flexibilidad futura, fue introducido el concepto de un "servicio plamo" separado por la tecnología IN. El inicial, y actual uso más importante de la tecnología IN ha sido para servicio de traducción de servicios, por ejemplo, cuando se traducen números de llamada libre a números regulares PSTN. Pero servicios mucho más complejos han sido desde entonces construidos en IN, como el CLASS y las llamadas telefónicas pre-pagadas.

SS7 es además importante al enlazar tráfico VoIP a la red PSTN. También es usado en las redes de telefonía móvil celular como GSM y UMTS para aplicaciones de voz (Conmutación de Circuitos) y datos (Conmutación de paquetes).

 

Arquitectura:

En una red de señalización No 7 existen dos componentes básicos que son: el Punto de señalización SP (Signalling Point) y el Enlace de Señalización SL (Signalling Link). Una central digital que use SS7 se conoce como SP y dentro del sistema SS7 se le asigna un número de identificación único conocido como Código del Punto de Señalización SPC (Signalling Point Code). Esta numeración se basa en el estándar ITU o en el ANSI (en USA). El camino digital para transferir señales SS7 entre SP's se llama Enlace de Señalización o SL. En la red física esto corresponde a un intervalo de tiempo de la trama PCM (IT16) dedicado, uno en cada dirección de un enlace PCM. La configuración del enlace SS7 lo completa un Terminal de Señalización ST (Signalling Terminal) en cada extremo del enlace. Los mensajes de señalización están empaquetados en un formato llamado Unidad de Señalización de Mensajes o MSU (Message Signal Unit). Por razones de confiabilidad y capacidad es necesario tener mas de un enlace de señalización o SL entre dos puntos de señalización (SP's) adyacentes. Cuando hay varios SL's en paralelo se denominan Set de Enlaces o LS (Link Set).

A nivel mundial la red de señalización esta estructurada en 2 niveles funcionales independientes: el nivel nacional y el nivel internacional. Esto facilita una clara distribución de la responsabilidad respecto a la señalización en los aspectos de la gestión de red. También permite que los planes de numeración para los SP's en la red internacional y en las diferentes redes nacionales sean independientes entre si.

 

Nodos de la red:

Se ha empleado el término genérico “SP” para describir los Puntos de Señalización. La red SS7 se creó originalmente con la idea de mejorar la eficiencia de la PSTN, empezando con el nodo con el cual la PSTN se conecta con la red SS7.

Punto de Conmutación del Servicio “SSP” (Service Switching Point): Actualmente hay dos tipos de nodos asociados a la conmutación. El CCSSO (Central de conmutación con señalización por canal común) el cual puede estar en una central de tránsito o final y tiene la capacidad de usar SS7 en lo que se conoce como modo de señalización de troncal para el establecimiento de la llamada. El otro tipo de nodo y el mas comúnmente escuchado es el SSP, el cual además de tener la misma 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 Transferencia de Señalización “STP” (Signal Transfer Point): El elemento clave en una red PSTN son las centrales y su ubicación. Estas constituyen los enlaces que mantiene unida a la red PSTN. La red de señalización SS7 se mantiene unida por los Punto de Transferencia de Señalización STP (Signalling Transfer Point). Aunque los requerimientos de una central de voz y un STP son distintos, de alguna forma uno recuerda al otro. PSTN requiere conexiones de los circuitos para los canales de voz. Esta necesidad de conexión no existe en SS7. Lo que se conoce como “circuitos” en la PSTN, no puede transportar mensajes hasta que se haya establecido la conexión física. En vez de circuitos, SS7 utiliza líneas de transmisión llamadas “enlaces”. En teoría estos enlaces siempre deben estar disponibles para llevar mensajes. En lugar de “conectar”, el STP solo necesita dirigir los mensajes a los enlaces apropiados para entregarlos. Por ejemplo si el STP tiene enlaces dirigidos hacia los 4 puntos cardinales, puede resultar más apropiado dirigir un mensaje destinado a Granada a través del enlace norte que a través del enlace sur.

Punto de Control del Servicio “SCP” (Service Control Point): En las redes de hoy se encuentran bases de datos dondequiera que haya que efectuar una traducción de número telefónico (Ej. Numero 800), realizar verificaciones o simplemente donde se requiera información. La puerta de acceso a esas bases de datos es el SCP. 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. Ya que los tipos de servicios que pueden ser ofrecidos solo están limitados por la imaginación y los datos disponibles, lo más probable es que el SCP continúe jugando un papel significativo dentro del crecimiento y la evolución de la red SS7.

Enlaces de la Red:

Los enlaces en una red SS7 no hacen referencia al tipo de líneas de transmisión empleadas. Aquí se usa una amplia variedad de líneas de transmisión. Cuando se habla de enlaces nos referiremos a los tipos de conexión que existe entre dos o más STPs.

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. Este tipo de enlace se podría confundirse con el tipo A, pero realmente se hacen para extender su capacidad de enrutamiento de mensajes.

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. Por ejemplo pueden ser dos nodos pertenecientes a una misma compañía como el caso de la central con la plataforma de Red Inteligente.

Terminología:

• Puntos de señalización adyacentes: Son dos puntos de señalización que están directamente interconectados mediante un enlace de señalización.
• Relación de señalización: Son dos puntos de señalización que intercambian mensajes de señalización.
• Rutas de señalización: Es el itinerario de SP's, STP's y enlaces de señalización interconectados, que toma el mensaje para llegar desde el punto de origen al punto de destino.
• Modos de señalización: Es la asociación que hay entre la ruta tomada por el mensaje de señalización y la ruta que toman los canales de voz señalizados (o datos, etc.). Hay tres modos:  

Asociado: Mensaje y voz (datos) llevan la misma ruta.   

Cuasi asociado: Los mensajes de señalización siguen la misma ruta de la voz (datos) en algunos tramos, separándose en otros.
Disociado: Los mensajes de señalización y el tráfico de voz llevan caminos diferentes en todos los tramos.

Redes conmutadas:

Consisten en un conjunto de nodos interconectados entre sí, a través de medios de transmisión (cables), formando la mayoría de las veces una topología mallada, donde la información se transfiere encaminándola del nodo de origen al nodo destino mediante conmutación entre nodos intermedios. Una transmisión de este tipo tiene 3 fases :

• Establecimiento de la conexión.
• Transferencia de la información.
• Liberación de la conexión.

Las redes conmutadas se dividen en :

Conmutación de paquetes

La conmutación de paquetes es un método de envío de datos en una red de computadoras. Un paquete es un grupo de información que consta de dos partes: los datos propiamente dichos y la información de control, que indica la ruta a seguir a lo largo de la red hasta el destino del paquete. Existe un límite superior para el tamaño de los paquetes; si se excede, es necesario dividir el paquete en otros más pequeños.

Ventajas:

• Los paquetes forman una cola y se transmiten lo más rápido posible.
• Permiten la conversión en la velocidad de los datos.
• La red puede seguir aceptando datos aunque la transmisión sea lenta.
• Existe la posibilidad de manejar prioridades (si un grupo de información es más importante que los otros, será transmitido antes que dichos otros).

Funciones:

Cada nodo intermedio realiza las siguientes funciones:

• Almacenamiento y retransmisión: Hace referencia al proceso de establecer un camino lógico de forma indirecta haciendo "saltar" la información de origen al destino a través de los nodos intermedios.
• Control de ruta: Hace referencia a la selección de un nodo del camino por el que deben retransmitirse los paquetes para hacerlos llegar a su destino.

Los paquetes en fin, toman diversas vías, pero nadie puede garantizar que todos los paquetes vayan a llegar en algún momento determinado. En síntesis, una red de conmutación de paquetes consiste en una "malla" de interconexiones facilitadas por los servicios de telecomunicaciones, a través de la cual los paquetes viajan desde la fuente hasta el destino.

Conmutación de circuitos

La conmutación de circuitos es un tipo de conexión que realizan los diferentes nodos de una red para lograr un camino apropiado para conectar dos usuarios de una red de telecomunicaciones. A diferencia de lo que ocurre en la conmutación de paquetes, en este tipo de conmutación se establece un canal de comunicaciones dedicado entre dos estaciones. Se reservan recursos de transmisión y de conmutación de la red para su uso exclusivo en el circuito durante la conexión. Ésta es transparente: una vez establecida parece como si los dispositivos estuvieran realmente conectados.

La comunicación por conmutación de circuitos implica tres fases: el establecimiento del circuito, la transferencia de datos y la desconexión del circuito. Una vez que el camino entre el origen y el destino queda fijado, queda reservado un ancho de banda fijo hasta que la comunicación se termine. Para comunicarse con otro destino, el origen debe primero finalizar la conexión establecida. Los nodos deben tener capacidad de conmutación y de canal suficiente como para gestionar la conexión solicitada; los conmutadores deben contar con la inteligencia necesaria para realizar estas reservas y establecer una ruta a través de la red.

Ventajas:

• El ancho de banda es definido y se mantiene constante durante la comunicación.
• El circuito es fijo, no se pierde tiempo en el encaminamiento de la información.
• La transmisión se realiza en tiempo real, siendo útil para la comunicación de voz y video.
• Si bien existe retardo en el establecimiento de la llamada, el retardo de la transmisión posterior es despreciable; si el tráfico se realiza generalmente entre el mismo par de estaciones puede ser más veloz.

Desventajas: 

• Cuando no se utiliza el enlace se desaprovechan recursos (ancho de banda).
• Si la comunicación es de a ráfagas, o entre una gran variedad de estaciones, es ineficiente.
• Retraso en el inicio de la comunicación
• El camino físico es siempre el mismo, por lo que no se utilizan los posibles caminos alternativos que puedan surgir que sean más eficientes.
• Se requiere un tiempo para realizar la conexión, lo que conlleva un retraso en la transmisión de la información

Conclusión:

Como conclusión al contenido de dicho blog tenemos primero que el sistema de señalización 7 es un conjunto de protocolos de señalización telefónica empleado en la mayor parte de redes telefónicas mundiales actualmente, donde su principal propósito es el establecimiento y finalización de llamadas, si bien tiene otros usos. Entre estos se incluyen: traducción de números, mecanismos de tarificación pre-pago y envío de mensajes cortos (SMS). Dicho sistema fue diseñado para sustituir al sistema de señalización 5 (SS5), el sistema de señalización 6 (SS6) y R2. Todos ellos son estándares UIT definidos por la UIT-T junto con SS7 y fueron ampliamente usados a nivel internacional. Actualmente en Venezuela algunas centrales utilizan el sistema de señalización R2 aunque con los nodos de nueva generación ya han entrado en decadencia. SS7 se califica como un sistema de señalización fuera de línea (o fuera de banda) porque usa un canal de señalización separado de los canales de datos de usuario. Esto evita los problemas de seguridad que tenían los sistemas anteriormente y los usuarios finales no tienen acceso a estos canales.

Y para finalizar tenemos las Redes conmutadas que consiste en una sucesión alternante de nodos y canales de comunicación, es decir, después de ser transmitida la información a través de un canal, llega a un nodo, éste a su vez, la procesa lo necesario para poder transmitirla por el siguiente canal para llegar al siguiente nodo, y así sucesivamente; este puede dividirse en conmutación de paquetes y circuitos.