Chapitre II: Rôle principal de la signalisation dans un réseau téléphonique

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II.1 Principe de base de la signalisation

La signalisation au sein d’un réseau de télécommunication fait référence à l’ensemble des échanges d’informations entre les équipements du réseau, nécessaires pour fournir et maintenir le service. Les informations de la signalisation sont acheminées sous forme de messages caractérisés par des paquets de donnés à débit élevé. Nous devons noter que la signalisation peut être transmise de deux manières :

- Signalisation en bande de base
- Signalisation hors – bande

La signalisation en bande de base est la méthode qui a été utilisée par le réseau téléphonique traditionnel. Les signaux permettant d’établir un appel entre deux commutateurs s’effectuaient toujours dans le même canal que le transport de la voix. La signalisation prenait la forme d’une série d’impulsions multifréquences (MF), un peu comme la tonalité de composition du numéro entre les commutateurs.

Dans le cas de la signalisation hors-bande la conversation et la signalisation ne prennent pas le même canal. Ce type de signalisation nécessite l’établissement d’un canal numérique pour l’échange des informations de signalisation appelé lien de signalisation ou canal sémaphore. Les canaux sémaphores de signalisation véhiculent les informations avec des débits de 56kps aux Etats Unis ou 64 kilobits par second (kb/s) pour les autres pays.

La signalisation hors-bande a plusieurs avantages qui la rendent préférable à la signalisation en bande de base :

- Elle permet le transport d’une quantité de données plus importantes
- Elle permet une signalisation à tout moment pendant toute la durée de l’appel, et pas seulement lors des phases d’établissement et de libération de l’appel ;
- Elle permet la signalisation entre des éléments de réseau entre lesquels il n’y a pas de canal direct de connexion.

II.1.1 Architecture et type de point de signalisation SS7

Le réseau SS7 est composé d’une série d’éléments reliés à l’ensemble de réseau tels que des commutateurs, des bases de données, et des noeuds d’acheminement.

Les utilisateurs du réseau sémaphore sont les centraux téléphoniques qui génèrent et interprètent les messages de signalisation. Dans ce contexte ils sont appelés Points Sémaphore (PS) ou Signallig Point(SP).

Les noeuds d’cheminement sont le coeur du réseau SS7 qui est l’ensemble des Points de Transfert Sémaphore (PTS). Chaque 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 de manière formelle la source (CPO) et la destination (CPD) de chaque message. Une table de routage est utilisée dans ces noeuds pour sélectionner le meilleur chemin pour joindre la destination.

Le réseau SS7 est défini à partir de 3 types de points de signalisation. Nous allons prendre l’exemple du réseau de la téléphonie mobile.

II.1.1.1 SSP (Service Switching Point) ou CAS (Commutateur d’Accès Service)

Ce sont des commutateurs téléphoniques ( » end offices or tandem « ) équipés de logiciels compatible de la signalisation SS7 et reliés aux extrémités des liens de signalisation. En générale, ils permettent de générer, de terminer ou de commuter les appels.

II.1.1.2 STP (Signal Transfer Point) ou PTS (Point de Transfert Sémaphore)

Ce sont les commutateurs de paquets du réseau SS7. Ils reçoivent et routent les signaux de signalisation entrant vers la destination appropriée. Ils assurent également des fonctions de routage spécialisées.

II.1.2.3 SCP (Service Control Point) ou PCS-R (Point de Contrôle Service Réseau)

Ce sont les bases de données qui fournissent l’information nécessaire aux fonctions avancées de traitement des appels.

Une telle architecture nécessite un maximum de redondance, une haute disponibilité et des garanties de sécurité (voir figure 4). Cette figure nous permet de bien distinguer les différents points de signalisation cités précédemment et les catégories des liens existant dans un réseau SS7.

II.1.1.4 Types des Liens de Signalisation SS7

Les liens de signalisation sont logiquement organisés par le type de lien (de « A » à « F ») selon leur utilisation dans le réseau de signalisation SS7 (voir figure 4).

Les STP sont reliés aux points de commutation de service (SSP) qui sont des commutateurs équipés de la logique de la commande de signalisation SS7 ou des bases de données SCP à l’intermédiaire des liens d’accès type A (Accès).

Points et liens de Signalisation SS7, cas du GSM

Figure 4 : Points et liens de Signalisation SS7, cas du GSM

Les liens de signalisation sémaphore de type B (Bridge – pont)) relient les paires de STP qui sont au même niveau de la hiérarchie tandis que les liens de D (Diagonal – diagonales) relient les paires de STP qui sont des niveaux hiérarchiques différents. Ils ont pour fonction de transporter les signaux de signalisation depuis leur point d’entrée initiale dans le réseau de signalisation vers leur destination finale.

Un lien « C » (Cross) est employé seulement quand un STP n’a aucun autre itinéraire disponible vers un point de signalisation de destination dû à la défaillance de lien. Ils sont destinés à assurer la fiabilité du réseau, pour notamment faire face aux pannes de liens.

Des liens prolongés (liens E – Extended) sont employés pour relier un SSP à un STP alternatif. Au cas où la paire primaire de STP serait inopérable, la paire alternative établit des opérations avec le SSP au-dessus des liens E. Ces liens E,  » Extend « , constituent une back-up dans le cas où la première paire de STP ne peut pas être atteinte via les liens A. Le déploiement de ce type de liens est facultatif.

En fin les liens utilisés pour la communication SS7 directement entre SSP (aucun STP impliqué) s’appellent les liens entièrement associés (liens F – Full associated). Un exemple de ces liens est ceux qui sont employés en combinaison avec des troncs de voix entre le réseau SSP de deux mobiles. Le lien F est employé pour signaler un message hand-off d’un SSP à l’autre, permettant à l’utilisateur d’un téléphone mobile de voyager d’un secteur (servi par un commutateur) à un autre secteur (servi par un autre commutateur).

II.1.2 Les différents modes de la signalisation sémaphore (SS7)

C’est à partir de la signalisation hors bande ou out of band également appelé Common Channal Signaling (CCS), qu’on a déterminé les différents modes de signalisation.

II.1.2.1 Signalisation en mode Associé

Ce mode est le plus simple à implémenter, le canal sémaphore est parallèle aux circuits de paroles pour lequel permet l’échange des informations de la signalisation (voir figure 5). Ce mode n’est pas idéal car il requiert un canal sémaphore entre un point de signalisation donné (SP, signaling point) et tous les autres SP.

Les messages de signalisations suivent alors la même route que la voix mais sur des supports différents.

mode associé

Figure 5 : mode associé

II.1.2.2 Signalisation en mode quasi-associé

La signalisation en mode quasi-associé est semblable au mode non associé que nous allons voir dans le prochain paragraphe, mais avec un petit nombre de STP (Signaling Transfert Point) est traversé pour atteindre la destination finale (au minimum deux). C’est le mode le plus utilisé afin de minimiser le temps nécessaire pour acheminer les messages. La figure 6 montre que les messages de la signalisation associés à l’établissement des circuits de parole entre les commutateurs A et B suivent le chemin A-C-B. Le STP ne fait que relaie les messages émis par le PS du central A au PS du central B.

Mode quasi-associé

Figure 6: Mode quasi-associé

II.1.2.3 Signalisation en 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. Ce mode n’est pas utilisé car le délai d’échange des messages est important. Les STP sont utilisés afin de router les données de signalisation entre SP (Signaling Point). Cette architecture est similaire au réseau IP car les messages à destination d’un point sémaphore peuvent emprunter des routes différentes. L’exemple est la figure 7.

Mode non associé

Figure 7: Mode non associé

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.

niveau MTP

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.

II.2 Convergence du réseau de signalisation SS7 vers la signalisation sur IP (SIGTRAN)

SIGTRAN est un groupe de Travail de l’IETF ayant comme objectif de définir une architecture pour le transport des données de signalisation temps réel à travers les réseaux IP SIGTRAN est l’acronyme de SIGnaling TRANsport. C’est une partie des réseaux de la nouvelle génération basée sur le protocole IP.

SIGTRAN a été conçu pour l’acheminement de trafic de signalisation tel que SS7, RNIS, et tous les réseaux NGNs utilisant les avantages du SS7, à travers les réseaux IP. La signalisation SS7 sur IP qu’on va l’appeler souvent SIGTRAN définit un protocole de transport fiable appelé SCTP (Stream Control Transmission Protocol) et une couche d’adaptation des usagers (User Adaptation; UA) permettant de transporter des protocoles de signalisation téléphonique sur IP (Figure 10). La pile de protocole SIGTRAN est définie dans la référence RFC 2719. SCTP est un protocole “TCP de la nouvelle génération” permettant de remédier aux problèmes liés à l’utilisation du protocole TCP puisque ce dernier est un protocole orienté octets et n’est pas capable de fournir la vitesse et la fiabilité requises par la signalisation. En effet, SCTP est un protocole orienté message permettant de définir des trames de données structurées alors que TCP n’impose aucune structure des octets transmises.

Le nom Stream Control Transmission Protocol découle de la fonction multi-streaming fournie par SCTP. Un stream (flot) est un canal logique unidirectionnel permettant l’échange de messages entre terminaisons SCTP. Lors de l’établissement d’une association SCTP, il est nécessaire de spécifier le nombre de streams que comportera cette association. La fonction multi-streaming permet de partitionner les données dans différents streams de telle sorte que la perte d’un message dans un des streams n’ait d’impact sur le transport des données que sur ce stream. Une des fonctionnalités principales du protocole SCTP est le multi-homing, c’est à dire la capacité pour un endpoint SCTP de supporter plusieurs adresses IP. Ceci est un avantage comparé à TCP. Une connexion TCP est définie par une paire d’adresses de transport (Adresse IP + numéro de port TCP). Chaque endpoint d’une association SCTP fournit à l’autre extrémité une liste d’adresses IP avec un unique numéro de port SCTP. L’endpoint est donc l’extrémité logique du protocole de transport SCTP.

composant de SIGTRAN

Figure 10 : composant de SIGTRAN

II.2.1 Les couches SIGTRAN et leurs fonctionnalités

Les couches d’adaptation définies par SIGTRAN ont toutes des objectifs communs :

- Le transport des protocoles de signalisation des couches supérieures, basé sur un transport IP fiable.
- La garantie d’une offre de services équivalente à celle proposée par les interfaces des réseaux RTC.
- La transparence du transport de la signalisation sur un réseau IP : l’utilisateur final ne se rend pas compte de la nature du réseau de transport.

Nous allons essayer d’illustrer et décrire les fonctions de six couches existant dans ce concept, voir également la figure 11.

La couche d’adaptation IUA (ISDN User Adaptation) est définie pour le transport de messages Q.931 (signalisation RNIS) entre un Signaling Gateway (SG) et un Media Gateway Controller (MGC). En fait, cette adaptation émule pour la couche cliente (Q.931) une interface Q.921 et s’appuie sur le service SCTP. Le scénario typique d’usage de cette adaptation est le Réseau NGN qui interface des PABX.

La couche d’adaptation M2UA (MTP 2 User Adaptation) assure le transport de paquets MTP3 entre un SG et un MGC. Elle fournit une interface MTP 2 à la couche cliente (MTP3) et s’appuie sur le service SCTP.

La couche d’adaptation M2PA (MTP 2 Peer to Peer Adaptation) assure le transport de paquets MTP3 entre deux SGs ou deux IP SPs (IP SIGnaling Point). Elle fournit une interface MTP 2 à la couche cliente (à savoir, MTP3) et s’appuie sur le service SCTP.

La couche d’adaptation M3UA (MTP 3 User Adaptation) assure l’acheminement de messages ISUP ou SCCP entre un SG et un MGC en fournissant une interface MTP3 à la
couche supérieure (ISUP, SCCP). M3UA peut aussi fonctionner en mode IP SP – IP SP permettant ainsi à un MSC Server et un HLR disposant du SIGTRAN dans le monde mobile de partager une association SCTP directement entre eux.

La couche d’adaptation SUA (SCCP User Adaptation) offre une interface SCCP (TCAP) entre un SG et une base de données IP ou entre un SG et un MGC. Le mode IP SP – IP SP est aussi supporté, notamment intéressant pour le monde mobile ou de nombreuses applications SS7 utilisent les services SCCP (MAP, INAP, CAP, TCAP).

La couche d’adaptation V5UA (V5.2 User Adaptation) est définie pour le transport de messages V5.2 entre un SG et un MGC. En fait, cette adaptation émule pour la couche cliente V5.2 une interface LAPV5 et s’appuie sur le service SCTP.

Les couches d’adaptation SIGTRAN

Figure 11 : Les couches d’adaptation SIGTRAN

II.2.2 Les messages de la signalisation SS7 sur IP

L’unité de donnée PDU (Protocol Data Unit) du SCTP est appelée un paquet SCTP. Le paquet SCTP est encapsulé dans un paquet IP, qui est routé à la destination. Le paquet SCTP est composé d’un en-tête commun et de Chunks (bloc de données). Un Chunk contient soit des données de contrôle soit des données utilisateur. Plusieurs Chunks peuvent être multiplexés dans un même paquet SCTP sauf dans le cas des Chunks de contrôle, INIT, INIT ACK et SHUTDOWN COMPLETE. Ces derniers ne peuvent pas être regroupés avec d’autres chunks dans un même paquet SCTP. Si un message utilisateur (message ISUP) ne peut pas être contenu dans un seul paquet SCTP du fait de sa taille, il est possible de fragmenter le message en plusieurs chunks qui seront encapsulés dans différents paquets SCTP (figure 12).

fragmentations des messages en plusieurs chunks

Figure 12 : fragmentations des messages en plusieurs chunks

II.3 Etude du réseau de signalisation de la Sonatel et Présentation des composants du coeur réseau

Pour assurer une couverture du réseau mobile dans tous le territoire Sénégalais la Sonatel dispose actuellement de :

- Cinq MSCs NGN de type Huwaeï,
- Deux NgHLRs Alcatel,
- Deux STPs de type TEKELEC.

Du côté plateforme de service il déploie :

- Deux SMSC,
- Deux VMS,
- Deux CRBT,
- Un USSD,
- Deux SGSN et deux GGSN pour le domaine packet
- Deux IN.

Ces équipements représente en général le coeur du réseau mobile de la Sonatel.

Au niveau Radio la Sonatel dispose :

- Une centaine de BSC (Base Station Controller)
- Des centaines BTS,
- Quatre RNC (Radio Network controller) et
- Une trentaine de node B

Le réseau de signalisation de la Sonatel est composé de deux STP nommé EAGLE STP ou EAGLE 5 ISS fabriqués par TEKELEC portant actuellement la release R38.0. En raison de sécurité les deux STP ne sont pas installés dans la même localité. L’un se trouve dans le site de Technopole et l’autre EAGLE STP est implanté dans le site de Dakar RP. C’est à partir de ce réseau de signalisation que les équipements du coeur réseau mobile sont interconnectés pour assurer le dialogue interne et externe du réseau. Nous allons voir en détail les équipements qui sont interconnectés avec les plateformes STP dans le prochain paragraphe.

II.3.1 Architecture détaillé du coeur réseau mobile

Sur cette architecture nous voyons d’une manière détaillé l’interconnexion des équipements du coeur réseau mobile avec le réseau de signalisation. Nous devons noter que les informations de signalisation échangées par les équipements du Core Netwok mobile sont transitées par les PTSs du réseau de signalisation.

Architecture du Coeur Réseau Mobile

Figure 13 : Architecture du Coeur Réseau Mobile

II.3.2 Présentation et fonctions des équipements du coeur réseau

Comme nous avons décrit précédemment d’une manière brève les équipements qui constituent le coeur du réseau mobile, nous allons maintenant faire la description et expliqué la fonctionnalité de chaque entité. Les entités qui composent le core network sont les suivent :

Cinq MSC NGN dont chacun est composé d’un MSC Server rattaché à, au moins, deux MGW. Dans le cas de la SONATEL, le MSC NGN est de type HUAWEI et est composé du MSoft X3000 rattaché à deux ou quatre UMG 8900. Les UMG peuvent être sur le même site que le MSoft mais pour avoir un réseau sécurisé il est conseillé de les délocaliser. Le MSC Server ou « Call Server » est un équipement de réseau d’infrastructures à commutation de circuit développé pour les solutions UMTS et GSM. C’est un produit de couche contrôle orienté au réseau fédérateur UMTS. Il supporte le coeur du réseau GSM, les releases R99 et R4 de l’UMTS et permet une solution complète d’évolution de GSM en R99 puis en R4. Les MSC Serveur assurent le routage d’un appel au sein du réseau, le transfert de contrôle d’appel entre éléments du réseau et le contrôle des connexions de MGW et des équipements terminaux.

Deux PTS par lesquels transitent toutes les liaisons de signalisation. Rappelons que le PTS est un équipement du réseau de signalisation assurant la fonction de transit pour les échanges dans le réseau sémaphore. Tous les messages ou paquets contenant des données de signalisation sont émises d’un point de signalisation PS à un autre et transitent à travers des PTS qui peuvent être considérés comme des routeurs du réseau sémaphore. Chaque MSC est relié aux deux PTS par des liens SIGTRAN.

Un NG-HLR qui est un HLR de nouvelle génération SDM de type ALCATEL qui à la fonction AUC intégrée. Il en existe deux qui fonctionnent en mode (Actif/Standby). Les deux noeuds du HLR sont localisés sur deux différents sites par mesure de sécurité.

Deux plateformes de réseau intelligent RI, qui marchent en partage de charge et un en backup, pour les services prépayés et autres types de services. Ils sont connectés au cinq MSC par le biais du réseau de signalisation.

Deux EAIP qui sont des périphériques intelligents ou des machines parlantes dialoguant avec le réseau intelligent via le réseau de signalisation et qui sont également rattachés à tous les MSC.

Deux serveurs de messagerie vocale (VMS) possédant des liens vers chaque PTS et communs à tous les MSC. Chaque VMS se connecte au MSC grâce à son entité MMU qui lui sert d’interface E1.

L’USSD Browser qui est une plateforme composé de deux modules dont le « cellgate » pour la gestion de la signalisation et le « cellcube » pour les services.

Il permet d’envoyer des informations via des requêtes USSD pour les services GSM prépayés (transfert de crédit, carte de recharge, paramétrage GPRS/UMTS…).

Deux serveurs de messagerie électronique SMS-C reliés aux MSC qui assurent le stockage et la retransmission des messages courts de tous les abonnés.

II.3.3 Présentation des réseaux interconnectés au réseau SS7 (STP)

Le réseau de signalisation de la Sonatel joue un rôle très important au sein du réseau téléphonique mobile et fixe. Composé de deux STP nommé « EAGLE STP ou EAGLE 5 ISS» fabriqués par TEKELEC dont la version actuelle est R38.0, ces derniers constituent une architecture de signalisation en mode Quasi-associé. Ce réseau SS7 gère le trafic de signalisation du coeur réseau mobile, le trafic international des centres de transit CTIT (se trouvant à Thiaroye) et CTIM (qui se trouve à Medina) et le trafic de signalisation de deux opérateur mobile qui sont TIGO et EXPERSSO. Les centres de transites (CTIT et CTIM) sont reliés aux PTS (PTS TNP et PTS RP) par des liens MICs. Pour extraire le Time Slot pour lequel est configuré le COC dans un faisceau international on a mis en place des équipements au niveau de la transmission appelés BRASSEURS. C’est au niveau du Brasseur qu’on a tiré les liens de signalisation qui vont vers l’internationale ou vers les autres operateurs interconnectés pour relier les deux PTS (voir figure 14).

II.3.3.1 Architecture SS7 de l’interconnexion

En ce qui concerne l’architecture SS7 de l’interconnexion utilisé par la Sonatel, il y a trois types d’interfaces de liaisons disponibles pour relier les PTS avec les différents équipements du réseau :

- Liaisons LSL (Low Speed Signalings Links), avec un débit de 64Kb, interconnectent le réseau international et les équipements du réseau national aux PTS.
- Liaisons de type HSL (High Speed Signalings Links), qui est une liaison avec un débit théorique de 2M permettent d’interconnecter des équipements comme le HLR, les bases de données du réseau intelligent aux PTS.
- Liaison SIGTRAN permet de relier le MSC aux PTS via le réseau IP de la Sonatel.

Nous allons voir dans le paragraphe suivant les fonctionnalités de chaque interface.

Architecture SS7 de l’interconnexion

Figure 14 : Architecture SS7 de l’interconnexion

II.3.4 Vu d’ensemble des équipements de signalisation utilisé par la Sonatel (EAGLE STP)

Eagle STP qui est l’équipement intelligent du réseau de la signalisation, est composé de deux (2) types de baies que sont :

- La baie de contrôle (CF, Control Frame) qui est la première et principale baie de la PTS. Elle est identifiée par un numéro de série qui lui est propre et unique. Elle comprend trois (3) étagères dont une de Contrôle (Control Shelf), qui comprend tous les composants du sous-système administration et maintenance du PTS et deux autres pour les extensions (Extension Shelf) séparés entre eux par un système de ventilation électrique.
- La baie d’extension (EF, Extension Frame), étant constituée de trois (3) alvéoles (shelves) séparés par un système d’aération électrique, cette baie est utilisée pour augmenter la capacité des liens de signalisation en ajoutant des cartes.

baie de l’EAGLE STP

Figure 15 : baie de l’EAGLE STP

Les baies sont alimentées en énergie par le « FAP » (Fuse and Panel Alarm) qui est aussi le gestionnaire des alarmes. Les alvéoles de chacune de baie comportent dix-huit (18) cartes identifiées par un numéro spécifique.

La nomenclature utilisée pour localiser une carte dans une alvéole se fait comme suit :

- CF00 pour la baie principale
- EF00 à EF16 pour les baies d’extension
- 1XYZ pour les cartes avec : X étant la position de la baie dans le système (1=CF00,
2=CF01, 3=CF03)

Y étant la position e l’étagère dans la baie
Z étant la position de la carte sur l’étagère.

II.3.4.1 Architecture matériel de l’EAGLE STP

Comme il a été dit dans le paragraphe précédent que le STP est composé de deux baies, dont la première est la baie de contrôle et la seconde baie est une baie d’extension. La première alvéole de la baie de contrôle s’occupe de l’administration et de la maintenance du système, et peut supporter plus de dix(10) cartes d’application (E1, T1, IP et GTT/ Global Title translation).

alvéole de contrôle

Figure 16 : alvéole de contrôle

. Le sous-système de l’administration et de la maintenance du système est composé des
cartes suivantes:

- Les cartes TDM communiquent avec la MDAL via la base de données SCSI (Small Computer Serial Interface).
- Les cartes GPSM II (General Purpose Service Modules) servent de base de données. Ce sont les gestionnaires de téléchargement des logiciels de toutes les
cartes du control shelf.
- Les cartes TDM (Terminal Disk Module), servent de stockage des logiciels systèmes.
- La carte MDAL, qui est un double slot, constitue le système de sauvegarde interne. Elle donne l’état des MASPs par contrôle et distribution des alarmes, et supporte le disque optique (Optical Disk Magnetic). Ces deux MASPs sont reliés aux cartes d’extension par un bus appelé IMT (Interprocessor Message Transport).

. Le sous-système d’application qui offre les services, est constitué par des cartes de type:

- MPL-T (MultiPort Link interface module)
- E5/T1 MIM (Multi-channel Interface Module)
- E1-T1/MIM
- EDCM (Enhanced Database Communications Module)
- HC-MIM (High-Capacity Multi-Channel Interface Module)
- E5-ENET qui permet de créer des liaisons de signalisation via le réseau IP.
- E5-E1/T1 qui fournit huit (8) MIC de trente-deux (32) LSL.
- E5-ATM (Asynchronous Transfer Mode) qui permet de créer des connexions ATM sur un MIC.
- MCPM (Measurement Collection and Polling Module)
- DSM (Database Service Module)
- E5-SM4G (Service Module 4 Generation)
- TSM (Translation Service Module) qui stocke les informations des tables GTT (Global Title Translations).

. On trouve encore un sous-système de communication, dont les types des cartes qui le compose sont les suivants :

- MUX (High Speed MUltipleXer module) ou
- HIPR (High Speed Packet Router module)

Ces cartes sont présentes dans tous les alvéoles (selves) et gèrent la communication entre les différentes cartes.

Pour cette partie nous nous intéressons seulement aux cartes qui permettent de configurer des liens LSL, HSL et SIGTRAN.

II.3.4.1.1 Les cartes LSL (Low Speed Link) et HSL(High Speed Link)

Un lien LSL comme le nom l’indique c’est une liaison sémaphore standard de 64 kbps qui sert à transporter des messages de signalisation. Actuellement les entités comme le HLR et le RI qui peuvent être sollicités par plusieurs requêtes de transactions simultanément, il est nécessaire d’augmenter la capacité de lien sémaphore. Ce technique est rendu possible en multiplexant 31 canaux de 64 kbps en un seul lien sémaphore de 2Mbps appelé HSL. Dans notre cas, la carte E5-E1/T1 qui fournit huit (8) MIC de trente un (31) LSL permet aussi de la configurer en HSL.

Voici un exemple de la configuration des liens sémaphores LSL et HSL :

Pour créer un lien sémaphore vers une destination, il faut :

- Activer une carte
- Créer un lien E1 sur cette carte
- Créer une destination
- Créer un faisceau
- Créer le lien en définissant son type, le time slot, la méthode de correction d’erreur
- Définir une route logique pour chaque point code
- Activer le lien

Voir annexe A.

II.3.4.1.2 Les cartes IP(SIGTRAN)

Les types des cartes E5-ENET permettent de créer des liaisons de signalisation via le réseau IP pour que les équipements NGNs puissent se dialoguer entre eux à l’intermédiaire du STP.

Dans notre cas les liens SIGTRAN sont utilisés pour l’interconnexion des PTS, les différents MSC Server et le NGHLR (SDM).

Voici un exemple de la création d’une liaison de signalisation SIGTRAN :

Il y a deux (2) façons d’implémenter le SIGTRAN;

- connexion point à point entre PTS, on utilise une adaptation de couche M2PA.
- connexion point multipoint entre PTS, MSC Server et NGHLR qui utilise une adaptation de couche M3UA

Pour la création d’associations de liens SIGTRAN, nous avons besoin :

- du nom de l’équipement distant, de son adresse IP primaire et secondaire
- du nom de l’association, de la carte sur laquelle elle sera configurée, préciser la couche d’adaptation (M2PA ou M3UA)
- de préciser le faisceau en mettant le nom, le point code et l’adaptation
- de créer une route entre le PTS et l’équipement distant en précisant le point code de cet équipement distant
- de créer des liens de signalisation qui vont supporter les différentes associations
- d’activer ces liens de signalisation
- et enfin ouvrir les associations

Voir annexe A.

II.3.4.1.3 les Interfaces utilisateurs

Pour administrer un système il faut l’accéder via une interface utilisateur. L’EAGLE STP de la Sonatel est géré pour l’administration et la maintenance en utilisant deux outils :

- PROCOMM PLUS
- NETBOSS

L’outil PROCOMM PLUS, permet d’accéder aux deux STP par TELNET pour faire une configuration, d’interroger les alarmes, ou d’exploiter le système d’une manière général. Les commandes entrées dans cet outil sont en mode ligne de commande.

Si dessous une copie écran de l’outil Procom plus (figure 17) :

interface utilisateur du STP, PROCOM PLUS

Figure 17 : interface utilisateur du STP, PROCOM PLUS

L’outil NETBOSS est une interface graphique permettant de visualiser en temps réel l’état du système et les liens de signalisation. Cet outil permet une bonne visualisation graphique des traces SS7 lorsque l’administrateur veut suivre les traces d’un appel pour résoudre un problème.

interface utilisateur du STP, NETBOSS

Figure 18 : interface utilisateur du STP, NETBOSS

II.4 Réseau de transmission de la Sonatel

Le trafic de signalisation doit être véhiculé sur un réseau de transmission sur lequel les équipements situés dans les sites distants puissent se dialoguer entre eux. La Sonatel dispose deux type de réseaux de transmissions qui assurent le transport du trafic de signalisation de son réseau téléphonique :

- Le réseau IP/GFP
- Le réseau IP/MPLS

Le réseau de transmission IP/GFP a des liens 34Mbits et 155Mbits sur SDH. Il est constitué par des routeurs CISCO 2821 et 2811 interconnectés avec ces liens en fibre optique. Il est le réseau dédié ou primaire pour la transmission de la signalisation. Le protocole de routage OSPF est utilisé pour la propagation des routes vers les différents noeuds.

Le réseau IP/MPLS est utilisé comme un réseau de transmission pour le trafic de la signalisation de backup. Des CEs dédiés sont installés dans les sites et raccordés au P et PE du nuage IP/MPLS (voir figure 19).

réseau de la transmission de signalisation

Figure 19 : réseau de la transmission de signalisation

On trouve en général les types de messages qui sont transmis dans le réseau de transmission, des messages de signalisation encapsulés sur IP appelés SIGTRAN. Ce réseau de transmission transporte le trafic de signalisation des PTS entre les différents équipements localisé dans les sites distants. A titre d’exemple, comme le NgHLR qui dialogue avec les MSCs reliés avec le STP via ce réseau et les messages du protocole H248 échangés entre UMG et MSosft. L’étude
et analyse de ces messages seront le contenu des chapitres qui suivent.

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