Fundamentos de Señalización SS7 y Protocolos ISDN Q.931

Arquitectura y Elementos de Red SS7

El sistema de señalización por canal común n.° 7 (SS7) utiliza nodos y estructuras de enlace especializadas para la gestión y enrutamiento del tráfico de control:

• SSP (Service Switching Point - Punto de Conmutación de Servicios): Punto de intercambio de servicios que permite enviar mensajes de señalización a todos los SSP a fin de establecer, gestionar y liberar los circuitos de voz.
• STP (Signal Transfer Point - Punto de Transferencia de Señalización): Elemento que toma cada paquete entrante y lo reenvía a uno de los múltiples enlaces de señalización basándose en la información de ruteo contenida en el mensaje SS7.
• SCP (Service Control Point - Punto de Control de Servicios): Base de datos y nodo de procesamiento de lógica de red para servicios inteligentes.
• INode (Nodo Integrado): Nodo capaz de soportar simultáneamente las funcionalidades de SSP y STP, gestionando tanto la transferencia de mensajes a otros nodos y enlaces de señalización como la comunicación mediante circuitos de voz.
• Linkset: Conjunto de enlaces de señalización existentes entre dos nodos SS7 directamente conectados.
• Routeset: Conjunto o grupo de rutas y enlaces disponibles para alcanzar un destino determinado.
• Point Code (Código de Punto): Asignación de un número de identificación único dentro de la red SS7, equivalente conceptualmente a una dirección IP en redes de datos.

Pila de Protocolos SS7 y Correspondencia con el Modelo OSI

Los protocolos del estándar SS7 se estructuran y relacionan con los niveles del modelo de referencia OSI de la siguiente manera:

• MTP (Message Transfer Part - Parte de Transferencia de Mensajes):
  • MTP1: Capa física. Define interfaces como E1, DS1, V.35 y DS0/A.
  • MTP2: Capa de enlace de datos; provee transferencia confiable entre dos puntos adyacentes.
  • MTP3: Capa de red; maneja el direccionamiento y enrutamiento hacia nodos destino.
• SCCP (Signalling Connection Control Part - Parte de Control de Conexiones de Señalización): Brinda servicios de red adicionales orientados y no orientados a conexión.
• TUP (Telephone User Part - Parte de Usuario de Telefonía): Manejo básico de llamadas telefónicas.
• ISUP (ISDN User Part - Parte de Usuario de RDSI): Protocolo para el control y establecimiento de circuitos troncales de voz y datos RDSI.
• TCAP (Transaction Capabilities Application Part - Parte de Aplicación de Capacidades de Transacción): Soporta el intercambio de datos entre aplicaciones y bases de datos transaccionales.
• Mapeo por capas OSI:
  • Capa 4 (Transporte): Es compartida por protocolos como TUP e ISUP.
  • Capas 5, 6 y 7 (Sesión, Presentación y Aplicación): Abarcan funcionalidades correspondientes a TUP, TCAP e ISUP.

Servicios Provistos por SS7

La infraestructura SS7 soporta funciones críticas en redes de telecomunicaciones fijas y móviles:

• Disposición y gestión de llamada básica.
• Servicio de Roaming internacional e inter-red.
• Portabilidad numérica.
• Servicios de cobro especial e información (números 800 / 600).

Estructura de las Unidades de Señalización (Signal Units)

La trama de una unidad de señalización básica en SS7 se compone de los siguientes campos fundamentales:

• F (Flag): Delimitador de inicio y fin de trama (01111110).
• BSN (Backward Sequence Number): Número de secuencia regresivo.
• BIB (Backward Indicator Bit): Bit indicador regresivo de retransmisión.
• FSN (Forward Sequence Number): Número de secuencia progresivo.
• FIB (Forward Indicator Bit): Bit indicador progresivo.
• LI (Length Indicator): Indicador de longitud.
• SPARE: Bits de reserva para alineación.
• CRC (Cyclic Redundancy Check): Código de redundancia cíclica para la detección de errores.

Normativas ITU-T para RDSI / ISDN (Capa 3)

Las recomendaciones ITU-T definen los mecanismos de control de llamadas para la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI):

• Q.931: Define los mensajes y mecanismos necesarios para el establecimiento, supervisión y liberación de conexiones y llamadas de Capa 3.
• Q.932: Define la señalización, mensajes y procedimientos asociados al control y provisión de servicios suplementarios.

Estructura del Campo de Capa 3 (Q.931)

El campo de información puede albergar hasta 256 octetos divididos en una sección común (5 octetos) y una sección individual (hasta 255 octetos). Los campos se ordenan progresivamente (de abajo hacia arriba en la arquitectura):

1. Discriminador de protocolo (Protocol Discriminator).
2. Número de referencia de llamada (Call Reference).
3. Tipo de mensaje (Message Type).
4. Elemento de información (1) (Information Element 1).
5. Elemento de información (2) (Information Element 2) y subsiguientes.

Call Reference (Referencia de Llamada)

El campo Call Reference permite identificar unívocamente todos los mensajes de Capa 3 asociados a una misma llamada en curso. Todos los mensajes de nivel 3 pertenecientes a una misma transacción telefónica comparten el mismo valor de Call Reference.

Mensajes Principales de Control de Llamada

• SETUP: Mensaje inicial enviado para solicitar el comienzo y establecimiento de una llamada.
• ALERTING: Indica el inicio de la fase de generación de tono (campaneo / timbrado en destino).
• CONNECT: Señala el comienzo formal de la conexión tras la contestación del receptor.

Valores de Causa de Desconexión (Cause Values)

Identifican el motivo por el cual una llamada no puede completarse o es liberada:

• User Busy: Usuario ocupado.
• Unallocated Number: Número no asignado o inexistente.
• No Circuit Available: Congestión; no hay circuitos o canales disponibles.
• Number Changed: Número de destino cambiado.
• No User Responding: El terminal de usuario no responde a la señal de alerta.
• No Answer from User: Sin respuesta del usuario (llamada no contestada).