Das Signalling System #7, zu deutsch Signalisierungssystem Nummer 7, (im weiteren SS7 genannt) ist eine Sammlung von Protokollen und Verfahren für die Signalisierung in Telekommunikationsnetzen. Es kommt im öffentlichen Telefonnetz, in Zusammenhang mit ISDN, Fest- und Mobilfunknetz und seit etwa 2000 auch verstärkt in VoIP-Netzen zum Einsatz. In VoIP-Netzen wird SS7 nur im Zusammenhang mit Media Gateway Controllern angewendet, es darf jedoch nicht mit dem SCCP (Skinny Client Control Protocol) von Cisco verwechselt werden. Die Protokollsammlung ist auch unter anderen Bezeichnungen wie Signalling System Number 7, Zeichengabesystem Nr. 7, Zentrales Zeichengabesystem Nr. 7, ZZS7, CCITT-Zeichengabesystem Nr. 7, Central Signalling System #7 und C7 bekannt.
Von der ITU-T (früher CCITT) werden unter der Bezeichnung „ITU-T Recommendation Q.xxx“ in den Serien Q.600 und Q.700 detaillierte Vorschläge für die Implementierung nationaler und internationaler Signalisierungsnetze erarbeitet. Die Vorschläge werden von normativen Organisationen wie ETSI (European Telecommunication Standardisation Institute) oder ANSI (American National Standardisation Institute) sowie von IETF (Internet Engineering Task Force) durch RFCs in verbindliche Normen umgesetzt.
SS7 ist heutzutage das gängigste und häufig einzige Signalisierungssystem in nationalen und internationalen Telekommunikationsnetzen. In der Folge dieser Popularität wurden diverse Protokolle des SS7-Stapels für SS7oIP (Signaling System Over Internet Protocol) spezifiziert und entwickelt sowie eingesetzt.
Telekommunikationseinrichtungen wie Vermittlungen oder Gateways arbeiten mit SS7-Protokollstapeln, die an die nationalen Normen oder Vorgaben der einzelnen Dienstanbieter angepasst sind. Wie die meisten ITU-T Empfehlungen sind die Serien Q.600 und Q.700 sehr variabel aufgebaut und erlauben eine Vielzahl von Variationen. Daher gibt es im Gegensatz zum Beispiel von IP keinen einheitlichen SS7-Protokollstapel, sondern spezifische Implementierungen.
SS7 wurde 1975 von AT&T entwickelt, um die zuvor in den USA verwendeten Signalling System #5 und Signalling System #6 zu ersetzen. Bei diesen Versionen fand die Signalisierung noch in-band statt, indem bestimmte Töne zur Kommunikation zwischen den Vermittlungsstellen benutzt wurden. Dies führte zu Missbrauch, dem sogenannten Phreaking. Am Endgerät wurden Steuersignale mit dem Ziel eingeschleust, günstiger tarifiert zu werden.
Die ITU-T standardisierte das SS7 im Jahre 1981, so wie sie auch die Vorgänger SS6 und SS5 akzeptiert hatte. Danach verbreitete sich das SS7 schnell weltweit.
SS7 ist ein zentrales Zeichengabesystem oder „Common Channel Signalling System“. Ein eigener Kanal in einem Übertragungssystem (üblicherweise ein Multiplexsystem) überträgt die Signalisierungsinformationen für alle Nutzerkanäle (bearer channels) bzw. Sprachkanäle. Diese Signalisierungsinformation kann zum Beispiel Informationen über gerufene oder rufende Nummer, Gebühren, besetzt, Rufnummer unbekannt etc. enthalten.
SS7 ist ein hocheffizientes Protokoll, das, im Vergleich zu anderen Kommunikationsarten, mit vergleichsweise geringen Datenmengen auskommt. So ist in den meisten Fällen eine Datenrate von 64 kbit pro Zeitschlitz ausreichend, um mehrere E1-Verbindungen zu bedienen. Es können mehrere 64-kbit-Zeitschlitze zusammengefasst werden, falls ein Zeitschlitz für die Signalisierung nicht ausreicht. In den USA (ANSI) sind anstelle von E1-Verbindungen T1-Verbindungen im Einsatz. Anstelle von E1-Verbindungen mit 2 Mbit/s sind es dann nur noch 24 × 64 kbit/s, dies entspricht 1544 kbit/s.
In den Mobilkommunikationsnetzen ist der Signalisierungsanteil wegen der Mobilität und der Nutzung von SMS sehr hoch. Es gibt sowohl im Festnetz, vor allem aber im Mobilnetz, Systeme, welche nur Signalisierverbindungen aufweisen, wie zum Beispiel ein SMS Center.
SS7 bietet Verfahren zur schnellstmöglichen Fehlerbehebung und zum Auffinden von alternativen Pfaden. Die Umschaltzeiten im Fehlerfall oder beim Ausfall eines Knotens liegen in der Regel im Bereich von einigen Millisekunden und sind somit den üblichen Verfahren in IP-Netzen wie dem Internet weit überlegen. Regulationen und Normen fordern oft Verfügbarkeitsraten von 99,9 % (maximale Ausfallzeit 8 Stunden 45 Minuten pro Jahr) oder 99,999 % (maximale Ausfallzeit 316 Sekunden pro Jahr), die von Telefonbetreibern und Herstellern anhand von Langzeittests und Protokollen nachgewiesen werden müssen.
Die wichtigsten Komponenten von SS7 sind Empfehlungen, die unterschiedliche Teilaspekte des komplexen Kommunikationsmodells beschreiben:
MTP oder Message Transfer Part beschreibt, wie Signalisierungsinformationen übertragen werden. Dazu gehören Definitionen der elektrischen oder optischen Schnittstellen, Details, wie einzelne Nachrichten voneinander getrennt werden und wie einzelne Vermittlungen oder besser im Jargon der ITU-T signalling points adressiert werden.
In den User Parts werden die Funktionen beschrieben, die einem Benutzer zur Verfügung stehen. Diese Funktionen können vom verwendeten Dienst (ISDN, analoges Telefon, Mobilfunk) abhängig sein und werden deshalb getrennt beschrieben. Die wichtigsten User Parts sind:
Der meist eingesetzte Part ist heutzutage ISUP. TUP wird in der Regel nicht mehr verwendet.
Signalling Connection Control Part ist eine Schicht, die auf MTP Level 3 aufsetzt und eine End-zu-End-Signalisierung im Signalisierungsnetz erlaubt. Im SCCP werden vier Dienstklassen zur Verfügung gestellt:
TCAP setzt auf SCCP auf und ermöglicht den darüberliegenden Protokollen, wie zum Beispiel INAP, CAP, MAP und OMAP über das SS7-Netzwerk weltweit zu kommunizieren.
Über INAP werden die Funktionen für intelligente Netze (IN) abgewickelt. Dazu gehören unter anderem Rufnummernmitnahme (LNP Local Number Portability) oder 0800-Nummern, die abhängig vom Standort des Anrufers zur nächstgelegenen Zentrale weitervermittelt werden.
CAP wird in Mobilfunknetzen genutzt und dient der Customised Applications for Mobile networks Enhanced Logic (CAMEL).
MAP dient der Kommunikation zwischen den verschiedenen Bestandteilen des Mobilfunknetzes (unter anderem HLR, VLR, SMSC). Der Standard kann auch zur Kommunikation zwischen Mobilfunknetzen verschiedener Anbieter verwendet werden und ist somit eine der Voraussetzungen für die Roaming-Funktionalität. Mittels Roaming kann sich ein Teilnehmer in Fremdnetze einbuchen (zum Beispiel ausländischen Mobilbetreiber mit Roamingvertrag oder um Notrufe absetzen zu können, auch wenn der Teilnehmer nicht im Versorgungsbereich des eigenen Betreibers ist). Die abrechnungsrelevanten Bestandteile werden durch Transferred Account Procedure (TAP) übertragen. Short Messages (SMS) werden nebst dem Roaming und der Steuerung der Gesprächsverbindungen auch im MAP übertragen. Weiter werden auch Funktionen zur Feststellung des Gerätetyps und die IMEI im MAP übertragen, damit mobiltelefonspezifische Konfigurationen vom Mobil-Operator auf das Endgerät übertragen werden können.
Die Funktionen für Betrieb, Pflege und Verwaltung umfassen zum Beispiel Softwarepflege, Konfiguration und das Einrichten von Rufnummernblöcken für Telefonteilnehmer.
SS7 ist dem OSI-Schichtenmodell angelehnt. Die Schichten 1–3 werden dabei als MTP (Message Transfer Part, Nachrichtentransferteil) von SS7 bezeichnet:
| OSI-Schichten | SS7 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Schicht 7 – Application | INAP | CAP | MAP | OMAP | (ISUP) | User Parts: TUP, ISUP |
| Schicht 6 – Presentation | ||||||
| Schicht 5 – Session | TCAP | |||||
| Schicht 4 – Transport | SCCP | |||||
| Schicht 3 – Network | MTP Level 3 oder M3UA | |||||
| Schicht 2 – Data | MTP Level 2 oder M2UA | |||||
| Schicht 1 – Physical | MTP Level 1 oder IP | |||||
Der Inhalt dieser Nachrichten wird durch die höchstliegende Schicht bestimmt, die anwendungsspezifisch ist. Die darunterliegenden Schichten werden nur als Transportmittel mit unterschiedlichen Funktionen und Eigenschaften betrachtet. Mit dem nun heute aufkommenden SS7oIP werden in der gebräuchlichsten Form die unteren 3 Schichten, wie im Diagramm ersichtlich, ersetzt. Von den OSI-Schichten wird in der SS7-Literatur üblicherweise nichts erwähnt, da dies zu Verwirrungen Anlass geben kann. Je nach Verwendung der SS7oIP-Technologien werden dann ganze Schichten eingespart und die verwendeten Schichten können nicht mehr ins OSI Modell übertragen werden, da bis 2 Schichten wegfallen oder eingespart werden können. M3UA ist die gebräuchlichste Schicht im SS7oIP. Weitere Möglichkeiten wären zum Beispiel der Ersatz des SCCP durch SUA, wobei als Beispiel eine Schicht eingespart wird.
Das Signalisierungsnetz beschreibt die Geräte, die Signalisierungsinformation austauschen und wie sie zusammengeschaltet werden. Die Beschreibungen hierzu sind sehr weit gefasst und auf einer möglichst abstrakten Ebene angesiedelt, um den Betreibern von Telefonnetzen möglichst viel Freiraum für die Gestaltung zu lassen.
Eine weitere wichtige Funktion des Signalisierungsnetzes ist das Routing. Hier wird beschrieben, wie einzelne Signalisierungsnachrichten von einem Gerät zum nächsten weitergeleitet werden und wie der optimale Pfad in einem größeren Verbund gefunden wird.
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