De la Signalisation SS7 au protocole SIP

 Par M. AHMED ALAOUI YOUSSOUFI (*)

La signalisation  ou protocole d’échanges est l’ensemble des signaux qui véhiculent les informations nécessaires à l’établissement, la supervision et la libération d’une communication voix ou données. Elle est le langage par excellence utilisé entre les nœuds d’un réseau des télécommunications pour effectuer une opération de commutation. Si le SS7 était nécessaire à l’interconnexion TDM (time division multiplex) des réseaux dans le cadre de la libéralisation du secteur des télécoms au Maroc intervenu en 1998, le protocole SIP a commencé à s’introduire au Maroc dès 2010, dans le cadre de l’architecture dite IMS. Le protocole SIP s’impose aujourd’hui de plus en plus pour l’interconnexion IP entre les opérateurs télécoms. Au niveau international c’est à partir de 2002, que l’IP a connu une réelle accélération après l’émergence du protocole SIP. L’architecture IMS est une architecture standardisée de type NGN utilisée par les opérateurs de téléphonie, permettant de fournir des services multimédias fixes et mobiles. Cette architecture permet une implémentation standardisée, par le 3GPP, du protocole SIP, protocole compatible sur les protocoles standards IP (IPv4 et IPv6). Durant les années 1980 l’équipe de douze ingénieurs de commutation dirigée à l’époque par M. Khaouja Ahmed s’attelait à introduire des protocoles de signalisation compatible avec la numérisation du réseau télécom marocain tout en pensant à l’introduction de la signalisation CCITT N°7 fin des années 80 pour préparer le réseau au Réseau Numérique à Intégration des Services (RNIS) et à la libéralisation des télécoms. Sachant que la libéralisation des télécoms a commencé aux USA en 1984 avec notamment la signalisation par canal sémaphore CCITT N°6 qui était déjà en service aux USA avant le CCITT N°7. Pour les lecteurs qui s’intéressent à l’historique de cette période des années 80 on a laissé vers la fin de l’article une description de ce qui existait comme défis à cette période en matière de signalisation pour l’équipe de commutation au Ministère des PTT et à l’ONPT Maroc.

Du SS7 au protocole SIP

Aujourd’hui, la majorité des opérateurs télécoms ont adopté la technologie IP dans leurs réseaux télécoms. Et le protocole dit SIP (Session Initiation Protocol) constitue la partie vitale de l’interfonctionnement des réseaux IP. Le SIP, étant un protocole standard ouvert qui permet la gestion de sessions utilisées dans les différentes communications dans les réseaux IP. Ce protocole remplace en quelque sorte la signalisation CCITT N°7, signalisation fonctionnant à 64 kbits, qui était la base de l’interconnexion de commutation de circuit ou interconnexion TDM « Time Division Multiplexing» dans les réseaux mobiles GSM et 3G. Le protocole SIP est opérationnel depuis années 2000 pour le développement de divers services avancés sur les réseaux dits IP. Tous les opérateurs télécoms se préparent à introduire le protocole SIP afin d’introduire l’interconnexion IP. L’évolution technologique vers le tout IP amorcée au début des années 2000 a poussé les opérateurs télécoms à investir tout d’abord dans l’architecture appelée NGN (Next Generation Network), puis dans l’architecture dite IMS (IP Multimedia Subsystem) à partir de 2007. L’IMS assure l’interfonctionnement avec les réseaux existants et particulièrement ceux fonctionnant avec la SS7. Avec la technologie IMS et au protocole SIP, un seul terminal serait en mesure d’être utilisé pour accéder à internet, regarder la télévision et offrir la téléphonie, tout cela en utilisant un seul et unique protocole de communication.

Architecture des réseaux IMS

L’IMS est une architecture centralisée divisée en plusieurs couches. Avant de pouvoir accéder aux plateformes de services, l’utilisateur doit s’authentifier auprès de l’opérateur. Pour cela le HSS (Home Subscriber Server) assure les fonctions d’authentification et de de localisation. On y trouve aussi les MGW (Medias Gateways) et les MGCF (Medias Gateways de Contrôle) qui vont permettre l’interconnexion avec des réseaux ISDN existants fonctionnant sous la signalisation CCITT N°7. La couche d’accès permet l’interopérabilité entre les différentes technologies d’accès et le cœur du réseau IMS. La couche « Session Control » gère toutes les sessions du protocole SIP établies à travers l’architecture IMS. Elle contrôle en particulier, l’ouverture des sessions SIP et l’établissement des appels. La couche « Service » met à disposition pour la couche application les services fonctionnant sous le protocole SIP. La couche « Application » fourni quant à elle l’ensemble des applications disponibles dans une architecture IMS telle que la présence ou la visio-conférence.

Des passerelles sont prévues pour passer des réseaux RTC
à base SS7 à réseau IMS à base SIP

La signalisation par canal sémaphore ou SS7 :

Signalisation unique, véhiculé sur un réseau différent de celui de la parole, ce réseau est appelé réseau sémaphore, sur un seul canal (canal sémaphore) on signale plusieurs communications sous forme de messages en trame sémaphore. Ces messages sont acheminés par une liaison de données (data link), l’information de signalisation se rapportant à des circuits ou à des messages de gestion et de supervision du network. Le réseau sémaphore fonctionne suivant le principe de la commutation des paquets sous forme associé entre deux points sémaphores terminaux SP(Signaling Point) ou bien possédant un aiguilleur STP (Signaling Trasfer Point) en mode quasi associé.

Structure du système de signalisation SCS7 :

Le système de signalisation SCS7 est structuré selon le modèle de référence ISO.

Rappel du modèle ISO

Histoire de l’évolution de la signalisation au Maroc

Typiquement pour le RTC (Réseau Téléphonique Commuté), quand un abonné décroche le téléphone pour effectuer un appel, un courant continu est établit, le central signale alors par la tonalité qu’il est prêt à enregistrer le numéro d’appel. A ce niveau, on note que la signalisation est acheminée par le même support et la même voie, c’est ce que l’on appelle la signalisation voie par voie. Elle diffère de la signalisation utilisée pour le RNIS (Réseau Numérique à Intégration des Services) dont le fonctionnement est basé sur le système de signalisation CS7.

Signalisation selon les supports de transmission :

• Sur paire métallique, basse fréquence analogique, il existe deux configurations possibles :

1. Signaux de ligne et d’enregistreurs sur une même paire.

2. Séparation des signaux de ligne de ceux d’enregistreurs.

• Sur support large bande (Câble coaxial…) analogique

• Les signaux issus des impulsions ou des changements d’état ne sont pas transmis sur les supports large bande. Au niveau des stations de transmission Lignes à grandes distances (LGD) ces signaux sont convertis en signaux adaptés à ces supports.

• Sur support 2Mb/s numérique :

• La signalisation de ligne est véhiculée dans le canal IT16. La signalisation d’enregistreurs via les IT véhiculant la voix.

Histoire de l’évolution de la signalisation au Maroc

Etant donné que la signalisation constitue le langage par excellence des centres de commutation son évolution suit corrélativement celle de la commutation. L’ensemble des signaux utilisés par un équipement de commutation bien spécifique est appelé système de signalisation; ainsi ont été utilisés les systèmes de signalisation suivant :

Au niveau national :

• Le système décimal  R6 et PC délesté depuis 1986.

• Le système MF Socotel : centraux analogiques PC, MC et CP400.

• Le système R2 digital ; centraux AXE, E10B, et EWSD

• Le système C5 dans les relations nationales via satellite.

• Le système SS7

Avec l’international :

• Le système N°4 (2FV) avec l’Europe délesté depuis 1986.

• Le système C5 dans les relations satellitaires avec l’Amérique du nord et le moyen Orient analogique et numérique.

• Le système R2 digital dans toutes les relations à partir de 1986.

• Le système SS7 depuis le début des années 90.

L’ensemble des systèmes de signalisation utilisés par un même réseau sont regroupés dans un document constituant le plan de signalisation qui est l’un des plans techniques fondamentaux (Plan de Numérotage, Plan d’Acheminement, Plan de Transmission…) qui permettent la détermination de la topologie de tout réseau de télécommunications.

Signalisation MF signaux de ligne par changement d’état

La signalisation inter-central au niveau national s’acheminait vers la généralisation totale du système CCITT N°7 par canal sémaphore ou SS7 édicté par UIT-T et par la libéralisation des télécoms car sans le CCITT N°7 on ne peut assurer l’interconnexion entre différents opérateurs. Au niveau national, cela dépendait du délestage des centraux utilisant seulement la MF Socotel en l’occurrence les centraux PC du réseau urbain de Casablanca. Le délestage des centraux R6 en 1986 avaient libéré au niveau des PC des chaines traitant la signalisation décimale. Ces équipements ont été réutilisés provisoirement entre centraux urbains PC de Casablanca pour obtenir une décongestion de trafic urbain de 25%. Après le délestage total des centres PC au niveau urbain l’introduction du R2 digital est obtenue d’une manière progressive. Ensuite est arrivée la Fibre Optique tant qu’au niveau urbain à Casablanca et à Rabat et au niveau national et international l’implantation des centraux totalement numériques, la densité croissante du mobile, la création de nouveaux services nécessitant des échanges de signalisation sans établissement de réel circuit ont rendu la généralisation du CS7 imposante. Le réseau sémaphore est utilisé en mode associé pour tout réseau étoilé et en mode quasi-associé pour tout réseau maillé tel les réseaux urbains et le maillage des CTN (centre de transit national).

What is SIP?

M. AHMED ALAOUI YOUSSOUFI ingénieur Télécom.