3.4.2. Уровень 2

Уровень 2 MTP содержит функции формирования (с привлечением услуг уровня 1) сигнального звена между двумя смежными SP и реализует процедуры, связанные с передачей сигнальных сообщений по этому звену. Функции уровня 2 определяют структуру информации, передаваемой по сигнальному звену, и процедуры обнаружения и исправления ошибок.

Информация переносится от одного SP к другому в информационных блоках, имеющих переменную длину и называемых сигнальными единицами. Существует три типа сигнальных единиц:

• значащая сигнальная единица (МSU), которая предназначена для переноса сигнальных сообщений, формируемых подсистемами-пользователями,

• сигнальная единица статуса звена (LSSU), предназначенная для переноса информации о статусе сигнального звена, по которому она передается,

• заполняющая сигнальная единица (FISU), обеспечивающая фазирование звена и передаваемая при отсутствии сигнальных единиц MSU и LSSU.

Для идентификации типа сигнальной единицы используется один из ее элементов - индикатор длины LI, разным значениям которого соответствуют:

• LI=0 - заполняющая сигнальная единица,

• LI=1 или 2 - сигнальная единица статуса звена,

• LI2 - значащая сигнальная единица.

Наиболее сложной по своей структуре является значащая сигнальная единица MSU. Ее формат представлен на рис. 5.3. MSU содержит ряд полей, в которых размещается фиксированное количество битов. Уровень 2 MTP обеспечивает присвоение значения каждому биту внутри каждого поля при передаче и анализ этих значений при приеме (исключение составляет поле сигнальной информации, которое имеет переменную длину, и содержание которого определяется функциями более высоких уровней).

Приведем краткие сведения о каждом поле.

Флаг выполняет функцию разделителя сигнальных единиц. Как правило, закрывающий флаг одной сигнальной единицы является открывающим флагом следующей сигнальной единицы. Последовательность значений битов в поле флага следующая: 01111110.

Рис. 3.3. Формат значащей сигнальной единицы MSU

Чтобы избежать имитации флага другой частью сигнальной единицы, MTP, передающая MSU, вставляет ноль после каждой последовательности из пяти следующих друг за другом единиц, содержащихся в любом поле MSU, кроме флага. Этот ноль изымается на приемном конце сигнального звена после обнаружения и отделения флагов.

Биты индикации направления FIB и BIB говорят о содержании MSU в том смысле, несет ли она собственно сигнал (FIB - прямое направление) или выполняет функции подтверждения (BIB - обратное направление). Вместе с полями FSN и BSN (см. ниже) биты индикации направления служат для контроля того, совпадает ли последовательность сигнальных единиц на приеме с последовательностью их на передаче, и используются в одном из двух предусмотренных в системе ОКС7 методов исправления ошибок.

Поля порядковых номеров FSN и BSN используются таким образом. FSN передается в прямом направлении (то есть в направлении передачи сигнала) и несет информацию о порядковом номере той MSU, в состав которой оно входит. BSN передается в обратном направлении в составе подтверждающей сигнальной единицы (ею может быть MSU или FISU) и несет информацию о порядковом номере той MSU, к которой это подтверждение относится.

Индикатор длины LI указывает, сколько байтов содержит сигнальная единица в полях, расположенных между резервными битами и проверочной комбинацией CK. Заметим, что формат заполняющей сигнальной единицы в промежутке между LI и CK не содержит никаких полей (0 байтов), формат сигнальной единицы статуса звена содержит в этом промежутке только поле статуса (либо 1 байт, либо 2 байта), а формат значащей сигнальной единицы предусматривает, как это видно на рис. 5.3, наличие между LI и CK двух полей - имеющего длину 1 байт поля SIO и имеющего переменную длину поля сигнальной информации SIF. Из сказанного сам собой вытекает способ идентификации типа сигнальной единицы, о котором говорилось выше.

Байт служебной информации SIO содержит два элемента - сервисный индикатор, указывающий, к какой из подсистем-пользователей относится содержащаяся в сигнальной единице информация, и индикатор вида сети (международная, междугородная, местная).

Поле сигнальной информации SIF содержит целое число байтов (от 2 до 272). Форматы этого поля определены отдельно для каждой подсистемы-пользователя.

Поле проверочной комбинации CK содержит 16 битов. Значения битов вычисляются путем применения образующего полинома к информации, которая содержится в подготавливаемой к передаче сигнальной единице. Полином имеет вид х¹⁶+ х¹²+ х⁵+ 1. Он выбран таким образом, чтобы оптимизировать процесс обнаружения пакетов ошибок при передаче.

Проверочные биты образуются из остатка от деления (по модулю 2) величины х^k (х¹⁵+ х¹⁴+ х¹³+ х¹²+ .... х²+ х + 1), где k - число битов в сигнальной единице между последним битом открывающего флага и первым проверочным битом, кроме битов, введенных, чтобы исключить имитацию флага, на образующий полином х¹⁶+ х¹²+ х⁵+1, и остатка от деления на тот же полином умноженного на х¹⁶ содержимого сигнальной единицы между последним битом открывающего флага и первым проверочным битом (не считая битов, введенных с целью исключить имитацию флага).

Передаваемые проверочные биты являются дополнением до “1” образовавшегося остатка 16-битового поля, то есть “1” меняются на “0” и наоборот. Это изменение производится для того, чтобы минимизировать вероятность ошибки в работе оборудования принимающей стороны.

Принимаемые биты анализируются на предмет соответствия между ними и остальной частью принятой сигнальной единицы. Если соответствия не обнаружено, регистрируется ошибка, а сигнальная единица стирается. Стирание MSU приводит в действие механизм исправления ошибок.

В ОКС7 предусмотрены два метода исправления ошибок.

Основной метод исправления ошибок применяется для сигнальных звеньев, в которых время распространения в одном направлении не превышает 15 мс. В противном случае используется метод превентивного циклического повторения. Примером использования метода превентивного циклического повторения может служить случай, когда связь организуется по спутниковым каналам. Сообщения, которые были приняты с искажениями (например, из-за пакетов ошибок при передаче), передаются повторно в той же последовательности, в какой они передавались первый раз, так что для функций уровня 3 не возникает никаких проблем с доставкой сообщений подсистемам-пользователям без потерь и дублирования.

Если имеют место постоянные ошибки, уровень 3 уведомляется об этом для того, чтобы он мог принять соответствующее решение, например, решение изменить маршрут с использованием в нем другого сигнального звена.

Основной метод исправления ошибок – это метод с положительным и отрицательным подтверждением и повторной передачей сигнальных единиц, принятых с искажениями.

Для передачи сигнальной информации от верхнего уровня SP-А к такому же уровню SP-Б сигнальные единицы передаются через уровень 3 МТР в уровень 2 МТР SP-А. В уровне 2 SP-А имеются буфер передачи и буфер повторной передачи. Буфер передачи используется для сохранения MSU перед ее передачей по сигнальному звену, то есть действует как запоминающее устройство до тех пор, пока пропускная способность звена не позволит послать MSU. Буфер повторной передачи хранит копию MSU на случай, если SP-Б примет ее с искажениями.

Каждая MSU содержит порядковый номер FSN, бит-индикатор FIB, порядковый номер BSN и обратный бит-индикатор BIB. Когда сигнальное звено функционирует нормально, FIB присваивается конкретное значение (например, 0), и BIB также присваивается это значение (0). Когда MSU принимается уровнем 2 в АТС А, она поступает в буфер передачи. Буфер передачи работает по принципу FIFO, то есть принятая первой MSU должна первой передаваться. Когда сигнальное звено свободно, и подходит очередь для передачи, следующей MSU присваивается FSN, на 1 больший (по модулю 128), чем FSN последней переданной MSU. Затем очередная MSU передается к SP-Б, а в буфер повторной передачи вводится ее копия.

В SP-Б принятый FSN сравнивается с ожидаемым (предыдущий FSN плюс 1). Если принятое значение совпадает с ожидаемым, содержимое MSU направляется в уровень 3. Значение FSN копируется в поле BSN, а значение BIB остается неизменным. SP-А воспринимает полученные BSN и BIB как положительное подтверждение. При приеме верных BSN и BIB SP-А удаляет содержимое MSU из буфера повторной передачи.

Если сравнение в SP-Б принятого FSN с ожидаемым обнаруживает противоречие, возникшее, например, вследствие функционирования механизма обнаружения ошибок и стирания искаженных MSU, величина BIB изменяется на “1”, и SP-А получает отрицательное подтверждение. В этом случае BSN присваивается значение последнего правильно принятого FSN.

При приеме отрицательного подтверждения SP-А прерывает передачу сигнальных единиц, и MSU, находящиеся в буфере повторной передачи, передаются повторно, начиная с той, FSN которой на “1” больше FSN последней положительно подтвержденной MSU. Величина FIB меняется на “1” , а FIB и BIB будут снова иметь одинаковые величины.

Метод исправления ошибок посредством превентивного циклического повторения предусматривает положительное подтверждение, циклическое повторение и упреждающее исправление ошибок. При этом отрицательное подтверждение не применяется, а индикацией искажения сообщения служит отсутствие позитивного подтверждения. Исправление ошибок достигается программируемым циклическим повторением неподтвержденных MSU. Каждая сигнальная единица содержит FSN и BSN (как и в основном методе), но FIB и BIB не используются, и им присваивается значение “1”.

В период отсутствия новых ожидающих передачи MSU начинается повторная передача MSU, хранящихся в буфере повторной передачи. Во время повторной передачи сохраняются первоначальные FSN. Если поступает новая сигнальная единица, циклическое повторение прекращается, а новая MSU передается с FSN, на единицу большим (по модулю 128) последнего присвоенного значения. Если следующие новые MSU не принимаются, рекомендуется циклическое повторение.

Неискаженная сигнальная единица положительно подтверждается путем приема на АТС А значения BSN, равного присвоенному FSN. После положительного подтверждения соответствующая MSU удаляется из буфера повторной передачи.

Одним из недостатков этого метода является тот факт, что буферы передачи и повторной передачи могут перегружаться. Для предотвращения потери сообщения применяется процедура, называемая вынужденным повторением. Количество MSU и количество их байтов, хранящихся в буфере повторной передачи, непрерывно контролируются. Если тот или другой параметр достигает заранее установленного предельного значения, новые MSU не принимаются, а приоритет отдается повторной передаче MSU, хранящихся в буфере повторной передачи. Цикл повторной передачи продолжается до тех пор, пока значения двух действующих параметров не станут ниже установленных предельных значений.