Сети связи и системы коммутации

Международным аналогом названию ОдС-7 служат аббревиатуры SS7 (Signaling System ‹ 7) è CC7 (Common Channel ‹ 7).

Наиболее эффективно использование ОдС на международных и междугородных сетях, а быстрое удешевление оборудования ОдС делает его эффективным и на местных сетях, причем граница эффективности (число обслуживаемых ОдС телефонных каналов, при котором он эффективен) непрерывно снижается.

аспользование ОдС позволяет:

•устранить разнотипные комплекты сигнализации, повысить экономич-

ность;

•повысить скорость передачи сигналов, а вместе с этим и скорость установления соединений (время установления соединения в большинстве случа- ев меньше 1 с);

•улучшить надежность и достоверность передачи;

•устранить влияние разговорных токов на сигнальные каналы;

•получить ряд новых возможностей для введения дополнительных видов услуг;

•облегчить и унифицировать процедуру установления международных связей, на которых системы ОдС наиболее эффективны и необходимы.

Однако следует иметь в виду также и недостатки, присущие этим системам сигнализации. Это, во-первых, задержки сообщений, связанные с накоплением очередей и их рассасыванием в соответствии с принятой системой приоритетного обслуживания. Во-вторых, усложнение системы обеспечения надежности благодаря централизации функций и оборудования. дроме этого, надо иметь в виду, что ОдС — весьма мощная глобальная система сигнализации, обеспечивающая возможность соединения двух любых абонентов земного шара, но содержащая значительные излишества при ее использовании на местных сетях, которые и определяют границу эффективного применения этих систем.

Сеть связи, обслуживаемая ОдС, состоит из узлов коммутации, называемых здесь пунктами сигнализации SP (Signalling Point), соединенных звеньями передачи (Signalling Links). Пункты сигнализации подразделяют на оконечные (SP), транзитные (STP), интегральные (SP/STP) è пункты обработки сообщений SCCP (SPR). Функционирование сети сигнализации может осуществляться в связанном и квазисвязанном (смешанном) режимах. В Ò‚ÿÁ‡í- íîÏ режиме маршрут информационных каналов совпадает с маршрутом сигнализации (например при использовании для сигнализации 16-го временного канала в системе адМ-30), а в ꂇÁèÒ‚ÿÁ‡ííîÏ режиме эти маршруты могут не совпадать.

Еазовая сигнальная единица системы ‹ 7 в целом не имеет фиксированной длины, но сигнальная информация должна содержать кратное число байт (октетов), а служебные поля (флажки начала сигнальной единицы, индикатор длины, проверочные биты и биты — индикаторы последовательности передачи) имеют всегда одинаковые фиксированные длины. Этикетка, сопровождающая любое сигнальное сообщение, имеет общую длину 40 бит: 12 бит кода адреса цепи и по 14 бит для кодов точек отправления и назначения. Наличие такой подробной этикетки позволяет передавать сообщения на любые расстояния с большим числом участков национальных и международных сетей, что является отличительной особенностью системы ‹ 7.

Первая публикация по ОдС-7 появилась в Желтой книге ITU-T в 1980 г. (когда в комиссии ISO была разработана ЭМВОС). Модель ЭМВОС описывает

обмен данными, ориентированными на соединение. Елок MTP (Message Transfer Part — подсистема передачи сообщений) системы ОдС-7, разработанной независимо от модели OSI, обеспечивает только процесс передачи данных без соединения. Поэтому в 1984 г. в драсной книге добавлена подсистема SCCP (Signaling Connection Control Part — подсистема управления соединениями сигнализации), обеспечивающая как сети, ориентированные на соединение, так и сети без соединений. В 1988 г. в Йолубой книге описаны общие протоколы TCAP (Transaction Capabilities Application Part — подсистемы возможностей транзакций) и OMAP (Operation and Maintenance Application Part — подсистемы эксплуатации, технического обслуживания и административного управления). азначально система ОдС-7 разрабатывалась применительно к телефонной сети.

Структурная схема системы ОдС-7 приведена на рис. 7.10 [50]. Стек ее протоколов построен по многоуровневому принципу, но уровни модели ОдС-7 не идентичны уровням ЭМВОС. Здесь отсутствуют сеансовый и транспортный уровни, а прикладной и представительный объединены в пользовательский.

На схеме приняты следующие сокращения: GSM — Global System for Mobile Communication; MAP — Mobile Application Part; BSSAP — Base Station System Application Part; INAP — Intelligent Network Application Part; AE — Application Entity; ASE — Application Service Element; OMASE — OMAP Application Service Element; MUP — Mobile User Part; ISUP — ISDN User Part; HUP — Handover User Part.

Возможности, которые содержатся на сетевом уровне модели OSI, распределены в ОдС-7 между третьим уровнем МТР и SCCP. Елок МТР обеспечи- вает сетевые услуги без соединения. Назначение уровней блока МТР пояснено в табл. 7.11.

Подсистема SCCP является потребителем функциональных возможностей МТР и обеспечивает как сетевые услуги в отсутствии соединения, так и услуги, ориентированные на соединение. Объединение блоков МТР и SCCP образует сервисный сетевой блок NSP (Network Service Part).

Основными подсистемами 4 уровня ОдС-7 (пользовательского) являются следующие: подсистемы пользователей мобильной связи стандартов GSM (MAP)

èNMT-450 (MUP); подсистема пользователей процедуры передачи управления в процессе разговора сети мобильной связи NMT-450 (HUP); подсистемы OMAP, INAP, TCAP, SCCP, ISUP; подсистема пользователей телефонии (TUP — Telephone User Part); подсистема пользователей сети передачи данных (DUP — Data User Part). Подсистемы TUP и DUP на схеме рис. 7.10 не показаны. Поскольку сети электросвязи развиваются в направлении ISDN, ISUP устраняет необходимость в подсистемах TUP и DUP. ISUP содержит все функции TUP, но эти функции реализуются более гибко. Подсистема телефонного пользователя TUP была разработана для управления установлением

èразъединением телефонных соединений и являлась европейской версией ОдС-7, в то время как на североамериканском континенте гораздо раньше начала внедряться другая подсистема — ISUP. В дополнение к управлению основными телефонными услугами TUP определяет процедуры и форматы для дополнительных услуг. Однако, в силу самой природы ISDN, дополнительные услуги, определенные в ISUP, являются более мощными и используют более современные решения, чем те, которые определены для TUP.

Подсистема пользователя данных DUP была определена на ранней стадии разработки ОдС-7 для управления установлением и разъединением соединений передачи данных с коммутацией каналов. Распространение DUP весьма незначительно, и только немногие операторы сети реализовали выделенные сети передачи данных с коммутацией каналов. Требования к переда- че данных сегодня удовлетворяются за счет ISUP, в результате чего широкое использование DUP в сетях электросвязи мало вероятно.

Подсистема ТСДР обеспечивает набор возможностей для обслуживания вызова без установления соединения. Эти возможности можно использовать в одном узле для того, чтобы вызвать выполнение процедуры в другом узле (например, в рамках «Услуги 800» интеллектуальной сети цифры номера после кода 800 преобразовываются централизованной базой данных в физи- ческий адрес). На базе ТСДР организованны и поддерживаются элементами прикладного уровня ДSЕ подсистемы МДР и INAP. Дналогичным образом обеспечиваются прикладные возможности подсистемы ОМДР.

Табл. 7.12 содержит список Рекомендаций ITU-T, регламентирующих работу системы на разных уровнях. Функции ER (Event Reporting — рапорт о событии) и DS (Disturbance Supervision — надзор за помехами), образующие блок ERDS, используются для надзора и измерений в сети сигнализации для получения сведений о надежности сети. Функция DS надзирает за событиями, о которых сообщает функция ER.

7.9.1. Структура сигнальных единиц в блоке МТР

Сигнальная информация передается в виде сообщений переменной длины, называемых сигнальными единицами СЕ (Signal Unit). Существуют три типа сигнальных единиц:

•MSU (Message Signal Unit) — значащая сигнальная единица, используется для передачи сигнальной информации, формируемой подсистемами пользователей или SCCP;

•LSSU (Link Status Signal Unit) — сигнальная единица состояния звена, используется для контроля состояния звена сигнализации (нормальная работа, авария, отказ, занятие и т.д.);

•FISU (Fill In Signal Unit) — заполняющая сигнальная единица, используется для обеспечения фазирования звена при отсутствии сигнального трафика (в случаях холостого хода в качестве заполнителя, например при исправлении ошибок).

Тип сигнальной единицы идентифицируется индикатором длины LI (Length Indicator): LI = 0 äëÿ FISU, LI = 1 èëè 2 äëÿ LSSU, 2 < LI < 64 для MSU. Структура сигнальных единиц показана на рис. 7.11–7.12.

Рис. 7.12 — Формат сигнальной единицы состояния звена LSSU

Рис. 7.13 — Формат заполняющей сигнальной единицы FISU

Поля форматов этих рисунков расшифровываются следующим образом:

•SIO (Service Information Octet) — байт служебной информации;

•SIF (Signaling Information Field) — поле сигнальной информации. Поле SIF может состоять максимум из 272 байтов, форматы и коды которых определяются подсистемой пользователя;

•CK (Check Bits) — проверочная комбинация;

•SF (Status Field) — поле состояния;

•Ïîëå = резерв;

•LI (Length Indicator) — индикатор длины (принимает значения от 0

äî 63);

•Error correction — исправление ошибок. Поле содержит семибитовые прямые и обратные порядковые номера сигнальных единиц: FSN (Forward Sequence Number) — прямой порядковый номер (порядковый номер передаваемой сигнальной единицы), BSN (Backward Sequence Number) — обратный порядковый номер (номер подтверждаемой сигнальной единицы). Прямые

èобратные порядковые номера принимают циклически значения от 0 до 127. дроме этого, формат содержит биты индикации направления передачи: FIB (Forward Indicator Bit) — бит индикации прямого направления и BIB (Backward Indicator Bit) — бит индикации обратного направления.

Все группы двоичных сигналов форматов СЕ выдаются в направлении передачи (показано стрелкой), начиная с самого младшего разряда. асключе- ние составляют 16 контрольных проверочных битов поля Сд, передаваемых в последовательности их появления, а следовательно, начиная с самого старшего разряда.

Ниже разъясняются значения и функции некоторых групп двоичных сигналов в сигнальных единицах.

•Флаг (01111110). Йраница цикла (флаг) обозначает начало сигнальной единицы. В нормальном эксплуатационном режиме с помощью флага обозна- чается одновременно и окончание выданной перед этим сигнальной единицы. утобы избежать имитации флага, передающая MSU после каждых 5 последовательных единиц, содержащихся в любой части MSU кроме флага, вставляет ноль (Bit Stuffing). Этот ноль изымается на приемном конце после обнаружения и определения флагов.

•С помощью битов поля Сд осуществляется обнаружение ошибок (соответствующая процедура FCS-16 (Frame Check Sequence — проверочная последовательность кадра) описана в рекомендации V.42). Проверочные биты формируются ДТС, которая передает сигнальную единицу. Проверочные

биты получаются путем применения образующего полинома CRC-16 вида õ16 + õ12 + õ5+1 к информации в сигнальной единице. Полином выбран таким образом, чтобы оптимизировать процесс обнаружения пакетов ошибок при передаче. Для того чтобы минимизировать вероятность ошибки в работе оборудования принимающей станции, передаваемые проверочные биты инвертируются, т.е. «1» меняются на «0» и наоборот. Проверочные биты анализируются на принимающей станции в соответствии с определенным алгоритмом. Если соответствие не обнаружено, регистрируется ошибка, а сигнальная единица стирается. Это стирание MSU приводит, в свою очередь, в действие механизм исправления ошибок.

•Äëÿ ОдС-7 предусмотрены два метода исправления ошибок с использованием битов поля Error correction. Основной метод исправления ошибок — это метод с положительным или отрицательным подтверждением и повторной передачей сообщений, принятых с искажениями. аз трех типов сигналь-

ных единиц повторяется только сигнальная единица MSU. Метод исправления ошибок путем превентивного циклического повторения является методом с положительным подтверждением, циклическим повторением и упреждающим исправлением ошибок. Это означает, что отрицательное подтверждение не применяется, а для индикации искажения сообщения используется отсутствие позитивного подтверждения. асправление ошибок достигается программируемым циклическим повторением неподтвержденных MSU.

Основной метод исправления ошибок применяется для звеньев сигнализации, 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 установление соединения через спутники. Сообщения, которые были искажены (например, из-за пакетов ошибок при передаче), передаются повторно в той же последовательности, в какой они передавались первый раз, и для уровня 3 не возникает никаких проблем с доставкой сообщений подсистемам пользователей без потерь и дублирования.

•Еайт служебной информации SIO делится на индикатор службы SI (четыре старших бита SIO) и на поле подвида службы SSF (четыре младших бита SIO). Например, SIO может указывать, что сообщение относится к подсистеме ISUP (SI = 0101) èëè ê SCCP (SI = 0011). В российских национальных спецификациях МТР индикатор сети в поле подвида службы кодируется следующим образом: SSF = 00хх для международной сети; 01хх — резерв для международной сети; 10хх — междугородная сеть; 11хх — местная сеть.

•Форматы и коды поля сигнальной информации S1F определяются подсистемой пользователей (например, для TUP согласно протоколам Q.721–Q.725). Поле сигнальной информации S1F содержит информацию, которая должна передаваться между подсистемами пользователей двух пунктов сигнализации. МТР не распознает содержимое S1F, кроме этикетки маршрутизации, которая используется для маршрутизации сообщений в сети сигнализации. Не считая этой информации о маршруте, МТР просто передает содержащуюся в S1F информацию от уровня 4 одной ДТС к уровню 4 другой ДТС.

7.9.2.Подсистема ISUP

ISUP имеет более гибкую технологию форматирования, чем TUP, при- чем эта гибкость обеспечивается введением полей переменной длины и необязательных полей.

Формат поля SIF блока MSU ISUP показан на рис 7.14 [50]. Технология форматирования для ISUP аналогична той, которая используется для SCCP. Поле сигнальной информации ISUP включает в себя этикетку маршрутизации (Routing Label), код идентификации канала (CIC), тип и параметры сообщения. Тип сообщения длиной в один байт однозначно определяет функции сообщения. Параметры могут быть обязательными фиксированной длины, обязательными переменной длины и необязательными.

Процедуры для установления базового соединения аналогичны тем, которые применяются для TUP. дроме того, ISUP позволяет использовать сигнализацию «из конца в конец» в фазе установления соединения. Сигнализация «из конца в конец» позволяет станциям передавать и принимать сигнальную информацию без ее анализа промежуточными ДТС (например, междугородной ДТС).

Сигнализация «из конца в конец» обычно используется между местными ДТС для передачи специальной информации об услугах, запрошенных вызывающим или вызываемым абонентами. В этом случае сигнализация «из конца в конец» маршрутизируется через междугородные ДТС, но междугородные ДТС не анализируют содержимое передаваемых сообщений. В этом контексте местные ДТС называются конечными пунктами. Определены две формы сигнализации «из конца в конец»: прохождение по сети и метод SCCP.

Метод прохождения по сети сигнализации «из конца в конец» использует информацию маршрутизации, ориентированную на соединение. догда ISUP устанавливает телефонное соединение или соединение передачи данных, набираемый вызываемым абонентом номер преобразуется в информацию маршрутизации для использования в сети сигнализации. Эта информация маршрутизации представляет собой этикетку маршрутизации и код идентификации канала (СIC). анформация маршрутизации хранится в каждой уча- ствующей в соединении ДТС в течение всего соединения, а для ее передачи имеется специальный тип сообщения. догда во время соединения транзитная ДТС принимает сообщение этого типа, она использует уже имеющуюся информацию маршрутизации для передачи сообщения к следующей ДТС, не выполняя анализ информации сигнализации «из конца в конец», содержащейся в самом сообщении. Только местным ДТС (конечным пунктам), которые передают и принимают информацию «из конца в конец», требуется анализировать полное сообщение.

 методе SCCP сигнализации «из конца в конец» для передачи сигнальной информации используется подсистема SCCP. Также имеются два метода передачи информации: режим, не ориентированный на соединение, и режим, ориентированный на соединение.

При первом методе передаваемое от исходящей ДТС к входящей ДТС сообщение ISUP (обычно IAM) включает метку соединения. Эта метка озна- чает указание для входящей оконечной ДТС, что требуется не ориентированный на соединение обмен информацией по SCCP. После приема метки соединения на входящей оконечной ДТС соответствующая метка соединения возвращается на исходящую оконечную ДТС в сообщении о принятии полного адреса ДСМ. Этот обмен метками соединения позволяет передавать сообщения типа «данные без соединения», используя SCCP.

При ориентированном на соединение методе в сообщение ISUP вставляется запрос соединения CR. Прием на входящей ДТС начального адресного сообщения IAM с запросом CR указывает, что исходящая ДТС устанавливает соединение «из конца в конец». На входящей ДТС запрос CR пересылается подсистемой ISUP в подсистему SCCP, которая затем уже непосредственно отвечает подсистеме SCCP исходящей ДТС сообщением подтверждения соединения СС. Затем осуществляется передача данных с использованием стандартных процедур SCCP.

Процедуры разъединения для ISUP используют сообщения освобождения (Release) è окончание освобождения (Release Complete). Процедуры разъединения для ISUP являются более быстрыми, чем для TUP, и могут инициироваться как вызывающим, так и вызываемым абонентами.

ISUP обеспечивает больший диапазон дополнительных услуг по сравнению с TUP — средства реализации дополнительных услуг являются более гибкими; обеспечивается более широкий спектр абонентских услуг. ISUP обеспечивает возможность сигнализации «пользователь — пользователь», в рамках которой абоненты могут обмениваться данными по каналу сигнализации без анализа этих данных сетью.

Контрольные вопросы

1.дак называется код, с помощью которого производится набор номера

ñабонентского телефонного аппарата при частотном способе набора?

2.дакое утверждение верно: а) сигналы управления применяются только на этапе установления соединения; б) сигналы управления применяются на любом этапе сеанса телефонной связи.

3.В какой системе сигнализации используется частота 3825 Йц: ‹ 4; «Норка» по 1 ВСд для систем уРд; по 2ВСд для систем ВРд (для àäÌ-30)?

4.Воспринимаются ли информационные сигналы на слух абонентами и операторами или воздействуют на сетевые устройства ДТС и узлов сети?

5.Применяется ли батарейный способ для передачи линейных сигналов во внутризоновой телефонной сети России?

6.дакие блоки ДТС обмениваются между собой линейными сигналами?

7.дакое утверждение верно: а) линейные сигналы применяются только на этапе установления соединения; б) линейные сигналы применяются на любом этапе сеанса телефонной связи?

8.аз какой системы (R1 или R2) позаимствован список частот регистровой сигнализации «импульсный челнок»?

9.Почему в странах Европы система сигнализация R2 применяется чаще, чем R1?

10.дак называется региональная система сигнализация, используемая при работе с потоком Т1?

11.Поддерживает ли подсистема МТР общеканальной сигнализации ОдС-7 передачу данных сигнализации в режиме без соединения?

12.Эффективное число каналов, обслуживаемых ОдС-7 на междугородных линиях, может быть: а) от 30 до 50; б) любым числом.

13.дакой метод коммутации (каналов или пакетов) использует ОдС-7 для маршрутизации сигнальной информации?

14.дакая сигнальная единица используется для обеспечения фазирования звена в системе сигнализации ОдС-7 при отсутствии сигнального трафика?

15.Длина поля, называемого «Этикетка маршрутизации» (Routing Label) сигнальной единицы MSU системы сигнализации ОдС-7, равна 32 бита, из них 14 бит отводятся на поле «дод пункта назначения» (DPC). Возможно ли организовать 17 тысяч пунктов сигнализации в одной сигнальной сети?

16.Под поле индикатора (LI) длины сигнальной единицы МТР общеканальной сигнализации ОдС-7 отведено 6 бит. дакое максимальное число может быть присвоено параметру LI?

17.даковы наименования полей сигнальных единиц блоков МТР системы сигнализации ОдС-7, являющихся общими для всех типов сигнальных единиц?

18.дакой метод исправления ошибок сигнализации ОдС-7 используется при установлении соединения через телекоммуникационные спутники: а) превентивного циклического повторения; б) «основной» метод с положительным подтверждением и повторной передачей искаженных MSU; в) «основной» метод с отрицательным подтверждением и повторной передачей искаженных MSU?