4.4 Общеканальная сигнализация

Межстанционная сигнальная информация может передаваться следующими способами:

1.Внутриполосной сигнализацией, когда сигналь­ная информация передается непосред­ственно по разговорному тракту при помощи посто­янного тока, токов тональной частоты (ТЧ), индуктивных импульсов и другими способами.

2.Сигнализацией по индивидуальному выделенному сигнальному каналу, когда средства передачи сигнальной ин­формации для каждого разговорного ка­нала выделяются в тракте передачи информа­ции. Это может быть один 16-й времен­ной интервал в тракте импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) или выделенный частотный канал вне разговорного спектра канала ТЧ на частоте 3825 Гц.

3.Сигнализацей по общему каналу, когда тракт передачи сигнальных сообщений представляется для пучка телефонных каналов по принципу адресно-группового использования. При этом сигналы передаются в соответствии со своими адресами и размещаются в общем буфере для использования каждым телефонным каналом.

Системы внутриполосной сигнализации используются в декадно-шаговых станциях, в которых реализован принцип непосредственного управления. Такие станции состоят из отдельных ступеней искания, каждая из которых имеет собственный механизм управления, и совмещают функции уп­равления и коммутации (рис.4.12 а).

На рис.4.12,б схематично показан принцип сигнализации по выделен­ному каналу с разделенными блоками коммутации и управления. В этом случае вместо ступеней искания ша­говых станций используются комму­тационные блоки, а процессы устано­вления/разъединения соединений осуществляются управляющими уст­ройствами (регистрами и маркерами), отделенными от коммутационных блоков. В системах сигнализации вто­рого вида пути

Рис.4.12. Схема межстанционной сигнализации: а – непосредственно по телефонному каналу, б – по индивидуальному выделенному каналу, в – по общему каналу

передачи сигнальной информации и соответствующего ей разговора совпадают на уровне кана­лов, но разделены внутри коммутационной станции.

До середины 60-х гг. применялись системы межстанционной сигнализа­ции первых двух классов. Примерами таких систем являются:

- одночастотная система тональной сигнализации IVF (One Voice Frequen­cy) — декадно-импульсная;

- двухчастотная система тональной сигнализации 2VF (Two Voice Fre­quences) — система сигнализации №4 CCITT;

- многочастотная импульсная система сигнализации MFP (Multi Frequency Pulsed) — система сигнализации № CCITT (известна также под названием R1);

- многочастотная система сигнализа­ции MFC (Multi Frequency Compelled) — система сигнализации R2 CCITT.

При передаче сигналов по общему каналу сигнализации, используется тракт, который предоставляется для целого пучка телефонных каналов по принципу адресного использования. В данном случае сигналы пе­редаются в соответствии со своими адресами и размещаются в об­щем буфере для использования каждым телефонным каналом. Системы сигнализации, использующие дан­ный способ передачи сигналов, получили название системы общеканальной сигнализации (ОКС). В системе ОКС тракты сигнализа­ции и разговорные тракты разделены. Такое разделение происхо­дит как внутри, так и вне станции, тем самым оптимизируются процессы управления, коммутации и сигнализации (рис.4.12.в).

Для ОКС может применяться отдельная сеть сигнализа­ции либо сигнализация может быть реализована с использова­нием сети с коммутацией каналов путем занятия специальных выделенных каналов, например 16-й временной интервал циф­рового потока ИКМ. Разговорная информация также проходит через коммута­ционные блоки, однако сигнальная информация передается по отдельному тракту как внутри, так и вне станции. Такой подход дает максимальную гибкость в оптимизации станции и разви­тии сигнализации [2].

Сигнализация по общему каналу сигнализации имеет ряд технических преимуществ перед традиционными системами сигнализации (линейной и регистровой):

- увеличивается быстродействие – время установления соединения в большинстве случаев не превышает 1 с;

- повышается надежность – использование альтернативной маршрутизации в сети сигнализации позволяет значительно повысить надежность базовой сети;

- обширный набор дополнительных видов обслуживания – в виду использования неограниченного алфавита сигналов всех видов;

- гибкость – система передает любые данные и может использоваться не только в телефонии;

- упрощается и сокращается объем оборудования узлов коммутации;

В общем можно говорить о том, что благодаря внедрению общего канала сигнализации сеть связи становится более интеллектуальной. Создается условие для оперативного управления сетью и адаптивной маршрутизации соединения. Все это значительно повышает эффективность эксплуатации сети связи [3].

Перед рассмотрением структуры ОКС необходимо ввести следующие понятия:

1. Пункт сигнализации (Signaling Point, SP) — это узел коммутации и обработки сигнальной информации в сети сигнализации. Для идентифи­кации каждого пункта сигнализации определяется уникальный код пунк­та сигнализации (Signaling Point Code, SPC).

2. Звено сигнализации (Signaling Link, SL) служит для переноса сигнальных сообщений между двумя пунктами сигнализации и включает в себя око­нечное оборудование и средства пе­редачи, например, один временной интервал ИКМ. Несколько парал­лельных звеньев, соединяющих два пункта сигнализации, образуют пу­чок звеньев сигнализации (Signaling Link-Set. SLS).

3. Пункт сигнализации, принимаю­щий сообщения по одному звену сигнализации и затем передающий их по другому звену без обработки содержания, называется транзит­ным пунктом сигнализации (Signaling Transfer Point, STP).

4. Пункт сигнализации, генерирующий сигнальное сообщение, называется ис­ходящим пунктом сигнализации (Origi­nating Point).

5. Пункт сигнализации, ко­торому предназначено сообщение, на­зывается пунктом назначения (Destina­tion Point).

6. В связанном режиме сигнализации (Associated Mode), когда пути передачи сиг­нальных сообщений и данных поль­зователя между двумя соседними пунктами сигнализации совпадают (рис.4.13,а).

Рис.4.13. Режимы сигнализации: а – связанный, б – квазисвязанный.

7. При квазисвязанном режиме (Quasi-Associated Mode), когда сигнальные сооб­щения, относящиеся к одной и той же сигнальном взаимосвязи (Signal­ing Association), передаются по двум или более пучкам звеньев сигнализа­ции через один или несколько тран­зитных пунктов сигнализации. Пути передачи информации пользователя и сигнальных сообщений в этом слу­чае не совпадают (рис.4.13,б).

8. Сигнальным маршрутом (Signaling Route) называется заранее установ­ленный путь прохождения сигналь­ных сообщений по сети сигнализа­ции между исходящим пунктом и пунктом назначения. Маршрут со­стоит из исходящего пункта, не­скольких транзитных пунктов сигнализации, которые в некоторых случаях они могут отсутствовать, и пункта назначения, соединенных звеньями сигнализации.

В ОКС 7 сигнальная информация передается в виде сигнальных единиц. Существует три типа сигнальных единиц:

- Значащая сигнальная единица (Message Signal Unit, MSU) – в составе которой передается сигнальная информация.

- Сигнальная единица состояния звена (Link Status Signal Unit, LSSU) – используется для управления состоянием звена сигнализации.

- Заполняющая сигнальная единица (Fillin Signal Unit, FISU) – служит для передачи положительных и отрицательных подтверждений при отсутствии сигнального трафика [2].

Функциональная модель ОКС7 представлена на рис.4.14.

Рис.4.14. Функциональная модель ОКС 7

Подсистема передачи сообщений (Message Transfer Part, MTP) играет роль общей транспортной системы и служит для надежной передачи сигнальных сообщений по сети сигнализации. Подсистемы пользователя (User Parts, UP) - это функциональные блоки, которые содержат процедуры и функции, определяющие тип пользователя ОКС7. Подсистема передачи сообщений обеспечивает надежную передачу и доставку сигнальных сообщений, независимо от их содержания, между различными подсистемами пользователя. Это означает, что сообщения передаются без ошибок, в правильной последовательности, без потерь и дублирования.

Подсистема передачи сообщений включает три уровня:

Уровень 1 (функции звена данных сигнализации) определяет физические, электрические и функциональные характеристики звена данных сигнализации и средства доступа к нему. Элементом уровня 1 является канал связи для звена сигнализации. Требования к звену данных сигнализации приведены в Рекомендации МСЭ Q.702.

Уровень 2 (функции звена сигнализации) определяет функции и процедуры, относящиеся к передаче сигнальных сообщений по отдельному звену сигнализации. Функции уровней 1 и 2 образуют звено сигнализации, обеспечивающее надежную передачу сигнальных сообщений между двумя пунктами сети сигнализации. Сигнальное сообщение, поступающее от верхних уровней, проходит по звену сигнализации в виде сигнальной единицы переменной длины. Для надежной работы звена сигнализации сигнальная единица включает, помимо информации сигнального сообщения, информацию для управления передачей. Функциями звена сигнализации являются деление сигнальных сообщений на сигнальные единицы, обнаружение ошибок в сигнальных единицах, исправление ошибок, обнаружение отказа звена сигнализации, восстановление звена сигнализации и т.д. Подробные спецификации функций звена сигнализации приведены в Рекомендации МСЭ Q.703.

Уровень 3 (функции сети сигнализации) определяет функции и процедуры передачи, общие для различных типов звеньев сигнализации и независимые от работы каждого из них. Эти функции подразделяются на две большие категории:

- функции обработки сигнальных сообщений, которые при правильной передачи сообщения направляют его по звену сигнализации или в соответствующую подсистему пользователя;

- функции управления сетью сигнализации, которые на основе заранее определенных данных и информации о состоянии сети сигнализации управляют маршрутизацией сообщений и конфигурацией средств сети сигнализации. В случае изменения состояний эти функции обеспечивают также изменение конфигурации сети и другие меры, необходимые для обеспечения или восстановления нормальной работы сети сигнализации. Различные функции уровня 3 взаимодействуют друг с другом и с функциями других уровней посредством команд и индикаций. Детальные требования к функциям сети сигнализации приведены в Рекомендации МСЭ Q.704.[1]

Подсистема пользователя генерирует и анализирует сигнальные сообщения, используя MTP в качестве транспортной системы для передачи сигнальной информации к другим подсистемам пользователя. Примерами подсистем пользователя являются: подсистема пользователя телефонии (Telephone User Part, TUP) и подсистема пользователя ISDN (ISDN User Part, ISUP) [2].