Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство связи и информатизации Республики Беларусь

Учреждение образования

«Высший государственный колледж связи»

Кафедра телекоммуникационных систем

Краткий конспект лекций по дисциплине

«Сигнализация в телекоммуникациях»

Методические материалы

для студентов заочной формы обучения специальности

1-45 01 03 - Сети телекоммуникаций

Минск, 2013

УДК 621.395

ББК 32.88

С34

Рекомендовано к изданию кафедрой телекоммуникационных систем 11 декабря 2012, протокол № 4

Составители: Е.А. Ленковец, старший преподаватель кафедры телекоммуникационных систем

Рецензент Н.И. Шатило, доцент кафедры защиты информации БГУИР, канд. техн. наук

С34 Краткий конспект лекций по дисциплине «Сигнализация в телекоммуникациях»: для студентов заочной формы обучения специальности 1-45 01 03 - Сети телекоммуникаций / сост. : Е. А. Ленковец. - Минск : УО ВГКС, 2013. - 52 с.

ISBN 978-985-6938-02-6.

Приведены общие сведения о системах сигнализации в сетях связи, описаны подсистемы МТР, ISUP, SCCP общеканальной сигнализации ОКС № 7, протокол SIP.

Предназначено для студентов и преподавателей ВУЗов.

УДК 621.395

ББК 32.88

ISBN 978-985-6938-02-6

©Учреждение образования «Высший государственный колледж связи», 2013

Содержание

• Классификация систем сигнализации
• Структуры сетей ОКС
• Маршрутизация при отсутствии отказов
• Подсистема передачи сообщений MTP
• Звено данных сигнализации MTP1
• Звено сигнализации МТР2
• Способы обнаружения ошибок в сигнальных единицах
• Способы исправления ошибок
• Основной (базовый) метод исправления ошибок
• Метод превентивного циклического повторения
• Функции сети сигнализации МТР3
• Подсистема управления сигнальными соединениями SCCP
• Адресация сигнальных сообщений
• Подсистема пользователей ISDN (ISUP)
• Структура сообщений подсистемы ISUP
• Сообщения подсистемы ISUP
• Установление и разъединение соединений в сети ISDN
• Сообщения от АТС В при установлении соединения
• Процедура разрушения соединения
• Процедура базового соединения, передача адресных сигналов с перекрытием (overlap)
• Процедура проверки целостности соединения
• Блокировка и разблокировка канала
• Блокировка и разблокировка группы каналов
• Двойное занятие канала
• Ошибочные, неожиданные и нераспознаваемые сообщения
• Сигнализация «пользователь - пользователь»
• Сигнализация «из конца в конец»
• Принципы протокола SIP
• Сообщения протокола SIP
• Установление соединения с участием сервера переадресации
• Установление соединения с участием прокси-сервера
• Дополнительная услуга «Переадресация вызова»
• Литература

Классификация систем сигнализации

Под сигнализацией в сетях связи понимается совокупность сигналов, передаваемых между элементами сети для обеспечения установления и разъединения соединения при обслуживании вызовов, а также для передачи различной служебной информации. В зависимости от участка сети различают следующие виды сигнализации:

- абонентская;

- внутристанционная;

- межстанционная.

Сигналы сигнализации бывают:

- линейные: замыкание (вызов станции или ответ) и размыкание (отбой) абонентского шлейфа;

- управления (адресные): декадный или частотный набор номера;

- акустические (информационные): ответ станции, занятость, вызывной сигнал, контроль посылки вызова, предупреждение о неправильно положенной трубке.

Внутристанционная сигнализация зависит от архитектуры и принципов построения системы коммутации, используемой элементной базы и является специфической для каждого типа системы.

Межстанционная сигнальная информация может передаваться различными способами, которые можно разделить на три основные класса:

1 Способы передачи сигналов непосредственно по телефонному каналу (разговорному тракту), называемые иногда «внутриполосными» системами сигнализации.

Системы внутриполосной частотной сигнализации могут использоваться как для линейной, так и для регистровой сигнализации, причем для регистровой сигнализации более эффективно применение специальной разновидности сигнализации токами тональной частоты - так называемых многочастотных систем сигнализации.

2 Сигнализация по индивидуальному выделенному сигнальному каналу (ВСК). Как правило, в таких системах обеспечиваются выделенные средства передачи сигнальной информации для каждого телефонного канала в тракте передачи информации. Это может быть 16-й канальный интервал в ИКМ тракте, выделенный частотный канал вне разговорного канала ТЧ на частоте 3825 Гц и др.

3 Системы общеканальной сигнализации (ОКС). В системах этого класса тракт передачи данных ОКС предоставляется для целого пучка телефонных каналов по принципу адресно-группового использования, т.е. сигналы передаются в соответствии со своими адресами и размещаются в общем буфере для использования каждым каналом, как и когда это потребуется.

Основными преимуществами общеканальной сигнализации являются:

- скорость - в большинстве случаев время установления соединения не превышает одной секунды;

- высокая производительность - один канал сигнализации способен одновременно обслужить множество телефонных вызовов;

- экономичность - по сравнению с традиционными системами сигнализации сокращается объем оборудования на коммутационной станции;

- надежность - достигается за счет возможности альтернативной маршрутизации в сети сигнализации;

- гибкость - система передает любые данные, не только данные телефонии, но и данные цифровых сетей с интеграцией служб (ISDN), сетей подвижной связи, интеллектуальных сетей и др.

Основные моменты: 1 При использовании сигнализации ОКС № 7 для всех пользовательских каналов выделяется один или несколько общих каналов сигнализации.

2 В качестве общего канала сигнализации в цифровых соединительных линиях формата первичной ИКМ может быть использован любой КИ, кроме нулевого.

3 Один общий канал сигнализации может передавать информацию для пользовательских каналов множества цифровых соединительных ИКМ линий.

4 При использовании общего канала сигнализации в цифровых соединительных ИКМ линиях все 31 КИ могут быть пользовательскими каналами.

5 В ОКС используется единый алфавит сигналов без деления на линейные сигналы и сигналы управления (регистровые). Вся информация, необходимая для продолжения обслуживания вызова, в соответствии с технологическим алгоритмом, принятым в сети, передается в виде одного сигнала.

6 В ОКС используется пакетный способ передачи сигнальной информации.

Система ОКС №7 разработана с учетом ее согласования с эталонной моделью OSI. Система ОКС № 7 также построена по многоуровневому принципу, но уровни модели ОКС № 7 неидентичны уровням эталонной модели OSI. Нижние уровни ОКС № 7: звено передачи данных сигнализации и канал передачи сигнализации полностью согласуются с физическим и канальным уровнями модели ВОС. Третий уровень ОКС №7 - сеть сигнализации не обеспечивает все функции сетевого уровня модели OSI: не выполняются полностью функции маршрутизации. Все три уровня ОКС № 7 вместе называются подсистемой передачи сообщений (Message Transfer Part - МТР). Сравнение между архитектурами OSI и системой ОКС № 7 приведено на рисунке 1.

Для выполнения всех функций сетевого уровня в модель ОКС № 7 добавлена подсистема управления соединением сигнализации (Signalling Connection Control Part - SCCP), обеспечивающая обращение подсистемы передачи сообщений к сетевой услуге (как ориентированной на соединение, так и без соединения). Подсистема передачи сообщений МТР вместе с подсистемой управления сигнальными соединениями SCCP образуют подсистему сетевых услуг (Network Service Part - NSP).

Рисунок 1 - Соответствие уровней ОКС № 7 и модели ВОС

ОКС № 7 содержит следующие подсистемы:

МТР - подсистема передачи сообщений;

SCCP - подсистема управления соединением сигнализации;

ТСАР - подсистема обработки транзакций;

MAP - подсистема пользователя подвижной связи (GSM);

ISUP - подсистема пользователя ISDN;

TUP - подсистема телефонного пользователя;

MUP - подсистема пользователя подвижной связи (NMT);

HUP - подсистема передачи сигналов управления в процессе разговора (NMT);

INAP - подсистема пользователя интеллектуальной сети (IN);

ОМАР - подсистема техобслуживания и эксплуатации.

Структуры сетей ОКС

Ячеистая структура сети (рисунок 2) - это типовая структура, работающая в квазисвязанном режиме. На ее основе могут быть построены любые сети.

Рисунок 2 - Основная сеть ячеистой структуры

В ячеистой структуре каждый из пунктов сигнализации связан с двумя STP посредством двух пучков звеньев. Каждая пара STP соединена с другой парой четырьмя пучками звеньев сигнализации. Кроме того, между двумя STP каждой из пар имеется пучок звеньев сигнализации.

Для построения реальных сетей ОКС могут использоваться показанные на рисунке 3 сети или их фрагменты.

Рисунок 3 - Упрощенные версии основной ячеистой структуры

Маршрутизация при отсутствии отказов

Маршрутизация сообщений (нормальное или резервное) определяется независимо в каждом пункте сигнализации. Следовательно, сигнальный трафик между двумя пунктами сигнализации может быть передан по различным сигнальным звеньям или трактам в обоих направлениях.

На рисунке 4 показан пример маршрутизации при отсутствии отказов для сообщений, поступающих из пункта сигнализации А в пункт сигнализации F.

Рисунок 4 - Пример маршрутизации при отсутствии отказов

При распределении трафика для разделения нагрузки в исходящем пункте сигнализации и в промежуточных транзитных пунктах сигнализации селекцию звеньев сигнализации (SLS) необходимо выполнять так, чтобы равномерно распределить трафик между четырьмя доступными маршрутами. В приведенном примере в исходящем пункте сигнализации А используется второй младший бит кода селекции, а в транзитных пунктах В и С - младший бит.

Выбор конкретного звена сигнализации для определенного кода селекции может осуществляться самостоятельно в каждом пункте сигнализации. В результате маршруты сообщения для транзакции пользователя могут получить различные тракты (например, A-C-D-F и F-E-B-A). Звенья ВС и DE при отсутствии отказов не используются. Они используются только при возникновении некоторых отказов.

Подсистема передачи сообщений MTP

Подсистема передачи сообщений МТР реализует следующие функциональные задачи:

МТР1 - функции звена данных сигнализации - обеспечивает канал звена сети ОКС;

МТР2 - функции звена сигнализации - обеспечивает доставку сигнальных единиц на звене сети ОКС с заданной достоверностью между двумя непосредственно соединенными пунктами сигнализации и контроль работоспособности;

МТР3 - функции сети сигнализации - обработка сигнальных сообщений, их распределение и управление сетью ОКС.

Звено данных сигнализации MTP1

Звено данных сигнализации - ЗДС (уровень 1 подсистемы МТР) - это физическая среда для передачи информации (битового потока) между двумя пунктами сигнализации в сети.

ЗДС представляет собой двусторонний тракт передачи данных для сигнализации, включающий два канала передачи данных, работающих совместно в противоположных направлениях с одинаковой скоростью.

Для цифрового звена скорость передачи равна 64 кбит/с согласно рекомендациям МСЭ.

Звено сигнализации МТР2

Основными функциями звена сигнализации являются:

– деление передаваемой информации на сигнальные единицы посредством флагов;

– предотвращение имитации флагов с помощью вставки битов;

– обнаружение ошибок с помощью проверочных битов, включенных в каждую сигнальную единицу;

– исправление ошибок посредством повторной передачи и контроля порядка следования сигнальных единиц с помощью явных порядковых номеров в каждой сигнальной единице и явных непрерывных подтверждений;

– обнаружение отказа звена сигнализации с помощью контроля интенсивности ошибок в сигнальных единицах и восстановление работоспособности звена сигнализации с помощью специальных процедур.

Любая информация передается через звено сигнализации с помощью пакетов данных, называемых сигнальными единицами (Signal Unit - SU). Сигнальная единица (СЕ) состоит из поля сигнальной информации переменной длины, в котором передается информация, выработанная подсистемой пользователя, и нескольких полей фиксированной длины, в которых передается информация, служащая для управления передачей сообщений.

Различаются три типа сигнальных единиц:

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

- служебная сигнальная единица или СЕ состояния звена (Link Status Signal Unit - LSSU) используется для контроля состояния звена сигнализации и формируется на третьем уровне МТР;

- заполняющая сигнальная единица (Fill In Signal Unit -FISU) используется для обеспечения фазирования звена при отсутствии сигнального трафика.

Непосредственное формирование сигнальных единиц выполняется на втором уровне подсистемы передачи сообщений МТР.

Значащие сигнальные единицы повторяются в случае ошибки, служебные сигнальные единицы и заполняющие сигнальные единицы не повторяются.

Основной формат сигнальных единиц показан на рисунке 5. Наиболее сложной по структуре является значащая сигнальная единица MSU. MSU состоит из ряда полей, в которых размещается фиксированное или переменное число битов. Описание всех полей сигнальных единиц дано в «Программе, методических указаниях и контрольных заданиях».

Рисунок 5 - Форматы сигнальных единиц: а) значащая сигнальная единица MSU; б) сигнальная единица состояния звена LSSU; в) заполняющая сигнальная единица FISU

Сигнальная информация содержит информацию о реальном пользователе (один или более сигналов по обслуживанию телефонного вызова или передачи данных, информацию по управлению и техобслуживанию и т.д.) и информацию, определяющую тип и формат сообщения. В сигнальную информацию входит также этикетка, содержащая информацию, позволяющую направить сообщение:

– по его назначению функциями уровня 3 через сеть сигнализации (эта часть этикетки называется этикеткой маршрутизации);

– к транзакции канала, вызова, управления или к другой транзакции, к которой относится сообщение, в принимающей подсистеме пользователя.

В соответствии с планом распределения кодов, составленным с целью определения адресации, этикетка маршрутизации предполагает присвоение каждому пункту сети сигнализации однозначного кода, содержащего 14 битов. Сообщения, получившие адрес на основе международных или национальных планов распределения кодов, различаются с помощью поля подвида службы SSF.

Этикетка маршрутизации содержит 4 байта и включает следующие поля (рисунок 6):

- код пункта назначения (Destination Point Code - DPC);

- код исходящего пункта (Origination Point Code - ОРС);

- поле селекции звена сигнализации SLS.

DРС всегда задается и вводится пользователем МТР уровня 4 в этикетку маршрутизации. Вообще говоря, те же действия выполняются и по отношению к ОРС, но поскольку ОРС может быть постоянным, он может вводиться в этикетку подсистемой МТР.

SLS	Код исходящего пункта (ОРС)	Код пункта назначения (DPC)
4 бита	14 битов	14 битов

Рисунок 6 - Этикетка маршрутизации

Поле SLS используется для разделения всей сигнальной нагрузки между разными звеньями одного пучка звеньев сигнализации или между разными маршрутами одного пучка маршрутов сигнализации.

Код идентификатора канала CIC служит в качестве этикетки сигнальных сообщений, ориентированных на соединение, например в подсистемах TUP и ISUP. Четыре младших бита этого поля (в подсистеме TUP) представляют поле селекции звена сигнализации SLS, используемое при необходимости для деления нагрузки. В подсистеме ISUP поле SLS - это отдельное поле по отношению к коду идентификатора канала.

Проверочные биты (Check Bits - СК) - это 16 битов информации для обнаружения ошибок, полученных путем линейных операций над предыдущими битами сигнальной единицы.

Примечание. В сигнальных единицах состояния звена LSSU поле сигнальной информации SIO и байт служебной информации SIF заменяются полем состояния (Status Field - SF), которое формируется оконечным устройством звена сигнализации и содержит 8 или 16 байтов. Данное поле используется для контроля ошибок звена сигнализации. В заполняющих сигнальных единицах FISU поля SIO и SIF вообще отсутствуют.

Способы обнаружения ошибок в сигнальных единицах

Прежде всего, каждая принятая сигнальная единица проверяется на длину, которая должна быть не менее 6 байтов (включая открывающий флаг) и делиться на 8. Если это условие не выполнено, то сигнальная единица стирается, и монитор интенсивности ошибок в сигнальных единицах увеличивает свое содержание.

Если принимается более 272 байтов до закрывающего флага, вводится режим «подсчет байтов» и сигнальная единица стирается. В случае основного метода защиты от ошибок в противоположную сторону передается отрицательное подтверждение. В режиме «подсчет байтов» все биты между флагами стираются. Этот режим отменяется после приема правильной сигнальной единицы.

Обнаружение ошибок осуществляется с помощью 16-ти проверочных битов СК, передаваемых в конце каждой сигнальной единицы. Проверочные биты формируются передающей частью звена сигнализации.

В приемной части звена сигнализации по аналогичному алгоритму для принятой сигнальной единицы определяются проверочные биты и сравниваются с принятыми. Если полного соответствия не обнаружено, сигнальная единица стирается. Стирание значащих сигнальных единиц MSU приводит в свою очередь в действие механизм исправления ошибок.

общеканальный сигнализация связь соединение

Способы исправления ошибок

Для обеспечения возможности повторной передачи СЕ записываются в буферную память на передающей стороне с сохранением последовательности переданных прямых порядковых номеров. По мере поступления обратных порядковых номеров производится стирание в буферной памяти тех сигнальных единиц, на которые поступили квитанции подтверждения.

В системе сигнализации ОКС № 7 предусмотрены два метода исправления ошибок: основной метод и метод превентивного циклического повторения.

Для определения областей применения этих двух методов в международной связи используются следующие критерии:

- основной метод применяется для звеньев сигнализации, использующих не межконтинентальные наземные средства передачи, и для межконтинентальных звеньев сигнализации, в которых время распространения в одном направлении не превышает 15 мс;

- метод превентивного циклического повторения применяется для межконтинентальных звеньев сигнализации, в которых время распространения в одном направлении больше или равно 15 мс и для всех звеньев сигнализации, установленных через спутник.

Основной (базовый) метод исправления ошибок

При этом методе используется система с положительным и отрицательным подтверждениями и исправлением ошибок путем не вынужденного повторения. Передаваемая сигнальная единица запоминается в передающей части оконечного устройства звена сигнализации до тех пор, пока на нее не будет принято положительное подтверждение. Если принято отрицательное подтверждение, передача новых сигнальных единиц прерывается, и те сигнальные единицы, которые уже были переданы, но еще положительно не подтверждены, должны повторно передаваться один раз, начиная с той, на которую получено отрицательное подтверждение, и в той последовательности, в которой они передавались в первый раз. Для уменьшения числа повторных передач и времени задержки значащих сигнальных единиц запрос на повторную передачу делается только в случае потери значащих сигнальных единиц MSU.

Значение прямого бит-индикатора FIB в передаваемой MSU формируется в соответствии со значением BIB той MSU, на которую поступила последняя квитанция подтверждения или переспроса.

На приемной стороне Б сигнальная единица проходит кодовую проверку и проверку на сохранение последовательности передачи MSU. Если MSU удовлетворяет всем проверкам, то на передающую сторону выдается квитанция о подтверждении приема. Квитанция входит в рассматриваемом случае в состав заполняющей сигнальной единицы и представляет собой второй байт FISU. Значение обратного порядкового номера BSN формируется в соответствии с FSN той сигнальной единицы, на которую выдается подтверждение, т.е. BSN = FSN. Значение BIB принимается равным FIB полученной MSU. Если принятая MSU не проходит хотя бы одну из проверок, то на передающую сторону выдается переспрос на повторную передачу (отрицательное подтверждение). Переспрос опять-таки входит в состав заполняющей SU и формируется таким образом, что BSN = FSN, а значение BIB инвертируется по отношению к FIB).

Метод превентивного циклического повторения

В этом методе отрицательное подтверждение не применяется, а индикацией искажения сообщения служит отсутствие положительного подтверждения. Исправление ошибок достигается программируемым циклическим повторением неподтвержденных СЕ. Каждая СЕ имеет BSN и FSN, но BIB и FIB не используются, им присваивается значение «1».

Передаваемая сигнальная единица запоминается в передающей части оконечного устройства звена сигнализации до тех пор, пока на нее не будет принято положительное подтверждение. В период отсутствия новых значащих сигнальных единиц или сигнальных единиц состояния звена для передачи, все сигнальные единицы, которые еще не получили положительного подтверждения, циклически повторяются.

Если поступает новая СЕ, циклическое повторение прекращается, а новая СЕ передается с FSN, на единицу большим последнего присвоенного значения. Если новые СЕ не принимаются, рекомендуется циклическое повторение. Положительным подтверждением неискаженной СЕ является прием значения BSN, равного присвоенному FSN. После получения такого подтверждения соответствующая СЕ удаляется из буфера повторной передачи.

Если количество неподтвержденных значащих сигнальных единиц (сообщений или байтов) превышает некоторую предельную величину, это говорит о том, что нормальные процедуры циклического повторения не обеспечивают исправления ошибок. Такая ситуация может возникнуть при высокой интенсивности трафика, из-за которой существенно снижается скорость повторной передачи сообщений. В этом случае активизируется процедура принудительного циклического повторения: передача новых MSU прекращается, и начинается повторная передача неподтвержденных значащих сигнальных единиц. Эта процедура продолжается до тех пор, пока число неподтвержденных сообщений не окажется нижеуказанных предельных значений.

Функции сети сигнализации МТР3

Функции сигнализации подразделяются на две основные категории:

– обработка сигнальных сообщений;

– управление сетью сигнализации.

Функции обработки сигнальных сообщений подразделяются на:

- функцию маршрутизации сообщений, используемую в каждом пункте для определения исходящего звена сигнализации, по которому сообщение должно быть отправлено к пункту назначения;

- функцию отбора сообщений, используемую в пункте сигнализации для того, чтобы определить, предназначено ли полученное сообщение именно этому пункту или нет;

- функцию распределения сообщений, используемую в каждом пункте сигнализации для доставки полученных сообщений (предназначенных для самого пункта) в соответствующую подсистему пользователя.

Назначение функции управления сетью сигнализации - это обеспечение реконфигурации сети в случае отказа и управление трафиком при перегрузке. Функции управления сетью сигнализации подразделяются на:

- функцию управления сигнальным трафиком, необходимую для перенесения сигнального трафика из звена или маршрута на одно или несколько различных звеньев или маршрутов;

- функцию управления звеньями сигнализации - осуществление и контроль операций по восстановлению нормальной доступности пучка сигнализации. Используется для восстановления отказавших звеньев сигнализации, для включения в работу звеньев (еще не сфазированных) и для выведения из работы сфазированных звеньев сигнализации;

- управление маршрутами сигнализации (только в квазисвязанном режиме) передача информации об изменении доступности маршрутов сигнализации (например, транзитный пункт сигнализации передает информацию другим пунктам, что определенный пункт сигнализации недоступен и чтобы они прекратили маршрутизацию по недоступному пути).

Подсистема управления сигнальными соединениями SCCP

Подсистема передачи сообщений МТР реализует в полной степени только функции уровней 1 и 2 семиуровневой модели ВОС. Для реализации всех функций уровня 3 модели ВОС потребовалось ввести в систему ОКС № 7 дополнительную подсистему управления соединением сигнализации (SCCP).

Необходимость внедрения новой подсистемы была обусловлена тем, что в некоторых случаях желательно, чтобы сигнальные сообщения могли передаваться от одного пункта к другому без проключения информационного канала. Примером могут служить услуги обновления информации о подвижном абоненте, проверка кредитной карты, обращение к базам данных в интеллектуальной сети и т.д.

Основная структура подсистемы SCCP состоит из четырех функциональных блоков:

- управление SCCP, ориентированное на соединение - предназначено для контроля за установлением и разъединением соединений сигнализации и для передачи данных по соединенным линиям сигнализации;

- управление SCCP, не ориентированное на соединение - служит для не ориентированной на соединение передачи блоков данных;

- управление SCCP - предназначено для обеспечения возможностей (в дополнение к функциям МТР по управлению маршрутами сигнализации и контролю за потоками) обработки ситуаций, вызванных перегрузкой, или отказом пользователя SCCP, или отказом в предоставлении маршрута сигнализации к пользователю SCCP;

- маршрутизация SCCP - обеспечивает необходимые функции маршрутизации для направления сообщения либо к МТР, либо к функциям управления SCCP, ориентированным или не ориентированным на соединение.

Протокол SCCP обеспечивает четыре класса услуг: два - для услуг, не ориентированных на соединение, и два - для услуг, ориентированных на соединение.

Это следующие четыре класса протоколов:

- класс 0 - основной класс, не ориентированный на соединение. Обеспечивает передачу данных независимо друг от друга, поэтому они могут доставляться с нарушением последовательности;

- класс 1 - упорядоченный класс, не ориентированный на соединение. Характеристики класса 0 расширены дополнительной возможностью, которая позволяет верхним уровням указать SCCP, что поток данных должен доставляться в заданной последовательности;

- класс 2 - основной класс, ориентированный на соединение. Двухсторонний перенос блоков данных между пользователями SCCP в исходящем узле и в узле назначения обеспечивается установлением временного или постоянного соединения сигнализации;

- класс 3 - класс управления потоками, ориентированный на соединение. Характеристики протокола класса 2 дополнены включением управления потоками с присущей ему возможностью переноса срочных данных.

Структура сообщения подсистемы SCCP очень похожа на структуру сообщения подсистемы пользователя сети с интеграцией служб ISUP. Единственное отличие состоит в том, что в SCCP отсутствует код идентификации информационного канала CIC. Поэтому подробно изучить структуру сообщения SCCP можно будет при изучении структуры сообщения ISUP.

Адресация сигнальных сообщений

Механизм адресации сообщений в МТР распадается на две части. Первая часть этого механизма использует код пункта сигнализации, содержащегося в этикетке маршрутизации каждой значащей сигнальной единицы, в то время как вторая часть использует индикатор службы и индикатор сети в байте служебной информации (SIO). Код пункта сигнализации используется для межузловой адресации, a SIO используется для адресации пользователей системы сигнализации на внутриузловом принципе.

При адресации в подсистеме управления сигнальными соединениями SCCP используется три различных элемента:

- код пункта назначения DPC;

- глобальное наименование GT;

- номер подсистемы SSN.

В адресе вызываемой и вызывающей стороны могут быть один, два или все элементы.

Глобальное наименование GT может содержать цифры набираемого номера или адрес другого вида, который не распознается сетью сигнализациии ОКС №7.

Номер подсистемы SSN идентифицирует подсистему, доступ к которой осуществляется SCCP в узле. Если при анализе DPC входящего сообщения определено, что сообщение предназначено данному пункту сигнализации, то анализ SSN определит соответствующего пользователя SCCP. Наличие SSN без DPC также указывает на передачу сообщения данному пункту сигнализации. Поле SSN имеет начальную емкость в 255 кодов.

Подсистема пользователей ISDN (ISUP)

С внедрением технологии ISDN, предоставляющей, кроме телефонных, широкий спектр нетелефонных услуг, была разработана новая подсистема пользователя сети с интеграцией служб (Integrated Service User Part - ISUP). Эта подсистема удовлетворяет требованиям, как по обслуживанию телефонных вызовов (аналоговых и цифровых абонентов), так и по передаче данных.

Структура сообщений подсистемы ISUP

Сигнальная информация, передающаяся от подсистемы ISUP, представляется в виде значащих сигнальных единиц (MSU). Все поля в значащей сигнальной единице имеют фиксированную длину, за исключением поля сигнальной информации SIF. Поле SIF содержит информацию, предоставляемую подсистемой пользователя (в данном случае подсистемой ISUP) для передачи.

Поле сигнальной информации состоит из этикетки маршрутизации, кода идентификации канала, типа сообщения и параметров (рисунок 7).

Параметры подразделяются на обязательную фиксированную часть, обязательную переменную часть и необязательную часть.

Код идентификатор канала (Circuit identification code - CIC) имеет длину два байта и указывает номер разговорного канала между двумя станциями, к которому относится сообщение.

- Код идентификатор канала (CIC) используется для определения принадлежности сообщения ISUP конкретному вызову, так как сигнализация по общему каналу отделена от пользовательских каналов.

- CIC присваивается по соглашению между двумя связанными станциями для каждого пользовательского канала и действует только на этом участке.

- Присвоенный CIC на связанных АТС должен быть «привязан» к «позиционным» номерам канала на АТС-А и АТС-В.

Рисунок 7 - Структура параметров в ISUP

- Поле CIC в SIF занимает 2 байта, но информация CIC составляет только 12 бит, а четыре бита являются пустыми.

Так, если используется цифровой тракт 2,048 Мбит/с, то пять младших битов CIC кодируют в двоичном виде речевой временной интервал. Оставшиеся 7 битов используются, когда необходимо определить, какому ИКМ-потоку принадлежит данный речевой интервал.

Код типа сообщения (Message type code). С кода типа сообщения длиной 1 байт начинается информационное поле самого сообщения, он обязателен для всех сообщений. Этот код однозначно определяет функциональное назначение и общую структуру каждого сообщения ISUP (перечень параметров и их последовательность).

Любое сообщение включает ряд параметров. Каждый параметр имеет название, которое кодируется одним байтом. Длина параметра может быть фиксированной или переменной.

Обязательные параметры фиксированной длины (F) в каждом конкретном сообщении расположены на четко определенном месте. При этом имя параметра и его длина не указываются.

Обязательные параметры переменной длины (V) в каждом конкретном сообщении располагаются в четко определенной последовательности. Учитывая это, имя параметра не указывается, но параметр обязательно начинается с указателя его длины в байтах.

Указатели (Pointers) необходимы для того, чтобы реализовать произвольный доступ к любому из обязательных параметров переменной длины (V) и началу необязательной части (O). Каждый обязательный параметр имеет свой указатель, а необязательные параметры - только один указатель начала необязательной части. Каждый указатель содержит численное значение числа байт (включая сам указатель), которые надо пропустить перед чтением параметра.

Необязательные параметры (О). Для необязательных параметров последовательность их следования несущественна, так как заранее неизвестно, какие из них включены в каждое конкретное сообщение. Учитывая это, каждый необязательный параметр начинается с имени параметра длиной 1 байт.

Конец необязательной части и сообщения в целом обозначается нулевым байтом.

Поле индикатора длины обозначается двоичным кодом, указывающим число байтов в поле содержания параметра. Индикатор длины не включает байт названия параметра или байт индикатора длины. Величина указателя (двоичная) указывает число байтов между указателем (включительно) и первым байтом (не включая его) параметра, связанного с этим указателем. Величина указателя из одних нулей используется для указания, что в случае необязательных параметров такие параметры отсутствуют.

Сообщения подсистемы ISUP

Начальное адресное сообщение IAM - первое сообщение, передаваемое при установлении соединения, содержит адресную информацию, а также информацию, относящуюся к установлению соединения.

Последующее адресное сообщение SAM - сообщение, передаваемое за начальным адресным сообщением, для передачи дополнительной адресной информации.

Проверка целостности СОТ - сообщение передается для указания наличия или отсутствия целостности предыдущего и последующего каналов в соединении, включая и возможность изменения маршрутизации соединения.

Адрес полный АСМ - сообщение указывает, что все адресные сигналы, требуемые для маршрутизации вызова, приняты.

Соединение CON - сообщение указывает, что все адресные сигналы, требуемые для маршрутизации вызова, приняты и на вызов был дан ответ.

Соединение устанавливается CPG - информирует другую сторону о событиях, происходящих во время вызова.

Ответ ANM - сообщение передается в обратном направлении и указывает, что на вызов был дан ответ.

Освобождение REL - указывает на то, что канал начал освобождаться и готов вернуться в исходное состояние после приема сообщения RLC. Сообщение REL указывает всегда причину начала освобождения, а также информацию о том, от какого участка сети пришло сообщение.

Освобождение сделано RLC - сообщение передается в ответ на прием сообщения освобождения REL. Указывает на то, что занятый канал переведен в исходное состояние.

Запрос контроля целостности ССR - сообщение, посылаемое на противоположную станцию для запроса проверки целостности канала и подключенного оборудования станции.

Сброс канала RSC - сообщение для освобождения канала, посылаемое при переполнении памяти или в других случаях, когда отсутствует сообщение завершения освобождения RLC.

Блокировка BLO - сообщение посылается только при техобслуживании станции на противоположную сторону для указания невозможности занятия на противоположной станции исходящих каналов для последующих вызовов.

Разблокировка UBL - сообщение посылается на противоположную сторону для отмены действия предыдущих сообщений блокировки канала или группы каналов.

Подтверждение блокировки BLA - сообщение, посылаемое в ответ на сообщение блокировки, и показывающее, что канал заблокирован.

Подтверждение разблокировки UBA - сообщение, посылаемое в ответ на сообщение о разблокировке и показывающее, что канал может быть использован.

Приостановление соединения (Пауза) SUS - сообщение для указания того, что вызывающая или вызываемая части соединений были временно разъединены.

Возобновление (продолжение) вызова RES - сообщение для указания возобновления после приостановления вызывающей или вызываемой части соединения.

Блокировка группы каналов CGB - сообщение посылается на противоположную станцию для указания блокировки группы каналов, которые будут недоступны для исходящих вызовов на этой станции.

Подтверждение блокировки группы каналов CGBA - сообщение посылается в ответ на сообщение блокировки группы каналов для указания того, что требуемая группа каналов заблокирована.

Разблокировка группы каналов CGU - сообщение передается на противоположную сторону для необходимости разблокировки определенной группы каналов.

Подтверждение разблокировки группы каналов CGUA - сообщение передается в ответ на сообщение разблокировки группы каналов для указания того, что требуемая группа каналов разблокирована.

Сброс группы каналов GRS - сообщение передается для освобождения определенной группы каналов, когда происходит перегрузка или в иных случаях, причем неизвестно где производится освобождение - определенного канала или всей группы каналов.

Подтверждение сброса группы каналов GRA - сообщение посылается в ответ на сообщение сброса группы каналов и указывает, что требуемая группа каналов освобождена.

Информация об оплате CRG - сообщение передается в обоих направлениях для целей тарификации и/или оплаты за вызов.

Запрос информации INR - сообщение передается на станцию для запроса информации, связанной с вызовом. Например, для запроса номера вызывающего абонента, если он отсутствует в начальном адресном сообщении IAM. Данное сообщение обеспечивает поддержку услуги Определение номера вызывающей линии (CLIP) и Определение номера вызываемой линии (COLP).

Информация INF - сообщение содержит информацию, связанную с вызовом (например, номер вызывающего абонента), и передается в ответ на сообщение «Запрос информации» INR.

Установление и разъединение соединений в сети ISDN

При приеме запроса установления соединения от вызывающего абонента исходящая АТС А анализирует информацию о маршруте и формирует начальное адресное сообщение IAM. В приведенном примере на рисунке 8 вызов направляется к транзитной АТС В, выполняющей также функции транзитного пункта сигнализации SТP.

Проключение тракта только в обратном направлении на этой стадии позволяет вызывающей стороне слышать тональные сигналы, посылаемые сетью, но препятствует передаче информации от вызывающей стороны в разговорный тракт.

Транзитная АТС В принимает сообщение IAM1 и анализирует содержащуюся в нем информацию. Анализ цифр номера вызываемого абонента на транзитной АТС В определяет дальнейший маршрут к входящей АТС Б. Станция В формирует сообщение IAM2 и передается его к АТС Б, от которой также проключается разговорный тракт.

При поступлении сообщения IAM2 во входящую АТС Б проводится анализ номера вызываемого абонента и того, требуется ли добавочная информация от исходящей АТС А перед подключением к вызываемому абоненту. Если требуется добавочная информация, то на исходящую АТС А направляется сообщение из конца в конец, в котором формулируется это требование. Исходящая АТС предоставляет соответствующую информацию, посылая ответное сообщение из конца в конец.

После приема необходимой информации входящей АТС Б вызываемый абонент информируется о входящем вызове, а от входящей АТС Б к транзитной АТС В посылается сообщение АСМ1 о принятии полного адреса. Сообщение АСМ2 о принятии полного адреса затем передается к исходящей АТС А.

Когда вызываемый абонент отвечает на вызов, входящая АТС Б проключает разговорный тракт и передает сообщение об ответе на транзитную АТС В, которая в свою очередь пересылает сообщение ответа на исходящую АТС А. При приеме сообщения ответа исходящая АТС проключает разговорный тракт в прямом направлении.

ISUP использует метод одностороннего отбоя. Например, вызывающий абонент А первый направляет сигнал разъединения к исходящей АТС А. Станция А разрывает разговорный тракт в обоих направлениях и передает сообщение REL транзитной станции. Транзитная станция, получив от станции А сообщение REL, также разрывает разговорный тракт в обоих направлениях и передает сообщение REL к станции Б, а сообщение RLC обратно к станции А. Как только сообщение REL достигает станции Б, та сразу же разрывает разговорный тракт в обоих направлениях, передает вызывающей стороне «занято» и сообщение RLC - обратно к станции В.



Рисунок 8 - Установление и разъединение базового соединения в ISUP

Сообщения от АТС В при установлении соединения

На станции назначения В при этом возможны два случая:

Случай 1: станция В по своему усмотрению, т.е. без какой либо индикации со стороны входящего доступа, решает, что номер вызываемого абонента был получен полностью и сообщение АСМ отправляется немедленно (рисунок 9).

Рисунок 9 - Сообщения от АТС В для неавтоматического терминала, случай 1

В случае неавтоматического терминала (например, телефонный аппарат) после анализа статуса абонента, его состояния станция В передает сообщение CALL PROGRESS (CPG) в сторону исходящей станции А.

Если в доступе вызываемого абонента установлен автоматический терминал (например факсимильный аппарат или компьютер), то необходимости в передаче сообщения CPG в данной ситуации нет.

Случай 2: станция В определяет, что адрес вызываемого абонента можно считать принятым полностью только после получения соответствующей индикации со стороны входящего доступа.

Если у вызываемого абонента установлен неавтоматический терминал (рисунок 10), то со стороны доступа к станции В передается сообщение запроса статуса абонента, и только после этого станция В передает в сторону предыдущей (транзитной) станции сообщение АСМ.

Рисунок 10 - Сообщения от АТС В для неавтоматического терминала, случай 2

Если же у вызываемого абонента установлен автоматический терминал (рисунок 11), то станция В при этом вместо двух сообщений АСМ и ANM передает к предыдущей станции единственное сообщение - CON.



Рисунок 11 - Сообщения от АТС В для автоматического терминала, случай 2

Процедура разрушения соединения

Если сообщение RLC не поступает до срабатывания таймера Т1 (от 15 до 60 секунд), то повторно передается сообщение REL, а таймер Т1 запускается снова (рисунок 12). Таким образом, в ожидании сообщения RLC сообщение REL передается многократно с периодичностью, равной значению Т1. Если же до получения сообщения RLC успевает закончиться и выдержка времени Т5 (от 5 до 15 минут), станция предпринимает следующие действия:

- передает сообщение RSC и запускает таймеры Т16 (15-60 сек) и Т17 (5-15 минут);

- выводит телефонный канал из обслуживания;

- производит оповещение эксплуатационного персонала;

- останавливает таймер Т1.

Если не дождались RLC и срабатывает Т16, то он сбрасывается и повторно передается RSC, пока не истечет Т17.

Когда истечет Т17 - выводится сообщение персоналу об ошибке. И заново запускается Т17, пока персонал не среагирует.



Рисунок 12 - Процедура разрушения соединения

Процедура базового соединения, передача адресных сигналов с перекрытием (overlap)

Как только накопится информация, достаточная для маршрутизации вызова, исходящая станция А отправляет сообщение IAM в сторону транзитной станции. Оставшиеся цифры номера переносятся в одном или более сообщениях SAM (рисунок 13).



Рисунок 13 - Процедура базового соединения с передачей адресных сигналов с перекрытием

Процедура проверки целостности соединения

Проводится только на международной сети. Исходящая станция А передает в составе сообщения IAM запрос проверки на транзитную станцию, при этом передается контрольная частота 2000±20 Гц и запускается таймер Т24 (менее 2 секунд). Транзитная станция замыкает тестовую петлю и запускает таймер Т8 (от 10 до 15 секунд).

Если процедура проверки прошла успешно, то таймер Т24 останавливается, а приемопередатчик контрольной частоты отключается. Результат процедуры исходящая станция передает с помощью сообщения СОТ (рисунок 14).



Рисунок 14 - Успешное выполнение процедуры проверки

Процедура проверки целостности считается выполненной некорректно, если контрольная частота принимается неправильно, или если она вовсе не будет принята в течение времени, определенного таймером Т24, или сработает таймер Т8.

При этом допускается повторная попытка проверки, а потому станция В запускает таймер Т27 (4 минуты). Если за это время повторный запрос ни поступит, станция В инициирует разрушение соединения, передавая сообщение RSC (рисунок 15).

Рисунок 15 - Некорректное выполнение процедуры проверки

Описанная выше процедура проверки целостности подразумевает последовательную проверку всех участков соединения. Иногда может потребоваться выполнение процедуры по требованию, для чего предусмотрено сообщение CCR.

Процедура проверки целостности производится в этой ситуации как тестовый вызов по каналу, выбранному для проверки (рисунок 16).

Рисунок 16 - Процедура проверки с помощью сообщения CCR

Блокировка и разблокировка канала

Процедура блокировки канала показана на рисунках 17 (для успешного случая) и 18 (для неуспешного случая).

Рисунок 17 - Процедура успешной блокировки

Рисунок 18 - Процедура неуспешной блокировки

Процедура разблокировки аналогична процедуре блокировки канала. Простой пример процедуры разблокировки канала показан на рисунке 18.

Рисунок 18 - Успешная разблокировка канала

Блокировка и разблокировка группы каналов

Пример процедуры успешной блокировки группы каналов системой техобслуживания показан на рисунке 19.



Рисунок 19 - Успешная блокировка группы каналов

Процедура разблокирования группы каналов системой техобслуживания аналогична процедуре разблокировки отдельного канала, но использует сообщения CGU и CGUA, таймеры Т20 (от 15 до 60 секунд) и Т21 (от 5 до 15 минут).

Двойное занятие канала

Двойное занятие канала возникает, когда две смежные станции пытаются практически одновременно занять один и тот же канал. Чтобы снизить вероятность такого события предлагаются два метода. Выбор того или другого из них является предметом соглашения между эксплуатационным персоналом взаимодействующих АТС (рисунок 20).

Первый метод подразумевает противоположный порядок выбора каналов на смежных станциях.

Второй метод подразумевает разделение всех каналов между смежными станциями на две равные группы - четную и нечетную. Станция осуществляет выбор канала из своей приоритетной группы. Когда все каналы из приоритетной группы оказываются занятыми, выбор может быть произведен из неприоритетной для данной станции группы.



Рисунок 20 - Пример двойного занятия канала

Ошибочные, неожиданные и нераспознаваемые сообщения

Повторение, потеря или нарушение очередности следования сообщений, возникающие в подсистеме МТР, могут привести к появлению неожиданных сообщений в блоке управления соединением подсистемы ISUP.

Для случаев появления неожиданных сообщений определены следующие действия:

- Если принятое неожиданное сообщение отнесено к свободному разговорному каналу, то этот канал переводится в исходное состояние сообщением RSC.

- Если принятое неожиданное сообщение относится к каналу, занятому для соединения, но еще не принято первого сообщения в обратном направлении, этот канал переводится в исходное состояние сообщением RSC. Такое действие не распространяется на случай обнаружения двойного занятия канала.

- Если неожиданное сообщение относится к каналу, занятому для соединения, и уже принято первое сообщение в обратном направлении, то неожиданное сообщение отбрасывается, а обработка вызова продолжается.

Ошибочные сообщения ISUP появляются из-за ошибок, оставшихся не обнаруженными подсистемой МТР. Ошибочным сообщением считается такое, у которого параметр «тип сообщения» правильно распознается подсистемой ISUP, но содержимое несовместимо с форматом самого сообщения. Ошибочные сообщения подсистемой ISUP отбрасываются.

Нераспознаваемые сообщения могут быть приняты из-за проблем взаимодействия разных версий протокола ISUP или по причине некорректной установки необязательных параметров. Нераспознаваемыми могут быть сообщения, параметры и значения параметров.

Нераспознаваемым сообщением считается такое, у которого содержимое параметра «тип сообщения» не совпадает ни с одним из известных станции типов сообщений ISUP.

...