Сигнальные единицы всех трех типов имеют в своем составе одинаковые поля, формируемые подсистемой передачи сообщений (МТР). Формат сигнальных единиц представлен на рис. 3.3.2.

Рис. 3.3.2 Формат сигнальных единиц (цифрами обозначено количество бит в каждом поле)

Рассмотрим подробнее назначение каждого поля в структуре сигнальных единиц.

F(Flag) - флаг выполняет роль ограничителя сигнальных единиц, причем начало и конец каждой из них отмечается уникальной 8-битовой последовательностью. Обычно закрывающий флаг одной сигнальной единицы является открывающим флагом следующей сигнальной единицы (рис. 3.3.3). Последовательность битов флага: 01111110.



Рис. 3.3.3 Разграничение сигнальных единиц

Чтобы избежать имитации флага другой частью сигнальной единицы, передающий пункт сигнализации вставляет ноль после каждой последовательности из пяти следующих друг за другом единиц, содержащихся в любой части сигнальной единицы кроме флага. Этот ноль изымается на приемном конце оконечного устройства звена сигнализации уже после обнаружения и отделения флагов. Если после приема 272 байтов (максимальная возможная длина сигнальной единицы) флаг не определен, это означает, что или звено сигнализации находится в неисправном состоянии, или передающая и принимающая стороны не синхронизированы/не сфазированы (рис. 3.3.4).

Рис. 3.3.4 После приема 272 байтов флаг не определен

BSN (Backward Sequence Number) - обратный порядковый номер; BIB (Backward Bit-Indicator) - обратный бит-индикатор; FSN (Forward Sequence Number) - прямой порядковый номер; FIB (Forward Bit-Indicator) - прямой бит-индикатор. Данные поля сигнальной единицы используются в методах исправления ошибок, рассматриваемых далее.

LI (Length Indicator) - индикатор длины указывает количество байтов, следующих за, индикатором длины и предшествующих проверочным битам (СК), и принимает значения (в двоичной форме) 0...63.

Кроме того, индикатор длины служит для идентификации типа сигнальной единицы:

LI = 0 - заполняющая сигнальная единица (FISU);

LI = 1 или 2 - сигнальная единица состояния звена (LSSU);

LI > 2 - значащая сигнальная единица (MSU).

SF (Status Field) - поле состояния содержится только в сигнальных единицах состояния звена (LSSU). Данное поле применяется для передачи информации о состоянии звена сигнализации (например, во время процедуры фазирования). Поле состояния (рис. 3.3.5) может быть длиной в один байт (индикатору длины присваивается значение 1) или же в два байта (индикатору длины присваивается значение 2).

Рис. 3.3.5 Формат однобайтового поля состояния в LSSU

Для индикации состояния звена сигнализации используется следующее кодирование битов СВА:

000 - индикация состояния «О» («отключено»);

001 - индикация состояния «N» («нормальное фазирование»);

010 - индикация состояния «Е» («аварийное фазирование»);

011 - индикация состояния «OS» («не работает»);

100 - индикация состояния «РО» («процессор отключен»);

101 - индикация состояния «В» («занято»),

SIO (Service Information Octet) - байт служебной информации передается только в значащих сигнальных единицах (MSU). Содержит индикатор службы (Service Indicator - SI) и поле подвида службы (SubService Field - SSF). В свою очередь, поле подвида службы содержит индикатор сети (Network Indicator - N1) и два резервных бита (рис. 3.3.6).



Рис. З.З.б Формат байта служебной информации

Индикатор сети (N1) определяет тип сети, в которую направляется сигнальное сообщение. В российской спецификации он кодируется следующим образом:

00XX - международная сеть;

01XX - резерв для международной сети;

10ХХ - междугородная сеть;

11ХХ - местная сеть.

Индикатор службы (SI) показывает, какая подсистема пользователя (уровень 4) сформировала данное сигнальное сообщение (в исходящем пункте сигнализации) и в какую подсистему пользователя данное сигнальное сообщение необходимо доставить (в пункте назначения). Индикатор службы (SI) кодируется следующим образом:

0000 - управление сетью сигнализации;

0001 - тест звена сигнализации;

0011 - подсистема управления соединениями сигнализации (SCCP);

0100 - подсистема пользователя телефонии (TUP);

0101 - подсистема пользователя ЦСИС (ISUP).

SIF (Signaling Information Field) - поле сигнальной информации передается только в составе значащих сигнальных единиц (MSU) и содержит информацию, которая должна передаваться между подсистемами пользователей двух пунктов сигнализации (рис. 3.3.7). Поле сигнальной информации (SIF) может состоять максимум из 272 байтов, форматы и коды которых определяются подсистемой пользователя. Подсистема передачи сообщений МТР не анализирует содержимое SIF, кроме этикетки маршрутизации, которая используется для маршрутизации сообщений в сети сигнализации. Не считая этой информации о маршруте, МТР просто передает содержащуюся в SIF информацию от уровня 4 одного пункта сигнализации к уровню 4 другого пункта сигнализации.

Рис. 3.3.7 Передача информации пользователя

Этикетка маршрутизации, передаваемая в составе значащей сигнальной единицы (рис. 33.8), содержит следующую адресную информацию: код пункта назначения (Destination Point Code - DPC); код исходящего пункта (Originating Point Code - OPC); поле селекции звена сигнализации (Signaling Link Selection - SLS).

Рис. 3.3.8 Формат этикетки маршрутизации

С помощью анализа кода DPC определяется, к какому пункту должна быть передана сигнальная единица.

Если существует несколько звеньев сигнализации, ведущих к требуемому пункту назначения, то тогда выполняется разделение сигнальной нагрузки по звеньям. В этом случае используется поле селекции звена сигнализации (SLS). Для реализации процесса разделения нагрузки на каждом пункте сигнализации задаются номера битов поля SLS, на основании которых производится разделение нагрузки (рис. 3.3.9).

Рис. 3.3.9 Разделение нагрузки на пучке звеньев сигнализации

Следует отметить, что в соответствии с рекомендациями МСЭ нагрузка на одно звено сигнализации при нормальном режиме работы не должна превышать 0,2 Эрл. Если сигнальная нагрузка превышает данное значение, необходимо организовывать параллельные звенья сигнализации.

Подробнее процесс маршрутизации сигнальных сообщений рассматривается при описании функций уровня 3.

СК (Check Bit) - проверочные биты, передаваемые в конце каждой сигнальной единицы, предназначены для обнаружения ошибок.

Проверочные биты формируются по специальному алгоритму пунктом сигнализации, передающим сигнальную единицу. II принимающем пункте сигнализации по аналогичному алгоритму для принятой сигнальной единицы вычисляются проверочные биты и сравниваются с принятыми. Если полного соответствия не обнаружено, сигнальная единица стирается. Это удаление MSU приводит, в свою очередь, в действие механизм исправления ошибок.

3.3.2 Методы исправления ошибок

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

Основной метод исправления ошибок используется в тех случаях, когда время распространения сигналов на сети не превышает 15 мс (например, наземные средства связи), и заключается в передаче положительных/отрицательных подтверждений принимаемых сигнальных единиц.

Каждой передаваемой сигнальной единице присваивается последовательный номер (Forward Sequence Number - FSN), который циклически принимает значение 0...127 (рис. 3.10). Forward Indicator Bit (FIB) показывает, передается сообщение в первый раз или же это повторная передача.

Рис. 3.10 Передача FSN и FIB в прямом направлении

Подтверждение принятой сигнальной единицы (рис. 3.11) передается в обратном направлении с помощью Backward Sequence Number (BSN) и Backward Indicator Bit (BIB).

Положительное подтверждение в основном методе исправления ошибок заключается в том, что значение BIB не меняется, остается таким же, как и в предыдущих сигнальных единицах, а значению BSN присваивается значение FSN принятой сигнальной единицы.

Рис. 3.11 Подтверждение для принятой сигнальной единицы

При нормальном режиме работы пункт сигнализации А непрерывно передает сигнальные единицы MSU, например MSU 34, 35, 36 (рис. 3.12). В противоположном направлении пункт сигнализации В также непрерывно передает сигнальные единицы (например, MSU 14, 15, 16...). До тех пор пока не получено подтверждение, сигнальные единицы хранятся в буфере ретрансляции (повторной передачи). Данный буфер имеет 128 ячеек и позволяет ретранслировать потерянные или искаженные сигнальные единицы.

Рис. 3.12 Цикл подтверждений при отсутствии ошибок

Если сигнальная единица, переданная пунктом А, принята без ошибок, то пункт В посылает в пункт А положительное подтверждение (значение BIB не меняется, остается таким же, как и в предыдущих сигнальных единицах, в данном случае равно 1, а значению BSN присваивается значение FSN принятой сигнальной единицы). Например, сигнальная единица MSU 15, передаваемая пунктом В, положительно подтверждает принятую сигнальную единицу MSU 33. Аналогичным образом и пункт А подтверждает сигнальные единицы, принимаемые от пункта В.

При получении положительного подтверждения соответствующая значащая сигнальная единица (MSU) удаляется из содержимого буфера ретрансляции (рис. 3.13).



Рис. 3.13 Цикл подтверждений при отсутствии ошибок, удаление MSU из ячеек буфера

Рассмотрим цикл подтверждений при наличии ошибок.

1. Сигнальная единица MSU 11 искажена (рис. 3.14).

Рис. 3.14 Ошибка при передаче MSU 11

2. Пункт сигнализации А непрерывно посылает сигнальные единицы до тех пор, пока не получит отрицательного подтверждения (рис. 3.15).

Рис. 3.15 Передача отрицательного подтверждения пунктом В

3. Пункт сигнализации В игнорирует все следующие сигнальные единицы, посылаемые пунктом А, до тех пор, пока не получит безошибочно переданную сигнальную единицу MSU 11 (рис. 3.16).

Рис. 3.16 Пункт В не обрабатывает принимаемые сигнальные единицы

4. Получив отрицательное подтверждение, пункт сигнализации А приостанавливает передачу сигнальных единиц, все сигнальные единицы из буфера ретрансляции (включая ошибочно переданную и все последующие) передаются повторно (рис. 3.17):

Рис. 3.17 Повторная передача сигнальных единиц

Следует отметить, что значение BIB инвертируется один раз, все последующие положительные подтверждения имеют такое же значение BIB до тех пор, пока снова не обнаружится ошибка при приеме сигнальной единицы.

Таким образом, при основном методе исправления ошибок передаваемая сигнальная единица запоминается в передающей части звена сигнализации до тех пор, пока на нее не будет принято положительное подтверждение. Если принято отрицательное подтверждение, передача новых сигнальных единиц приостанавливается 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).

Метод превентивного циклического повторения применяется в тех случаях, когда время распространения сигналов по звену сигнализации превышает 15 мс (например, спутниковые средства связи).

В данном методе используется только положительное подтверждение, а также циклическое повторение сигнальных единиц и упреждающее исправление ошибок. Поскольку отрицательное подтверждение не используется, то в качестве индикации искажения сообщения служит отсутствие положительного подтверждения. Каждая сигнальная единица содержит FSN и BSN (как и для основного метода), но FIB и BIB не используются и устанавливаются в «1».

Исходящий пункт сигнализации циклически посылает сигнальные единицы, пока не получит положительного подтверждения. Сигнальная единица удаляется из буфера повторной передачи (рис. 3.18) только в том случае, если для нее поступило положительное подтверждение (BSN = FSN).

Рис. 3.18 Метод превентивного циклического повторения

В период отсутствия новых, предназначенных для передачи MSU начинается повторная передача MSU, хранящихся в буфере повторной передачи. Первоначальные FSN во время повторной передачи сохраняются. Если поступает новая сигнальная единица, циклическое повторение прекращается, а новая MSU передается с FSN, равным последнему присвоенному значению плюс 1 (по модулю 128).

Одним из недостатков данного метода является то, 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 предварительно установленного предельного значения, новые MSU не принимаются, а приоритет отдается повторной передаче MSU, хракипцихся в буфере повторной передачи. Цикл повторной передачи продолжается до тех пор, пока значения двух действующих параметров не упадут нижеуказанных предельных значений.

Рассмотрим теперь более подробно некоторые функции и процедуры, выполняемые уровнем 2.

3.3.3 Функции и процедуры уровня 2

Функция мониторинга интенсивности ошибок информируется системой контроля о каждой ошибочно принятой сигнальной единице. Если пороговое значение допустимой; интенсивности ошибок превышено, го об этом информируется функция контроля состояния звена сигнализации и через нее - функция управления сетью сигнализации (рис. 3.19).



Рис. 3.19 Мониторинг интенсивности ошибок

Получив сообщение о неисправности звена данных сигнализации, управление сетью сигнализации (в пункте сигнализации В) прекращает передачу значащих сигнальных единиц (MSU) по этому звену сигнализации. Кроме этого, пункт сигнализации В посылает в пункт сигнализации А сигнальные единицы состояния звена (LSSU) с сообщением SIOS (Status Indicator «Out of Service» - «не работает»), тем самым информируя о неисправности звена данных сигнализации (рис. 3.20).

Рис. 3.20 Передача сигнала SIOS пунктом сигнализации В

Соответственно, пункт сигнализации А также передает SIOS и начинает процедуру фазирования (синхронизации) звена сигнализации (рис. 3.21).

Процедура фазирования выполняется, когда звено данных сигнализации включается в работу либо в первый раз, либо после устранения неисправности звена. Процедура фазирования может быть инициирована любым из смежных пунктов сигнализации и целиком выполняется уровнем 2 МТР (инициируется уровнем 3).

Рис. 3.21 Передача сигнала SIOS пунктом сигнализации А

Рассмотрим пример, иллюстрирующий процесс фазирования: оба пункта сигнализации продолжают передавать SIOS до тех пор, пока уровень 3 не начнет процедуру фазирования (рис. 3.22) - посылает сигнальные единицы состояния звена (LSSU) с сообщением SIO (Status Indicator «Out of Alignment» - «отключено»).



Рис. 3.22 Начало фазирования. Передача сигнала SIO

Пункт сигнализации В тоже посылает сообщения SIO сразу после начала процедуры фазирования (рис. 3.23).

Рис. 3.23 Передача сигнала SIO пунктом сигнализации В

Пункт сигнализации В, получив сообщение SIO, посылает в пункт сигнализации А сигнальные единицы состояния звена (LSSU) с сообщением SIN (Status Indicator «Normal Alignment» - «нормальное фазирование»). Пункт сигнализации А (также после получения SIO) посылает в пункт сигнализации В LSSU с сообщением SIN (рис. 3.24).



Рис. 3.24 Обмен сигналами SIN

Таким образом, пункты сигнализации обмениваются сообщениями SIN в течение тестового периода длительностью 8,2 с, в результате чего принимается решение - может ли звено сигнализации быть возвращено в нормальный режим работы. При положительном решении передача и прием значащих сигнальных единиц (MSU) возобновляются. В противном случае повторяется процедура фазирования.

Если неисправное звено сигнализации было последним доступным звеном из набора звеньев, то в этом случае выполняется процедура аварийного фазирования. Аварийное фазирование отличается от вышерассмотренной процедуры тем, что тестовый период в этом случае составляет 0,5 с и вместо сообщений SIN используются сообщения SIE (Status Indicator «Emergency Alignment» - «аварийное фазирование»).

Функция контроля перегрузки приема (рис. 3.25), В случае перегрузки приема в пункте сигнализации В (количество принимаемых значащих сигнальных единиц больше, чем может обработать управление приема) функция контроля перегрузки посылает сигнальные единицы состояния звена (LSSU) с сообщением SIB (Status Indicator «Busy» - «занято») в пункт сигнализации А. В течение времени пока принимается SIB, в пункте А приостанавливается передача MSU.



Рис. 3.25 Перегрузка приема в пункте сигнализации В

Функция контроля перегрузки передачи. Получив сообщение о перегрузке передачи (уровень 4 вырабатывает больше значащих единиц MSU, чем может быть передано по звену сигнализации), управление сетью сигнализации (уровень 3) сообщает подсистемам пользователя о необходимости снизить нагрузку.

Подводя итог, можно определить прохождение сигнальных единиц через уровень 2 МТР следующим образом:

А) Сигнальная единица принята без ошибок

Б) Сигнальная единица принята с ошибкой



3.4 Уровень 3 подсистемы передачи сообщений (МТР)

Уровень 3 подсистемы МТР (функции сети сигнализации) обеспечивает управление звеньями сигнализации и включает функции обработки сигнальных сообщений для их маршрутизации в сети сигнализации, а также функции управления самой сетью сигнализации (см. рис. 3.1.1).

3.4.1 Функция обработки сигнальных сообщений

Функция обработки сигнальных сообщений определяет доставку сигнальных единиц по сети сигнализации и отвечает за выполнение следующих задач:

* маршрутизация сообщений,

* распределение сообщений,

* отбор сообщений.

Рассмотрим выполнение этих задач более подробно.

Для правильной маршрутизации сообщения в исходящем пункте сигнализации должны быть выполнены следующие действия:

A) Определение типа сети, в которую направляется сообщение. Б) Выбор звеньев сигнализации, ведущих к пункту назначения.

B) Выбор конкретного звена сигнализации (в соответствии с правилами разделения сигнальной нагрузки).

А) Определение типа сети.

Всемирная сеть сигнализации ОКС № 7 содержит два уровня сетей: международные и национальные. Национальная сеть ОКС № 7 России, в свою очередь, разделена на два уровня иерархии: федеральную (междугородную) и региональную (местную) сеть.

Для определения типа сети, в которую должно быть направлено сигнальное сообщение, в исходящем пункте сигнализации выполняется анализ байта служебной информации SIO (рис. 3.4.1).

Сетевой индикатор (Network Indicator - N1), содержащийся в поле SIO, кодируется следующим образом:

00 - международная сеть (МЦК, МНТС);

01 - резерв для международной сети;

10 - междугородная сеть (АМТС);

11 - местная сеть.

Шлюзом между региональными (местными, зоновыми) сетями ОКС № 7 и федеральной (междугородной) сетью зоны является электронная АМТС этой зоны. При этом АМТС присваивается двойная нумерация пункта сигнализации:

* в федеральной сети (код сети N1 = 10);

* в местной сети (код сети N1 = 11).

Б) Выбор звеньев сигнализации.

Выбор звеньев сигнализации, ведущих к пункту назначения, основан на анализе кода пункта назначения - DPC (рис. 3.4.2).



Рис. 3.4.1 Маршрутизация сообщений: определение типа сети

В пределах сети ОКС № 7 каждому пункту сигнализации (SP, STP) присваивается адрес (код). Код пункта назначения (Destination Point Code - DPC) идентифицирует пункт сигнализации - куда должно быть направлено сигнальное сообщение (пункт назначения). Код исходящего пункта (Originating Point Code - OPC) идентифицирует пункт сигнализации, являющийся источником данного сигнального сообщения.

Рис. 3.4.2 Маршрутизация сообщений: выбор звеньев сигнализации

В) Выбор звена сигнализации.

Осуществляется в соответствии с правилами разделения сигнальной нагрузки (функции уровня 2 МТР) на основании анализа поля SLS (рис. 3.4.3).



Рис. 3.4.3 Маршрутизация сообщений: выбор звена сигнализации

В пункте сигнализации, принимающем сигнальную единицу, функция обработки сигнальных сообщений, как указывалось ранее, отвечает за выполнение следующих задач:

* отбор сообщений (message discrimination);

* распределение сообщений (message distribution). Отбор сообщений происходит следующим образом.

Уровень 3 МТР на основе анализа кода DPC определяет: является ли данный пункт сигнализации (для принятой сигнальной единицы) пунктом назначения или же данный пункт сигнализации является для нее транзитным (рис. 3.4.4).

Рис. 3.4.4 Отбор сообщений

Если код DPC в принятой сигнальной единице не совпадает с кодом (адресом) принимающего пункта, значит, данный пункт сигнализации является для этой сигнальной единицы транзитным, при условии, что пункт сигнализации обеспечивает выполнение функций транзитного пункта (рис. 3.4.5).

Рис. 3.4.5 Прохождение сигнальных единиц через транзитный пункт

В транзитном пункте сигнальная единица обрабатывается на уровне 3 МТР (уровень 4 не задействован), что позволяет экономить ресурсы обрабатывающих процессоров.

Распределение сообщений. Если принятая значащая сигнальная единица предназначена для данного пункта сигнализации, то с помощью анализа поля SI (Service Indicator) производится распределение сообщений к соответствующей подсистеме пользователя (рис. 3.4.6).

Рис. 3.4.6 Распределение сообщений

Индикатор службы (SI) показывает, какая подсистема пользователя (уровень 4) сформировала данное сигнальное сообщение (в исходящем пункте сигнализации) и в какую подсистему пользователя данное сигнальное сообщение необходимо доставить (в пункте назначения). Индикатор службы (SI) кодируется следующим образом:

0000 -- управление сетью сигнализации;

0001 - тест звена сигнализации;

0011 - подсистема управления соединениями сигнализации (SCCP);

0100 - подсистема пользователя телефонии (TUP);

0101 - подсистема пользователя ЦСИС (ISUP).

Суммируя вышеизложенное, можно сказать, что функция обработки сигнальных сообщений уровня 3 МТР отвечает за выполнение следующих задач:

* маршрутизация сигнальных сообщений (определение типа сети, выбор пучка звеньев сигнализации, выбор звена сигнализации);

* отбор сообщений;

* распределение сообщений.

3.4.2 Функции управления сетью сигнализации

Функции управления сетью сигнализации разделяются на следующие группы (рис. 3.4.7):

* управление звеньями сигнализации;

* управление сигнальным трафиком, включающее реконфигурацию сигнального трафика в ответ на изменения в состоянии сети;

* управление маршрутами сигнализации, заключающееся в передаче информации о состоянии сети сигнализации.

Рис. 3.4.7 Уровень 3 МТР. Функции управления сетью сигнализации

Функция управления звеньями сигнализации совместно с функциями уровня 2 МТР обеспечивает поддержание звеньев сигнализации в рабочем состоянии (рис. 3.4.8).

Рис. 3.4.8 У правление звеньями сигнализации

В случае отказов звена сигнализации функция управления звеньями сигнализации руководит действиями, направленными на восстановление работоспособности звена [1]. Основными процедурами, определенными для функции управления звеньями сигнализации, являются:

* активация звена сигнализации;

* восстановление звена сигнализации.

Активация звена сигнализации является процессом, который приводит звено сигнализации к состоянию готовности обслужить трафик. Этот процесс включает установление начального фазирования звена сигнализации и проведение тестирования для гарантии правильности функционирования. Деактивация звена сигнализации является процессом, выводящим звено из состояния работы.

Восстановление звена сигнализации сходно с активацией звена сигнализации, но его применяют для повторного введения в работу звена сигнализации после его отказа.

Функция управления сигнальным трафиком обеспечивает процедуры, необходимые для поддержания потока сигнального трафика в случгю нарушений в сети сигнализации. К таким нарушениям относятся, в частности, отказ звеньев сигнализации или отказ транзитных пунктов сигнализации. В случае перегрузки пункта сигнализации управление сигнальным трафиком используется для снижения нагрузки на этот пункт сигнализации. Для этого определены специальные процедуры:

* переход на резервное звено сигнализации;

* возврат на исходное звено сигнализации;

* запрещение управления звеном сигнализации и управления потоком сигнального трафика.

Процедура перехода на резерв осуществляет перенос сигнального трафика от недоступного звена сигнализации на альтернативное звено сигнализации. Типичный пример, когда инициируется процедура перехода на резерв: отказ звена сигнализации (рис. 3.4.9).

Рис. 3.4.9 Переключение на резервное звено

Переход на резерв должен осуществляться без потери сообщений, дублирования или нарушения последовательности их передачи. Это достигается введением специальных средств, которые гарантируют передачу сообщений, хранящихся в буфере повторной передачи недоступного звена сигнализации на альтернативное звено. Если отсутствует альтернативный путь для передачи сигнальной информации, пункт назначения (в случае аварии) считается недоступным, и об этом соответствующим образом информируется подсистема пользователя.

Процедура возврата на исходное звено сигнализации направляет маршрутизацию сообщений обратно в условия, сушествовавшие перед переходом на резерв. Используются специальные процедуры для управления последовательностью сообщений, которые гарантируют, что сообщения не потеряны или не передаются в неправильной последовательности. Возврат на исходное звено инициируется, когда причины, вызвавшие переход на резерв, устраняются, например в случае восстановления звена сигнализации.

Процедура запрещения управления звеном сигнализации используется для облегчения техобслуживания или тестирования. Процедура не вызывает изменения на уровне 3, оставляя звено доступным для посылки сообщений техобслуживания и тестирования. Если в сети сигнализации возникают аварийные ситуации, в результате которых появляется необходимость использования запрещенных звеньев сигнализации, процедура запрещения может игнорироваться, и эти звенья включаются в работу.

Управление потоком сигнального трафика используется также для ограничения сигнального трафика в источнике в тех случаях, когда сеть сигнализации не в состоянии передать весь сигнальный трафик, предлагаемый подсистемами пользователей (состояние перегрузки).

Функция управления маршрутами сигнализации используется для распределения информации о состоянии сети сигнализации с целью блокировать (т.е. предотвратить доступ к ним) или разблокировать маршруты сигнализации. Под маршрутом сигнализации понимается совокупность звеньев сигнализации, соединяющих два пункта сигнализации. Это может быть прямой маршрут, в котором звенья сигнализации соединены напрямую, или маршрут, в котором сигнализация осуществляется через транзитный пункт сигнализации.

Важными процедурами функции управления маршрутами сигнализации являются:

* запрещение передачи;

* разрешение передачи;

* тестирование пучка маршрутов сигнализации.

Процедура запрещения передачи инициируется транзитным пунктом сигнализации с целью извещения одного или нескольких смежных пунктов сигнализации о том, что сообщения не должны маршрутизироваться через этот транзитный пункт сигнализации к конкретному пункту назначения. Процедура разрешения передачи используется для снятия состояния запрета.

Процедура тестирования пучка маршрутов сигнализации инициируется пунктом сигнализации для проверки: может или нет маршрутизироваться сигнальный трафик к пункту назначения через транзитный пункт сигнализации. При приеме данного сообщения транзитный пункт сигнализации сравнивает состояние пункта назначения, указанное в принятом сообщении, с действительным состоянием. Если они совпадают, не предпринимается никаких действий. Если они различны, результат возвращается в этот пункт сигнализации.

Взаимодействие отдельных функций и процедур уровня 3 МТР в условиях возникновения различного вида отказов на сети приведено в прил. 4.

Сообщения управления сетью сигнализации формируются уровнем 3 и передаются по звену сигнализации в значащих сигнальных единицах -MSU (рис. 3.4.10). Признаком сообщения управления сетью сигнализации является комбинация 0000 индикатора службы SI. Поле сигнальной информации состоит из целого числа байтов и содержит: этикетку, код заголовка, один или несколько сигналов и индикаций.

Рис. 3.4.10 Сообщения управления сетью сигнализации

В сообщениях управления сетью сигнализации этикетка совпадает с этикеткой маршрутизации и указывает пункт назначения (DPC) и исходящий пункт этого сообщения (ОРС). Кроме того, в случае сообщений, относящихся к конкретному звену сигнализации, этикетка указывает на идентификацию этого звена среди тех, которые соединяют пункт назначения с исходящим пунктом сигнализации. Полная длина стандартной этикетки сообщений подсистемы передачи сообщений уровня 3 составляет 32 бита (рис. 3.4.11).

В состав структуры сообщений управления сетью сигнализации кроме этикетки входят следующие поля: код заголовка НО; код заголовка HI; дополнительная информация (не во всех сообщениях).

Рис. 3.4.11 Структура сообщений управления сетью сигнализации

Код заголовка Н0 является полем из четырех битов, следующим за этикеткой и идентифицирующим группу сообщений управления сетью сигнализации (табл. 3.4.1).

Таблица 3.4.1

Коды заголовков НО

Код заголовка	Обозначение	Группа сообщений
0000		В резерве
0001	СНМ	Сообщения перехода на резерв и восстановления работы по исходному звену
0010	ЕСМ	Сообщения аварийного перехода на резервное звено сигнализации
0011	FCM	Сообщения управляемой передачи и перегрузки пучка маршрутов сигнализации
0100	TFM	Сообщения «передача запрещена», «передача разрешена» и «передача ограничена»
0101	RSM	Сообщения тестирования пучка маршрутов сигнализации
0110	MIM	Сообщения запрещения управлением
0111	TRM	Сообщения разрешения перезапуска трафика
1000	DLM	Сообщения соединения звена сигнализации
1001		В резерве
1010	UFC	Сообщения управления потоками подсистемы пользователей

В каждой группе имеется несколько сообщений, каждое из которых имеет один и тот же код заголовка НО, но индивидуальные коды заголовка HI (табл. 3.4.2, 3.4.3).

Таблица 3.4.2

Коды заголовков HI

Группа сообщений		0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111	1000
	0000
СНМ	0001		СОО	СОА			CBD	СВА
ЕСМ	0010		ЕСО	ЕСА
FCM	0011		RCT	TFC
TFM	0100		TFP		TFR		TFA
RSM	0101		RST	RSR
MIM	0110		LIN	LUN	LIA	LUA	LID	LFU	LLT	LRT
TRM	0111		TRA
DLM	1000		DLC	CSS	CNS	СNР
	1001
UFC	1010		UPU

Таблиц 3.4.3

Расшифровка сообщений

Группа сообщений	Сообщение	Комментарии
СНМ	СОО	Команды перехода на резервное звено
	СОА	Подтверждения приема сообщения перехода на резервное звено
	CBD	Сигнал объявления возврата на исходное звено
	СВА	Сигнал подтверждения приема возврата на исходное звено
ЕСМ	ЕСО	Сигнал команды аварийного перехода на резервное звено
	ЕСА	Сигнал подтверждения приема сообщения аварийного перехода на резервное звено
FCM	RCT	Сигнал тестирования перегрузки пучка маршрутов сигнализации
	TFC	Сигнал «управляемая передача»
	TFP	Сигнал «передача запрещен;»»
	TFR	Сигнал «передача ограничена»
	TFA	Сигнал «передача разрешена»
RSM	RST	Сигнал тестирования пучка маршрутов сигнализации для запрещенного назначения
	RSR	Сигнал тестирования пучка маршрутов сигнализации для ограниченного назначения
TRM	TRA	Сигнал «перезапуск трафика разрешен»

Суммируя вышеизложенное, можно сказать, что функция управления сетью сигнализации отвечает за выполнение следующих задач:

* обеспечение реконфигурации сети в случае отказа;

* управление трафиком при перегрузке.

Реконфигурация сети производится с помощью специальных процедур с целью изменения маршрута сигнального трафика таким образом, чтобы обойти отказавшие звенья сигнализации или пункты сигнализации. Это требует обмена информацией между пунктами сигнализации и транзитными пунктами (например, транзитный пункт передает информацию другим пунктам, что определенный пункт сигнализации недоступен и передача сообщений по недоступному маршруту должна быть пркращена).

В случае перегрузки на сети сигнализации (например, из-за отказов на сети, высоких пиков нагрузки и др.) функция управления сетью сигнализации выполняет управление сигнальным трафиком с целью уменьшения влияния перегрузки на передачу сообщений.

4. Маршрутизация в сети ОКС №7

Основные принципы маршрутизации:

1. Маршрут сообщений в сети сигнализации должен проходить через минимальное число транзитных пунктов сигнализации (STP).

2. При доступности нескольких маршрутов следует распределять нагрузку между этими маршрутами.

3. В качестве основных выбираются допустимые маршруты с минимальным числом переприемов (STP).

4. В качестве альтернативных выбираются маршруты, имеющие минимальное число переприемов среди допустимых маршрутов, отличных от основных.

5. Два маршрута, связывающие пару пунктов сигнализации, являются независимыми, если они не проходят через общие транзитные пункты сигнализации.

6. В нормальных условиях вся сигнальная нагрузка направляется на звенья основных маршрутов, а в тех случаях, когда это невозможно - на звенья альтернативных маршрутов. При наличии нескольких основных или нескольких альтернативных маршрутов сигнальная нагрузка должна распределяться между соответствующими звеньями сигнализации.

Маршрутизация при отсутствии отказов, С целью предотвращения недоступности звеньев или маршрутов в пунктах сигнализации определяются данные о резервном маршрутировании.

На рис. 4.1 представлена модель фрагмента сети ОКС № 7 и показан пример маршрутизации (при отсутствии отказов) для сообщений, поступающих из пункта сигнализации А в пункт назначения F.

Основные маршруты сигнализации из А в F:

А - В - D - F (SLS = ХХ00),

A-C-D-F (SLS = XX10),

A-B-E-F (SLS = XX01),

A-C-E-F (SLS = XX11), SLS - код селекции звена сигнализации в этикетке.

При распределении трафика для разделения нагрузки в исходящем пункте сигнализации и промежуточных транзитных пунктах сигнализации селекцию звеньев сигнализации (SLS) необходимо выполнять так, чтобы равномерно распределить трафик между доступными маршрутами. Звенья ВС и DE используются только при возникновении определенных видов отказов.

Рис. 4.1 Фрагмент сети ОКС № 7

Маршрутизация в условиях отказа. Для предотвращения возможных аварийных ситуаций в каждом пункте сигнализации имеется информация о резервной маршрутизации, которая определяет для каждого из основных звеньев сигнализации одно или несколько резервных звеньев, когда первые (т.е. основные звенья сигнализации) больше не являются доступными. Например, для пунктов сигнализации А и В сети (рис. 4.1) перечень резервных звеньев приведен в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Список маршрутов

Пункт сигнализации	Основной набор звеньев	Альтернативный набор звеньев	Приоритет
SP A	АВ АС	АС АВ	1 1
SТР B	ВА ВС BE BD	ВС Нет BD ВС BE ВС	2 1 2 1 2
Приоритет 1 - используется, когда основной набор звеньев работает в режиме с разделенной нагрузкой и в отсутствии неисправностей Приоритет 2 - используется, когда все наборы звеньев с приоритетом 1 становятся недоступными

Рассмотрим несколько возможных случаев отказов на сети ОКС № 7 (фрагмент сети представлен на рис. 4.1).

1. Неисправность звена сигнализации между SP и STP (рис. 4.2).

Рис. 4.2 Отказ звена АВ

В соответствии с таблицей маршрутизации SP А переводит трафик, передаваемый ранее по звену АВ, на звено AC, STP В переводит этот трафик на звено ВС. Следует заметить, что в этом случае количество STP, задействованных в передаче сигнальных сообщений между F и А, увеличивается и становится равным трем (если сигнальные сообщения проходят через STP 5).

A) SP А и STP В, определив неисправность звена АВ, начинают процедуру переключения на альтернативный маршрут (путем обмена соответствующими сообщениями через STP С).

Б) Кроме того, STP В посылает в STP С сообщение «запрет передачи» к SPA (рис. 4.3) (раздел 13.2.2 /Q.704).

Рис. 4.3 Передача сообщения «запрет передачи»

В) После приема сообщения «запрет передачи» STP С начинает посылать в STP В периодические сообщения «тест маршрута сигнализации» к SPA (раздел 13.5.2/ Q.704).

Восстановление звена АВ.

A) STP В инициирует процедуру обратного переключения, посылая в SP А (через STP С) сообщение «возврат на исходное звено». Получив подтверждение, STP В перезапускает трафик на звено АВ. Кроме того, STP В посылает в STP С сообщение «передача разрешена» к SP А (раздел 13.3.2/Q.704). Получив сообщение «передача разрешена», STP С прекращает посылать периодические сообщения «тест маршрута сигнализации».

Б) SP А инициирует процедуру обратного переключения, посылая в STP В (через STP С) сообщение «возврат на исходное звено». Получив подтверждение, SP А перезапускает трафик на звено АВ (переключается только та часть трафика, которая обслуживается данным звеном в нормальном режиме работы, т.е. в соответствии с существующей таблицей маршрутизации).

2. Неисправность STP (рис. 4.4).

Рис. 4.4 Отказ STPD

STP В переводит весь трафик, передаваемый ранее по звену BD, на звено BE. STP С также переводит весь трафик, передаваемый ранее по звену CD, на звено СЕ. Исходящий пункт F переводит весь трафик, передаваемый ранее по звену FD, на звено FE (как и в случае неисправности звена FD). Таким образом, звенья BD, CD, FD оказываются в состоянии блокировки.

A) STP В, С и SP F инициируют переключение с блокированных звеньев BD, CD, FD на альтернативные звенья, имеющие первый приоритет (BE, СЕ, FE соответственно). В связи с тем что STP D неисправен, указанные выше пункты сигнализации (В, С, F) не получат ответное подтверждение о переключении, поэтому они переводят трафик на альтернативные звенья по истечении установленного таймера (Т2, раздел 5.7.2/Q.704). В добавление, STP Е отправляет В, С и F сообщение «запрет передачи», относящееся к STP D, Таким образом, эти пункты сигнализации (В, С, F) начинают посылать в STP E периодические сообщения «тест маршрута сигнализации», относящиеся к STP D.

Б) После приема от STP E сообщения «запрет передачи», относящегося к STP Д в STP В производится обновление маршрутной информации, и STP В передает в STP С сообщение «запрет передачи» в направлении к STP D. Подобным образом и STP С передает в STP В сообщение «запрет передачи» в направлении к STP D.

В) После приема от STP С сообщения «запрет передачи» STP В определяет, что STP D является недоступным и, в свою очередь, передает в SP А сообщение «запрет передачи» к STP D (аналогично STP С передает в SP А сообщение «запрет передачи» к STP D). Приняв от STP В и С сообщения «запрет передачи» к STP D, SP А определяет, что STP D является недоступным и приостанавливает передачу трафика к STP D.

Г) Аналогично, передавая «от звена к звену» сообщение «запрет передачи» к STP D, и другие пункты сигнализации в результате определят, что STP D недоступен. Таким образом, каждый пункт сигнализации начнет периодически посылать к соответствующим смежным пунктам сообщение «тест маршрута сигнализации», относящееся к STP D.

Восстановление STP D.

A) Как только STP D становится доступным, пункты сигнализации В, С, Е посылают в STP D сообщения «перезапуск трафика разрешен».

Б) STP D посылает всем смежным пунктам сигнализации сообщение «перезапуск трафика разрешен» (Т20, раздел 16.8/Q.704).

B) В пунктах сигнализации В, С, F выполняется обратное переключение с альтернативных звеньев на прежние маршруты. Во всех трех случаях обратное переключение производится по определенным процедурам (раздел 6.4/Q.704), т.к. для STP В, С и SP F пункт сигнализации D остается все еще недоступным через STP E (в связи с ранее полученными из STP E сообщениями «запрет передачи»),

Г) STP Е посылает в STP В, С и SP F сообщение «передача разрешена» в направлении к STP D. Эти пункты сигнализации (В, С и F) посылают своим смежным пунктам сигнализации сообщение «передача разрешена» к STP D. Таким образом, передавая «от звена к звену» это сообщение, все пункты сигнализации определяют, что STP D стал доступным.

Д) После приема сообщения «передача разрешена» каждый пункт сигнализации прекращает посылать к смежным пунктам периодическое сообщение «тест маршрута сигнализации».

Е) После восстановления рабочего состояния звеньев BD, CD и FD пункты сигнализации В, С и F возобновляют передачу трафика в обычном режиме.

Заключение

Система общеканальной сигнализации № 7 (ОКС № 7) является видом централизованной сигнализации, первоначально ориентированной на использование в телефонных сетях. По сравнению с предшествующими протоколами сигнализации ОКС № 7 обладает целым рядом дополнительных преимуществ:

* многоуровневая архитектура протокола ОКС № 7 обеспечивает возможность модернизации отдельных компонентов протокола, не затрагивая других его частей;

* протокол ОКС № 7 является универсальной системой сигнализации для различных применений (телефония, передача данных, ISDN, сотовая связь и т.д.);

* протокол ОКС № 7 обеспечивает высокую надежность передачи информации с минимальной задержкой, без потерь и без дублирования сигнальных сообщений;

* протокол ОКС № 7 (с учетом архитектуры построения сетей сигнализации) способен обеспечивать гибкую реконфигурацию сигнального трафика в условиях отказа или перегрузки отдельных участков сети сигнализации.

Благодаря вышеперечисленным возможностям, ОКС №7 является во всем мире основным стандартом для международной и национальных телефонных сетей.

Функциональная архитектура протокола ОКС № 7 содержит четыре уровня, из которых первые три образуют подсистему передачи сообщений МТР (Message Transfer Part), а уровень 4 составляют прикладные подсистемы пользователя (User Part - UP, например: ISUP - пользователь сети ISDN, MUP - пользователь сотовой связи стандарта NMT, и т.д.).

Основная задача МТР - передавать сигнальные сообщения без потерь и дублирования и доставлять их в пункт назначения в той последовательности, в которой они были переданы. Следует сказать, что за исключением информации о маршруте МТР не анализирует содержимое передаваемых сигнальных сообщений, сформированных различными подсистемами пользователя. Именно благодаря такой независимости работы МТР от передаваемых сообщений обеспечивается универсальность протокола ОКС № 1 (различные подсистемы пользователя - телефония, сотовая связь и др. - обслуживаются одной и той же «транспортной» системой - МТР), кроме того, появляется возможность реконфигурации и гибкого управления сигнальным трафиком при отказах или перегрузках в сети сигнализации.

Уровень 1 МТР определяет физические, электрические и функциональные характеристики звена передачи данных. Таким образом, более высокие уровни протокола ОКС № 7 не зависят от принятой системы передачи. На сети ОКС № 7 ВСС РФ для организации звена данных сигнализации используются только цифровые каналы со скоростью передачи 64 кбит/с (ОЦК - основной цифровой канал, выделенный в цифровом тракте 2 048 кбит/с).

Уровень 2 МТР определяет функции и процедуры, относящиеся к передаче сигнальных сообщений между двумя напрямую связанными пунктами сигнализации. Сочетание функций уровней 1 и 2 образует звено сигнализации. Информация по звену сигнализации передается в виде сигнальных единиц, которые могут быть трех типов:

* значащая сигнальная единица (Message Signal Unit - MSU), содержащая информацию подсистем пользователя;

* сигнальная единица состояния звена (Line Status Signal Unit -LSSU), отражающая состояние звена сигнализации;

* заполняющая сигнальная единица (Fill-in Signal Unit - FISU), используемая для обеспечения правильного фазирования звена сигнализации.

...