Передача линейных и управляющих сигналов

Рассмотрим последовательно содержание полей сообщения. Первые шесть байт — это этикетка маршрутизации, которая в общем виде была показана ранее на рис. 5.8.

Коды пункта назначения DPC

На рис. 5.9 указаны конкретные значения пункта назначения ( DPC — Destination Point Code) и пункта отправления ( OPC — Origination Point Code). Надо отметить, что информация передается с младшего бита (бит A ).

Первое поле — DPC содержит 14 битов информации —

NML KJI HG FE DCBA = 00 0010 0111 1111

Это означает:

Пункт отправления ( OPC )

Второе поле содержит 14 бит информации номера OPC L KJ IHG F EDCBA PO = 0000 1001 1000 01

Идентификатор звена сигнализации ( SLS ) содержит 4 бита PONM= 0001 — индикатор выбора звена сигнализации указывает на наличие одного звена в сигнальном соединении и его номер ( SLS = 1 ). Работа с меткой SLS будет рассматриваться в дальнейшем (см. "Управление сетью сигнализации").

Поле номера цифрового канала ( CICL ). Для передачи кодов идентификации каналов применяются два байта ( PONM LKJI HGFE DCBA ). Первые 5 битов ( EDCBA ) указывают номер разговорного канала внутри цифрового тракта. Значение в таблице показывает, что для ОКС используется первый канал. Напомним, что для системы ИКМ-30 этот параметр максимально равен 32.

Номер цифрового тракта ( CICH ). Номер цифрового тракта в таблице равен 0.

Тип сообщения определяется его номером, для передачи которого используется один байт. Первоначальному сообщению ( IAM ) присвоен десятичный номер 1 (двоичное значение — 0000 0001).

Поле индикатор среды обмена ( NCI — Nature of connection Indicator). В этом поле информация составляет один байт.

BA = 00 — нет спутникового канала. Эта информация указывает на отсутствие значительных задержек при передаче информации, обусловленных наличием спутниковых каналов. В противном случае необходимо на всех участках перестроить некоторые текущие параметры соединения: например, увеличить тайм-ауты, обмен сигналами. Обычно на сети вводится ограничение на число спутников звеньев.

DC=00 — не требуется тестирование канала. Эта информация связана с особенностью установления соединения с общими каналами сигнализации. Поскольку при способе сигнализация не использует информационный тракт, то после успешного установления соединения целостность информационного тракта не гарантируется. Поэтому информационный тракт периодически тестируется. Данное значение указывает тайм-ауты.

E = 0 — эхозаградителя на исходящей стороне нет. Повышенный уровень усиления и большое число переприемных участков приводят к появлению эха. Отсутствие эхозаградителя указывает на огрганичение характеристик линии.

HGF = 000 — не определены.

Прямые индикаторы вызова (FCI — Forward Call Indicator) размещаются в двух байтах.

В данном примере:

A = 0 — указывает на то, что соединение идет внутри страны (национальный вызов).

CB = 00 — сигнализация по звеньям, указывает на то, что на данном участке используется система "эстафета".

D = 1 — предупреждает, что на каком-то участке было необходимо провести преобразование сигналов. Эта информация вводит ограничения на посылку обратных сигналов;

E = 0 — показывает, что на данной сети нет средств для передачи информации "из конца в конец";

F = 0 — нет сквозного канала. ISDN предупреждает, что на сети имеются участки, не содержащие ОКС, цифровых каналов. В этом случае станция должна принять решение, на каком направлении продолжать соединение;

HG = 01 — показывает, что для данного соединения применение ОКС необязательно (например, устанавливается обычный разговорный тракт с шириной полосы 3,1 кГц).

I = 0 — указывает, что исходящий вызов не является вызовом ISDN и указывает, что необходимо сменить способ обсулуживания — это сигнал о способе обслуживания.

Поле категория участников соединения CPC (Calling Party’s Category) дает информацию о категории соединения. Это понятие при установлении соединения совпадает с категорией абонента. После установления соединения оно определяется категориями входящего и исходящего абонентов.

В этом случае значение битов HGFE DCBA=0000 0000 указывает, что категория соединения не определена.

Требуемая среда передачи TMR — Transmission Medium Requirement. Она указывает на требуемый скоростной ресурс канала. Для ISDN в настоящее время могут применяться каналы с шириной полосы 3,1 кГц, или 7,2 кГц, или цифровые каналы со скоростью обмена 64 Кбит/c. В примере указано, что требуется телефонный канал с полосой 3,1 кГц.

Указатель начала обязательной переменной части PMVP — Pointer to Mandatory Variable Part. Он состоит из указателей параметров обязательной части. В данном случае указано, что обязательная часть начинается с 16-го байта (отсчет ведется от последнего байта указателя).

Указатель необязательной переменной части ( POP — Point to Optional Part). В данном случае он указывает, что необязательная переменная часть состоит из 3 байтов (в таблице 3 байта с отметкой V ).

Длина обязательной переменной части LI. Параметр, определяющий длину этой части в байтах. Для данного примера длина обязательной переменной части равна 3 (двоичный номер 0000 0011).

Указатель начала необязательной переменной части POP (Pointer to Optional Part).

Индикатор набранного номера абонента ( CPNI — Called Party Number Indicator).

H = 1 указывает, что номер состоит из нечетного числа цифр (это может быть использовано при системной проверке правильности принятого номера).

GFE DCBA=000 0010 — местный номер.

Сетевые данные

H = 0 — разрешает доступ к международному Центру Коммутации.

GFE = 001 — несет информацию о том, что передаваемый номер абонента построен в соответствии с планом нумерации, принятым МККТТ (ITU) в рекомендации E.164.

Значения набранных цифр номера (Called Party Number Values). В однородной сети, где все станции имеют ОКС, возможна передача всех или любой части цифр номера вызванного абонента. По этой причине поле "значение цифр номера вызванного абонента" входит в переменную обязательную часть, поскольку его длина зависит от количества передаваемых цифр. В данном примере предлагается, что связь идет к станции, принимающей каждую цифру отдельно, и значение цифры — 2.

В поле конец необязательной части ( EOP — End Optional Parameters) данной таблицы указывается на отсутствие опциональных (необязательных) параметров.

Рассмотрим второй сигнал. В случае, если цифры надо передать частями, как это было проиллюстрировано в приведенных выше примерах, применяется сообщение "последовательная передача адреса" ( SAM — Subsequent Address), оно приведено в таблице 5.5.

Информация, содержащаяся в указанных выше полях, уже рассматривалась в первоначальном сообщении ( IAM )

Следующее сообщение уже применялось при описании процедуры установления соединения: это "Адрес завершен" ( ACM — Address Complete Message). Его структура приведена в таблице 5.6.

В этом сообщении из новых полей можно пояснить поле BCI — поле обратных сообщений о вызове.

BA=10 указывает на категорию абонента (следует ли исходящему абоненту оплачивать услуги соединения или нет).

DC сообщает о состоянии входящего абонента (свободен, занят, занят междугородным соединением, заблокирован, сменился номер и т. п.).

FE дает информацию о типе абонента (обыкновенный абонент, гостиничный и т.п.). Значения остальных битов уже рассматривались при описании прямого индикатора соединения ( FCI ) в формате первоначального сообщения ( IAM ).

HG=00 — сигнализация по звеньям.

I=0 — нет конвертирования сигнализации. Показывает, что информация на всем пути не преобразуется в другой вид.

J=0 — возможна индикация " из конца в конец".

K=1 используется сквозной ISDN-канал. Указывает, что сеть имеет участки, которые обладают ресурсами (цифровыми каналами, ОКС и т. п.) для установления сквозного ISDN-соединения.

M=1 — нет эхозаградителя на входящей стороне. Повышенный уровень усиления и большое число переприемных участков приводит к появлению эха. Отсутствие эхозаградителя хотя бы на одной стороне указывает на ограничение характеристик линии.

Следующее сообщение Ответ абонента (ANM) в данном примере (таблица 5.7) содержит только одно содержательное поле — "Тип сообщения".

Сообщение приостановки соединения ( SUS — Suspend). Это сообщение отображено в таблице 5.8 и имеет только одну строку, которую мы не рассматривали ранее. Это индикатор прекращения, который указывает тип приостановленного соединения. Этот признак определяет алгоритм обработки сообщения, поскольку есть типы сообщений, которые не допускают приостановки или ограничивают ее длительность. В данном примере указано, что приостановлено соединение абонента ISDN.

Сообщение возобновление соединения RES (Resume). Это сообщение (таблица 5.9) отменяет приостановку соединения. Его строки имеют то же назначение, что и у предыдущего сообщения.

Сообщение освобождения REL (Release). Передается в случае, когда входящая станция может быть освобождена. Это сообщение, однако, не является признаком полного освобождения всего оборудования, участвующего в соединении. Процесс разъединения определяется принятой системой отбоя.

Особенность этого сообщения состоит в том, что обязательная переменная часть строго разбивается на байты (октеты), конец каждого октета указывается единицей в последнем бите (H-1). Пример использования полей этого сообщения приведен в таблице 5.10.

Поле информации для оплаты. При отбое абонента — инициатора соединения необходимо подготовить информацию для оплаты. Поэтому в битах GF передаются признаки оплаты в соответствии с рекомендациями ITU. Биты DCBA указывают, что отбой инициализирован абонентом, а не устройствами сети.

Поле рекомендации ITU. Процедура отбоя должна соответствовать рекомендации ITU Q.931 (I.451), относящейся к основным процессам управления соединением.

Поле признаки действия. Эти признаки в данном случае указывают на то, что соединение нормальное (не аварийное) и должно быть обслужено по стандартному (типовому) алгоритму.

Следующее сообщение — завершение освобождения RLC (Release Complete) — представлено в таблице 5.11. Оно передается при окончании соединения и по ходу установления соединения, порождая процесс окончательного освобождения приборов.

Сообщение запрос номера абонента (Information Request, INR ) (таблица 5.12). Основная информация этого сообщения содержится в индикаторах запроса информации. Абонентский номер запрашивается в двух случаях:

В первом случае, кроме самого номера, важной информацией является категория тарифа. Она инициируется в соответствии со значениями битов DE.

Во втором случае, кроме номера, важной является информация о необходимости удержать соединение.

Сообщение информация — INF (таблица 5.13) — ответ на сообщение INR. В обязательной фиксированной части, состоящей из двух байтов ( 10F, 11F ). Указываются характеристики (индикаторы) этой информации, приведенные в таблице.

Обязательная переменная часть содержит несколько параметров:

Конкретные примеры построения поля SIF позволяют представить принципы построения основных сигналов управления установлением соединения.

Далее рассмотрим вопросы, касающиеся второго (канального) уровня подсистемы передачи сообщений ОКС, который определяет структуру информации, передаваемой по звену, процедуры обнаружения и исправления ошибок. После чего рассмотрим третий (сетевой) уровень, обеспечивающий маршрутизацию и управление сетью сигнализации.

Повышение достоверности (определение и исправление ошибок), 2-й уровень MTP

Для защиты от сдвига информации в информационных сигналах каждая сигнальная единица открывается и закрывается флагом, который представляет собой последовательность 01111110.

Процедура защиты флага от имитации заключается в анализе текущей информации. Каждый байт информационной последовательности, которая содержит 5 единиц, дополняется нулем. Таким образом в информационных байтах исключается возможность имитации флага (последовательности, содержащей 6 единиц подряд). На приемном конце нуль, который идет после 5 единиц, исключается и последовательность восстанавливается.

На уровне, который будет рассмотрен ниже, используются следующие поля:

Для обнаружения ошибки применяется принцип деления полиномов (остаточный код), который уже подробно рассматривался в предыдущих лекциях. Напомним, что поле FSC представляет собой остаток от деления по mod 2 полинома, который передает информацию на образующий полином. На приемном конце также путем деления проверяется совпадение результата с полученным остатком (или немного более сложный алгоритм). При несовпадении производится перезапрос информации.

Процедура исправления ошибок следующая (рис. 5.10).

При передаче информации каждая сигнальная единица записывается в промежуточную циклическую память и хранится до получения положительного подтверждения. Номер ячейки записи совпадает с прямым циклическим номером. Каждая сигнальная единица включает в себя прямой циклический номер (поле FSN ) и прямой бит индикации (поле FIB ), значение этого бита равно 0 или 1. На приемном конце, если информация принята без искажения, в обратную сторону посылается в полях BSN и BIB та же информация (рис. 5.10а). При получении этого сигнала передающая сторона стирает сигнальную единицу из памяти.

В случае принятия неправильной информации (рис. 5.10б) на приемном конце прямой бит индикации инвертируется, и в обратную сторону передается обратный последовательный номер ( BSN ), совпадающий с прямым номером ( FSN ), но с обратным битом ( BIB ), который равен инверсии прямого бита. В этом случае производится повторная передача этой сигнальной единицы.

Для систем с большим временем задержки при передаче используется метод превентивного повторения. Информация, которая не подтверждена положительно после заданного времени (обычно это определяется числом переданных сигнальных единиц за время нахождения в буфере информации), передается заново.

Уровень 2 выполняет также функции контроля качества тракта обмена.

Для этого производится подсчет ошибок за определенное время. Если число ошибок превышает заданный порог, об этом информируется уровень 3 для принятия решения (например, изменения маршрута).

Управление сетью сигнализации. Уровень 3 MTP

Этот уровень выполняет следующие задачи (рис. 5.11):

Маршрутизация сообщений сигнализации

Для выполнения этой функции используется часть поля сигнальной информации (поле SIF ), которая называется этикеткой маршрутизации (Routing Label) (рис. 5.8). Эту часть мы рассмотрели для некоторых сигнальных единиц (см. таблицы 5.4-5.13).

С помощью кода входящего пункта сообщения ( DPC — Destination Point Code) функция обработки сигнальной информации может определить, в какую конечную точку сети отправлено сообщение (например, Москва, Санкт-Петербург и т. п.). Если существует несколько жестких путей для передачи сигнальной информации, то для выбора звена сигнализации на каждом переприеме используется поле выбора звена сигнализации ( SLS ).

Имеются два основных случая применения поля SLS, а именно:

Примером такого случая служит пучок каналов, непосредственно соединяющий исходящую и входящую станции связанными сигнальными каналами ОКС (рис. 5.12).

В случае применения обходных путей информация достигает оконечной точки и сигнализация разделяется по сигнальным каналам, которые принадлежат различным направлениям (рис. 5.13).

Разделение нагрузки по транзитным станциям можно использовать различным образом. Например, для резервирования, когда при неисправности сигнализации от станции A к B информация может пройти другим путем (в зависимости от SLS и поля конечной точки), либо в режиме разделения нагрузки, когда часть сигнальной информации по каким-либо определенным условиям (по уровню нагрузки, в зависимости от времени суток или типа полезной нагрузки) может выбрать маршрут в другом направлении.

На рис. 5.14 показана структура, использующая обходные пути в двух звеньях сигнализации. Маршрутам сообщений соответствуют следующие SLS:

A-C-E-B SLS = xx00
A-C-F-B SLS = xx01
A- D-E-B SLS = xx10
A-D-F-B SLS = xx11

Функция обработки сообщений уровня 3. Алгоритм работы для функции обработки сообщений уровня 3 следующий.

При приеме функцией обработки сообщений сигнальной единицы от уровня 2 анализируется код пункта назначения ( DPC ) с целью определить, предназначается ли данная сигнальная единица для принимающего пункта сигнализации. Если она предназначается для этого пункта, то она доставляется к подсистеме пользователя.

Для передачи информации в подсистему пользователя (ISUP) используется поле индикатора обслуживания SIO — Service Information Octet. Оно состоит из указателя подсистемы SF (Sub service Filed) и индикатора сервиса SI (Service Indicator). Поле SI применяется для указания типа сетей, которые используют данную сигнализацию. Например, оно служит для разделения сообщений, предназначенных для междугородних и международных сетей. Поле содержит четыре бита, из которых в настоящее время используются 2, а другие 2 являются резервными. Пример распределения кодов SF показан в таблице 5.14, а кодов SI — в таблице 5.15.

Если сообщение предназначалось для другого пункта сигнализации (данный пункт транзитный), то после анализа кода пункта назначения выбирается маршрут в соответствии с этим кодом и значением поля выбора звена сигнализации SLS.

Рассмотрим другую совокупность функций, выполняемых на сетевом уровне подсистемы передачи сообщений сигнализации (MTP), — функции управления сетью сигнализации (рис. 5.15).

Эти функции разделяются на три группы:

Функция управления сигнальным трафиком (рис. 5.15а) обеспечивает процедуры, необходимые для поддержания сигнального трафика в случае нарушений в сети сигнализации. Эта функция включает в себя следующие процедуры:

Процедура перехода на резервное звено осуществляет перенос сигнального трафика от недоступного звена сигнализации на альтернативное звено. Пример: переход при отказе звена сигнализации. Такой переход должен выполняться без потери сообщения, дублирования или нарушения последовательности передачи сообщений. Это достигается накоплением информации в буфере повторной передачи и алгоритмами повтора. Если альтернативных путей нет, пункт назначения считается недоступным. Об этом информируется подсистема пользователя.

Процедура возврата в исходное звено сигнализации инициируется тогда, когда устраняются причины, вызвавшие переход на резерв. При этом восстанавливается прежняя система маршрутизации сообщений сигнализации. Процедуры этой функции обеспечивают устранение искажений и изменения последовательности передачи сигнальных единиц.

Процедура запрещения управления звеном сигнализации используется для облегчения работ по техобслуживанию и тестированию. Процедура не вызывает изменения состояния на уровне 3, оставляя звено доступным только для посылки сообщений техобслуживания и тестирования.

Если в сети возникают ситуации, когда необходимо использовать запрещенные звенья сигнализации, процедура запрещения может игнорироваться, и эти звенья включаются в работу.

Функция управления звеньями сигнализации (рис.5.15б) обеспечивает создание звеньев сигнализации и подержание их доступности. Основные процедуры:

Активизация звена сигнализации — процесс, приводящий звено сигнализации к состоянию готовности обслуживать трафик. Он включает в себя установление начального фазирования звена сигнализации и проведения тестирования для гарантии правильности функционирования. Деактивация выводит звено из рабочего состояния.

Восстановление звена сигнализации совпадает с процедурой активизации, но применяется для повторного введения в работу звена сигнализации после его отказа.

Функция управления маршрутами сигнализации (рис. 5.15в) используется для распределения информации о состоянии сети с целью блокировки или разблокировки маршрутов сигнализации.

Основные процедуры:

Процедура запрещения использования маршрута инициируется транзитным пунктом сигнализации с целью извещения одного или нескольких пунктов сигнализации о запрете транзита к конкретному пункту назначения.

Запрет может касаться отдельных типов трафика. Например, запрет местных соединений, запрет междугородних соединений.

Процедура разрешения использования маршрута снимает состояние запрета.

Процедура тестирования пучка инициирует проверку маршрутизации, Сообщение о тестировании пучка содержит информацию пункта назначения, принятую транзитным пунктом. При приеме данного сообщения транзитный пункт сигнализации сравнивает состояние пункта назначения, указанное в сообщении, с действительным состоянием. Если они различны, результат возвращается в пункт назначения.

Краткие итоги