Алгоритмы и процессы работы в системе ISDN

Процедуры и сигналы обслуживания соединений

Сигнализация на абонентском участке

Сигнализация на абонентском участке сети с использованием ISDN осуществляется с помощью сигнального канала D.

Это отдельный канал, выделенный от информационных каналов B и предназначенный для сигнализации. Система протоколов работы по этому каналу определена для трех уровней Системы Взаимодействия Открытых Систем (OSI — Open System Interconnection). Эта система протоколов названа Цифровой Абонентской Сигнализацией (DSS1 — Digital Subscriber Signaling № 1). Протоколы определены рекомендациями ITU-T на трех уровнях, показанных в таблице 12.3.

Первый уровень — физический. Некоторые элементы физического уровня уже рассматривались при определении взаимодействия в точке S. Этот уровень определяет электрические, функциональные и механические характеристики доступа. Для базового доступа ( 2B+D ) протокол I-451 описывает следующие функции:

• структуру потока данных и организации кадра для мультиплексирования каналов B и D;
• процедуру активации работы по шине между TE и NT. Для первичного доступа определены свои функции физического уровня.

Второй уровень (управление звеном данных) получил название процедуры доступа по D каналу (Link Access Procedure for the D channel — LAPD). Процедуры этого уровня определяют:

• установление соединения для передачи потока данных и разъединение на уровне звена данных (между абонентом и сетевым узлом);
• управление потоком данных (сохранение от перегрузки оборудования или пользователя);
• процедуры обнаружения и обработки ошибок (повторная передача). Кадровая синхронизация и обеспечение структуры кадра сигнального сообщения в D-канале.

Третий уровень (Сетевой). Он определяет смысл и содержание сигнальных сообщений и логическую последовательность событий, происходящих при установлении и разрушении соединений.

На рис. 12.3 показано взаимодействие уровней при передаче сигнальных сообщений. На физическом уровне сигналы передаются в соответствии с форматом кадра, показанном на рис. 12.4 (формат данных и служебных сигналов, передаваемых по стыку S). На приеме биты канала выделяются в отдельную последовательность, которая на втором уровне приобретает структуру кадра, необходимого для обработки на уровне 2, после чего возможно выделение информации сигнального сообщения на уровне 3.

Рис. 12.3. Взаимодействие между тремя уровнями протоколов D-канала

Рис. 12.4. Основные компоненты формата "сигнальное сообщение"

На рис. 12.4 показаны основные компоненты формата сигнальное сообщение.

Сообщение начинается с дискриминатора протокола (PD — Protocol Discriminator). Назначение этого поля — выбор того протокола, который будет использоваться для передачи по D-каналу. Кроме пересылки сигнальной информации, этот же канал может применяться для передачи данных. Кроме того, он позволяет при использовании систем передачи типа ATM и Frame Relay отделять сигналы управления, которые могут быть переданы по этому каналу. Для сигналов ISDN дискриминатор протокола кодируется последовательностью 0000 1000.

Второе поле — метка соединения. Это поле фиксируется на все время обслуживания соединения. Она позволяет каждое сообщение закрепить за определенным процессом обслуживания соединения. В дальнейшем в главе, посвященной алгоритмам установления соединения и программному обеспечению, будет показано использование этой метки. Это поле состоит из двух байтов. В первом байте первые четыре бита (1-4 биты), указывают длину метки в байтах, другие заполнены нулями. Во втором байте содержится значение метки соединения. Значение метки может быть от 1 до 127 для базового доступа (длина метки — один байт), а для первичного доступа от 0 до ( 2¹⁵-1 ) длина в два байта [12.10].

Третье поле — тип сообщения — служит для указания функции передаваемого сообщения. Тип сообщения кодируется в соответствии с пятью категориями.

Сообщения, передаваемые в фазе установления соединения (коды 000 xxxxx).

Сообщения, передаваемые в фазе установленного соединения (коды 001xxxxx).

Сообщения, передаваемые в фазе разъединения (коды 010 xxxxx).

Различные сообщения (коды 011).

Коды каждого из типов сообщений внутри категорий показаны в таблице 12.4.

Значения этих сигналов и подробности применения рассмотрим ниже только для сигналов установления и разъединения соединения между двумя абонентами ISDN.

На рис. 12.5 предполагается, что с левой стороны находится пользователь А сети ISDN, справа — пользователь Б.

увеличить изображение
Рис. 12.5. Процедура управления базовым телефонным соединением

Также изображены терминальное оборудование А и Б ( TE А, TE Б) и станция, у которой ET А — исходящая сторона, а ET Б — входящая сторона. Заметим, что для обмена между станциями ET применяется специальная система сигнализации по Общему Каналу Сигнализации, которая будет рассмотрена в других главах.

• Соединение начинается с того, что пользователь (абонент) А снял трубку. После чего TE А формирует сигнал ВЫЗОВ (SETUP).

  Этот сигнал инициирует начало установления соединения. Он содержит много информационных элементов, позволяющих согласовать работу отдельных элементов и сети в целом. При передаче сигнала устанавливается таймер 4с на ожидание ответного сигнала станции.
• ВЫЗОВ ПРИНЯТ (SETUP_ACKNOWLEDGE). Этот сигнал сообщает, что вызов принят и обрабатывается, а также указывает на необходимость передачи дополнительной информации о номере вызываемого абонента (если этот номер не передавался или передавался только частично в составе сигнала ВЫЗОВ). Этот же сигнал инициирует передачу абоненту акустического сигнала "Ответ станции". После этого устанавливается таймер на время ожидания набора номера 15 с.
• ИНФОРМАЦИЯ (INFORMATION) . Этот сигнал в данном случае передается от пользователя и несет информацию о цифрах, последовательно набираемых абонентом со своей клавиатуры. Такой режим называется режим с перекрытием — overlap. После передачи каждой цифры устанавливается тайм-аут 15 с.

  В настоящее время у многих пользователей (абонентов) имеется устройство для предварительного накопления номера вызывающего абонента. В этом случае цифры номера передаются в сообщении ВЫЗОВ (SETUP) единым блоком (en-bloc). Такая передача номера называется блочная.

  На рис. 12.5 показан режим с перекрытием — overlap.
• После приема последней цифры станция посылает сигнал "СВЯЗЬ УСТАНАВЛИВАЕТСЯ (CALL_PROCEEDING)". Включается таймер 10 с, после чего начинается установление соединения. Определяются направление и виды услуг. Время установления соединения ограничено таймером 3 мин.
• Если станции удается установить соединение и входящий абонент свободен, то ему посылается сигнал ЗАНЯТИЕ (SETUP). При входящей связи в этом сигнале передаются признаки совместимости на канальном уровне (по скоростям, синхронизации, проверке ошибок) и на высоком уровне — по видам услуг. В этом сообщении также указывается, какой тип канала предлагает исходящий пользователь. Если это любой канал, то входящий терминал сам выбирает этот канал и сообщает об этом входящей станции в одном из ответов на сигнал ЗАНЯТИЕ (SETUP)

  Если терминалы совместимы, то процесс продолжается.

  Продолжение зависит от типа терминала и режима, в котором он работает в текущий момент. Некоторые терминалы передачи данных автоматически отвечают на сигнал ЗАНЯТИЕ. Время обработки сигнала ЗАНЯТИЕ ограничено таймером 15 с.
• В данном случае пользователь информируется акустическим сигналом "Посылка вызова" (предполагаем, что абонент свободен). В сторону входящей станции посылается сигнал взаимодействия "ПОСЫЛКА ВЫЗОВА (ALERTING)" Это сообщение транслируется на исходящую станцию, где пользователю терминальное оборудование передает акустический сигнал "Контроль посылки вызова". Таймер контролирует время, через которое должен быть передан сигнал — это не более 30 с.
• Когда вызываемый пользователь (абонент Б) снимает трубку, от его терминала посылается сигнал ПРОКЛЮЧЕНИЕ (CONNECT). Этот сигнал проходит всю сеть, при этом он вызывает окончательное проключение разговорного тракта и выключения сигнала "Контроль посылки вызова" на исходящей стороне.
• Соединение завершается сигналами "СОЕДИНЕНИЕ УСТА-НОВЛЕНО (CONNECT_ACKNOWLEDGE)" терминального оборудования исходящей и входящей станций, которые подтверждают готовность к обмену.

  При автоматическом обмене может сразу передаваться сигнал подключения "ПРОКЛЮЧЕНО (CONNECT)" без передачи предварительных сигналов.
• Фаза разъединения начинается после того, как один из пользователей (абонентов) положил трубку (в данном случае входящий). После этого из терминального оборудования передается сигнал "РАЗЪЕДИНЕНИЕ (DISCONNECT)", который передается по сети и вызывает освобождение всех ресурсов сети (РЕСУРСЫ ОСВОБОЖДЕНЫ — RELEASE), что подтверждается сигналами "РЕСУРСЫ ОСВОБОЖДЕНЫ (RELEASE_COMPLETE)". После чего ресурсы доступны для других соединений. Для освобождения ресурсов в данном случае указано ограничение времени 30 с. В большинстве случаев оно зависит от системы отбоя (односторонний со стороны А или Б, двухсторонний и т. д.).