Передача линейных и управляющих сигналов

Передача сигналов по двум выделенным каналам

При рассмотрении принципов использования временных каналов при цифровом потоке с импульсно-кодовой модуляцией приводилось два способа применения 16-го канала (канал сигнализации) [16, 17].

В первом случае сигналы управления передаются для любого из каналов тракта (общий канал сигнализации) со скоростью 64 Кбит/с. Такой принцип передачи сигналов будет рассмотрен в дальнейшем.

Второй способ получил название выделенный канал. В этом случае за каждым информационным каналом закрепляется сигнальный канал с реальной скоростью передачи для каждого 4 Кбит/c. Он был весьма распространен при связи с электромеханическими системами по цифровым трактам. Образование в цифровом тракте выделенного канала уже рассматривалась в разделе в "Коммутационные поля на микроэлектронной элементной базе" при описании рис. 2.1. При этом принципе 16-й канал разделяется на две части по 4 бита каждый. Принцип их использования подробно изложен в "Коммутационные поля на микроэлектронной элементной базе" .

В таблицах 5.1и 5.2приведены линейные сигналы, передаваемые по двум выделенным каналам.

Общий канал сигнализации (система № 7)

С увеличением и усложнением функций коммутационных систем стало необходимо усовершенствовать систему сигнализации. Наиболее кардинальным решением было разделение цепей передачи информации и сигнальных цепей [2, 26]. Такая система реализуется следующим образом. На группу каналов выделяется сигнальный канал [2, 55, 63]. Информация, касающаяся соединения по любому каналу из группы, проходит по общему каналу и сопровождается адресом источника.

Преимущества такого способа следующие:

1. Сигнальные цепи отделены от цепей передачи информации, что исключает их взаимное влияние, например имитацию сигналов в тракте обмена. Использование данного способа позволяет не подключать и не отключать приемники и передатчики и тракт обмена, что упрощает алгоритмы обмена сигналами.
2. Обмен сигналами осуществляется с помощью средств, присущих технике передачи данных, поэтому увеличивается скорость обмена и вводятся эффективные способы защиты, которые были рассмотрены в первом разделе при изучении абонентских линий типа ISDN.
3. Увеличивается число сигналов, которые могут быть переданы по тракту сигнализации, поскольку кодирование информации не связано с ограничениями, присущими взаимодействию с информационным трактом.
4. Возможно использование пучков каналов в двухстороннем режиме. Предыдущие системы сигнализации были однонаправленными и делились на исходящие и входящие комплекты.
5. Общий канал сигнализации не связан только с телефонными приложениями и может быть использован для передачи сигналов по любым протоколам, в том числе может быть мощным средством для передачи и коммутации данных общего назначения и организовывать отдельные сети.

Недостатки:

1. Необходимость выделения отдельного канала. В цифровых АТС этот недостаток не влияет на занятость каналов обмена (для этого выделен 16-й канал), поэтому не является существенным и нами подробно не рассматривается.
2. Централизация обмена. С точки зрения канальной надежности канал сигнализации всего один на группу из 30 каналов (это в ИКМ). Поэтому в больших пучках линий имеется возможность обмена по другому тракту.

С точки зрения управления этот недостаток присущ системам с централизованным управлением, где программа управления ОКС связана с одним (резервированным устройством). В децентрализованной системе могут быть несколько модулей, программное обеспечение которых управляет сигнализацией.

Общие каналы сигнализации представляют отдельную сеть и коммутируются по правилам коммутации сообщений. Возможны следующие способы маршрутизации сигнальных сообщений (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Способы маршрутизации

Согласно первому способу (связанный ОКС), маршрутизация каналов сигнализации проводится совместно с маршрутизацией информационных каналов. При этом их маршруты совпадают, как показано на рис. 5.1а.

Второй способ — несвязный ОКС: маршрутизация сигнальной информации идет независимо от информационных каналов, и их маршруты могут не совпадать, как показано на рис. 5.1б.

Часто используется квазисвязанный способ, который заключается в том, что связанный способ применяется в нормальном режиме функционирования сети, а при выходе из строя система переходит на резервные направления сигнализации, не совпадающие по маршруту с информационными каналами. Они обычно заданы заранее.

Аппаратурная реализация

Основные устройства, реализующие ОКС, показаны на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Основные устройства реализующие ОКС

Первое из них — интерфейс с информационными каналами —реализует интерфейс с коммутационным полем. В зависимости от нагрузки входы ОКС могут занимать несколько входов в коммутационное поле. При этом в общем случае они имитируют цифровой поток и могут быть скоммутированы в любой канал любого тракта на выходе. Но как уже было указано, они коммутируются в 16-м канале каждого тракта (напомним, типовой ИКМ включает в себя 30 информационных каналов). Интерфейс позволяет накопить информацию от каждого канала сигнализации и коммутировать ее в 16-й канал требуемого тракта.

Возможность коммутации с другими каналами создает возможности ликвидации аварийных ситуаций и резервирования.

Контроллер ОКС может производить обработку сигналов и выполнять запросы нижних уровней протокола (физического и канального).

Аппаратурная реализация части протокола, как правило, увеличивает быстродействие и устойчивость системы.

Управляющее устройство представляет собой процессор и необходимые виды памяти. Это либо станционное управляющее устройство, либо устройство управления модулем.

В первом случае при установлении соединения взаимодействуют программные блоки ОКС и установления соединения. Во втором требуется обмен информацией с другими модулями.

На рис. 5.3 приводится диаграмма, сравнивающая архитектуру протоколов ОКС№7 и уровни OSI [16].

Рис. 5.3. Архитектура протоколов ОКС № 7 и их сравнение с протоколами OSI

Три нижних уровня модели протоколов ОКС носят название протоколов передачи сообщений (Message Transfer Part — MTP) и реализуются преимущественно с помощью аппаратуры (hardware).

Прикладные уровни приведены для примера, и их число и функции меняются с развитием коммутационной техники. Например, не так давно выделялась подсистема телефонной сигнализации, теперь она полностью реализуется подсистемой ISUP, которая объединяет в себе особенности телефонных протоколов и системы ISDN. Усовершенствованием прикладного уровня является прикладная подсистема транзакций (TCAP — Transaction Capabilities Application Part). Введение этой подсистемы позволяет на прикладном уровне обобщить некоторые действия и программы, либо наиболее часто вызываемые, либо общие переходы (транзакции), характерные для нескольких прикладных задач. Такие проблемы очень характерны для услуг, оказываемых Интеллектуальными или Подвижными сетями.

В подсистемах нижнего уровня имеется тенденция обеспечить передачу через ОКС не только данных, относящихся к сигнальной информации, но и других данных. В этом случае необходимо учитывать, что при передаче возникает две группы единиц информации — ориентированных на соединение и не ориентированных на соединение. В рамках этих групп появляются классы информации, которые предъявляют различные требования к системе.

Это, в первую очередь, требования к временным задержкам (чувствительна ли информация или нет к этому явлению), и в каждом из этих классов может передаваться информация, имеющая постоянную и переменную скорость.

Такие требования породили на уровне 3 системы передачи сообщений подсистему управления сигнальным соединением (SCCP — Signaling Connection Control Part), управляющую передачей по сети, в зависимости от типа информации.

Рассмотрим подсистемы, входящие в модель ОКС. Начнем с системы, которая раскрывает основные сигналы на уровне пользователя. Это поможет нам сравнить процедуры установления соединения в системах без ОКС и с ОКС.

Потом рассмотрим другие уровни, позволяющие защитить информацию, маршрутизировать сообщение и обеспечить надежность функционирования сети.

Подсистема передачи пользователя (Уровень 4). Подсистема ISUP

Ранее были перечислены возможные подсистемы пользователя:

• подсистема телефонного пользователя и обмена данными ISDN (ISUP);
• подсистема мобильных абонентов различных стандартов (MAP);
• подсистема интеллектуальной сети (INAP).

Теперь нам необходимо детальное рассмотрение всех видов работы этих систем. Далее внимание будет сосредоточено на первой из них, которая подробно разбирается в этом курсе.

Надо отметить, что в настоящее время подсистема ISUP — часть, относящаяся к подсистеме ISDN, — поглощает ранее развитые системы.