Основными подсистемами ОКС7 являются:
o Подсистема переноса сообщений (MTP - Message Transfer Part)
o Подсистемы-пользователи услугами MTP:
· SCCP - подсистема управления соединением сигнализации;
· TUP - подсистема пользователя телефонии;
· ISUP - подсистема пользователя ISDN;
· MUP - подсистема пользователя подвижной связи (NMT);
· HUP - подсистема эстафетной передачи сигналов управления в процессе разговора (NMT);
· TCAP - подсистема возможностей транзакций;
· MAP - прикладная подсистема пользователя подвижной связи (GSM);
· INAP - прикладная подсистема интеллектуальной сети;
· OMAP - подсистема технического обслуживания и эксплуатации.
MTP формирует и предоставляет услуги переноса сигнальной информации (в виде сигнальных сообщений) от пункта-отправителя через сеть ОКС к пункту-адресату.
Пользователи услугами MTP - это подсистемы, которые предоставляют свои услуги либо подсистемам, расположенным выше (как это делает SCCP), либо (как это делает ISUP) прямо пользователям системы ОКС7, каковыми являются разнообразные прикладные процессы (это, в частности, процесс управления коммутацией, процессы управления предоставлением тех или иных дополнительных услуг, процессы эксплуатационного управления и др.).
На рис. 48 представлена архитектура протоколов ОКС7.
сигнальный сеть алгоритм телефонный
Рис. 48.
Сеть связи, использующая ОКС7, состоит из множества узлов коммутации, связанных между собой цифровыми ИКМ-трактами.
Для использования услуг ОКС7, каждый из узлов коммутации должен содержать встроенные средства, позволяющие выполнять функции пункта сигнализации (SP - Signalling Point). Пункт сигнализации способен формировать, передавать, принимать и интерпретировать сигнальную информацию.
Каждому пункту сигнализации присваивается свой уникальный адрес в сети ОКС-7 - код пункта сигнализации (SPC, signalling point code).
Пункты сигнализации SP должны быть связаны между собой цифровыми каналами, выполняющими функции сигнальных звеньев.
Совокупность пунктов сигнализации и звеньев сигнализации образуют сеть общеканальной сигнализации - сеть ОКС7.
В качестве основных понятий следует выделить следующие:
Пункты сигнализации (SP-signalling point) - узлы сети связи, использующие ОКС-7, которые могут передавать и/или принимать сигнальный трафик, т.е. генерировать и/или обрабатывать сигнальные сообщения.
Транзитный пункт сигнализации (STP-signalling transfer point) - пункт сигнализации, который передает принятые сигналы на другой SP или STP, не обрабатывая при этом сигнальные сообщения.
Код пункта сигнализации (SPC - Signalling Point Code) - это уникальный номер пункта сигнализации в сети ОКС-7.
Звено сигнализации (signalling link) - звено сигнализации в системе ОКС-7 используется для передачи сигнальных сообщений между двумя пунктами сигнализации.
Пучок звеньев сигнализации (signalling link set) - представляет собой несколько звеньев сигнализации между двумя соединенными напрямую пунктами сигнализации.
Группа звеньев сигнализации (group of links) - это группа сигнальных звеньев в пучке, имеющих идентичные характеристики. Пучок звеньев может включать одну или более групп звеньев.
В ОКС7 сигнальная информация организуется в виде пакетов, которые передаются между пунктами сигнализации в виде сообщений переменной длины, называемых сигнальными единицами. Существует три типа сигнальных единиц:
· значащая сигнальная единица (MSU) - используется для передачи сигнальной информации, формируемой подсистемами-пользователями или SCCP; повторяется в случае ошибки;
· сигнальная единица состояния звена (LSSU) - используется для контроля состояния звена сигнализации; не повторяется в случае ошибки;
· заполняющая сигнальная единица (FISU) - используется для обеспечения фазирования звена при отсутствии сигнального трафика; не повторяется в случае ошибки.
Рис. 49. Структура MSU
Рис. 50. Структура LSSU
Рис. 51. Структура FISU
Флаг - ограничитель сигнальных единиц - 8-битовая последовательность вида: 01111110. Обычно закрывающий флаг одной сигнальной единицы является открывающим флагом следующей сигнальной единицы.
Индикатор длины указывает на число октетов между полем LI и полем CK. Тип сигнальной единицы идентифицируется индикатором длины (LI) следующим образом:
LI = 0 (FISU), заполняющая сигнальная единица;
LI = 1 или 2 (LSSU), сигнальная единица состояния звена;
LI > 2 (MSU), значащая сигнальная единица.
Индикатор длины может принимать значения в интервале от 0 до 63.
Прямой порядковый номер (FSN) - это порядковый номер сигнальной единицы, в составе которой он передается на противоположный пункт сигнализации.
Обратный порядковый номер (BSN) - это номер подтверждаемой сигнальной единицы. Прямой и обратный порядковые номера - это двоичные числа в циклически повторяющейся последовательности от 0 до 127.
Биты индикации прямого (FIB) и обратного (BIB) направления вместе с прямым и обратным порядковыми номерами используются в базовом методе исправления ошибок, для осуществления контроля последовательности сигнальных единиц и функций подтверждения.
Проверочные биты (СК) формируются пунктом сигнализации, передающим сигнальную единицу. Каждая сигнальная единица содержит 16 проверочных битов для обнаружения ошибок.
Байт служебной информации (SIO):
Рис. 52. Структура SIO
o Индикатор службы (SI):
· 0000- управление сетью сигнализации;
· 0001- тест звена сигнализации;
· 0010- резерв;
· 0011- подсистема SCCP;
· 0100- подсистема TUP;
· 0101- подсистема ISUP;
· 0110- подсистема DUP (вызовы/каналы);
· 0111- подсистема DUP (регистрация/дерегистрация);
· остальные - резерв.
o Поле подвида службы (SSF):
· 00хх- международная сеть;
· 01хх- резерв (для международного применения);
· 10хх- национальная сеть;
· 11хх- резерв (для национального применения).
Индикатор службы SI занимает 4 старших бита SIO, содержится только в значащих сигнальных единицах MSU и указывает, к какой подсистеме пользователя относится сообщение.
Поле подвида службы SSF занимает 4 младших бита SIO и содержит индикатор сети NI и два резервных бита. Индикатор сети позволяет отличить, какой сети принадлежат сообщения: международной национальной.
Поле сигнальной информации (SIF) предназначено для передачи полезной информации по сети сигнализации и может состоять максимум из 272 байтов, форматы и коды которых определяются подсистемой пользователей. Поле SIF содержит информацию, которая должна передаваться между подсистемами пользователей двух пунктов сигнализации. Поле SIF содержит этикетку, которая позволяет:
· осуществлять маршрутизацию сообщений при помощи функций уровня 3 MTP по сети сигнализации к определенному пункту назначения; эта часть этикетки называется этикеткой маршрутизации.
· ассоциировать сообщение на приемной стороне конкретной подсистемы пользователя с определенным каналом, вызовом, управлением или другими транзакциями, к которым относится сообщение.
МТР не распознает содержимое SIF, кроме этикетки маршрутизации, т.е. прозрачно передает содержащуюся в SIF информацию от уровня 4 одного пункта сигнализации к уровню 4 другого.
Структура поля SIF в общем случае:
Рис. 53. Структура поля SIF
Для некоторых подсистем пользователя, кроме этикетки маршрутизации, в состав этикетки входит дополнительная информация, при этом поле SIF будет выглядеть следующим образом:
Структура поля SIF для сообщений ISUP (этикетка типа С):
Рис. 54. Этикетка типа С
Структура поля SIF для сообщений управления MTP (этикетка типа А):
Рис. 55. Этикетка типа А
Код пункта назначения (DPC) указывает пункт назначения сообщения.
Код исходящего пункта (OPC) определяет исходящий пункт сообщения. Поле выбора звена сигнализации (SLS) используется, в случае необходимости, для осуществления разделения нагрузки. Это поле существует во всех типах сообщений и всегда в одном и том же месте. Единственное исключение из этого правила касается некоторых сообщений подсистемы передачи сообщений уровня 3 (например, команда перехода на резерв), для которых функция маршрутизации сообщений в исходящем пункте сигнализации не зависит от поля SLC: в этом случае поля, как такового, не существует, оно заменено другой информацией (например, в случае команды перехода на резерв, идентификация отказавшего звена сигнализации). Код идентификации канала (CIC) используется в качестве этикетки для сообщений сигнализации, ориентированных на соединение.
Поле информации управления МТР выглядит следующим образом
Рис. 56. Структура поля информации управления МТР
Поле состояния (SF) не рассматривается, т.к. оно находится только в сигнальных единицах состояния звена (LSSU) и интереса в данном случае не представляет.
1. Определение
2. Что такое сигнализация?
3. Что такое внеполосная сигнализация?
4. Архитектура сигнальной сети.
5. Североамериканская архитектура сигнализации.
6. Основная сигнальная архитектура.
7. Сигнальные звенья.
8. Типы звеньев ОКС №7
9. Пример утановки основного вызова.
10. Пример запроса базы данных.
11. Подсистема управления соединением сигнализации. (SCCP).
12. Прикладная подсистема возможностей транзакций. (TCAP).
13. Стек протокола.
14. Подсистема передачи сообщений (MTP).
15. Подсистема пользователя сети с интеграцией служб (ISUP).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ОКС №7 - архитектура для выполнения внеполосной сигнализации в поддержке создания вызова, биллинга, маршрутизации, функций обмена информацией в ТфОП (Телефонная сеть Общего Пользования). Она определяет функции, которые выполняются общеканальной сигнальной сетью, и протоколы для успешного исполнения.
ЧТО ТАКОЕ СИГНАЛИЗАЦИЯ?
Сигнализация - обмен информацией между компонентами вызова, необходимыми для обеспечения и поддержания услуг.
При использовании ТфОП мы обмениваемся сигналами с сетевыми элементами. Примеры сигнализации между абонентом и телефонной сетью включают: набор цифр, обеспечение "ответа станции", доступ к речевому каналу, посылку тона "ожидание вызова", кодовый вызов *66 (для автодозвона), и т.п..
ОКС №7 - средство, с помощью которого элементы телефонной сети обмениваются информацией. Информация переносится в форме сообщений. Для примера, сообщения ОКС №7 могут переносить следующую информацию:
ОКС №7 характеризуется высокоскоростной передачей пакетов данных и внеполосной сигнализацией.
ЧТО ТАКОЕ ВНЕПОЛОСНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ?
Внеполосная сигнализация - это сигнализация, которой не требуются те же пути установления соединения, какие требуются для разговора. Мы предполагаем использование сигнализации являющейся внутриполосной. Мы слышим звуковой сигнал абонента, набираем цифры, слышим звуковой сигнал по одному каналу в одной паре проводов. Когда вызов установлен, мы говорим по тому же маршруту, что использовался для сигнализации. Традиционная телефония работает таким же образом. Сигналы для установки вызова между одним коммутатором и другим всегда проходят по тому же соединительному пути, который в конечном счете несет вызов. Сигнализация приобрела форму серий многочастотных тонов.
Внеполосная сигнализация устанавливает отдельный цифровой канал для обмена сигнальной информацией. Этот канал называется сигнальным звеном. Сигнальное звено используется для переноса всех необходимых сигнальных сообщений между узлами. Таким образом, использование сигнального звена для установки вызова, набора цифр, резервирования соединительного пути и передачи другой информации между коммутаторами, лучше, чем использование тракта, который в конце концов переносит речь.
Сегодня, сигнальная информация переносится звеньями со скоростью 56 или 64 Кбит/сек. Интересно отметить, что если ОКС №7 используется только для сигнализации между сетевыми элементами, D-канал ISDN (Цифровой Сети с Интеграцией Служб) расширяет понятие внеполосной сигнализации на интерфейсе между абонентом и коммутатором. С услугой ISDN, сигнализация, которая должна передаваться между пользовательской станцией и локальным коммутатором, переносится по отдельному цифровому каналу называемому D-канал. Голос или данные, которые включает в себя вызов, переносятся по одному или более B-каналам.
Зачем нужна Внеполосная сигнализация?
Внеполосная сигнализация имеет различные преимущества, которые делают её более предпочтительной, чем традиционная внутриполосная сигнализация:
· поддерживает передачу большого объёма данных при высоких скоростях (при
скорости 56Кбит/сек данные переносятся значительно быстрее, чем при помощи
многочастотных импульсов)
· может осуществляться в течение всего вызова, а не только вначале.
· осуществляет сигнализацию к сетевым элементам, у которых нет прямого
соединения.
АРХИТЕКТУРА СИГНАЛЬНОЙ СЕТИ
Как бы выглядел маршрут, если сигнализация происходила бы по каналу отличному от канала, поддерживающего передачу речи и данных? В самом простейшем случае, один из маршрутов распределяется между каждой взаимосвязанной парой коммутаторов.
Для уменьшения занимаемого объема, все сигнальные трафики между двумя коммутаторами передаются по одному звену. Этот тип сигнализация известен как связанная сигнализация, и показан ниже на рисунке 1.
Работа связанной сигнализации эффективна, пока требуется только сигнализация между одним коммутатором, соединенным с другим.
Если бы установка и управление вызовом было единственным приложением ОКС №7, связанная сигнализация была бы проще и эффективнее. Фактически, значительная часть внеполосной сигнализации, развернутой в Европе, сегодня использует связанный режим.
Североамериканские разработчики, тем не менее, захотели создать сигнальную сеть, которая позволяла бы любому узлу обмениваться сигналами с любым другим совместимым с ОКС №7 узлом. Несомненно, связанная сигнализация становится более сложной, когда она используется для обмена сигналами между узлами, которые не имеют прямого соединения. Поэтому и была создана Североамериканская архитектура ОКС №7.
СЕВЕРОАМЕРИКАНСКАЯ АРХИТЕКТУРА СИГНАЛИЗАЦИИ
Североамериканская архитектура определяет совершенно новую и отдельную сигнальную сеть. Сеть создается из следующих трех основных компонентов, соединенных сигнальными звеньями:
· SSP - телефонные коммутаторы, поддерживающие совместимое с ОКС №7
программное обеспечение и ограничивающиеся сигнальными звеньями. Они
обычно порождают, завершают, или переключают вызовы.
· STP - коммутаторы пакетов сети ОКС №7. Они получают и распределяют
поступающие сообщения сигнализации к месту назначения. Они также выполняют
специализированные функции маршрутизации.
· SCP - базы данных, которые обеспечивают информацию, необходимую для
улучшения обработки вызова.
ОКС №7 критична к обработке вызова. Пока SSP не могут обмениваться сигналами, они не могут реализовывать вызовы между коммутаторами. По этой причине, сеть ОКС №7 создана с использованием сложной архитектуры. Каждый отдельный элемент должен удовлетворять всем необходимым требованиям для доступности. Наконец, был определен протокол между взаимосвязанными элементами, для обеспечения маршрутизации сигнального трафика в обход конфликтных ситуаций, которые могут возникнуть в сигнальной сети.
Для простоты передачи и понимания при изображении сети ОКС №7 используется стандартный комплект символов. На рисунке 2 показаны символы, которые используются для изображения элементов сети ОКС №7.
STP и SCP образуют пары. Пока элементы пары не объединены, они делают излишние операции, выполняя одну и ту же логическую функцию. При изображении сложных сетевых диаграмм, эти пары могут быть изображены как один элемент для простоты, как показано на рисунке 3.
ОСНОВНАЯ СИГНАЛЬНАЯ АРХИТЕКТУРА
Рисунок 4 показывает пример того, как основные элементы сети ОКС №7 развертываются, чтобы сформировать две взаимосвязанных сети.
Рисунок 4. Пример сетей
Отметим следующие точки:
1. STP W и X выполняют идентичные функции. Они излишни. Вместе, они
называются соединенной парой STP. Аналогично, STP Y и Z формируют
соединенную пару.
2. Каждый SSP имеет два звена (или комплект звеньев), по одному для каждой
соединенной пары STP. Вся сигнализация ОКС №7 в остальной части мира
осуществляется по этим звеньям. Поскольку STP, объединенные в пару, излишни,
сообщения посылаются по эквивалентным звеньям.
3. Соединенные пары STP образуются звеном (или комплектом звеньев).
4. Две соединенные пары STP взаимосвязаны четырьмя звеньями (или комплектами
звеньев). Эти связи называются четверкой.
5. SCP обычно (хотя и не всегда) образуют пары. Как и STP, соединенные пары SCP
будут функционировать идентично. Пары SCP также называются соединенными
парами. Имейте в виду, что они непосредственно не соединяются парой звеньев.
6. Сигнальные архитектуры как, например, эта, которая обеспечивает косвенные
маршруты сигнализации между сетевыми элементами, обеспечивают
квазисвязанную сигнализацию.
СИГНАЛЬНЫЕ ЗВЕНЬЯ
Сообщения ОКС №7 передаются между элементами сети со скоростью 56 или 64 Кбит/сек по двунаправленным каналам, называемыми сигнальными звеньями, с помощью внеполосной сигнализации. По сравнению с внутриполосной сигнализацией, внеполосная сигнализация обеспечивает:
Установку вызова за более короткое время (по сравнению с внутриполосной
сигнализацией, использующей многочастотные сигналы)
более эффективное использование речевых каналов
поддержку услуг Интеллектуальной Сети, которая требует передачу в сетевые
элементы без речевых каналов (например, системы баз данных)
улучшенный контроль за незаконным использованием сети
Пункты сигнализации
Каждый пункт сигнализации в сети ОКС №7 однозначно опознается числовым кодом пункта. Коды пункта передаются в сигнальных сообщениях для определения источника и расположения каждого сообщения. Каждый пункт сигнализации использует таблицу маршрутизации, чтобы выбрать соответствующий маршрут сигнализации для каждого сообщения.
Есть три типа пунктов сигнализации в сети ОКС №7 (рисунок 5):
Узел Коммутации Услуг (SSP)
Транзитный Пункт Cигнализации (STP)
Пункт Контроля Сигнализации (SCP)
SSP - коммутаторы, которые порождают, завершают, или дублируют вызовы. SSP посылает сигнальные сообщения на другие SSP для установления, управления и реализации речевых каналов, требуемых для завершения вызова. SSP может также послать сообщение-запрос в централизованную базу данных (SCP), чтобы определить, как распределять вызов (например, бесплатно 1-800/888 вызывает Северную Америку). SCP посылает ответ в SSP, содержащий номер маршрутизации, связанный с коммутируемым числом. Альтернативный номер маршрутизации может использоваться SSP, если первое число занято, или вызов безответный в пределах определенного промежутка времени. Фактические характеристики вызова изменяются в зависимости от сети и от услуги.
Сетевой трафик между пунктами сигнализации может распределяться через коммутатор пакетов. Вызванный STP распределяет каждое поступающее сообщение на исходящей связи сигнализации, базирующейся на информации маршрутизации, содержащейся в сообщении ОКС №7. Поскольку это выступает в качестве сетевого узла, STP обеспечивает улучшенное использование сети ОКС №7, устраняя потребность в прямых связях между пунктами сигнализации. STP может выполнять трансляцию глобального заголовка - процедуру, с помощью которой положение пункта сигнализации определяется из цифр в сигнальном сообщении (например, набранное число 800, номер телефонной карточки, или идентификация номера мобильного абонента). STP может также выступить в качестве "firewall", чтобы отгородить сообщения ОКС №7, поступающие из других сетей.
Поскольку сеть ОКС №7 критична к обработке вызова, SCP и STP обычно объединяются в конфигурации пар в отдельных физических позициях, чтобы гарантировать исполнение сетевой услуги в случае неудачи на одной из них. Звенья между пунктами сигнализации также объединяются в пары. Трафик распространяется через все звенья, включая пучки звеньев. Если одна из связей разрушается, сигнальная передача идет через другие звенья, включая пучки звеньев. Протокол ОКС №7 обеспечивает как исправление ошибок, так и способность повторной передачи, обеспечивая непрерывность услуги в случае нарушения связи.
ТИПЫ ЗВЕНЬЕВ ОКС №7
Сигнальные звенья ОКС №7 характеризуются согласно их использованию в сигнальной сети. Фактически все звенья идентичны в том, что они передают данные по двунаправленным звеньям со скоростью 56 Кбит/сек и 64 Кбит/сек, которые поддерживают нижние уровни протокола, что является отличием их использования в пределах сигнальной сети.
Звенья А соединяют STP с SSP или с SCP, которые вместе являются конечным пунктом сигнализации (“А” – доступ) . Звенья А используются для единственной цели - доставлять сигналы к или от конечных пунктов сигнализации (они могли точно так же доставлять их к начальному пункту сигнализации).
Сигнализация того, что из SSP или SCP должно быть послано сообщение в любой другой узел, передается по любому из звеньев А в домашний STP, который, в свою очередь, обрабатывает или распределяет сообщения.
Аналогично, сообщения, предназначенные для SSP или SCP распределяются в одном из домашних STP, который перешлет их адресуемому узлу по его звену А.
Звенья С - звенья, которые соединяют взаимосвязанные STP. Они предназначены повышать надежность сигнальной сети, в случаях, где одно или несколько звеньев недоступны. “C” - пересечение.
Звенья B, D
Звенья В, звенья D, и звенья B/D объединяются в две соединенные пары STP, называемые также звенья В, звенья D, или звенья B/D. Независимо от их названия, их функцией является перенос сигнальных сообщений от начальной точки входа в сигнальную сеть к месту назначения. “B” - мост, и описывает четверку звеньев, соединенных в одинаковые пары STP. “D” - диагональ, и описывает четверку звеньев, образующих соединенные пары STP на других иерархических уровнях. Поскольку нет ясной иерархии, связанной с соединением между сетями, взаимосвязанные звенья называются также B, D, или B/D звенья.
При подключении SSP к своей домашней паре STP комплектом звеньев, повышенная надежность может быть обеспечена добавлением дополнительного комплекта звеньев ко второй паре STP. Эти звенья называются E (“Е” - расширенные) звенья и обеспечивают резервную связность в сети ОКС №7, в случае, если домашние STP не могут быть достигнуты через звенья. Если сеть ОКС №7 включает A, B/D, и C звенья, звенья Е могут или не могут применяться на усмотрение сетевого провайдера. Решение развернуть ли звено E может быть принято при сравнении стоимости развертывания с повышением надежности.
Звенья F (“F” - полностью связанные)- звенья, которые непосредственно соединяют два конечных пункта сигнализации. Звенья F допускаются только в связанной сигнализации. Поскольку они затрагивают характеристики безопасности, предусматриваемые STP, звенья F обычно не развертываются между сетями. Их использование в пределах индивидуальной сети - на усмотрении сетевого провайдера.
ПРИМЕР УСТАНОВКИ ОСНОВНОГО ВЫЗОВА
Перед более детальным рассмотрением, было бы полезно рассмотреть различные основные вызовы и пути, по которым они устанавливаются в сети ОКС №7.
3, 4 - Начальное Адресное Сообщение (IAM)
7, 8 -Полный Адрес (ACM)
11,12 - Сообщение "Ответ" (ANM)
14 - Сообщение "Освобождение" (REL)
16,17 - Сообщение "Освобождение сделано" (RLC)
В этом примере, абонент с коммутатора А вызывает абонента с коммутатора B.
1. Коммутатор А анализирует набранные цифры и определяет, что вызов нужно
послать коммутатору B.
2. Коммутатор А выбирает свободный соединительный путь между ним самим и
коммутатором B и формирует начальное адресное сообщение (IAM), основное
сообщение для инициации вызова. IAM адресуется на коммутатор B. Определяется
вызывающий коммутатор (коммутатор A), вызываемый коммутатор (коммутатор B),
выбранный соединительный путь, вызывающий и вызываемый номера, а также
другая информация.
3. Коммутатор А указывает одно из звеньев А(например, AW) и передает сообщение по
звену маршрутизации к коммутатору B.
4. STP W получает сообщение, проверяет свою метку маршрутизации и определяет что
это, для пересылки на коммутатор B; сообщение передается по звену BW.
5. Коммутатор B принимает сообщение. В анализе сообщения определяется, что
обслуживается вызываемый номер и, что он не занят.
6. Коммутатор B формирует полный адрес (ACM), который указывает, что IAM достиг
места назначения. Сообщение опознает вызывающий коммутатор (A), вызываемый
коммутатор (B) и избранный соединительный путь.
7. Коммутатор B выбирает одно из звеньев А (например, BX) и передает ACM по
звену маршрутизации коммутатору А. В то же самое время, завершает маршрут
вызова в обратном направлении (к коммутатору A), посылает звуковой
сигнал по этому соединительному пути к коммутатору A и вызывает линию
требуемого абонента.
8. STP X получает сообщение, проверяет свою метку маршрутизации и определяет что
это, чтобы передать коммутатору A. Передает сообщение по звену AX.
9. По получении ACM, коммутатор А соединяет линию вызывающего абонента с
выбранным соединительным путем в обратном направлении (так, что вызывающий
абонент может услышать звуковой сигнал, посылаемый коммутатором B).
10. Когда вызываемый абонент поднимает трубку, коммутатор B формирует сообщение
"ответ" (ANM), опознавая вызывающий коммутатор (A), вызываемый коммутатор (B)
и избранный соединительный путь.
11. Коммутатор B выбирает то же звено А, по которому передается полный адрес
(звено BX), и посылает сообщение "ответ". На этот раз, соединительный путь также
должен подключаться к вызываемой линии в обоих направлениях (для возможности
разговора).
12. STP X распознает, что ANM поступило для коммутатора A и пересылает по звену
AX .
13. Коммутатор А обеспечивает подключение вызывающего абонента к исходящему
соединительному пути (в обоих направлениях) и осуществление разговора.
14. Если вызывающий абонент отключается сначала (во время разговора), коммутатор
А сгенерирует сообщение "освобождение", адресованное коммутатору B по
соединительному пути, связанному с вызовом. Посылается сообщение по звену AW.
15. STP W принимает сообщение "освобождение", определяет, что это предназначено
коммутатору B, и передает его, используя звено WB.
16. Коммутатор B получает сообщение "освобождение", разъединяет соединительный
путь и абонентскую линию, возвращает соединительный путь в свободное
состояние, генерирует сообщение "освобождение сделано", адресованное обратно
коммутатору A; передает это по звену BX. Сообщение "освобождение сделано"
идентифицирует использованный соединительный путь для переноса вызова.
17. STP X принимает сообщение "освобождение сделано", определяет, что это
адресуется коммутатору A и пересылает его по звену AX.
18. По получении сообщения "освобождение сделано", коммутатор А освобождает
соединительный путь.
ПРИМЕР ЗАПРОСА БАЗЫ ДАННЫХ
Люди обычно знакомы с бесплатными услугами 800 (или 888) , но эти номера имеют дополнительные возможности, благодаря сети ОКС №7. 800 - виртуальные номера телефонов. Хотя они указывают на реальные номера телефонов, они не присваиваются непосредственно линии абонента.
Когда абонент набирает 800 , это является сигналом для коммутатора приостановить вызов и найти дальнейшие инструкции в базе данных.
База данных обеспечит или реальный номер телефона, на который должен быть направлен вызов, или определит другую сеть, на которую вызов должен быть послан для дальнейшей обработки.
Так как ответ от базы данных мог бы быть одинаковым для каждого вызова (как, например, если у вас есть персональный номер 800), это можно изменить, основываясь на номере вызывающего, времени суток, дня недели, или многих других показателей.
Следующий пример показывает как распределяется вызов 800.
1. Абонент, обслуживаемый коммутатором А, хочет зарезервировать арендную плату за
автомобиль в ближайшей компании. Он набирает 800.
2. Когда абонент закончил набирать номер, коммутатор распознает, что это - вызов 800
и, что это требует надлежащей обработки.
3. Коммутатор А формирует сообщение запроса 800, включая вызывающий и
вызываемый номера, и пересылает это любому из своих STP (например, X) по своим
звеньям А к соответствующему STP (AX).
4. STP X определяет, что полученный запрос - это запрос 800, и выбирает базу данных,
подходящую для ответа на запрос (например, M).
5. STP X пересылает запрос на SCP M по соответствующему звену А (MX). SCP M
получает запрос, извлекает пришедшую информацию, и (основываясь на своих
записях) выбирает или реальный телефонный номер или сеть (или и то и другое), на
которые должен быть послан вызов.
6. SCP M формирует сообщение ответа с необходимой информацией для правильной
обработки вызова, адресует его коммутатору A, выбирает STP и звено А (например,
MW), посылает ответ.
7. STP W получает сообщение ответа, распознает, что это предназначается коммутатору
A и передает его в А через AW.
8. Коммутатор А принимает ответ и использует информацию, чтобы определить куда
должен быть послан вызов, затем выбирает соединительный путь в этом
направлении, генерирует IAM, и продолжает (как это сделано в предшествующем
примере) установку вызова.
ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЕМ СИГНАЛИЗАЦИИ (SCCP)
SCCP обеспечивает ориентированные и неориентированные на соединение сетевые услуги уровня 3 подсистемы передачи сообщений (MTP).
Пока уровень 3 MTP (Подсистемы Передачи Сообщений) предоставляет коды пункта, для допуска сообщений, которые должны были адресоваться в специальные пункты сигнализации, SCCP обеспечивает номера подсистемы для допуска сообщений, которые должны были адресоваться в специальные приложения (называемые подсистемами) в этих пунктах сигнализации. SCCP используется в качестве транспортного уровня для услуг TCAP (Прикладной Подсистемы Возможностей Транзакций), как например, freephone (800/888), визитная карточка, локальный мобильный номер, беспроволочное вещание, и персональные услуги связи (Сеть Персональной Связи).
Трансляция глобальных заголовков
SCCP также обеспечивает средства, которыми STP (Транзитный Пункт Сигнализации) может выполнить трансляцию глобальных заголовков - процедуру, с помощью которой расположение пункта сигнализации и номера подсистемы определяется из цифр (то есть, глобальное имя), представленных в сигнальном сообщении.
Глобальный заголовок может быть любой последовательностью цифр (например, коммутируемое 800/888 число, номер визитной карточки, или идентификация номера мобильного абонента), соответствующей заказанной услуге. Поскольку STP обеспечивает трансляцию глобальных заголовков, создавая пункты сигнализации, не нужно знать назначение кода пункта или номера подсистемы соответствующей услуги. Только STP нужно поддерживать базу данных назначения кодов пунктов и номеров подсистемы, связанных со специфическими услугами и возможными назначениями.
Формат сообщения SCCP
Индикатор услуги SIO (Байта Служебной Информации) кодируется “3” (в двоичной системе 0011) для SCCP. SCCP сообщения содержатся в пределах SIF (Поля Сигнальной Информации) MSU (Значащей Сигнальной Единицы). SIF содержит метку маршрута, сопровождаемую содержанием сообщения SCCP. Сообщение SCCP содержит однобайтовое поле " тип сообщения", которое определяет содержимое остатка сообщения (рисунок 9)
Каждое сообщение SCCP содержит обязательную фиксированную часть (обязательные параметры фиксированной длины), обязательную переменную часть (обязательные параметры переменной длины), и необязательную часть, которая может содержать поля фиксированной и переменной длины. Каждый параметр необязательной части распознается однобайтовым кодом параметра, сопровождаемого полем указателя длины.Необязательные параметры могут располагаться в любом порядке. Если присутствуют необязательные параметры, в конец их ставится байт, содержащий все нули.
ПРИКЛАДНАЯ ПОДСИСТЕМА ВОЗМОЖНОСТЕЙ ТРАНЗАКЦИЙ (TCAP)
TCAP позволяет расширить улучшенные интеллектуальные сетевые услуги, поддерживая организацию обмена информацией между пунктами сигнализации, использующими услугу SCCP, неориентированную на соединение. SSP (Узел Коммутации Услуг), используя TCAP, запрашивает SCP, для определения номера маршрута, связанного с набираемыми цифрами 800, 888, или 900 . SCP использует TCAP, чтобы возвратить ответ, содержащий номер маршрута (или ошибку или компонент отказа) обратно в SSP. Вызовы по телефонной карточке также подтверждаются, используя запрос и сообщение ответа TCAP. Когда мобильный абонент движется в зону нового коммутационного центра мобильной связи, встроенный объединенный регистр гостевой информации получателя услуги запрашивает HLR (Основной Регистр Местоположения), используя подсистему администрирования. Информация передается в пределах сообщений TCAP.
Сообщения TCAP включаются как часть сообщения SCCP в MSU. Сообщение состоит из протокольной и компонентной части.
Протокольная часть
Протокольная часть содержит идентификатор типа пакета. Есть семь типов пакетов:
Однонаправленный: передача компонентов только в одном направлении (без
ожидания)
Запрос с Разрешением: вводит протокол TCAP (например, запрос 1-800). Узел
назначения может закончиться транзакцией.
Запрос без Разрешения: вводит протокол TCAP. Узел назначения не может
закончиться транзакцией.
Ответ: окончание протокола TCAP. Ответ на запрос 1-800 с разрешением может
содержать номер маршрута, связанный с номером 800.
Разговор с Разрешением: продолжает протокол TCAP. Узел расположения может
закончиться транзакцией.
Разговор без Разрешения: продолжает протокол TCAP. Узел расположения не
может закончиться транзакцией.
Отказ: завершает протокол в случае аварийной ситуации.
Раздел протокола также содержит поля, вызывающие и отвечающие протоколам ID , которые соединяют протокол TCAP со специфическим приложением установления и расположения пунктов сигнализации соответственно.
Компонентная Часть
Компонентная часть содержит компоненты. Есть шесть типов компонентов:
Вызов (последний): вызов операции. Например, запрос с разрешением может
включать компонент вызова (последний), чтобы потребовать у SCP перевод
коммутируемого числа 800. Компонент - "последний " компонент в запросе.
Вызов (не последний): подобный компоненту вызова (последний), отличается от
предыдущего тем, что следует за одним или более компонентов.
Результат возврата (последний): возвращает результат введенной операции.
Компонент - "последний " компонент в ответе.
Результат возврата (не последний): подобный результату возврата (последний),
отличие - компонент следует за одним или более компонентов.
Ошибка возврата: сообщает о неудачном завершении введенной операции.
Отказ: указывает, что был получен неправильный тип пакета или компонент.
Компоненты включают параметры, которые содержат данные специализированного приложения, переносящиеся TCAP без проверки.
СТЕК ПРОТОКОЛА
Аппаратное и программное обеспечение протокола ОКС №7 разделяются на функциональные блоки, называемые "уровнями". Эти уровни отображаются свободно в семиуровневой МВОС (Модель Взаимосвязи Открытых Систем), определяемой Международной Организацией Стандартов.
Подсистема Передачи Сообщений (MTP)
MTP разделяется на три уровня.
Самый низкий - уровень 1, эквивалентен физическому слою МВОС. Уровень 1 MTP определяет физические, электрические, и функциональные характеристики цифрового сигнального звена. Физические интерфейсы включают E-1 (2048 Кбит/сек; 32 64 Кбит/сек каналы), DS-1 (1544 Кбит/сек; 24 64Кбит/сек каналы), V.35 (64 Кбит/сек), DS-0 (64 Кбит/сек), и DS-0A (56 Кбит/сек).
Уровень 2 MTP гарантирует точность сквозной передачи сообщения через сигнальное звено. Уровень 2 осуществляет управление потоком, подтверждение правильности последовательности сообщения, и проверку ошибок. Когда встречается ошибка в сигнальном звене, сообщение (или комплект сообщений) передается
повторно. Уровень 2 MTP эквивалентен канальному уровню МВОС.
Уровень 3 MTP обеспечивает маршрутизацию сообщения между пунктами сигнализации в сети ОКС №7. Уровень 3 MTP переадресовывает трафик от неисправных звеньев сигнальных пунктов, управляет трафиком, когда происходит перегрузка. Уровень 3 MTP эквивалентен сетевому уровню МВОС.
Подсистема Пользователя Сети с Интеграцией Служб (ISUP) - часть Цифровой Сети с Интеграцией Служб (ISDN)
Подсистема Пользователя Сети с Интеграцией Служб определяет протокол, использованный в установке, управляет и реализует соединительные пути, которые переносят сообщения и данные между конечными линиями обмена (например, между вызывающей стороной и вызываемой стороной). ISUP используется как для ISDN, так и для вызовов вне ISDN. Тем не менее, вызовы, которые возникают и завершаются таким образом, не используют сигнальную ISUP.
В некоторых странах (например, в Китае, Бразилии), TUP используется, для поддержания и отказа от основной установки вызова. TUP применяется только в аналоговых цепях. Во многих странах ISUP заменила TUP при управлении вызовами.
Подсистема Управления Соединением Сигнализации (SCCP)
SCCP обеспечивает ориентированные и неориентированные на соединение сетевые услуги и трансляцию глобальных заголовков на вышеуказанном уровне 3. Глобальный заголовок - адрес (например, коммутируемое число 800 , номер телефонной карточки, или идентификация номера мобильного абонента), который переводится SCCP в код пункта назначения и номера подсистемы. Номер подсистемы однозначно распознает
приложение в назначенном сигнальном пункте. SCCP используется в качестве транспортного уровня для обслуживания основной TCAP.
Прикладная Подсистема Возможностей Транзакций (TCAP)
TCAP поддерживает обмен неориентированными на соединение данными между приложениями через сеть ОКС №7, используя услугу SCCP, неориентированную на соединение. Запросы и ответы, посланные между SSP и SCP передаются в сообщения TCAP. Например, SSP посылает TCAP запрос определить номер маршрута, связанный с коммутируемыми числами 800/888 и проверить Персональный Идентификационный
Номер Пользователя. В мобильных сетях (IS-41 и GSM), TCAP несет сообщения Подсистемы Мобильных Приложений, пересылаемые между мобильными коммутаторами и базами данных, чтобы поддержать аутентификацию пользователя, идентификацию оборудования и пути.
Подсистема Эксплуатации Технического Обслуживания и Администрирования (OMAP). Прикладной Сервисный Элемент (ASE).
OMAP и ASE - области для будущих разработок. Вскоре, OMAP можно будет использовать для проверки маршрутизации к сетевым базам данных и диагностики проблем связи.
ПОДСИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИЙ (MTP)
MTP разделяется на три уровня:
MTP. УРОВЕНЬ 1
Самый низкий уровень MTP - уровень 1, эквивалентен физическому уровню МВОС. Уровень 1 определяет физическую, электрическую, и функциональную характеристику цифрового сигнального звена. Физические интерфейсы включают E-1 (2048 Кбит/сек; 32 64 Кбит/сек каналы), DS-1 (1544 Кбит/сек; 24 64 Кбит/сек каналы), V.35 (64 Кбит/сек), DS-0 (64 Кбит/сек), и DS-0A (56 Кбит/сек).
MTP. УРОВЕНЬ 2
Уровень 2 гарантирует точность сквозной передачи через сигнальные звенья. Уровень 2 осуществляет управление потоком, подтверждение правильности последовательности сообщения, и проверку ошибок. Когда в сигнальном звене появляется ошибка, сообщение или комплект сообщений передаются повторно. Уровень 2 эквивалентен канальному уровню МВОС.
Сообщение ОКС №7 названо сигнальной единицей (SU). Есть три типа сигнальных единиц: Заполняющая Сигнальная Единица (FISU), Сигнальная Единица Состояния Звена (LSSU), Значащая Сигнальная Единица (MSU) (рисунок 11).
FISU передается непрерывно в сигнальные звенья обоих направлений, если другие сигнальные единицы не присутствуют. FISU несет только основную информацию уровня 2 (например, распознавание получения сигнальной единицы удаленным пунктом сигнализации). Поскольку контрольная сумма Контроля Запроса Соединения (CRC) вычисляется для каждой FISU, качество сигнального звена проверяется непрерывно обоими пунктами сигнализации в каждом конце звена. (Примечание: в МСЭ-Т Японии, качество связи проверяется непрерывной передачей байта флага, а не FISU; FISU посылаются только в заранее определенные временные интервалы (например, один раз каждые 150 миллисекунд)).
LSSU несет один или два байта информации о состоянии звена между пунктами сигнализации в каждом конце звена. Состояние звена используется, для управления выравниванием связи и указания состояния пункта сигнализации (например, локальный простой процессора), удаленного пункта сигнализации.
MSU осуществляет управление всеми вызовами, запросом и ответом базы данных, сетевое управление, и управление сетевыми эксплуатационными данными в Поле Сигнальной Информации (SIF). MSU имеет метку маршрутизации, которая позволяет посылать информацию от начального пункта сигнализации к конечному через сеть.
Величина поля "Индикатор Длины" (LI) определяет тип сигнальной единицы:
Значение LI Тип SU
0 FISU
1..2 LSSU
3..63 MSU
6-битовый LI может иметь значения от 0 до 63. Если количество байт, которое следует за LI и предшествует CRC менее чем 63, LI запоминает это число. В противном случае, LI устанавливается на 63. LI 63 указывает, что длина сообщения равняется или больше чем 63 байта (вплоть до максимума 273 байта). Максимальная длина SU - 279 байт: 273 байт (данные) + 1 байт (флаг) + 1 байт (Обратный Порядковый Номер(BSN) + Обратный Бит-Индикатор(BIB)) + 1 байт (Прямой Порядковый Номер(FSN) + Прямой Бит-Индикатор(FIB)) + 1 байт (LI+ 2 бита резерв) + 2 байт (CRC).
Флаг указывает начало новой SU и подразумевает конец предшествующей SU (или любой другой). Двоичная величина флага - 0111 1110. Прежде, чем передавать сигнальную единицу, уровень 2 MTP удаляет "ложные флаги", добавляя нулевой бит после любой последовательности из пяти однобитовых элементов. При получении SU и удалении флага, уровень 2 удаляет любые нулевые биты следующие за последовательностью из пяти однобитовых элементов, чтобы восстановить подлинное содержимое сообщения. Двойные флаги между сигнальными единицами удаляются.
Обратный Порядковый Номер (BSN)
BSN используется, для подтверждения получения SU удаленным пунктом сигнализации. BSN содержит порядковый номер SU .
Обратный Бит-Индикатор (BIB)
BIB указывает обратное подтверждение удаленным пунктом сигнализации в случае переключения.
Прямой Порядковый Номер (FSN)
FSN содержит порядковый номер SU.
Прямой Бит-Индикатор (FIB)
FIB используется при ошибочном восстановлении подобно BIB. Когда SU готова для передачи, пункт сигнализации увеличивает FSN на 1 (FSN = 0..127). Величина контрольной суммы CRC вычисляется и добавляется в начало сообщения. При получении сообщения, удаленный пункт сигнализации проверяет CRC и копирует величину FSN в BSN следующего доступного сообщения, сформированного для передачи обратно в введенный пункт сигнализации.
Если CRC - правильно, передается обратное сообщение.
Если CRC неправильно, удаленный пункт сигнализации указывает обратное подтверждение, переключая BIB до посылки обратного сообщения.
Когда начальный пункт сигнализации получает обратное подтверждение, он передает повторно все предыдущие сообщения, начиная с испорченного с помощью FIB.
Поскольку 7-битовые FSN могут принимать значения от 0 до 127, пункт сигнализации может послать вплоть до 128 сигнальных единиц прежде, чем требовать подтверждения от удаленного пункта сигнализации. BIB указывает последнюю в последовательности SU, получаемую правильно удаленным пунктом сигнализации. BSN подтверждает все прежде полученные SU. Например, если пункт сигнализации получает SU с BSN = 5, сопровождаемую другой с BSN = 10 (и BIB не переключается), последний BSN подразумевает успешное получение SU, как правило, 6 из 9.
Байт Служебной Информации (SIO)
Поле SIO в MSU содержит 4-битовую область подуслуги, сопровождаемую 4-битовым указателем услуги. FISU и LSSU не содержат SIO.
Область подуслуги содержит сетевой указатель (например, национальная или международная) и приоритет сообщения (0..3, 3 - самый верхний приоритет). Приоритет сообщения рассматривается только при условии перегрузки, не управляет порядком, в котором сообщения переданы. Низкоприоритетные сообщения могут отвергаться в течение периодов перегрузки. Приоритет сообщения проверки сигнальных звеньев выше, чем приоритет сообщения установки вызова.
Указатель услуги определяет пользователя MTP, этим самым допуская декодирование информации, содержащейся в SIF.
Указатель услуги Пользователь MTP
3 SCCP
4 TUP
5 ISUP
6 DUP
Поле сигнальной информации (SIF)
SIF в MSU содержит метку маршрутизации и сигнальную информацию (например, SCCP, TCAP, и ISUP). LSSU и FISU не содержат ни метку маршрутизации, ни SIO, так как они посылаются между двумя непосредственно связанными пунктами сигнализации.
Контроль запроса соединения (CRC)
Величина CRC используется, чтобы обнаружить и скорректировать ошибки передачи данных.
MTP. УРОВЕНЬ 3
Уровень 3 обеспечивает маршрутизацию сообщений между пунктами сигнализации в сети ОКС №7 . Уровень 3 эквивалентен сетевому уровню в МВОС.
Уровень 3 распределяет сообщения, основывающиеся на метке маршрутизации в поле сигнальной информации сообщения SU. Метка маршрутизации состоит из кода пункта назначения, кода исходящего пункта, и Поля Селекции Звена Сигнализации (SLS). Коды пунктов - числовые адреса, которые однозначно определяют каждый пункт сигнализации в сети ОКС №7. Когда пункт сигнализации указывает получение кода конечного пункта в сообщении, оно посылается в соответствующую пользовательскую часть (например, ISUP или SCCP), определяемую указателем услуги в SIO. Сообщения, предназначенные для других пунктов сигнализации, передаются при условии, что полученный пункт сигнализации имеет возможность передачи сообщения (подобно STP). Выбор исходящей связи базируется на информации в DPC и SLS.
Метка маршрутизации ANSI содержит 7 байт; метка маршрутизации МСЭ-Т содержит 4 байта (рисунок 12).
Коды пунктов ANSI используют 24-бита (три байта); коды пунктов МСЭ-Т обычно используют 14-бит. По этой причине, сигнальная информация передаваемая между ANSI и МСЭ-Т сетями должна проходить через шлюз STP, преобразователь протокола, или другой пункт сигнализации, который имеет как ANSI так и МСЭ-Т коды пунктов.
Примечание: Китай использует 24-битовый МСЭ-Т код пункта, который несовместим как с ANSI так и с другими сетями МСЭ-Т. Взаимодействие между сетями ANSI и МСЭ-Т в дальнейшем усложняются другими реализациями протоколов и процедур высшего уровня.
Код пункта ANSI состоит из сети, кластера и байта члена (например, 245-16-0).
Байт - 8-бит, которые могут содержать любую величину от 0 до 255. Телефонные компании с большими сетями имеют уникальные сетевые идентификаторы, а меньшим операторам назначают уникальный кластерный номер в пределах сетей от 1 до 4 (например, 1-123-9). Сетевой номер 0 не используется; сетевой номер 255 резервируется для будущего использования.
Коды пункта в МСЭ-Т - это двоичные числа, которые могут устанавливаться в зависимости от зоны, области/сети, и идентификационного номера пункта сигнализации.
Например, код пункта 5557 (десятичный) может быть установлен как 2-182-5 (двоичные 010 10110110 101).
Поле Селекции Звена Сигнализации (SLS)
Выбор исходящей связи основывается на информации из DPC и SLS. SLS используется для:
Гарантии упорядочения сообщений. Любые два сообщения, посылаемые с
одинаковым SLS всегда прибудут в место назначения в той же последовательности,
в которой они первоначально были посланы.
допуска равномерного распределения нагрузки трафика среди всех доступных
связей. Теоретически, если пользовательская часть посылает сообщения в равные
интервалы времени и назначает SLS величины циклическим способом, уровень
трафика должен быть равным среди всех связей (в пределах комбинированного
пучка звеньев) в этом расположении.
В сетях ANSI, размер SLS был первоначально 5 бит (32 значения). В конфигурациях с двумя звеньями в каждом пучке звеньев комбинированного пучка звеньев (итог 4 связи), величина SLS 8 присваивается каждой связи, чтобы обеспечить равный баланс трафика.
Проблема возникла при увеличении сетей, снабженных пучками звеньев с 4 связями. С SLS равным 5 бит, конфигурация с 5 звеньями в каждом пучке звеньев комбинированного пучка звеньев приводила к 10 связям. В результате в нечетном значении SLS=3 приходились на 8 связей, а SLS=4 - для остальных 2 связей. Для того, чтобы устранить эту проблему, как ANSI так и Bellcore приспособились к приему 8-битового SLS (256 величин), чтобы обеспечить лучшую загрузку через сигнальные звенья.
В реализациях МСЭ-Т, SLS проинтерпретировано как код сигнального звена в MTP сообщениях. В МСЭ-Т TUP, часть кода идентификации цепи хранится в SLS.
Когда происходит перегрузка, уровень 3 переадресовывает трафик от нарушенных связей, пунктов сигнализации и трафика управления.
Уровни 2 и 1 могут заменяться асинхронным режимом передачи - простым широкополосным протоколом, который использует фиксированную длину ячеек равную 53 байта. Уровень 3 в асинхронном режиме передачи использует уровень адаптации АТМ для сигнализации. Этот интерфейс к настоящему времени находится на стадии разработки.
ПОДСИСТЕМА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ СЕТИ С ИНТЕГРАЦИЕЙ СЛУЖБ (ISUP)
ISUP определяет протокол и процедуры, использованные в установке, управляет и реализует соединительные пути, для Телефонной сети Общего Пользования (ТфОП). ISUP используется как для ISDN так и для вызовов вне ISDN. Вызовы, которые возникают и завершаются таким образом не используют сигнализацию ISUP.
Контроль основного вызова ISUP
Рисунок 13 изображает сигнальную ISUP, связанную с основным вызовом.
1. Когда вызов устанавливается в положение "номер отключен", SSP передает ISUP начальное адресное сообщение (IAM), чтобы зарезервировать свободный соединительный путь, связанный с коммутатором (1a). IAM включает код начального пункта, код пункта назначения, код идентификации цепи (цепь "5" на рисунке 13), набранные цифры и, дополнительно, номер и имя вызывающей стороны. В примере ниже, IAM передается через STP коммутатору (1b). Имейте в виду, что те же сигнальные звенья используются при вызове в том случае, если, при разрыве связи не происходит переключение на альтернативное сигнальное звено.
2. Конечный коммутатор проверяет набранный номер, определяет, что он обслуживает вызываемую сторону, и, что линия доступна для вызова. Конечный коммутатор связывается с линией вызываемой стороны и передает ISUP сообщение полного адреса (ACM) в начальный коммутатор (2a) (через свой STP), чтобы указать, что удаленный конец соединительного пути был зарезервирован. STP направляет полный адрес в начальный коммутатор (2b), который вызывает линию вызываемой стороны и соединяет их в соединительном пути, чтобы установить речевую цепь от вызывающей стороны на данном участке.
В примере, показанном выше, начальные и конечные коммутаторы непосредственно связываются с соединительными путями. Если начальные и конечные коммутаторы непосредственно не связываются с ними, начальный коммутатор передает IAM сигнал для резервирования соединительного пути в промежуточном коммутаторе. Промежуточный коммутатор посылает полный адрес для подтверждения запроса на резерв пути и затем передает начальное адресное сообщение, чтобы зарезервировать соединительный путь в другом коммутаторе. Эти процессы продолжаются до тех пор, пока не будут зарезервированы все соединительные пути, требующиеся для полной передачи речевой цепи от начального коммутатора до конечного.
3. Когда вызываемая сторона поднимает трубку, конечный коммутатор выдает сигнал и передает ISUP сообщение ответа (ANM) в начальный коммутатор через свой STP (3a). STP посылает сообщение ответа в начальный коммутатор (3b), который проверяет, что линия вызывающей стороны подключается к зарезервированному соединительному пути и, если так, вводит биллинг.
4. Если вызывающая сорона опускает трубку первой, начальный коммутатор посылает ISUP сообщение "освободить" соединительный путь между коммутаторами (4a). STP посылает сообщение "освободить" в конечный коммутатор (4b). Если вызываемая сторона отключается первой, или если линия занята, конечный коммутатор посылает сообщение "освободить" в начальный коммутатор, указывая причину (например, нормально или занято).
5. При получении сообщения "освободить", конечный коммутатор отсоединяет речевой тракт от вызываемой стороны, устанавливает состояние соединительного пути в ожидание, и передает ISUP сообщение "освобождение сделано" в начальный коммутатор (5a), чтобы распознать состояние удаленного конца соединительного пути. Когда начальный коммутатор получает (или генерирует) сообщение "освобождение сделано" (5b), он завершает биллинг и устанавливает состояние соединительного пути в ожидание готовности к следующему вызову.
Сообщения ISUP могут также передаваться в течение фазы соединения вызова, то есть, между сообщениями ответа и освобождения.
Формат сообщения ISUP
Информация ISUP находится в Поле Сигнальной Информации (SIF) Значащей Сигнальной Единицы (MSU). SIF содержит метку маршрутизации, сопровождаемую 14-битовым (ANSI) или 12-битовым (МСЭ-Т) кодом идентификации канала (CIC). CIC указывает соединительный путь, резервируемый начальным коммутатором для посылки вызова. CIC сопровождается полем "тип сообщения" (например, IAM, ACM, ANM, "освобождение", "освобождение сделано"), которое определяет содержимое остатка сообщения.
Каждое сообщение ISUP содержит обязательную фиксированную часть, содержащую обязательные параметры фиксированной длины. Иногда обязательная фиксированная часть включает только области типа сообщения.
Обязательная фиксированная часть может следовать за обязательной переменной частью и/или дополнительной частью. Обязательная переменная часть содержит обязательные параметры переменной длины. Дополнительная часть содержит дополнительные параметры, которые опознаются однобайтовым кодом параметра, сопровождаемым полем "указатель длины". Дополнительные параметры могут встречаться в любом порядке. Если дополнительные параметры присутствуют, то их конец указывается байтом, содержащим все нули.
Начальное Адресное Сообщение (IAM)
IAM передается в начале, что необходимо каждому коммутатору для замыкания цепи между вызывающей стороной и вызываемой стороной, пока не произойдет замыкание цепи на конечном коммутаторе. IAM содержит номер вызываемой стороны в обязательной переменной части и может содержать имя и номер вызывающей стороны в дополнительной части.
Полный Адрес (ACM)
ACM устанавливается в конце, чтобы указать, что удаленный конец соединительного пути зарезервирован. Начальный коммутатор отвечает на сообщение полного адреса, соединяя линию вызывающей стороны в соединительном пути, чтобы завершить речевую цепь от вызывающей стороны к вызываемой стороне. Начальный коммутатор также посылает звуковой сигнал на линию вызываемой стороны.
Сообщение "Ответ" (ANM)
Когда вызываемая сторона отвечает, конечный коммутатор завершает биллинг и посылает сообщение "ответ" (ANM) в начальный коммутатор. Начальный коммутатор вводит биллинг после того, как проверил, что линия вызывающей стороны подключена к зарезервированному соединительному пути.
Сообщение "освобождение"(REL)
Сообщение "освобождение" посылается в каждое направление, указывая, что соединительный путь освобождается по определенной причине. Сообщение "освобождение" посылается, когда или вызывающая или вызываемая сторона "отключается" (причина 16). Сообщение "освобождение" посылается также в обратном направлении, если линия вызываемой стороны занята.
Сообщение "освобождение сделано" (RLC)
Сообщение "освобождение сделано" посылается в противоположном направлении сообщению "освобождение", чтобы распознать состояние удаленного конца соединительного пути и закончить соответствующий биллинг.
Подсистема Пользователя Телефонии (TUP)
В некоторых странах мира (например, в Китае), TUP поддерживает основную обработку вызова. TUP используется только в аналоговых цепях; цифровые цепи и возможности передачи данных обеспечиваются DUP (Подсистема Пользователя Данных).
ответствующих услуг связи. Подсистема пользователей может быть реализована в нескольких версиях в зависимости от протоколов верхних уровней, которые предоставляют пользователям, возможно имеющим различные технические устройства, средства связи друг с другом. Подсистемы пользователей получают в свое распоряжение услуги подсистемы передачи сообщений МТР по доставке информации в сети без установления соединения с упорядоченной последовательностью передачи.
Рис. 2.6. Архитектура ОКС №7:
MTP – подсистема передачи сообщений;
SCCP – подсистема управления установлением сигнализации;
TCAP – обработка транзакций;
MAP – подсистема пользователя подвижной связи;
ISUP – подсистема пользователя ЦСИС;
TUP – подсистема пользователя телефонии;
MUP – подсистема пользователя подвижной связи (NMT);
HUP – подсистема передачи сигналов управления в процессе разговора (NMT);
INAP – подсистема пользователя интеллектуальной сети (IN);
OMAP – подсистема техобслуживания и эксплуатации.
Функциональная архитектура ОКС №7 включает четыре уровня, три из которых входят в состав подсистемы передачи сообщений МТР. Подсистемы пользователей образуют параллельные элементы на четвертом функциональном уровне (рис. 2.7).
Рис. 2.7. Функциональные уровни ОКС
Уровень 1 (функции звена данных сигнализации) определяет физические, элек-
трические и функциональные характеристики звена данных сигнализации и средства доступа к нему. Элементом уровня 1 является канал связи для звена сигнализации. Детальные требования к звену данных сигнализации приведены в рекомендации МСЭ
Уровень 2 (функции звена сигнализации) определяет функции и процедуры, от-
носящиеся к передаче сигнальных сообщений по отдельному звену сигнализации. Функции уровней 1 и 2 образуют звено сигнализации, обеспечивающее надежную передачу сигнальных сообщений между двумя пунктами сети сигнализации.
Сигнальное сообщение, поступающее от верхних уровней, проходит по звену сигнализации в виде сигнальных единиц (Signal Unit - SU) переменной длины. Для надежной работы звена сигнализации сигнальная единица включает, помимо информации сигнального сообщения, информацию для управления передачей.
Функциями звена сигнализации являются деление сигнальных сообщений на сигнальные единицы, обнаружение ошибок в сигнальных единицах, исправление ошибок, обнаружение отказа звена сигнализации, восстановление звена сигнализации и др. Подробные спецификации функций звена сигнализации приведены в рекомендации МСЭ Q.703.
Уровень 3 (функции сети сигнализации) определяет функции и процедуры передачи, общие для различных типов звеньев сигнализации и независимые от работы каждого из них. Эти функции подразделяются на две большие категории:
функции обработки сигнальных сообщений, которые при правильной передаче сообщения направляют его по звену сигнализации или в соответствующую подсистему пользователя;
функции управления сетью сигнализации, которые на основе заранее определенных данных и информации о состоянии сети сигнализации управляют маршрутизацией сообщений и конфигурацией средств сети сигнализации. В случае изменения состояний они обеспечивают также изменение конфигурации сети и другие меры, необходимые для обеспечения или восстановления нормальной работы сети сигнализации.
Различные функции уровня 3 взаимодействуют друг с другом и с функциями других уровней посредством команд и индикаций. Детальные требования к функциям сети сигнализации приведены в рекомендации МСЭ Q.704.
Уровень 4 (функции подсистемы пользователя) состоит из различных подсис-
тем пользователей, каждая из которых определяет функции и процедуры сигнализации, характерные для определенного типа пользователя системы. Набор функций
подсистемы пользователя может значительно различаться для разных категорий пользователей системы сигнализации. В общем виде можно выделить две группы пользователей:
пользователи, для которых большинство функций связи определено в системе сигнализации. Например, функции управления вызовами телефонии с соответствующей подсистемой пользователя телефонии;
пользователи, для которых большинство функций связи определено вне системы сигнализации. Например, использование системы сигнализации для передачи информации, касающейся управления и техобслуживания. Для таких "внешних пользователей" подсистема пользователя может рассматриваться как интерфейс типа"почтовый ящик" между подсистемой внешнего пользователя и функцией передачи сообщений,
(разбирается) в соответствующие форматы сигнальных сообщений. Основными подсистемами пользователя ОКС №7 являются:
подсистема пользователя телефонии (TUP);
подсистема пользователя ISDN (ISUP);
подсистема управления соединением сигнализации(SCCP), предоставляющая услу-
ги сети, связанные или не связанные с установлением соединений для передачи сигнальной информации, относящейся или не относящейся к речевым каналам. Эта под-
система используется совместно с другими подсистемами пользователей(см.
подсистема пользователей мобильной связи стандартаNMT-450 (MUP);
подсистема пользователей процедуры передачи управления в процессе разговора сети мобильной связи NMT-450 (HUP);
подсистема пользователей мобильной связи стандартаGSM (MAP);
подсистема пользователя интеллектуальной сети(INAP);
подсистема возможностей транзакций(ТСАР);
подсистема эксплуатации, технического обслуживания и административного управления (ОМАР).
Интерфейсы между функциональными элементами системы сигнализации ОКС №7 описываются с помощью примитивов. Примитивами являются блоки данных определенного вида, которые передаются между уровнями системы для вызова различных процедур. Определение примитива не предполагает конкретной реализации услуги. Когда функциональный элемент ОКС №7 моделируется согласно семиуровневой эталонной модели ВОС (например, SCCP, ТСАР), примитивы услуг определяются согласно рекомендации МСЭ-Т Х.210. В соответствии с этой рекомендацией на рис. 2.8 показана связь между терминами"услуга", "граница", "примитивы услуг",
"протокол равноправия" и "равноправные объекты". Термин "граница" относится к границам между уровнями и подуровнями.
Рис. 2.8. Взаимодействие примитивов услуг:
a – услуга; b – примитив услуги; c – протокол равноправия;
d – равноправные объекты.
В соответствии с направлением потока примитивов определено четыре типа примитивов (рис. 2.9):
запрос - примитив, выдаваемый пользователем для вызова элемента услуги;
индикация - примитив, выдаваемый поставщиком услуги для указания, что элемент услуги вызван пользователем услуги в точке доступа равноправной услуги или поставщиком услуги;
ответ - примитив, выдаваемый пользователем для завершения формирования в конкретной точке доступа к услуге некоторого элемента услуги, вызов которого ранее был указан в этой точке;
подтверждение - примитив, выдаваемый поставщиком услуги для завершения формирования в конкретной точке доступа к услуге некоторого элемента услуги, вызванного ранее запросом в этой точке.
Рис. 2.9. Типы примитивов услуг
Примитив услуги состоит из имени и одного или нескольких параметров, перемещаемых в направлении примитива услуги. Имя примитива услуги содержит три элемента: тип примитива; имя, описывающее выполняемое действие; инициал (или инициалы) описания (под)уровня услуги.
Используются следующие инициалы описания уровня услуги:
ОМ - для примитивов управления эксплуатацией, связанных с подсистемой ОМАР;
ТС - для подуровня компонента ТСАР;
TR - для подуровня транзакций ТСАР;
Р - для уровня представления в подсистемеISUP;
S - для сеансового уровня в подсистемеISUP;
Т - для транспортного уровня в подсистемеISUP;
N - для подсистемы обслуживания сети(МТР +SCCP).
В отличие от традиционных систем сигнализации система сигнализации по общему каналу (ОКС) позволяет передавать сигнальную информацию между системами коммутации не для одного конкретного разговорного канала, а для целого пучка объемом до 1000 разговорных каналов по одному общему сигнальному каналу.
Основополагающим документом, описывающим систему сигнализации № 7, являются Рекомендации MKKTT (в настоящее время - МСЭ) серии Q
.
Модель взаимодействия открытых систем
Одна из проблем развития связи заключается в обеспечении совместимости средств связи, разрабатываемых разными производителями. Для решения этой проблемы разрабатываются международные рекомендации и стандарты, использующие унифицированный язык и способы описания. Для описания функциональной архитектуры средств связи используется модель взаимодействия открытых систем (ВОС) (рис. 1).
В данной модели более низкий уровень всегда предоставляет услуги более высокому уровню. Взаимодействие между разными уровнями осуществляется в рамках одной системы, а взаимодействие между одинаковыми уровнями означает взаимодействие между системами. Сообщения, используемые для обмена между разными уровнями одной системы, обычно называют примитивами.
Система сигнализации № 7 в соответствии с моделью взаимодействия открытых систем представлена следующим образом:
Функции звена данных сигнализации (уровень 1)
Уровень 1 определяет физические, электрические и функциональные характеристики звена данных сигнализации и средства доступа к нему. Элементом уровня 1 является канал связи для звена сигнализации.
Детальные требования к звену данных сигнализации приведены в Рекомендации МСЭ Q.702 .
Функции звена сигнализации (уровень 2)
Уровень 2 определяет функции и процедуры, относящиеся к передаче сигнальных сообщений по отдельному звену данных сигнализации. Функции уровня 2 и функции звена данных сигнализации уровня 1 образуют звено сигнализации, обеспечивающее надежную передачу сигнальных сообщений между двумя пунктами.
Сигнальное сообщение, поступающее от верхних уровней, проходит по звену сигнализации в виде сигнальных единиц
переменной длины. Для надежной работы звена сигнализации сигнальная единица включает, помимо информации сигнального сообщения, информацию для управления передачей.
Функциями звена сигнализации являются:
Функции сети сигнализации (уровень 3)
Уровень 3 определяет функции и процедуры передачи, общие для различных типов звеньев сигнализации и независимые от работы каждого из них. Эти функции подразделяются на две большие категории:
Детальные требования к функциям сети сигнализации приведены в Рекомендации МСЭ Q.704 .
Функции подсистемы пользователя (уровень 4)
Уровень 4 состоит из различных подсистем пользователей, каждая из которых определяет функции и процедуры системы сигнализации, характерные для определенного типа пользователя системы.
Набор функций подсистемы пользователя может значительно различаться для разных категорий пользователей системы сигнализации, таких как:
Сигнальные единицы
информация в системе сигнализации № 7 передается с помощью сигнальных единиц (СЕ), формат которых представлен на рис.3а. Для каждой подсистемы используются свои уникальные форматы СЕ. Сигнальные единицы бывают трех типов: заполняющие СЕ, СЕ состояния звена сигнализации и значащие СЕ. Заполняющие СЕ не содержат никакой пользовательской информации и служат для контроля работоспособности звена сигнализации. СЕ состояния звена также не содержат никакой пользовательской информации и служат для управления работоспособностью сети сигнализации. Значащие СЕ необходимы для осуществления функций сигнализации в сети связи.
Обработка значащих СЕ осуществляется следующим образом. На исходящей стороне информация, формируемая подсистемами пользователей, помещается в поле сигнальной информации (ПСИ) СЕ MTP, на входящей стороне анализируется байт служебной информации поступившей СЕ, определяется к какой подсистеме пользователя относится данная СЕ и информации ПСИ поступает в соответствующую подсистему пользователя.
Типы этикеток сообщений согласно MKKTT CC №7
Сообщение управления MTP: этикетка типа А
Сообщение ISUP: этикетка типа C
Сообщение SCCP: этикетка типа D
Флаг
СЕ начинается открывающим флагом (он же обычно является закрывающим флагом предшествующей СЕ). В некоторых случаях (например, при перегрузке звена сигнализации) между двумя следующими одна за другой СЕ может передаваться несколько флагов. Оконечное устройство звена сигнализации должно всегда иметь возможность принимать последовательность сигнальных единиц, между которыми вставлены один или несколько флагов. Последовательность битов флага следующая: 01111110.
Проверочные биты
Каждая СЕ содержит 16 проверочных битов, которые возникают при кодировании СЕ циклическим кодом и предназначены для обнаружения ошибок при передаче.
Поле сигнальной информации (ПСИ)
Поле сигнальной информации состоит из целого числа байтов, большего или равного 2 и меньшего или равного 272. В соответствии с Рекомендациями MKKTT Красной книги максимальное число байтов составляет 62. Величина 272, рекомендованная Синей книгой Рекомендаций MKKTT, позволяет организовывать передачу одиночного сообщения в виде блока длиной 256 байтов, сопровождаемого этикеткой и возможной дополнительной информацией местного значения, которая может, например, использоваться уровнем 4 для составления информационных блоков. Форматы и коды ПСИ определяются в каждой подсистеме пользователя.
Байт служебной информации
Байт служебной информации делится на индикатор службы и поле подвида службы .
Индикатор службы служит для установления соответствия сигнальной информации конкретной подсистеме пользователя и содержится только в значащих СЕ.
Поле подвида службы содержит индикатор сети (биты C и D) и два резервных бита (биты A и B). Индикатор сети используется функцией обработки сигнальных сообщений (например, для определения применяемой системы нумерации пунктов сигнализации). Индикатор сети позволяет отличить международные сообщения от национальных. Он может быть использован, например, для различения двух национальных сетей сигнализации, имеющих различные структуры этикетки маршрутирования и содержащих до 16 подсистем пользователей.
Коды индикатора сети присваиваются следующим образом:
|
Индикатор длины
Индикатор длины служит для указания количества байтов, следующих за байтом индикатора длины и предшествующих проверочным битам, и является одним из двоичных чисел в интервале от 0 до 63. Индикатор длины различает три типа сигнальных единиц следующим образом:
Порядковая нумерация
Прямой порядковый номер
- это порядковый номер СЕ, в составе которой он передается.
Обратный порядковый номер
- это порядковый номер подтверждаемой СЕ.
Биты - индикаторы
Прямой бит-индикатор и обратный бит-индикатор совместно с прямым и обратным порядковыми номерами используются при основном методе защиты от ошибок для обеспечения правильной последовательности СЕ и для осуществления функций подтверждения.
Версии ISUP
Подсистема пользователя ISDN (ISUP) предназначена для управления соединениями пользователей на межстанционном участке. Данная подсистема включает в себя алгоритмы обработки сообщений, связанных с установлением соединений и разъединением. В состав этих сообщений входит множество индикаторов, позволяющих обеспечить все услуги, предоставляемые сетью ISDN.
В таблице приведен перечень сообщений ISDN.
|
В настоящее время существуют две основные версии ISUP: Q.767 и ISUP"92 . Наличие этих двух версий определяется тем, что внедрение ISDN проходило параллельно в нескольких странах, причем к моменту начала внедрения Рекомендации MKKTT на данную подсистему не были достаточно проработаны, чтопривело к невозможности их стыковки. В результате были отобраны те функции, которые оказались совместимыми в различных реализациях и соответствующие стандартам ETSI , и была сформирована рекомендация Q.767, а расширенная версия с более подробными спецификациями была названа ISUP"92.
В настоящее время в соответствии с ограничительным перечнем на системы сигнализации, утвержденным МС РФ на территории России, принята система сигнализации ISUP - R . По данной версии разработаны спецификации, указывающиеся на отличия от версии Q.767. Разработка такой спецификации была вызвана необходимостью стыковки с традиционными системами сигнализации, используемыми на сети России.
Функциональные подсистемы
Архитектура ОКС-7
Функциональная архитектура системы ОКС-7 устроена так, что множество всех функций системы представлено в ней в виде совокупности функциональных блоков - подсистем, взаимодействующих между собой и поддерживающих друг друга.
Логическую связь между этими подсистемами можно представить в виде многоуровневой структуры, в которой N-й уровень предоставляет свои услуги (N+1)-му уровню, пользуясь при этом услугами, которые предоставляет ему (N-1)-й уровень.
Каждый уровень содержит вполне определенное множество функций и взаимодействует со смежными (сверху и снизу) уровнями через четко определенные интерфейсы.
Основными подсистемами ОКС-7 являются:
ð Подсистема переноса сообщений (MTP - Message Transfer Part)
ð Подсистемы-пользователи услугами MTP:
SCCP – подсистема управления соединением сигнализации;
TUP – подсистема пользователя телефонии;
ISUP – подсистема пользователя ISDN;
MUP – подсистема пользователя подвижной связи (NMT)
HUP – подсистема эстафетной передачи сигналов управления в процессе разговора (NMT)
TCAP – подсистема возможностей транзакций;
MAP – прикладная подсистема пользователя подвижной связи (GSM);
INAP – прикладная подсистема интеллектуальной сети;
OMAP – подсистема технического обслуживания и эксплуатации.
MTP формирует и предоставляет услуги переноса сигнальной информации (в виде сигнальных сообщений) от пункта-отправителя через сеть ОКС к пункту-адресату.
Пользователи услугами MTP - это подсистемы, которые предоставляют свои услуги либо подсистемам, расположенным выше (как это делает SCCP), либо (как это делает ISUP) прямо пользователям системы ОКС-7, каковыми являются разнообразные прикладные процессы (это, в частности, процесс управления коммутацией, процессы управления предоставлением тех или иных дополнительных услуг, процессы эксплуатационного управления и др.).
Уровни модели ОКС-7 не полностью совпадают с уровнями модели OSI. Модель ОКС-7 содержит четыре уровня. Некоторые уровни, входящие в модель OSI, не имеют смысла в модели ОКС-7, и поэтому в ней не определены.
Два первых уровня модели ОКС-7: физический (функции звена данных сигнализации) и канальный (функции звена сигнализации), - реализуют обмен сигнальной информацией между двумя смежными пунктами сигнализации через связывающее эти пункты сигнальное звено и полностью совпадают с одноименными уровнями модели OSI.
Третий уровень модели ОКС-7 – сетевой
(функции сети сигнализации) – не обеспечивает всех функций сетевого уровня модели OSI. Для выполнения всех функций сетевого уровня в модели ОКС-7 присутствует подсистема управления соединением сигнализации SCCP (Signalling Connection Control Part), входящая в уровень 4 модели
ОКС-7.
Три нижних уровня модели ОКС-7 образуют подсистему переноса сообщений MTP (Message Transfer Part). Подсистемы MTP и SCCP вместе образуют подсистему сетевых услуг NSP (Network Service Part).
Четветый уровень модели ОКС-7 состоит из подсистем пользователей и приложений.
