СИСТЕМЫ СИГНАЛИЗАЦИИ В СЕТЯХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ Хоменок МЮ, Данилевич АВ, БГУИР 2000 (Книга). СИСТЕМЫ СИГНАЛИЗАЦИИ В СЕТЯХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ Хоменок МЮ, Даниле. М. Ю. Хоменок, А. В. Данилевичсистемы сигнализации в сетях телекоммуникаций
 Скачать 1.18 Mb.
|
|
Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра сетей и устройств телекоммуникаций М.Ю. Хоменок, А.В. Данилевич СИСТЕМЫ СИГНАЛИЗАЦИИ В СЕТЯХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ по курсу “Системы сигнализации в телекоммуникациях” для студентов специальности “Телекоммуникационные системы” МИНСК 2000 УДК 621.396 (075.8) ББК 32.885 Я 73 Х 76 Рецензент: начальник Информационно-аналитического центра ГПНИП «Гипросвязь» Каракулько С.И. Хоменок М.Ю., Данилевич А.В. Х 76 Системы сигнализации в сетях телекоммуникаций: Учеб. пособие по курсу “Системы сигнализации в телекоммуникациях” для студентов специальности “Телекоммуникационные системы” - Мн.: БГУИР, 2000. – 112 с.: ил. 66. ISBN 985-444-080-X. Дан анализ стандартизированных МСЭ-Т систем сигнализации. Рассмотрены вопросы архитектуры сети ОКС №7 и информационной модели пунктов сигнали- зации, форматы сообщений и структуры подсистем передачи сигнальных сооб- щений (МТР), управления соединением сигнализации (SCCP) и пользователя ЦСИС (ISUP). УДК 621.396 (075.8) ББК 32.885 Я 73 ISBN 985-444-080-X Ó М.Ю.Хоменок, А.В.Данилевич, 2000 3 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................ 5 1. Системы сигнализации в сетях связи............................................................................ 6 1.1. Классификация систем сигнализации ............................................................ 6 1.2. Международные стандартизированные системы сигнализации .................. 8 1.3. Обзор систем сигнализации на национальной сети РБ............................... 23 2. Архитектура ОКС №7.................................................................................................. 26 2.1. Преимущества общеканальной сигнализации............................................. 26 2.2. Многоуровневая эталонная модель системы ОКС №7 ............................... 28 2.3. Функциональные уровни ОКС №7............................................................... 30 2.4. Примитивы услуг ОКС №7........................................................................... 32 3. Подсистема передачи сообщений МТР ...................................................................... 34 3.1. Функции подсистемы передачи сообщений ................................................ 34 3.2. Звено данных сигнализации ......................................................................... 35 3.3. Звено сигнализации....................................................................................... 36 3.4. Функции и коды полей сигнальных единиц ................................................ 36 3.5. Способ обнаружения ошибок в сигнальных единицах ............................... 41 3.6. Способы исправления ошибок ..................................................................... 42 3.7. Адресация сигнальных сообщений .............................................................. 48 3.8. Функции сети сигнализации......................................................................... 50 3.9. Процедуры управления звеньями сигнализации ......................................... 53 4. Подсистема управления соединением сигнализации SССР ...................................... 57 4.1. Назначение подсистемы SССР ..................................................................... 57 4.2. Структура подсистемы SССР ....................................................................... 59 4.3. Услуги, ориентированные на соединение.................................................... 61 4.4. Услуги, не ориентированные на соединение............................................... 65 4.5. Управление SCCP.......................................................................................... 66 4.6. Адресация и маршрутизация SCCP.............................................................. 66 4.7. Форматы и коды сообщений SCCP .............................................................. 68 5. Подсистема пользователя цифровой сети с интеграцией служб ISUP...................... 72 5.1. Назначение подсистемы ISUP ...................................................................... 72 5.2. Услуги ISDN.................................................................................................. 73 5.3. Структура сообщений подсистемы ISUP..................................................... 74 5.4. Сообщения подсистемы ISUP ...................................................................... 75 5.5. Параметры сообщений ISUP ........................................................................ 79 5.6. Установление и разъединение соединений в сети ISDN............................. 93 5.7. Реализация дополнительных услуг ISDN .................................................... 96 5.8. Сигнализация "из конца в конец"................................................................. 98 5.9. Подсистема B-ISUP....................................................................................... 99 6. Принципы построения сети ОКС №7 ....................................................................... 103 6.1. Компоненты сети сигнализации................................................................. 103 6.2. Режимы сигнализации................................................................................. 103 4 6.3. Международные и национальные сети сигнализации ...............................104 6.4. Структуры сетей ОКС .................................................................................105 6.5. Функции управления сетью ОКС №7.........................................................107 6.6. Управление сигнальным трафиком в сети .................................................108 6.7. Маршрутизация в сети ОКС №7.................................................................110 6.8. Форматы и коды сообщений управления сетью сигнализации.................112 6.9. Нумерация кодов международных пунктов сигнализации .......................114 ЛИТЕРАТУРА................................................................................................................116 5 ВВЕДЕНИЕ Последние десятилетия характеризуются нарастающим воздействием компью- терных технологий и сетей передачи данных на структуру и архитектуру телефонной сети общего пользования. Особенно это проявляется в области систем сигнализации, используемых в телефонных сетях. Система сигнализации должна обеспечивать, в ча- стности, поддержку: оперативного управления коммутацией в сетях связи; управления предоставлением дополнительных услуг цифровых сетей с ин- теграцией служб (ЦСИС); обращения к базам данных в сетях сотовой подвижной связи; распределенную обработку информации при предоставлении услуг интел- лектуальной сети. Специфицированная в рекомендациях сектора стандартизации Международ- ного союза электросвязи (МСЭ-Т) ITU-T и удовлетворяющая этим требованиям сис- тема общеканальной сигнализации №7 стала применяемым во все мире стандартом для международной и национальных сетей связи. Сети сигнализации, работающие по протоколу ОКС №7, представляют собой специализированные сети с коммутацией пакетов, логически удаленные от сетей коммутируемых каналов связи и предназна- ченные для транспортировки сообщений управления соединениями в телефонных се- тях и сетях ЦСИС, а также запросов выполнения операций в удаленных узлах сети. Полное описание системы сигнализации ОКС №7 приводится в рекомендациях МСЭ-Т серии Q.700, которые изложены соответственно в желтой книге МККТТ (1981 г.), красной книге МККТТ (1984 г.), голубой книге МККТТ (1988 г.) и белой книге МСЭ-Т (1992 г.). В учебном пособии дан краткий анализ стандартизированных МСЭ-Т систем сигнализации, а также существующих систем на национальной сети РБ. Рассмотрены вопросы архитектуры сети ОКС №7 и информационной модели пунктов сигнализа- ции в соответствии с семиуровневой моделью взаимодействия открытых систем, структуры подсистемы передачи сигнальных сообщений (МТР), подсистемы управ- ления соединением сигнализации (SCCP) и подсистемы пользователя ЦСИС (ISUP). 6 1. Системы сигнализации в сетях связи 1.1. Классификация систем сигнализации Под сигнализацией в сетях связи понимается совокупность сигналов, переда- ваемых между элементами сети для обеспечения установления и разъединения соеди- нения при обслуживании вызовов, а также для передачи различной служебной ин- формации. В зависимости от участка сети различают следующие виды сигнализации (рис. 1.1): • абонентская - на участке между абонентским терминалом и коммутационной станцией; • внутристанционная - между различными функциональными узлами и бло- ками внутри коммутационной станции; • межстанционная - между различными коммутационными станциями в сети. В качестве примера на рис. 1.2 пока- заны основные сигналы абонентской сиг- нализации, передаваемые в процессе нор- мального установления (разъединения) соединения между двумя абонентами, подключенными к одной телефонной станции. Внутристанционная сигнализация зависит от архитектуры и принципов по- строения системы коммутации, исполь- зуемой элементной базы и является спе- цифической для каждого типа системы. Межстанционная сигнальная ин- формация может передаваться различны- ми способами, которые можно разделить на три основные класса: 1. Способы передачи сигналов непо- средственно по телефонному каналу (раз- говорному тракту), называемые иногда "внутриполосными" системами сигнали- зации. По телефонным каналам (физиче- ским цепям) сигналы могут передаваться постоянным током (гальванический, Рис. 1.1. Сигнализация в сетях связи Рис. 1.2. Пример абонентской сигнализации 7 шлейфный или батарейный способы), токами тональной частоты, индуктивными им- пульсами и др. 2. Сигнализация по индивидуальному выделенному сигнальному каналу (ВСК). Как правило, в таких системах обеспечиваются выделенные средства передачи сиг- нальной информации (выделенная емкость канала) для каждого телефонного канала в тракте передачи информации. Это может быть 16-й канальный интервал в ИКМ- тракте, выделенный частотный канал вне разговорного канала ТЧ на частоте 3825 Гц и др. 3. Системы общеканальной сигнализации (ОКС). В системах этого класса тракт передачи данных ОКС предоставляется для целого пучка телефонных каналов по принципу адресно-группового использования, т.е. сигналы передаются в соответст- вии со своими адресами и размещаются в общем буфере для использования каждым каналом, как и когда это потребуется. Иллюстрацией принципов ОКС для сети або- нентского доступа могут служить протоколы DSS или V.5. Системы сигнализации первых двух классов разработаны для применения в се- тях со старыми технологиями, в которых коммутационные узлы и станции электро- механического типа (декадно-шаговые и координатные), а системы передачи в основ- ном являются аналоговыми (хотя и цифровые системы передачи могут использовать- ся для организации связи между станциями). С другой стороны, общеканальные сис- темы сигнализации оптимальны для использования в сетях с современными техноло- гиями, в которых и станции и системы передачи основаны на цифровых технологиях и программном управлении. Эти три класса способов сигнализации применяются для передачи адреса и дру- гой информации между терминалами (оконечным оборудованием) и АТС, а также между самими коммутационными узлами и станциями. В этих способах возможна пе- редача трех категорий сигналов: • абонентских сигналов, которые управляют трактом передачи по абонентской ли- нии и предоставляют адресную информацию для регистрации в местной системе коммутации, а также информируют абонентов о состоянии соединения (акустические и зуммерные сигналы); • линейных сигналов, управляющих трактом передачи по каналам связи между стан- циями. Линейные сигналы передаются как в прямом, так и в обратном направлениях в исходном состоянии и во время установления соединения до полного освобождения приборов. Эти сигналы отмечают основные этапы установления соединения; • сигналов маршрутизации (регистровых сигналов), которые предоставляют адрес- ную информацию для маршрутизации вызовов к месту назначения (например, ин- формация о номере вызываемого абонента, информация о категории и номере вызы- вающего абонента, сигналы категории вызова и другие). Совокупность соответствующих сигналов и способов их передачи образует або- нентскую сигнализацию, линейную сигнализацию и сигнализацию маршрутизации, которую часто называют регистровой (она использовалась при обмене информацией между регистрами и маркерами координатных АТС). Адресная информация может посылаться между станциями двумя способами: • методом "от узла к узлу", согласно которому вся адресная информация посылается к каждой станции на пути соединения. Например, исходящая станция А передает всю информацию на станцию Б и ее передатчик освобождается. Станция Б обрабатывает адресную информацию и посылает ее к следующей станции В и т.д.; 8 • методом "из конца в конец", когда осуществляется сквозная сигнализация. Напри- мер, станция А вызывающего абонента передает только часть информации, необхо- димой для маршрутизации вызова на следующей станции Б, затем часть информации передается из станции А на следующую станцию В и т.д. 1.2. Международные стандартизированные системы сигнализации Для успешного взаимодействия на телекоммуникационных сетях как внутри страны, так и на международном уровне протоколы сигнализации должны быть уни- фицированы. Унификацией и стандартизацией протоколов сигнализации занимался Между- народный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ), преобра- зованный затем в Сектор стандартизации электросвязи Международного союза элек- тросвязи (ITU-T). Рассмотрим краткий анализ семи рекомендованных ITU-T систем сигнализа- ции (системы №1 - 5, R1 и R2), который представляется полезным в силу влияния за- ложенных в них технических идей, а иногда и их непосредственного присутствия в том или ином виде в коммутационных узлах и станциях различных типов на теле- фонной сети общего пользования и ведомственных телефонных сетях Республики Бе- ларусь и других стран СНГ. Отметим, что начиная с 1934 г. по мере разработки очередного протокола сиг- нализации увеличивался спектр используемых сигналов, включая сигналы в обратном направлении. Каждый последующий протокол сигнализации строился на опыте предшествующих протоколов, и, хотя эти протоколы уже прошли пик своего разви- тия, они будут использоваться еще в течение определенного времени, вплоть до их замещения общеканальной системой сигнализации. На различных стадиях развития телефонных сетей Сектор стандартизации теле- коммуникаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Т) рекомендовал различ- ные стандарты систем сигнализации, характеристики которых приведены в табл. 1.1. Развитие систем сигнализации можно разделить на три периода. Первый период характеризуется широким использованием декадно-шаговых станций с непосредст- венным управлением, в которых все функциональные сигналы передаются по инди- видуальному тракту. Таким индивидуальным трактом передачи телефонных сигналов является или сам разговорный канал, по которому установлено соединение, или ин- дивидуальный выделенный сигнальный канал, закрепленный за данным разговорным каналом и лежащий за пределами его частотной полосы. К первому периоду относят- ся системы сигнализации №1-3, рекомендованные МККТТ для междугородной сети связи. Во всех этих системах для передачи функциональных сигналов используется разговорный тракт. Для кодирования сигналов используется одна или несколько час- тот, лежащих в спектре стандартного телефонного канала. Второй период характеризуется появлением на телефонных сетях станций ко- ординатной системы с косвенным управлением. Введение косвенного управления по- требовало увеличения числа передаваемых управляющих сигналов, повышения ско- рости и достоверности передачи. Ко второму периоду относятся такие системы сиг- нализации, как № 4 и 5, рекомендованные для международной сети связи. В системе сигнализации №4 для передачи функциональных сигналов используются две 9 частоты - 2040 и 2400 Гц. Распознавание сигналов производится по длительности и частоте. В системе сигнализации №5 для передачи управляющей информации ис- пользуются комбинации двух частот из шести, которые передаются в полосе частот разговорного спектра. Линейные сигналы в системе сигнализации №5 передаются на частотах 2400 и 2600 Гц. В 1968 г. МККТТ была рекомендована вместо системы сиг- нализации №4 система сигнализации R2, в которой для передачи линейных сигналов используется индивидуальный выделенный сигнальный канал на частоте 3825 Гц, за- крепляемый за каждым разговорным каналом. Линейные сигналы передаются на этой частоте в режиме с подтверждением. Сигналы управления в системе R2 передаются по разговорному каналу 12-частотным двухполосным способом, который использует две группы частот: одну - для прямого направления, другую - для обратного. Для ка- ждого направления передача ведется кодом "2 из 6" методом "непрерывного челно- ка". Применение прямых и обратных сигналов в разнесенных группах частот позво- ляет начинать их передачу в одном направлении, не дожидаясь прекращения переда- чи сигналов в другом направлении. Это дает возможность использовать систему R2 на двухпроводных линиях с высокой скоростью передачи. В цифровом варианте сис- темы сигнализации R2D для передачи линейных сигналов используется канальный интервал 16 системы ИКМ-30, в котором организуется два выделенных сигнальных канала. Третий период характеризуется применением на телефонных сетях станций с программным управлением. На этих станциях можно значительно сократить объем и стоимость оборудования сигнализации путем использования запоминающих уст- ройств электронных управляющих машин (ЭУМ) и высокой скорости обработки ин- формации. Станции этого типа могут обеспечить передачу линейных и управляющих сигналов не по индивидуальным каналам, а по общему каналу сигнализации с приме- нением средств передачи данных. В 1968 г. МККТТ была утверждена система сигнализации №6, рекомендуемая для организации ОКС на международных участках телефонной сети. В процессе ис- пытаний системы сигнализации №6 выявились следующие ее недостатки: система не рассчитана на работу по каналам с большим временем распространения сигнала, име- ет недостаточную помехоустойчивость, ограниченный объем адресной части и недос- таточно гибка для приспособления к нуждам национальных сетей. Поэтому в 1973 г. МККТТ был поставлен вопрос о разработке системы сигнализации №7. Разработанная и утвержденная МККТТ в 1980 г. система сигнализации ОКС №7 обладает следующими преимуществами: пригодна для сетей связи различного назна- чения, имеет различные модификации и используется как на международной, так и на национальной сетях, обеспечивает устойчивую работу по каналам связи с временем распространения сигнала до 1 с и с коэффициентом ошибок до 10 -4 На межстанционных соединительных линиях внутри национальных телефонных сетей применялись и в настоящее время еще применяются специфические для каждой страны системы сигнализации. 10 |