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.
|
|
5.8. Сигнализация "из конца в конец" Сигнализация "из конца в конец" позволяет станциям передавать и принимать сигнальную информацию без ее анализа промежуточными АТС (например, междуго- родной АТС - АМТС). Сигнализация "из конца в конец" обычно используется между местными АТС для передачи специальной информации об услугах, запрошенных вы- зывающим или вызываемым абонентом. В этом случае сигнализация "из конца в ко- нец" маршрутизируется через АМТС, но АМТС не анализируют содержимое переда- ваемых сообщений. В этом контексте местные АТС называются конечными пункта- ми. Определены две формы сигнализации "из конца в конец": прохождение по сети и метод SCCP. Метод прохождения по сети сигнализации "из конца в конец" использует ин- формацию маршрутизации, ориентированную на соединение. Когда ISUP устанавли- вает телефонное соединение или соединение передачи данных, набираемый вызывае- мым абонентом номер преобразуется в информацию маршрутизации для использова- ния в сети сигнализации. Эта информация маршрутизации представляет собой эти- кетку маршрутизации плюс код идентификации канала (СIС). Информация маршру- тизации хранится в каждой участвующей в соединении АТС в течение всего соедине- ния, а для ее передачи имеется специальный тип сообщения. Когда во время соедине- ния транзитная АТС принимает сообщение этого типа, она использует уже имею- щуюся информацию маршрутизации и для передачи сообщения к следующей АТС, не выполняя анализа информации сигнализации "из конца в конец", содержащейся в са- мом сообщении. Только местным АТС (конечным пунктам), которые передают и принимают информацию "из конца в конец", требуется анализировать полное сооб- щение. В методе SCCP сигнализации "из конца в конец" для передачи сигнальной ин- формации используется подсистема SCCP. Имеются два метода передачи информа- ции: режим, не ориентированный на соединение, и режим, ориентированный на со- единение. При методе, не ориентированном на соединение, передаваемое от исходящей АТС к входящей АТС сообщение ISUP (обычно IАМ) включает метку соединения. Эта метка означает указание для входящей оконечной АТС, что требуется не ориен- тированный на соединение обмен информацией по SCCP. После приема метки соеди- нения на входящей оконечной АТС соответствующая метка соединения возвращается на исходящую оконечную АТС в сообщении о принятии полного адреса АСМ. Этот обмен метками соединения позволяет передавать сообщения типа "данные без соеди- нения", используя SCCP. При ориентированном на соединение методе в сообщение ISUP вставляется параметр "Запрос соединения" (Connection Request - CR). Если сигнализация "из кон- ца в конец" требуется одновременно с установлением соединения ISUP, то запрос CR вставляется в IАМ, а если соединение уже существует, то могут использоваться дру- гие типы сообщений ISUP. Прием на входящей АТС сообщения IАМ с запросом CR указывает, что исходящая АТС устанавливает соединение "из конца в конец". На вхо- 99 дящей АТС запрос CR пересылается подсистемой ISUP в подсистему SCCP, которая затем уже непосредственно отвечает подсистеме SCCP исходящей АТС сообщением подтверждения соединения СС. Затем осуществляется передача данных с использо- ванием стандартных процедур SCCP. Описанный выше метод сигнализации "из конца в конец" предоставляет воз- можность устанавливать логические соединения для обмена сигнальной информаци- ей между оконечными пунктами, а также организовывать физические соединения ка- налов. 5.9. Подсистема B-ISUP Необходимость в передаче подвижных и неподвижных изображений, больших объемов данных с высокой скоростью, объединении локальных и корпоративных вы- числительных сетей привела к созданию концепции широкополосной цифровой сети с интеграцией служб B-ISDN (Broadband Integrated Service Digital Network). В на- стоящее время предоставление широкополосных услуг наиболее эффективно при ис- пользовании в сетях B-ISDN асинхронного режима передачи АТМ (Asynchronous Transfer Mode). Для поддержки новых архитектур B-ISDN и АТМ протокол ОКС №7 был мо- дифицирован. Введена новая версия подсистемы ISUP - подсистема пользователя широкополосной цифровой сети с интеграцией служб B-ISUP (Broadband Integrated Service User Part), включающая дополнительные типы сообщений и параметров для поддержки широкополосных услуг. Подсистема пользователя B-ISUP, поддерживающая набор услуг №1 по пере- даче информации в сети АТМ, описана в рекомендациях Q.2761 - Q.2764, которые аналогичны рекомендациям Q.761 - Q.764 для подсистемы ISUP. Содержание реко- мендаций по B-ISUP приведено в табл. 5.3. Таблица 5.3. Стандарты на подсистему B-ISUP Рекомендации МСЭ-Т Содержание Q.2761 (формально BQ.761) Функциональное описание подсистемы пользователя широкопо- лосной цифровой сети с интеграцией служб Q.2762 (формально BQ.762) Основные функции сообщений и сигналов Q.2763 (формально BQ.763) Форматы и коды подсистемы пользователя B-ISDN Q.2764 (формально BQ.764) Процедуры подсистемы пользователя B-ISDN B-ISUP является протокольным уровнем ОКС №7, который обеспечивает функции межстанционной сигнализации, поддержку услуг по передаче информации, специализированные абонентские дополнительные услуги, обусловленные использо- ванием абонентского сигнального протокола Q.2931. Подсистема В-ISUP приспособлена для применения как в международных, так и в национальных сетях. Наряду со стандартной структурой протокола в B-ISUP так- же зарезервировано кодовое пространство для использования национальными адми- нистрациями при вводе специфических сигнальных сообщений и информационных элементов. Возможны альтернативные архитектуры реализации сигнального протокола в сети B-ISDN (рис. 5.14 ): использование подсистемы B-ISUP во взаимодействии с 100 тремя уровнями подсистемы передачи сообщений МТР (сетевым МТР-3, канальным МТР-2 и физическим МТР-1); использование подсистемы B-ISUP во взаимодействии с уровнями МТР-3, SAAL, АТМ, МТР-1. Рис. 5.14. Стек протоколов при использовании подсистемы B-ISUP В первом случае осуществляется простая замена подсистемы ISUP на подсис- тему B-ISUP, все другие уровни стека протоколов ОКС №7 остаются неизменными. Этот вариант реализации сигнализации в сети B-ISDN основывается на использова- нии квазисвязанного режима в сети ОКС №7. Существующие узкополосные звенья сигнализации используются для транспортировки сигнальных сообщений и широко- полосной сети (рис. 5.15). Для внедрения стека протоколов B-ISUP требуются изме- нения только в программном обеспечении уровня ISUP. Рис. 5.15. Использование существующей сети ОКС №7 в B-ISDN Когда число АТМ-коммутаторов в сети мало и используются только прямые звенья сигнализации, целесообразно использование второго варианта стека протоко- лов (рис. 5.16). Каналы АТМ и B-ISDN являются чаще виртуальными каналами VC (Virtual Circuit), чем физическими. Это предъявляет новые требования к сети ОКС №7 для обеспечения возможности проключения и управления виртуальными каналами. 101 Для этой цели в стек протоколов ОКС №7 на канальном уровне введены уровень адаптации сигнализации SAAL (Signalling Adaptation Layer) SAAL и уровень АТМ. 102 Уровень SAAL обеспечивает необходимые функции уровня звена сигнализации для виртуальных каналов и расположен над уровнем АТМ. Уровень АТМ формирует ячейки стандартной длины, которые переносят сигнальные единицы, функции сетево- го уровня по-прежнему обеспечивает уровень МТР-3, расположенный над уровнем SAAL. Однако при такой реализации стека протоколов ОКС №7 ограничена возмож- ность поддержки услуг, основанных на транзакциях, например, при маршрутизации сообщений к SCP в интеллектуальной сети. Рис. 5.16. Сеть B-ISDN с прямыми звеньями сигнализации Подсистема B-ISUP обеспечивает установление и разъединение соединений виртуальных каналов в сети АТМ со следующими характеристиками для обслужи- ваемых вызовов: тип соединения (переменная скорость передачи битов VBR, посто- янная скорость передачи битов CBR); скорость передачи ячеек в прямом направле- нии; скорость передачи в обратном направлении (симметричная или асимметричная); тип уровня адаптации пользователя AAL; транзитная задержка. В подсистеме B-ISUP используются в основном те же сигнальные сообщения, что и определенные в рекомендации Q.762 для ISUP. Дополнительные сигнальные сообщения, введенные в B-ISUP, приведены в табл. 5.4. Ряд сообщений имеют новое толкование в связи с особенностями сетей B-ISDN и АТМ. По сравнению с подсисте- мой ISUP значительно расширен список параметров сигнальных сообщений B-ISUP. Он включает приблизительно 110 параметров. Введены такие параметры, как пара- метры уровня адаптациии АТМ, скорость ячеек АТМ, возможность широкополосной передачи и другие. Подробный перечень параметров сообщений подсистемы B-ISUP приведен в [26, 30]. Таблица 5.4. Дополнительные сигнальные сообщения B-ISUP Обозначение Тип сообщения Код ССЕ Конец контроля последовательности (Consistency check end) 00010111 ССЕА Подтверждение конца контроля последовательности (Consistency check end acknowledgment) 00011000 CCR Запрос контроля последовательности (Consistency check request) 00000101 CCRA Подтверждение запроса контроля последовательности (Consistency check request acknowledgment) 00010001 IAA Подтверждение IAM (IAM acknowledgment) 00001010 RAM Подтверждение сброса (Reset acknowledgment) 00001111 RSM Сброс (Reset) 00010010 103 6. Принципы построения сети ОКС №7 6.1. Компоненты сети сигнализации Сеть связи, обслуживаемая ОКС, состоит из узлов коммутации и обработки, со- единенных звеньями передачи. В контексте сигнализации узлы сети связи, исполь- зующие ОКС, рассматриваются как пункты сигнализации (Signalling Point - SP). Два пункта сигнализации (ПС), для которых существует возможность связи ме- жду их соответствующими функциями подсистем пользователей, называются пунк- тами, имеющими сигнальное отношение (signalling relation) (например, две АТС, со- единенные пучком разговорных каналов). Два ПС, непосредственно соединенные пучком звеньев сигнализации, называ- ются смежными пунктами сигнализации (adjacent signalling points), а не имеющие непосредственной связи - несмежными. 6.2. Режимы сигнализации Режим сигнализации - это связь между путем, по которому проходит сигналь- ное сообщение в сети сигнализации, и сигнальным отношением, к которому относит- ся это сообщение. Пункты сигнализации в сети могут работать в следующих режи- мах: 1. В связанном режиме (associated mode), при котором сообщение, относящееся к данному сигнальному отношению между двумя смежными ПС, передается по пучку звеньев, который непосредственно соединяет эти два ПС (рис. 6.1). Рис. 6.1. Применение связанного режима сигнализации: 2. В несвязанном режиме, при котором сигнальное сообщение, относящееся к данному сигнальному соотношению, передается по двум и более пучкам звеньев, по- следовательно проходя один или несколько звеньев сигнализации, исключая исход- ный пункт и пункт назначения. 3. В квазисвязанном режиме (quasi-associated mode) - частный случай несвязан- ного режима, при котором путь прохождения сообщения в сети сигнализации заранее определен и в каждый данный момент зафиксирован (рис. 6.2). ОКС №7 предназначен для использования при связанном и квазисвязанном ре- жимах. Подсистема пользователя не имеет средств, позволяющих избежать наруше- ния последовательности поступления сообщений, которое возможно при полностью несвязанном режиме с динамической маршрутизацией сообщений. 104 Рис. 6.2. Квазисвязанный режим сигнализации: 6.3. Международные и национальные сети сигнализации Международные и национальные сети сигнализации рассматриваются как неза- висимые с точки зрения их структуры. Хотя отдельный пункт сигнализации может принадлежать и к национальной и к международной сети, коды пунктам сигнализа- ции присваиваются в соответствии с правилами, определенными для каждой из этих сетей. Простейшая сеть сигнализации состоит из исходящего пункта и пункта назна- чения сигнализации, соединенных одним звеном сигнализации (связанный режим). По техническим и экономическим соображениям простая связанная сеть может быть неприемлемой. Тогда используется сеть, работающая в квазисвязанном режиме, в которой информация между исходящим пунктом и пунктом назначения может быть передана через несколько транзитных пунктов сигнализации (Signalling Transfer Point - STP). С функциональной точки зрения всемирная сеть сигнализации имеет структуру, состоящую из двух независимых уровней: международного и национальных (рис. 6.3). Пункт сигнализации SP, включая транзитный пункт сигнализации STP, может входить в одну из трех категорий: • национальный пункт сигнализации (NSP), относящийся лишь к национальной сети и идентифицируемый кодом исходящего пункта (ОРС) или пункта назначения Рис. 6.3. Международные и национальные сети сигнализации 105 (DPC) в соответствии с национальным планом нумерации пунктов сигнализации; • международный пункт сигнализации (ISP), относящийся только к междуна- родной сети и идентифицируемый ОРС и DPC в соответствии с международным пла- ном нумерации пунктов сигнализации; • узел, одновременно работающий как ISP и NSP, который относится и к на- циональной сети и к международной сети. В каждой из сетей он идентифицируется своим ОРС и DPC. Для отличия международных кодов пунктов сигнализации от национальных ис- пользуется национальный индикатор (код сети). Для идентификации пунктов сигна- лизации используется код из 14 бит. При нормальных условиях в международной сети число транзитных пунктов сигнализации между исходящим пунктом сигнализации и пунктом сигнализации на- значения должно быть не более двух. В случае отказов их может быть до трех, а на короткий промежуток времени - до четырех. 6.4. Структуры сетей ОКС Система ОКС №7 может использоваться с различными структурами сети сигна- лизации. На выбор структуры сети сигнализации могут влиять следующие факторы: • структура сети электросвязи, которая должна обслуживаться системой сигна- лизации; • административные аспекты. Если система сигнализации будет только на основе сигнальных отношений, то сеть будет основана главным образом на связанном режиме сигнализации и в малой степени на квазисвязанном режиме для сигнальных отношений с малой нагрузкой. В этом случае структура сети в основном определяется схемами сигнальных отноше- ний. Примером такой реализации может служить международная сеть ОКС. Другое решение - сеть сигнализации рассматривается как общее средство для передачи разнообразной информации по ОКС. В этом случае используется большая емкость звеньев сигнализации в сочетании с избыточностью, необходимой для обес- печения надежности. В такой сети в большей степени используются квазисвязанный и связанный режимы в сигнальных отношениях с большой нагрузкой. Определяющим фактором для сети сигнализации является надежность, которая обеспечивается избыточностью. Необходимая избыточность может быть обеспечена сочетанием следующих видов избыточности: • звеньев передачи данных сигнализации (например, специально выделенными резервными звеньями или коммутируемыми соединениями); • оборудования оконечных устройств сигнализации (например, общей группой ОУ в оборудовании пункта сигнализации); • звеньев сигнализации внутри пучка звеньев (работающих обычно с разделе- нием нагрузки); • маршрутов сигнализации для каждого назначения (способных в случае необ- ходимости работать с разделением нагрузки). Ячеистая структура сети - это типовая структура, работающая в квазисвязанном режиме. На ее основе могут быть построены любые сети. В ячеистой структуре каждый из пунктов сигнализации связан с двумя STP по- средством двух пучков звеньев. Один из возможных примеров сети ячеистой струк- 106 туры показан на рис. 6.4. Каждая пара STP соединена с другой парой четырьмя пуч- ками звеньев сигнализации. Кроме того, между двумя STP каждой из пар имеется пу- чок звеньев сигнализации. Для рассмотренного примера сети ячеистой структуры могут быть построены упрощенные версии путем исключения некоторых звеньев сигнализации, связываю- щих STP (рис. 6.5). Следует отметить, что для построения реальных сетей ОКС могут использоваться показанные на рисунках сети или их фрагменты. Рис. 6.4. Основная сеть ячеистой структуры: Развитые сети ОКС №7 включают в себя совокупность ПС и связывающую их сеть транзитных ПС, т.е. являются не иерархическими. В свою очередь, сеть транзит- ных пунктов сигнализации может иметь несколько уровней иерархии. Транзитная сеть сигнализации с одним уровнем иерархии является более пред- почтительной из-за максимальной простоты, минимальных временных задержек пе- редачи сигнальных сообщений, эффективности стоимостных показателей. Однако в больших сетях с целью достижения большей надежности и доступности сети может быть построен второй уровень иерархии транзитных пунктов сигнализации. В этом случае каждый транзитный пункт нижнего уровня опирается пучками звеньев сигна- лизации (ЗС) по крайней мере на два транзитных пункта верхнего уровня иерархии. Сеть сигнализации верхнего уровня является полносвязанной (рис. 6.6). В сети сигнализации могут быть задействованы два типа транзитных пунктов сигнализации: интегрированный STP и выделенный STP. Интегрированный STP, как правило, встроен непосредственно в оборудование Рис. 6.5. Упрощенные версии основной сети ячеистой структуры 107 коммутационной станции и является одним из ее модулей. Следовательно, произво- дительность такого STP зависит от производительности процессоров коммутацион- ной станции. Преимуществами интегрированного STP являются простота реализации, экономическая эффективность, меньший объем обмена сигнальным трафиком с пунк- том сигнализации. Выделенный STP реализуется отдельно от оборудования коммутационной стан- ции и поэтому обладает более высокой производительностью и независимостью от сбоев в оборудовании коммутационной станции. |