Обзор ОКС. Обзор ОКС (ЛОНИИС). Обзор системы сигнализации по общему каналу (окс 7)

• Название: Обзор системы сигнализации по общему каналу (окс 7)
• Анкор: Обзор ОКС
• Дата: 13.04.2022
• Размер: 270 Kb.
• Имя файла: Обзор ОКС (ЛОНИИС).doc
• Тип: Обзор; #471030
• страница: 2 из 5

3. Подсистемы ОКС №7

При рассмотрении структуры ОКС №7 надо отметить, что она представляет собой совокупность двух наборов подсистем. Первый набор может быть назван подсистемами сетевых услуг (NSP - Network services part), а второй - подсистемами пользователя (UP - User Part).

3.1. Подсистемы сетевых услуг (NSP)

Набор подсистем сетевых услуг состоит из подсистемы передачи сообщений (МТР - Message Transfer Part) и подсистемы управления сигнальными соединениями (SCCP - Signalling Connection Control Part). В некоторой степени эти подсистемы могут быть представлены как функциональный эквивалент первых трех уровней эталонной модели OSI.

3.1.1. Подсистема передачи сообщений (МТР)

Рекомендации МККТТ, описывающие подсистему передачи сообщений, впервые были выпущены в 1980 г. (так называемая Желтая книга). Для улучшения работоспособности системы и разъяснения текста рекомендаций с тех пор было внесено множество мелких дополнений. МТР была специфицирована как средство обеспечения надежного переноса сообщений между узлами связи. Фактически это - единственная обязательная для применения подсистема. Основным усовершенствованием можно считать увеличение возможной длины стандартного сообщения с 64 октетов до 272 октетов (1 октет=8 бит), которое было принято в 1985 г. и опубликовано в 1988 г. (Синяя книга).

В течение исследовательского периода 1988-1992 гг. единственными серьезными изменениями были пересмотр процедуры рестарта и прояснение процедур организации доступности для подсистемы пользователя.

Общей задачей МТР является обеспечение достаточно надежной передачи и распространения сигнальной информации в пределах сигнальной сети. Кроме того, эта подсистема должна реагировать на возникновение системных и сетевых неисправностей и предпринимать в этом случае действия, необходимые для сохранения поддержки выполняемых сетью функций.

Таким образом, МТР представляет собой нечто большее, чем протокол, ибо свойства этой подсистемы означают в том числе:

реализацию обнаружения ошибок с последующей повторной передачей всех ошибочных сообщений;

возможность альтернативной маршрутизации трафика сообщений к необходимому пункту назначения с обходом поврежденных сигнальных линий и узлов.

Функции МТР, а также их взаимодействие охватывает три нижних уровня соответствия эталонной модели OSI (см. рис. 1). Более детально функциональная диаграмма подсистемы представлена на рис. 3.



Рис.3. Функциональная диаграмма МТР
Уровень 1, осуществляющий связь (обмен) сигнальных данных содержит возможности, доступные для сигнального звена данных ОКС №7. Фактически это двунаправленный тракт передачи сигнальных сообщений, состоящий из двух симплексных каналов, работающих совместно в противоположных направлениях с одинаковыми битовыми скоростями. Для решения задач по установлению, поддержанию и разрушению соединений ISDN-телефонии в режиме с коммутацией каналов каждая связь являет собой двунаправленную пару каналов сигнализации со скоростью передачи по 64 кбит/с для каждого канала. Данная скорость соответствует международному стандарту МККТТ /1/. Могут быть использованы и более низкие битовые скорости, однако при этом нужно учитывать требования пользовательских подсистем относительно максимальной задержки передачи сообщений. Например, минимальная скорость, допустимая для применений управления телефонным соединением, составляет 4.8 кбит/с. В будущем может потребоваться применение более высоких скоростей /2/.

В целом описываемый уровень полностью соответствует определению физического уровня эталонной модели OSI.

Уровень 2 совместно с уровнем 1 - выполняет функции обеспечения надежного переноса сигнальной информации по индивидуальной сигнальной связи. Данный уровень реализует на практике соответствующие правила форматирования информации, образуя для нее своего рода упаковку. Упакованная таким образом сигнальная информация рассматривается как единица сигнального сообщения и представляет собой сигнальное сообщение переменной длины. Функции второго уровня включают в себя все необходимые процедуры по ограничению и синхронизации сигнала, обнаружению ошибок и управлению протоком информации. При этом сигнальное сообщение рассматривается как единое целое. Пример, иллюстрирующий структуру информационной сигнальной единицы, показан на рис.4.

F - флаг

BSN - номер в обратном направлении

BIB - обратный бит-индикатор

FSN - номер в прямом направлении

FIB - прямой бит-индикатор

LI - индикатор длины сообщения

SIO - октет служебной информации

SIF - поле сигнальной информации

СК - проверочные биты
Рис.4. Формат информационной сигнальной единицы
Длина поля сигнальной информации в сообщении не должна превышать 272 октетов, так как большее время передачи, требующееся для соответственно более длинного сообщения, может привести к недопустимой длительности задержек при переспросе для исправления ошибок. В конечном счете, надо отметить, что это ограничение введено в соответствии с максимальной стандартизованной скоростью линейной передачи, т.е. 64 кбит/с.

Функции второго уровня МТР имеют значительное сходство с типичными протоколами соответствующего уровня сетей передачи данных (например, HDLC, SDLC, LAP-B). Наиболее значительные имеющиеся отличия проистекают из наличия высоких требований к характеристикам сигнальной системы (в отношении потери или нарушения последовательности сообщений, превышения допустимой длительности задержек и т.д.).

Эти требования обуславливают необходимость быстрой реакции на возникновение аварийных ситуаций.

Процедурами рассматриваемого уровня реализуются, например, два типа мониторинга появления ошибочных сообщений и две формы исправления ошибок. Кроме того, при возникновении на принимающей стороне ситуации перегрузки (объем поступления новых сообщений превышает допустимое максимальное пороговое значение) предусмотрена инициализация процедуры управления потоком информации.

Второй уровень МТР функционально соответствует уровню 2 эталонной модели OSI.

Уровень 3 подсистемы передачи сообщений обеспечивает выполнение функций и процедур, относящихся к переносу сообщений между отдельными пунктами сигнализации, являющимися узлами сигнальной сети (т.е. назначением уровня 3 можно считать выполнение сетевых сигнальных функций; принципы организации сигнальной сети кратко рассматриваются ниже).

Сетевые сигнальные функции условно подразделяются на две основные категории: обработка сигнальных сообщений и управление сигнальной сетью. Взаимодействие функций этих категорий продемонстрировано на рис. 5.


Рис.5 Сетевые сигнальные функции
Обработка сигнальных сообщений подразумевает выполнение функций маршрутизации, дискриминирования и распределения сообщений на каждом пункте сигнализации. Целью управления сигнальной сетью является переконфигурирование сигнальной сети в случае возникновения аварийных ситуаций на сигнальных связях или сигнальных пунктах, а также управление трафиком при перегрузках или блокировках. Это позволяет поддержать своевременную доставку сообщений в пункты назначения в нужной последовательности, без потерь, повторов или недопустимых задержек. Как видно из схемы рис. 5, к функциям управления сигнальной сетью относятся функции управления сигнальным трафиком, сигнальными маршрутами и сигнальными связями (линиями). Эти функции активизируются вследствие изменения состояний сигнальных линий, пунктов или маршрутов.

Таким образом, уровень 3 реализует функции, формирующие из отдельных компонентов сеть сигнализации и действующие в областях адресации, маршрутизации и распределения сообщений. Помимо этого, рассматриваемый уровень поддерживает выполнение функций сигнальной сети при наличии неисправностей или перегрузок ее элементов. Для обеспечения этих процессов связью пунктов сигнализации между собой уровнем 3 генерируются специальные сообщения управления сетью сигнализации.

Третий уровень МТР можно функционально представить как "нижнюю половину" сетевого уровня эталонной модели OSI.

3.1.2. Подсистема управления сигнальными соединениями (SCCP)

В порядке поддержки разнообразных новых услуг (в том числе услуг удаленных баз данных, подвижной связи, дистанционной активации дополнительных услуг) была определена необходимость наличия в сети гибкого внутрисетевого механизма передачи данных. Ввиду того, что многие применения не требуют одновременного установления речевой связи, использование для них подсистем пользователя (например, TUP или ISUP) является неэффективным.

Для получения полного функционального эквивалента сетевого (третьего) уровня эталонной модели OSI путем расширения услуг, предоставляемых МТР, была разработана подсистема управления сигнальными соединениями (SCCP - Signalling Connection Control Part).

Рекомендации относительно SCCP впервые были опубликованы в Красной книге МККТТ 1984 г. Затем они были дополнены разъяснениями, что имело своим результатом появление версии SCCP 1988 г. (Синяя книга). В течение исследовательского периода 1988 - 92 гг. работа над совершенствованием SCCP была продолжена /3/.

Возможности МТР в области адресации являются ограниченными, так как эта подсистема может направлять сообщения только в те логические точки пункта сигнализации, адреса которых указаны в индикаторе службы (содержится в поле октета служебной информации (SIO) и состоит из четырех бит). Таким образом, в пределах конкретного пункта сигнализации МТР имеет возможность распределять сообщения к любому из максимум 16 мест, что явно недостаточно для будущих применений /4/. SCCP имеет расширенные возможности, рассматривая всех своих локальных пользователей как подсистемы (обращение к которым происходит путем использования их номеров) и применяя при адресации сообщений совокупность кода пункта назначения с номером подсистемы. Для идентификации конкретного адреса может обеспечиваться вычисление кода пункта сигнализации и номера подсистемы из так называемого глобального адреса (иначе - глобального наименования).

Глобальный адрес может содержать национальный (международный) телефонный (или ISDN) номер, телексный номер, номер терминала сети передачи данных или номер любой другой специализированной сети. На стадии планирования сети определяется, какой именно план (планы) нумерации поддерживается конкретным случаем применения SCCP.

Услуги вычисления (перевода) адресной информации из глобального адреса могут применяться, например, в случае обращения к дублированным базам данных интеллектуальной сети. Там, где базы данных функционируют в режиме с резервированием, точке запроса их услуги неизвестно, какая именно из них в данный момент является рабочей. В этом случае запрос с глобальным адресом направляется в SCCP, ближайшей к необходимой паре баз данных и имеющую сведения об их статусе. Эта SCCP затем может дополнить (заменить) глобальный адрес на код пункта назначения и номер подсистемы той базы данных, которая активна в этот момент времени.

В дополнение к расширенным возможностям адресации SCCP в состоянии предоставить четыре класса обслуживания, определяющие типы предоставляемых услуг:

класс 0 - без установления соединения, соблюдение последовательности сообщений не гарантируется;

класс 1 - установление соединений с соблюдением последовательности сообщений;

класс 2 - основной, ориентированный на соединение;

класс 3 - ориентированный на соединение, с управлением потоками информации и обнаружением потери сообщения или нарушения их последовательности.

При предоставлении услуг класса 0 блоки информации пользователь-пользователь передаются в SCCP на исходящем узле и транспортируются независимо один от другого (очевидно, их порядок следования при этом может не соблюдаться).

Класс 1 дополняет услуги класса 0 тем, что позволяет высшему уровню указать SCCP конкретный поток блоков информации, который должен быть передан с соблюдением очередности блоков.

Услуги класса 2 обеспечивают двунаправленную передачу информационных блоков посредством установления временного или постоянного сигнального соединения (виртуального канала через сеть сигнализации). При этом соблюдается последовательность блоков, а также реализуются функции сегментирования и повторной сборки тех из них, длина которых превышает 255 октетов.

Услуги класса 3 представляют собой дополнительные функции управления потоком информации услуги класса 2. Помимо того, при потере сообщения или их очередности обеспечивается переустановление сигнального соединения с доведением этого факта до сведения вышестоящих уровней.

Структура SCCP упрощенно представлена на рис. 6.



Рис. 6. Структура SCCP
Как видно из рисунка, структуру SCCP можно представить состоящей из четырех функциональных блоков. Блок управления с ориентацией на соединение контролирует установление или разрушение виртуальных соединений, а также передачу по ним информации. Блок управления без установления соединения обеспечивает перенос блоков данных при предоставлении услуг соответствующих классов. Блок управления функциями SCCP обрабатывает ситуации перегрузки или аварии любой из систем-пользователей SCCP или любого маршрута к этой системе - пользователю. Блок управления маршрутизацией для сообщений, принятых от МТР или других блоков SCCP выполняет соответствующие функции маршрутизации, либо направляя эти сообщения в МТР для последующей передачи, либо переводя их в какой-либо из блоков SCCP для дальнейшей обработки.