Лекции по Структуре городской телефонной сети   

8. Служебные протоколы V5.2

8.1. Протокол назначения несущих каналов

Выбранная в качестве эпиграфа строчка итальянского поэта Филиппе Пананти полностью отражает суть протокола назначения несущих каналов (ВСС — Bearer Channel Connection protocol). Возможности этого протокола определяют основные концептуальные преимущества интерфейса V5.2 и позволяют революционизировать структуру современного узла коммутации. Именно благодаря протоколу ВСС можно резко уменьшить физические размеры абонентского оборудования АТС за счет его замены несколькими интерфейсами V5.2, что в значительной степени преобразует и всю телекоммуникационную сеть, состоящую из небольшого числа таких узлов.

Следует отметить принципиальное различие между интерфейсами V5.1 и V5.2. Несущие каналы интерфейса V5.1 жестко закреплены за цифровыми каналами пользовательских трактов, то есть между каждым используемым несущим каналом интерфейса и соответствующим каналом пользовательского порта существует постоянное соединение. С интерфейсом V5.2 дело обстоит иначе. Жесткое закрепление несущих каналов этого интерфейса за каналами пользовательских портов отсутствует; более того, количество используемых несущих каналов в интерфейсе всегда значительно меньше количества обслуживаемых им каналов пользовательских портов. Несущий канал интерфейса V5.2 предоставляется только тому каналу пользовательского порта, для которого запрашивается услуга связи, и только на время пользования этой услугой. Таким образом, соединение любого несущего канала интерфейса с каналом пользовательского порта является оперативно коммутируемым.

В дальнейшем, для краткости, такие оперативно коммутируемые соединения мы будем, как правило, называть В-соединениями, поскольку точный перевод на русский язык их английского названия bearer channel connections получается слишком многословным.

Переводя строчку эпиграфа с поэтического на технический язык, следует определить функции сообщений протокола ВСС как управление В-соединениями, то есть соединениями между цифровыми каналами портов пользователей и несущими канальными интервалами в трактах интерфейса V5.2. Эти сообщения назначают несущие канальные интервалы интерфейса для каналов портов пользователей, когда это требуется, и отменяют такие назначения, когда услуга больше не нужна, что дает возможность интерфейсу V5.2 концентрировать нагрузку. Концентрация обеспечивается специальным механизмом динамического распределения канальных интервалов, которым управляет АТС. Последнее связано с тем, что сеть доступа не всегда осведомлена о том, каким пользовательским портам в данный момент требуются канальные интервалы, поскольку она не интерпретирует сигнализацию управления соединениями пользователей.

В контексте протокола ВСС существует три типа В-соединений'

1) соединения в АТС и в интерфейсе V5.2, создаваемые оперативно для обслуживания каждого вызова ТфОП и ISDN с концентрацией трафика на стороне сети доступа;

2) соединения, создаваемые в АТС оперативно для каждого вызова, но использующие постоянные соединения в сети доступа, закрепленные в интерфейсе V5.2 за линиями ТфОП и ISDN с высокой нагрузкой (например, линиями УАТС) и за такими линиями, блокировка которых в сети доступа или в интерфейсе V5.2 недопустима (например, линиями охранной сигнализации),

3) полупостоянные соединения, устанавливаемые в сети доступа и АТС для поддержки услуг полупостоянных арендованных линий.

Для В-соединений первого типа процедура ВСС проводится в начале и в конце обслуживания каждого вызова, а управление соединением пользователя осуществляется со стороны АТС. Для В-соединений второго и третьего типов процедуры протокола ВСС проводятся под контролем системы эксплуатационного управления АТС (через интерфейс Qма), которая не назначает для линий конкретных канальных интервалов и трактов интерфейса V5, но должна иметь об этом информацию.

Интерфейс V5 2 обеспечивает возможность создания и нарушения многоканальных В-соединений «n x 64 Кбит/с», где n может принимать значения от 1 до 30, для поддержки коммутируемых связей Н0, Н11 и будущих высокоскоростных услуг. Такие В-соединения могут быть всех трех типов Каналы DSS-1 типа Н0 и Н 11 не должны быть «видимы» для интерфейса V5.2, но должны поддерживаться в нем прозрачно как n соединений каналов 64 Кбит/с. Соединения мультимедиа также не должны быть «видимы» для интерфейса V5.2, но должны поддерживаться прозрачно как несколько независимых соединений.

Протокол ВСС поддерживает только соединения между пользовательскими портами сети доступа и канальными интервалами интерфейса V5.2. Соединения «пользовательский порт - пользовательский порт» протоколом не поддерживаются, что, однако, не исключает возможности установления таких соединений полностью под управлением сети доступа, например, при отказе интерфейса V5.2.

В дополнение к назначению и отмене назначения несущих канальных интервалов протокол ВСС, в частности, позволяет АТС проверять правильность назначения, а сети доступа - информировать АТС о неисправностях, которые могут повлиять на назначение несущих канальных интервалов. Все это (а в первую очередь - сам механизм динамического назначения несущих каналов) существенно повышает надежность интерфейса V5.2, т.к. позволяет при обслуживании портов пользователей обходить те тракты интерфейса, которые имеют повреждения, и использовать только канальные интервалы исправных трактов интерфейса V5.2. Напомним, что V5.2 поддерживает до 16 трактов 2048 Кбит/с.

Структура сообщения протокола ВСС приведена на рис. 8.1. Все сообщения ВСС содержат в байтах 2 и 3 ссылочный номер процесса ВСС, к которому они относятся. В дополнение к ссылочному номеру там же размещен специальный S-бит, указывающий, был ли процесс инициирован сетью доступа или опорной АТС. В принципе, одно и то же значение ссылочного номера может использоваться процессом, инициированным станцией, и процессом, инициированным сетью доступа, и, хотя такая ситуация маловероятна, S-бит исключает возможность путаницы.

Протокол ВСС трактует каждое назначение и каждую отмену назначения несущего канала V5.2 как отдельный процесс, идентифицируемый собственным ссылочным номером. Каждый такой процесс завершается успешным назначением, успешной отменой назначения или прерыванием. Разные процессы создаются и завершаются параллельно, так что назначение или отмена назначения одного несущего канального интервала не задерживает другие назначения и отмены назначения.

Рис. 8.1. Формат ссобщения протокола ВСС

Типы сообщений протокола ВСС представлены в таблице 8.1. Что же касается направления передачи сообщений, то для протокола ВСС ведущей, как правило, является сторона АТС, а ведомой — сторона сети доступа, так как сеть доступа не осуществляет управления соединениями пользователей. Исключением из этого правила являются процессы, связанные с сообщениями AN_FAULT и PROTOCOL_ERROR, которые всегда инициируются со стороны сети доступа.

Сторона АТС запрашивает назначение канального интервала V5.2 посылкой в сторону сети доступа сообщения ALLOCATION. Это сообщение содержит ссылочный номер активизированного им процесса ВСС, используемый в дальнейших сообщениях, которые сопутствуют данному назначению. Сообщение также содержит в обязательном информационном элементе «Идентификация порта пользователя» адрес пользовательского порта.

Для портов ТфОП этот информационный элемент одновременно идентифицирует и канал порта, так как порт содержит всего один канал.

Для портов ISDN, содержащих каждый более одного В-канала, используется информационный элемент «Идентификация канала порта ISDN». Номер канала пользовательского порта ISDN в этом информационном элементе помещается в поле из 5 битов. В случае первичного доступа ISDN каналы от В1 до В31 будут иметь номера от 1 (00001) до 31 (11111). В случае базового доступа канал В1 будет иметь номер 1 (00001), а канал В2 - номер 2 (00010).

Несущий канал интерфейса, назначаемый для канала ТфОП или для В-канала порта ISDN, идентифицируется информационным элементом «Идентификация канального интервала V5», указывающим как тракт интерфейса V5.2, так и канальный интервал в этом тракте. Этот информационный элемент также содержит указания на то, можно ли пренебречь каким-либо существующим В-соединением ради данного В-соединения как имеющего более высокий приоритет.

Структура сообщения ALLOCATION приведена в таблице 8.2. Напомним, что в этой и в следующих таблицах информационный элемент может быть обязательным - М (Mandatory) и необязательным О (Option).

Информационный элемент «Идентификатор канала пользовательского порта ISDN» используется, когда необходимо назначить один канальный интервал для одного В-канала порта ISDN, и идентифицирует этот В-канал. Информационный элемент «Идентификатор канального интервала V5» определяет канальный интервал, назначенный в интерфейсе для указанного В-канала.

Информационный элемент «Таблица соответствия» длиной 11 байтов (рис. 8.2) используется для идентификации блока канальных интервалов V5.2 тогда, когда необходимо назначить несколько канальных интервалов для поддержки высокоскоростных (n x 64 кбит/с) услуг ISDN (а также когда нужно отметить это назначение). Все назначенные канальные интервалы должны содержаться в одном тракте 2048 Кбит/с.

Рис. 8.2. Информационный элемент "Таблица соответствия"

Этот же информационный элемент идентифицирует канальные интервалы в интерфейсе ISDN пользователь/сеть, для которых должны быть назначены канальные интервалы V5.2 (или должно быть отменено их назначение). Соответствие между канальными интервалами V5 и В-каналом пользовательского порта осуществляется по принципу «один к одному» в том же порядке, в котором они отмечаются в таблице соответствия. Когда несколько канальных интервалов назначаются как один блок, процедура отмены назначения, о которой будет сказано дальше в этом параграфе, может быть применена либо ко всему блоку, либо к отдельным канальным интервалам.

Поле «идентификатор тракта» определяет тот тракт в интерфейсе, канальные интервалы которого назначаются таблицей соответствия. Максимальное значение идентификатора 256. Байты с 4 по 7 идентифицируют канальные интервалы V5.2, которые рассматриваются как один блок. Если канальный интервал используется в процессе назначения (отмены назначения), то соответствующий ему бит в поле байтов с 4 по 7 имеет значение 1, в противном случае - 0. Байты с 8 по 11 определяют каналы пользовательского порта ISDN (с базовым или первичным доступом), для которых назначаются отмеченные в байтах с 4 по 7 канальные интервалы V5.2. Если для канала порта назначается канальный интервал, то соответствующий этому каналу бит в поле байтов с 8 по 11 имеет значение 1, в противном случае - 0.

Сообщение о выполнении назначения используется стороной сети доступа для передачи стороне АТС информации о том, что назначение несущих каналов интерфейса V5.2 для каналов пользовательского порта успешно завершено (таблица 8.3).

Если сторона сети доступа не может подчиниться сообщению ALLOCATION, посланному стороной АТС, она отвечает сообщением ALLOCATION_REJECT с информационным элементом «Причина отказа». Этот информационный элемент содержит поле, указывающее причину (таблица 8.4), и в некоторых случаях - поле диагностики. Назначение может оказаться невозможным из-за неисправностей или блокировки внутри сети доступа, в порту пользователя или в интерфейсе V5. В назначении также может быть отказано из-за существующих В-соединений или даже без указания определенной причины. Диагностические поля содержат информацию, которая может помочь более точно выяснить причину отказа.

Сообщения, связанные с отменой назначения, имеют форматы и информационные элементы, идентичные тем, которые используются в сообщениях, связанных с назначением, поскольку в обоих случаях требуется равноценная информация. Обычно сообщение DEALLOCATION отменяет назначение, чтобы нарушить В-соединение после завершения той связи, для поддержки которой оно создавалось, но сторона АТС может также послать сообщение DEALLOCATION, чтобы прервать процесс назначения. Структура сообщения DEALLOCATION показана в таблице 8.5. Информационный элемент «Идентификатор канала пользовательского порта ISDN» используется при отмене назначения несущего канального интервала интерфейса V5.2 для В-канала порта ISDN и определяет номер этого В-канала. Информационный элемент «Таблица соответствия» определяет блок несущих канальных интервалов интерфейса V5.2 и блок В-каналов ISDN, для которых они были назначены, с целью отменить это назначение.

Об успешной отмене назначения сторона сети доступа информирует сторону АТС посылкой сообщения DEALLOCATION_COMPLETE. Это сообщение посылается, даже если В-соединения не существует, поскольку в данном случае отмена назначения позволяет подтвердить нарушение В-соединения, например, при логическом сбое. Запрос отмены назначения может получить отказ в виде сообщения DEALLOCATION_REJECT, содержащего информационный элемент «Причина отказа» длиной от 3 до 14 байтов, который может включать в себя дополнительные параметры, не используемые при отказе в назначении.

Сообщение AUDIT (таблица 8.6) дает возможность стороне АТС запросить от сети доступа недостающую информацию о В-соединении, для идентификации которого сторона АТС использует те данные, которые у нее имеются. Это могут быть либо данные, идентифицирующие канал пользовательского порта, либо данные, идентифицирующие несущий канальный интервал интерфейса V5.2. Таким образом, сторона АТС идентифицирует какой-то один конец В-соединения и ожидает со стороны сети доступа ответ, содержащий идентификацию другого его конца.

Сторона сети доступа посылает в ответ сообщение ALJDIT_COMPLETE (структура которого идентична структуре сообщения AUDIT), либо содержащее полную информацию о В-соединении, либо указывающее на то, что такого В-соединения не существует. В последнем случае сообщение AUDIT_COMPLETE содержит необязательный информационный элемент «Незавершенное соединение» (расположенный за байтом «Идентификатор канального интервала V5»), в котором имеется поле, указывающее причину неуспеха, что может помочь в устранении логического сбоя.

Процессы обработки неисправностей и ошибок являются единственными процессами ВСС, инициируемыми сетью доступа. Эти процессы используются для передачи в сторону АТС сигналов, оповещающих о неисправности в сети доступа или об ошибках в протоколе ВСС, выявленных сетью доступа.

При нарушении активного В-соединения из-за неисправности, возникшей в сети доступа, сторона сети доступа передает в сторону АТС сообщение AN_FAULT. Формат сообщения ANJFAULT аналогичен формату сообщений ALLOCATION или DEALLOCATION для одиночного несущего канала, за исключением того, что информационные элементы идентификации порта пользователя (и В-канала для портов ISDN) и несущего канала V5.2 включаются в это сообщение только тогда, когда они известны. Сообщение AN_FAULT подтверждается сообщением AN_FAULT_ACKNOWLEGE, имеющим тот же ссылочный номер, что и сообщение, которое оно подтверждает.

Если сеть доступа обнаруживает ошибку в протоколе ВСС, она посылает в сторону АТС сообщение PROTOCOL_ERROR (таблица 8.7.). В этом сообщении содержится обязательный информационный элемент «Причина ошибки протокола», определяющий тип ошибки протокола и, где это возможно, тип сообщения, в котором ошибка была выявлена.

Причинами ошибок протокола могут быть ошибка дискриминатора протокола, неопознанное сообщение, информационный элемент с нарушением порядка следования, повторение необязательного или пропуск обязательного информационного элемента, ошибка в содержании информационного элемента, неопознанный информационный элемент, несовместимость сообщения с состоянием протокола ВСС, повторение обязательного информационного элемента и наличие в сообщении слишком большого числа информационных элементов.

Более детальная информация о протоколе ВСС и его процедурах содержится в приложении Е стандарта ETS 300 347-1.



*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.