Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->

11. Реализация, тестирование и преобразование протоколов. Структура городской телефонной сети

Структура городской телефонной сети

11. Реализация, тестирование и преобразование протоколов

11.1. Тестирование протоколов сети доступа

11.2. Оборудование сети абонентского доступа

11.3. Конвертеры протоколов сети доступа



11.1. Тестирование протоколов сети доступа

Концепция, методы и средства тестирования систем межстанционной сигнализации, рассмотренные в главе 11 первого тома, справедливы и для протоколов сети абонентского доступа. Подтверждением этому является протокол-тестер сети доступа ANT-5 (Access Network Tester), представленный на рис. 11.1. Тестер предназначен для использования операторами сетей связи при тестировании и проведении приемо-сдаточных испытаний протоколов V5 и DDS-1, а также телекоммуникационными компаниями, научно-исследовательскими и тестовыми лабораториями для разработки, тестирования и сертификационных испытаний.

Рис. 11.1. Протокол-тестер ANT-5

Имеются две модификации данного тестера: модификация ANT-5/D для протоколов DDS-1 и QSIG и модификация ANT-5/V для интерфейса V5.

Одна из этих модификаций, ANT-5/V, построена на базе отраслевого стандарта ОСТ 45. 68-96. За основу этого стандарта взяты рекомендации Q.511, Q.512 и Q.513, а также «Руководящий документ по общегосударственной системе автоматизированной телефонной связи (ОГСТфС)» [46]. Как уже отмечалось в главе 6, канальные интервалы для С-каналов интерфейса V5 должны выбираться в следующей последовательности. КИ16, КИ15, КИ31. Протокол-тестер ANT-5 может работать по любому из указанных канальных интервалов. Предусматриваются тестирование поддержки интерфейсом V.5 основных и дополнительных услуг ISDN, анализ до 8 различных временных интервалов ИКМ и т.п

Функциональные возможности протокол-тестера включают в себя режимы мониторинга и симуляции с применением готового набора тестов или с компилированием специфических тестов по требованиям пользователя.

Мониторинг предусматривает чтение данных в сигнальных каналах в реальном времени с показом передаваемых и принимаемых сигнальных данных на экране в порядке их передачи и приема. Различные фильтры и настройки монитора позволяют выводить на экран только необходимые в конкретной ситуации данные в удобном для пользователя формате и/или сохранять данные в файле в ASCII формате. Мониторинг также позволяет проследить сигнальную информацию в линии параллельно с выполнениями задач симуляции.

Симуляция обеспечивает имитацию интерфейсных функций терминального оборудования или сетевого окончания для протокола DDS-1 и функций сети доступа или АТС для протоколов V5.

Варианты применения ANT-5/V в режимах мониторинга и симулятора представлены на рис.11.2. В режиме симулятора протокол-тестер имитирует функции опорной АТС по отношению к устройствам, расположенным в левой части рисунка, а по отношению к устройствам, изображенным в правой части рисунка, имитирует функции сети доступа. Аналогичным образом, рис 11 2 иллюстрирует варианты применения ANT-5/D для тестирования интерфейсов PRI и BRI в режимах мониторинга и симуляции протокола DDS-1

Рис. 11.2. Варианты применения ANT-5



11.2. Оборудование сети абонентского доступа

В предыдущих главах книги упоминалась эволюция средств абонентского доступа от простой пары медных проводов к сложной сети с использованием технологии xDSL, оптоволокна, беспроводного доступа и др. С этим связана и эволюция услуг связи от традиционной аналоговой телефонии к ISDN, широкополосной передаче данных, видеосвязи и доступу к Интернет.

Оба фактора обусловили новые, базирующиеся на интерфейсе V5, архитектурные решения для оборудования сети доступа, пример которых приведен на рис. 11.3. Многофункциональный абонентский цифровой концентратор SAN-2000 (Subscriber Access Node) из комплексной программы АТСЦ-90 на рис. 11.3 является гибкой платформой доступа, которая поддерживает услуги передачи речи и данных по медной паре, оптоволокну или беспроводной среде передачи с использованием протоколов открытого интерфейса V5.1 или V5.2.

Другая группа рассмотренных в книге протоколов (DDS-1, QSIG и др.) реализуется в учрежденческих АТС. В таблице 11.1 представлены данные из базы данных СОТСБИ об учрежденческих АТС, прошедших сертификацию по протоколу DDS-1.

Рис. 11.3. Варианты построения сетей абонентского доступа

Но основное внимание в этом параграфе предполагается уделить новой и чрезвычайно перспективной области реализации рассматриваемых в книге протоколов - оборудования компьютерной телефонии.

Все началось с того, что несколько компаний-производителей учрежденческих АТС и компьютерного оборудования собрались и сформулировали соглашения по разработке интерфейсов, позволяющих компьютерам активно управлять обслуживанием вызовов в УАТС. Первопроходцы компьютерной телефонии из технической группы TG11 Европейской ассоциации производителей вычислительной техники (ЕСМА) в 1988 году начали разработку программного интерфейса телефонных приложений TAPI, являющегося стандартом, который определяет набор управляющих сообщений, интерпретируемых коммутационной системой и управляемых компьютером, подключенным к ней.

В связи с компьютерной телефонией к ряду рассмотренных в книге телекоммуникационных протоколов следует добавить еще два: ASAI и SCAI. Эти протоколы разработаны для станций ISDN и обеспечивают, например, передачу из УАТС в базу данных номера вызывающего абонента. Другие параметры, относящиеся к источнику вызова, также могут передаваться через ASAI или SCAI, что особенно важно для центров обработки вызовов (call centers), где информация о вызывающем абоненте передается по сети передачи данных на пульт агента. ASAI является спецификацией AT&T, a SCAI -- спецификацией IBM. Оба протокола аналогичны в работе, хотя и имеют слегка различающиеся параметры и структуры.

Реализация телекоммуникационных протоколов в оборудовании компьютерной телефонии рассматривается далее в этом параграфе на примере интеллектуальной платформы ПРОТЕЙ. Архитектура интеллектуальной платформы ПРОТЕЙ представлена на рис. 11.4. Аппаратное обеспечение состоит из нескольких функциональных модулей - Central Processor Module (CPM), Telecom-Specific Peripheral (TSP), Network Termination Module (NTM) и Power Supply Module (PSM), - выполненных в виде стандартных плат конструктива ISA. Программное обеспечение поддерживает описанные в монографии телекоммуникационные протоколы и зависит от рассматриваемых далее в данном параграфе вариантов применения.

Рис. 11.4. Архитектура интеллектуальной платформы

К первым приложениям компьютерной телефонии, намеченным TG11 и реализованным в платформе ПРОТЕЙ, относятся центры распределения и обработки вызовов (входящих и исходящих), система речевой почты, средства поддержки пользователя, обслуживание вызовов к экстренным и справочно-информационным службам, сбор и распределение данных, доступ к сетевым базам данных и т.п.

Центры распределения входящих вызовов (ступени распределения вызовов СРВ) организуют работу коллектива операторов и обычно применяются для справочных служб, служб приема заявок, резервирования билетов и т.п. Каждый вызов, обрабатываемый оператором, отслеживается с помощью компьютерных сообщений, которые дают возможность администратору СРВ определять, достаточно ли количество операторов, и управлять обслуживанием трафика. Структура платформы ПРОТЕЙ для ступени распределения вызовов ТфОП приведена на рис. 11.5. Основным элементом этого приложения является коммутационный блок, который обеспечивает взаимодействие с телефонной сетью общего пользования и консолями операторов (терминалами ISDN), а также соединяется по сети Ethernet с компьютером администрирования системы и генерации отчетов. Операторы разбиваются на логические группы. Включение оператора в соответствующую группу осуществляется при регистрации. Обеспечивается возможность гибкого изменения распределения операторов по группам, что позволяет реагировать на изменения нагрузки разных служб. Основными функциями, обеспечиваемыми системой ПРОТЕЙ-РВ, являются:

обработка вызова; маршрутизация и распределение вызовов (направление на нужные службы и на свободные места операторов); управление автоматическими речевыми сообщениями; управление работой операторов; формирование статистических данных; предоставление операторам дополнительных услуг. Обеспечивается равномерная загрузка операторов в группе и групп в системе. При занятости всех операторов обеспечивается подача абонентам определенных фраз автоинформатора, которые могут меняться при дневном/ночном режимах обслуживания.

Рис. 11.5. Цифровая система распределения вызовов (СРВ)

Для автоматизированного оповещения оператора база данных выбирает телефонные номера на основании какого-либо отобранного администрацией демографического или географического параметра. Перед тем как компьютер «набрал» вызываемый номер, определяется доступный оператор. Затем сервер компьютера отображает на экране компьютера этого оператора имя, адрес и номер телефона, который компьютер вызывает. Оператор может разрешить или запретить дальнейшее прохождение вызова.

Другая модификация системы - ПРОТЕЙ-ТК предназначена для организации предоставления услуг связи с использованием дебетно-кредитных сервисных телефонных карт (рис. 11.6). Абонент, приобретая карту, получает возможность доступа к услугам связи (местная, международная или междугородная связь, доступ к Интернет через систему индивидуальных телефонных номеров для Интернет-карт) с любых телефонных аппаратов (в том числе, с таксофонов), оборудованных средствами тонального набора номера. Примером внедрения системы является модернизация таксофонной сети, требующая только замены в существующих таксофонах номеронабирателя тастатурой с многочастотным набором номера. Для получения доступа к услуге абоненту требуется приобрести у поставщика услуги дебетную или кредитную карту на определенную сумму. Приобретая карту, абонент получает свой личный pin-код.

Рис. 11.6. Система телефонных карт ПРОТЕЙ ТК

Другим примером применения системы является организация оплаты услуг любого рода (например, мобильной связи и т.п.) с использовнием карт авансовых платежей (КАП). Основное преимущество использования такой системы - авансовая форма оплаты услуг, что позволяет избежать как возникновения возможной задолженности клиентов за уже оказанные услуги, так и необходимости выставлять абонентам счета. Таким образом, возможно определенное снижение тарифов для клиентов, использующих этот способ оплаты.

Система речевой почты ПРОТЕЙ-РП позволяет принимать, записывать, хранить и воспроизводить речевые сообщения. Речевая почта фактически реализует принцип централизованного автоответчика. Абонент речевой почты системы ПРОТЕЙ-РП получает в свое распоряжение почтовый ящик, идентифицируемый 2 - 7 -значным номером. После подключения к системе вызывающему абоненту передается фраза приветствия. Оставить сообщение в почтовом ящике может любой абонент телефонной сети. Доступ к почтовому ящику для получения корреспонденции и управления его параметрами защищен цифровым паролем.

Система оповещения ПРОТЕЙ-СО позволяет осуществлять оповещение абонентов по заранее заданному списку и передавать им фразы автоинформатора. Система может быть использована для служб гражданской обороны и других подобных организаций в тех случаях, когда необходимо иметь возможность оперативного оповещения сотрудников.

Система телеголосования ПРОТЕЙ-ТГ- это система компьютерной телефонии, реализующая принцип опроса общественного мнения по телефону.

Автоинформатор ПРОТЕЙ-АИ представляет собой систему компьютерной телефонии, обеспечивающую пользователю доступ к определенным массивам данных. На базе интеллектуального автоинформатора могут быть реализованы такие службы как служба точного времени, служба прогноза погоды, информация о расписании поездов, автобусов или самолетов и т.д.

Приведенные в данном параграфе примеры реализации протоколов сети доступа (абонентский концентратор SAN-2000 с протоколом V5, прошедшие сертификационные испытания учрежденческие АТС с функциями ISDN и протоколом DDS-1, оборудование компьютерной телефонии ПРОТЕЙ) не исчерпывают, разумеется, всего многообразия подобных примеров.



11.3. Конвертеры протоколов сети доступа

Проблема преобразования протоколов уже обсуждалась в главе 11 первого тома. К высказанным там соображениям целесообразно добавить актуальность использования конвертеров протоколов как временных решений, улучающих экономические показатели отдельных этапов эволюции сети доступа. Так, например, при установке современного оборудования беспроводного доступа WLL можно временно включить его в АТС с помощью конвертера VSM с тем, чтобы после установки новой версии программного обеспечения в АТС исключить конвертер и использовать непосредственно интерфейс V5. Другим примером является включение УАТС в АТС сети общего пользования с помощью конвертера протоколов 2 ВС К и DDS-1, исключаемого после того, как обе станции начнут поддерживать функции ISDN и протокол DDS-1.

В таблице 11.2 приведены сведения о разнообразных конвертерах протоколов, реализованных в соответствии с соображениями по вопросам преобразования протоколов сигнализации. Справа от характеристики входного и выходного протоколов указаны номер тома и номер главы, содержащие описание соответствующего протокола. Далее в этом параграфе будет рассмотрен только один тип конвертера, характеризующий семейство xSM.

В обоих томах монографии внимание было сосредоточено на архитектуре, форматах и процедурах двух основных систем общеканальной сигнализации, а именно, ОКС-7 и DDS-1. В этих системах много общего, однако следует помнить, что протокол DDS-1 ориентирован на использование в сети доступа, а ОКС-7 предназначен для межстанционной сигнализации.

В ряде случаев для организации взаимодействия АТС телефонной сети общего пользования и учрежденческих АТС различия протоколов сигнализации ОКС-7 и DDS-1 преодолеваются с помощью конвертера сигнализации ISM, осуществляющего взаимное преобразование этих двух протоколов. В конвертере реализованы рассмотренные в главе 10 первого тома специфические процедуры и сообщения ISUP-R, связанные с установлением входящих междугородных соединений отАМТС, включая повторный вызов и вызов к занятому абоненту, процедуры АОН и двустороннего отбоя. Подключение УАТС через такой конвертер позволяет более гибко использовать имеющуюся свободную номерную емкость сети общего пользования, не ограничиваясь номерной емкостью опорной АТС. Имеется возможность использовать различные «окна» в системе нумерации, объединяя их в сплошную группу путем маршрутизации на основе постоянной переадресации по схеме, заранее представленной операторами. Изменение схемы переадресации может быть произведено дистанционно.

.

Техобслуживание и эксплуатация модуля ISM осуществляется дистанционно по коммутируемым линиям через модем или локально через интерфейс RS-232. Предусмотрена также опция централизованного управления по протоколу TCP/IP для многомодульной структуры с объединением конвертеров между собой в сеть. Для изменения конфигурации остановки конвертера не требуется, программный рестарт конвертера занимает 1 с, аппаратный рестарт - 30с.

Функциональная модель конвертера ISM состоит из трех групп функций: функций управления соединениями, протокольных функций уровня 3 DDS-1 и функций подсистемы ISUP-R системы ОКС-7. Группа функций управления соединениями действует как промежуточная между двумя протокольными функциями, каждая из которых осуществляет связь с функциями управления соединениями с помощью примитивов. Существует четыре вида примитивов. Примитив indication (индикация) выдается протоколом сигнализации, чтобы инициировать действия по управлению соединением. Примитив response (ответ) выдается функцией управления соединением для обозначения завершения действий по управлению, инициированных примитивом indication. Примитив request (запрос) выдается функцией управления соединением, чтобы активизировать процедуру протокола сигнализации. Примитив confirmation (подтверждение) выдается протоколом сигнализации для обозначения завершения процедуры, активизированной примитивом request.

Процедуры конвертера специфицируются по технологии, рассмотренной в главе 2 первого тома, с использованием языка спецификаций и описаний SDL и диаграмм MSC [55]. Примеры MSC-диаграмм взаимодействия протоколов ОКС-7 и DDS-1 представлены на рис.11.7 и 11.8. Типы сообщений и содержание каждого сообщения уровня 3 протокола DDS-1 сопоставляются с аналогичной информацией ОКС-7 по специальной таблице преобразований, с помощью которой также сопоставляются информационные элементы DDS-1 с параметрами ISUP-R. В некоторых случаях возможно взаимно однозначное соответствие между информационным элементом DDS-1 и параметром ISUP-R, тогда как в других случаях в параметр преобразуется только подмножество информационного элемента.

Установление соединения между терминалами абонентов А и Б, как и разъединение, описываются в терминах процедур и примитивов, Оба терминала подключены к соответствующим АТС по протоколу DDS-1; рассматривается управление базовым соединением. В примере на рис. 11.8, иллюстрирующем описание в терминах процедур, терминал абонента А передает адресную информацию в блочном режиме, а абонент Б имеет терминал без автоответа. Имеет место обычный телефонный вызов, т.е. абонент А снимает телефонную трубку и набирает с помощью дискового номеронабирателя или тастатуры номер телефона абонента Б. В результате этих действий на АТС А передается сообщение SETUP, включающее в себя адрес абонента Б и тип требуемого соединения. АТС А анализирует сообщение SETUP и определяет, что соединение нужно маршрутизировать через транзитный узел. На этой основе подсистема ISUP АТС А формирует начальное адресное сообщение IАМ и передает его на транзитный узел, после чего возвращает абоненту А сообщение CALL_PROCEEDING, свидетельствующее о том, что прием адресной информации закончен и вызов обрабатывается.

После получения сообщения IАМ транзитный узел анализирует адрес абонента Б и определяет, что вызов нужно маршрутизировать к АТС Б. Транзитный узел формирует соответствующее сообщение IAM и передает его в АТС Б, которая анализирует информацию, содержащуюся в IAM, определяет идентификатор вызываемого абонента, определяет, что оборудование абонента Б не имеет многотерминальной конфигурации, требующей вещательного режима работы, а используется режим работы «точка-точка», передает к терминалу абонента Б сообщение SETUP, а на транзитный узел возвращает сообщение АСМ (ADDRESS_COMPLETE_MESSAGE) для указания того, что принятой информации достаточно для идентификации абонента Б.

После приема сообщения SETUP терминал абонента Б использует опцию возврата к своей АТС сообщения CALL_PROCEEDING. Это сообщение не вызывает на АТС Б никаких действий, кроме сброса внутренних таймеров. Когда терминал абонента Б начинает сигнализировать абоненту о входящем вызове (т.е. телефон начинает звонить), на станцию Б возвращается сообщение ALERTING. АТС Б передает сообщение CALL_ PROGRESS на транзитный узел, который, в свою очередь, передает сообщение CALL__PROGRESS на АТС А. АТС А информирует абонента А о передаче сигнала вызова абоненту Б посылкой сообщения ALERTING. Когда абонент Б отвечает на вызов (например, поднимает телефонную трубку), к АТС Б посылается сообщение CONNECT. АТС Б возвращает к терминалу абонента Б сообщение CONNECT_ACKNOWLEDGE и передает сообщение ANSWER на транзитный узел. Этот узел ретранслирует сообщение ANSWER на АТС А, которая завершает установление соединения передачей к терминалу абонента А сообщения CONNECT. В данном примере опция передачи от терминала абонента А на АТС сообщения CONNECT_ACKNOWLEDGE не применяется.

Разъединение может быть инициировано любым абонентом:

в данном примере это делает абонент А. Когда он дает отбой, терминал А передает к АТС А сообщение DISCONNECT. Это приводит к передаче от АТС А на транзитный узел и к терминалу абонента А сообщения RELEASE. Терминал А отвечает сообщением RELEASE_COMPLETE, а транзитный узел передает сообщение RELEASE к АТС Б. После приема сообщения RELEASE на станции Б к терминалу абонента Б передается сообщение DISCONNECT, a на транзитный узел передается сообщение RELEASECOMPLETE. И, наконец, после получения сообщения RELEASE от терминала абонента Б АТС Б передает к терминалу Б сообщение RELEASE_COMPLETE. Этим исчерпывается описание примера на рис. 11.7.

Описание в терминах примитивов иллюстрируется другим примером на рис. 11.8. Каждая АТС имеет «входящую» систему сигнализации (определенную как принимающая сообщение SETUP или начальное адресное сообщение IAM), «исходящую» систему сигнализации (определенную как посылающую сообщение SETUP или начальное адресное сообщение IAM) и функции управления соединением.

Абонент А инициирует вызов, в результате чего в исходящую DDS-1 абонента А передается примитив запроса установления соединения. Исходящая DDS-1 формирует сообщение SETUP, содержащее адрес абонента Б и тип запрашиваемого соединения. Сообщение SETUP передается во входящую DDS-1 АТС А, что приводит к передаче функциям управления соединением примитива setup__indication.

Функции управления соединением анализируют информацию, содержащуюся в примитиве, и предпринимают три действия. Во-первых, они возвращают в исходящую DDS-1 примитив proceeding_request, вызывая этим посылку сообщения CALL_PROCEEDING терминалу абонента А. Во-вторых, функции управления соединением определяют, что соединение нужно установить через транзитный узел, и запрашивают исходящий ISUP сформировать начальное адресное сообщение IAM путем передачи примитива setup_request. Исходящий ISUP реагирует на запрос, формируя IAM и передавая его на соответствующий транзитный узел. Третье действие функций управления соединением заключается в выдаче команды блоку коммутации проключить в обратном направлении канал связи, участвующий в соединении, после чего абонент А сможет слышать акустические сигналы, посылаемые сетью.

Когда исходящий ISUP получает от транзитного узла сообщение АСМ, функциям управления соединением передается примитив proceeding__indication. Прием этого примитива дает возможность функциям управления освободиться от части информации, относящейся к соединению, которая содержится в кратковременной памяти.

Рис. 11.7. Базовое соединение в терминах процедур

Рис. 11.8. Базовое соединение в терминах примитивов

Например, может быть удалена специализированная информация маршрутизации, используемая для установления соединения, когда становится ясно, что в АТС Б получена информация, достаточная для идентификации абонента Б.

Следующее сообщение, которое должен получить исходящий ISUP, - сообщение CALLJPROGRESS, указывающее, что абоненту Б посылается вызывной сигнал. Это приводит к передаче функциям управления соединением примитива alerting_indication. Функции управления соединением определяют, что абоненту Б посылается вызов и что абонента А следует информировать о состоянии соединения. Во входящую DDS-1 передается примитив alerting_request, в результате чего к терминалу абонента А передается сообщение ALERTING и абонент получает соответствующий сигнал (например, КПВ).

Когда абонент Б отвечает на вызов, сообщение ANSWER возвращается по сети ОКС в исходящий ISUP станции А. Это приводит к передаче функциям управления соединением примитива setup_confirmation. Функции управления соединением определяют, что абонент Б ответил на вызов, и дают команду блоку коммутации проключить канал связи в прямом направлении, а также передают примитив setup_response во входящую DDS-1, вызывая передачу сообщения CONNECT к терминалу абонента А. Сообщение CONNECT указывает, что запрошенное соединение установлено.

Разъединение инициирует абонент А. Это приводит к передаче примитива запроса разъединения в исходящую DDS-1 абонента А, что, в свою очередь, вызывает передачу сообщения DISCONNECT к входящей DDS-1 на станции А. Прием сообщения DISCONNECT вызывает передачу функциям управления соединением примитива disconnect_indication.

После приема этого примитива функции управления соединением выполняют три действия. Во-первых, эти функции определяют, что соединение должно быть нарушено. В соответствии с этим, управление соединением посылает в исходящий ISUP примитив release_request, что приводит к передаче сообщения RELEASE к транзитному узлу. Во-вторых, управление соединением дает команду блоку коммутации освободить ресурсы, занятые в соединении. В-третьих, управление соединением определяет, что должно быть освобождено звено доступа, и посылает примитив release_request во входящую DDS-1, что вызывает передачу сообщения RELEASE к терминалу абонента А. Когда последовательность операций освобождения закончена, функции управления соединением получают от входящей DDS-1 и исходящего ISUP примитивы release_confirmation. После приема примитива release_confirmation от входящей DDS-1 функции управления соединением определяют, что к метке соединения больше нет обращений, освобождают эту метку и возвращают ее в общий пул для использования в другом соединении.

Структура городской телефонной сети





Добавить страницу в закладки ->
© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные и гуманитарные науки.

Новосибирск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Чебоксары.

E-mail: formyneeds@yandex.ru