Лекции по Структуре городской телефонной сети   

3. Протокол DSS-1: физический уровень и уровень звена данных

3.2. Физический уровень протокола DSS-1

Уровень 1 (физический уровень) интерфейса базового доступа определяется в рекомендации I.430. Как уже упоминалось в параграфе 2.2 (рис. 2.4), в базовом доступе скорость передачи на уровне 1 равна 192 Кбит/с и обеспечивает формирование двух В-каналов со скоростью передачи данных 64 Кбит/с и одного D-канала со скоростью передачи данных 16 Кбит/с. Оставшийся ресурс скорости - 48 Кбит/с - используется для цикловой синхронизации, байтовой синхронизации, активизации и деактивизации связи между терминалами и сетевым окончанием NT. Длина цикла составляет 48 битов, а продолжительность цикла - 250 мкс. Там же, в предыдущей главе, отмечалось, что интерфейс в точке S перед передачей кадров должен проходить фазу активизации. Цель фазы активизации состоит в том, чтобы гарантировать синхронизацию приемников на одной стороне интерфейса и передатчиков на другой его стороне, что достигается обменом сигналами, называемыми INFO. Используется пять различных сигналов INFO.

Первый, INFO 0, свидетельствует об отсутствии какого-либо активного сигнала, поступающего от приемопередатчиков S-интерфейса, и передается в том случае, если все приемопередатчики деактивизированы. Когда терминалу ТЕ необходимо установить соединение с сетью, он инициирует активизацию S-интерфейса путем передачи сигнала INFO 1 в направлении от ТЕ к NT. В ответ на сигнал INFO 1 сетевое окончание NT передает в направлении к ТЕ сигнал INFO 2. Сигнал INFO 2 соответствует циклу, рассмотренному в предыдущей главе (рис. 2.4), со всеми битами В- и D-каналов, имеющими значение 0. Циклы INFO 2 могут предусматривать передачу информации в сверхцикловых каналах, что приводит к нескольким разным формам сигнала INFO 2. Для указания незавершенной активизации интерфейса биту А, называемому битом активизации, также присваивается значение 0, а затем, когда активизация достигнута, - значение 1. Каждый цикл INFO 2 содержит изменения полярности импульсов, создаваемые последним битом D-канала предыдущего цикла и битом цикловой синхронизации F текущего цикла, а также изменения полярности, вызываемые битом L (см. рис.2.4).

Когда в ТЕ достигается цикловая синхронизация, к NT передается сигнал INFO 3. В ответ на информацию о достижении синхронизации из NT передается сигнал INFO 4, который содержит данные В- и D-каналов и данные сверхциклового канала. Теперь интерфейс полностью активизирован циклами INFO 3 в направлении от ТЕ к NT и циклами INFO 4 в направлении от NT к ТЕ.

В том случае, когда сеть инициирует соединение с ТЕ, т.е. активизация осуществляется в направлении от NT к ТЕ, последовательность обмена сигналами почти такая же, кроме одного момента: NT выходит из исходного состояния, в котором посылался сигнал INFO 0, передавая сигнал INFO 2. Сигнал INFO 1 в этом случае не используется.

Обе описанные выше последовательности сигналов иллюстрируются примерами [72], представленными на рис. 3.2, с указанием соответствующих состояний ТЕ и NT, совпадающих с SDLсостояниями на диаграмме рис. 3.6 и 3.7. На рис. 3.2 представлены два таймера: таймер ТЗ в ТЕ и таймер Т1 в NT. Оба таймера - Т1 и ТЗ используются для выхода из тупиковой ситуации, когда, например, одна сторона вынуждена ожидать сигнал от другой стороны неопределенно долго из-за возникновения какой-либо неисправности. Значения таймеров Т1 и ТЗ назначаются оператором сети, хотя обычно для обоих таймеров выбирается значение 30 с.

Рис. 3.2. Последовательность сигналов при активизации S-интерфейса: (а) - активизация от TE; (б) - активизация от NT

На рис. 3.3 представлена последовательность сигналов при деактивизации, которая во всех случаях инициируется со стороны сети. Таймер Т2 используется внутри NT для того, чтобы убедиться в полностью деактивизированном состоянии интерфейса до того, как ТЕ произведет следующую попытку перевести S-интерфейс в активное состояние. Таймер Т2 ограничивает время распознавания приемопередатчиком ТЕ сигнала INFO 0 и ответа на этот сигнал.

Рис. 3.3. Последовательность сигналов при деактивизации S-интерфейса

Деактивизация может произойти, когда ТЕ временно утрачивает кадровую синхронизацию в активном состоянии, т.е. когда ТЕ получает подряд три кадра без правильного изменения порядка чередования импульсов с битом FA, равным 1, и два кадра подряд, когда бит FA имеет значение 0.

На рис. 3.2 и 3.3 указаны также некоторые из состояний, в которых может находиться физический уровень во время фаз активизации и деактивизации. Рассмотрим эти состояния подробнее, но сначала - одно общее замечание.

Концепция конечных автоматов, находящихся в определенных состояниях и выполняющих переходы из одного состояния в другое под воздействием сигналов, является основой языка спецификаций и описаний SDL, рассмотренного в главе 2 первого тома. Эта концепция уже весьма активно использовалась в других главах книги и вполне применима здесь для спецификации процессов, описывающих поведение как рассматриваемых в этом параграфе, так и других логических объектов в соответствующих уровнях модели взаимодействия открытых систем (модели OSI). Сигналы, переводящие процессы SDL из одного состояния в другое, представляют собой программные или аппаратные сообщения, абстрактные представления которых уже были определены в предыдущем параграфе как примитивы. В результате изменения состояния SDL-процесс может, в свою очередь, передавать примитивы в другие уровни. Между логическими объектами смежных уровней примитивы передаются через пункт доступа к услуге (SAP), о чем также упоминалось в первом параграфе данной главы. Эти положения применимы к примитивам, передаваемым между любыми смежными уровнями, что иллюстрирует рис. 3.4.

Обмен информацией между логическими объектами смежных уровней осуществляется с помощью примитивов четырех типов: REQUEST (ЗАПРОС), INDICATION (ИНДИКАЦИЯ), RESPONSE (ОТВЕТ) и CONFIRM (ПОДТВЕРЖДЕНИЕ).

Рис. 3.4. Доступ к услугам в смежных уровнях: примитивы

Примитив типа REQUEST используется, когда логический объект уровня п+1 в одной из двух взаимодействующих систем запрашивает услугу уровня п для передачи команды в уровень п+1 второй системы. Логический объект уровня п во второй системе информирует уровень п+1 о содержании команды с помощью примитива типа INDICATION. Примитив RESPONSE используется уровнем п+1 второй системы для подтверждения приема примитива INDICATION и, если нужно, для сообщения об исполнении команды. Наконец, прием примитива типа CONFIRM уровнем п+1 первой системы указывает, что операция завершена.

Для идентификации примитива используются три поля, расположенных в следующем порядке: [интерфейс уровня] — [тип услуги] — [тип примитива].

Интерфейс уровня обозначается префиксом, идентифицирующим границу между двумя логическими объектами, через которую происходит обмен примитивами. Например, примитивы, с помощью которых осуществляется связь через интерфейс между физическим уровнем и уровнем звена данных, имеют префикс РН, а примитивы для связи через внутриуровневый интерфейс между логическим объектом эксплуатационного управления и физическим уровнем имеют префикс МРН. Тип услуги указывает услугу или действия, которые подлежат выполнению (или выполнены) логическим объектом. Типы примитивов описаны выше.

Примитивы, соответствующие физическому уровню протокола DSS-1, показаны на рис. 3.5.

На рис. 3.5 показан прием от уровня 2 примитива PH-AR — запроса активизации РН (РН-ACTIVATION REQUEST) на стороне ТЕ. Этот запрос уровня 2 инициирует последовательность сигналов, показанную ранее на рис. 3.2а. При этом изменяются состояния S-интерфейса и могут передаваться шесть примитивов типа INDICATION: два уровню 2 и четыре логическому объекту системы эксплуатационного управления.

Рис. 3.5. Примитивы уровня 1 протокола DSS-1

Например, примитив PH-AI - индикация активизации РН (PH-ACTIVATION INDICATION) - передается к уровню 2 после достижения S-интерфейсом активизированного состояния и информирует уровень 2 о том, что он может начать передачу сообщений через S-интерфейс в сеть.

Логический объект системы эксплуатационного управления с помощью примитива MPH-AI — индикация активизации МРН (MPH-ACTIVATION INDICATION) - тоже получает информацию о том, что уровень 1 находится в активизированном состоянии. Примитив PH-DI - индикация деактивизации РН (PH-DEACTIVATION INDICATION) используется, чтобы информировать уровень 2 о деактивизации физического уровня, и приостанавливает использование S-интерфейса для передачи информации NT. Примитив MPH-II -- индикация информации МРН (MPH-INFORMATION INDICATION) — используется, чтобы информировать логический объект системы эксплуатационного управления о состоянии источника питания (подсоединен или отсоединен), в то время как примитив MPH-EI - индикация ошибок МРН (MPH-ERROR INDICATION) — информирует этот объект о появлении и устранении таких ошибок, как потеря кадровой синхронизации. Деактивизация физического уровня в нормальных рабочих условиях может быть достигнута только с сетевой стороны интерфейса S с помощью примитива MPH-DR - запрос деактивизации МРН (MPH-DEACT1VATION REQUEST).

На рис. 3.6 представлена упрощенная SDL-диаграмма уровня 1 протокола DSS-1 на стороне ТЕ. Предусматривается 8 состояний S-интерфейса на стороне ТЕ.

В состоянии S1.1 терминал не получает питания. Если он подсоединен к шине S, то на ней присутствует сигнал, передаваемый от NT Кроме того, если ТЕ получает питание от внешнего источника, то в состоянии S1.1 терминал обнаруживает включение питания. Для тех ТЕ, которые имеют собственный источник питания, считается, что уровень 1 находится в состоянии S1.1, когда местное питание пропадает.

При включении питания ТЕ переходит в исходное состояние S 1.2, когда он готов принимать сигналы. Если питание выключается, ТЕ возвращается в состояние S1.1. Если во время включения питания NT активен и ТЕ обнаруживает сигнал INFO 2 или INFO 4, то процесс переходит в состояние S1.6 или в состояное S1.7, соответственно. Если NT неактивен, что связано с присутствием INFO 0, то процесс переходит в состояние S1.3.

Состояние S1.3 — это состояние, в котором ТЕ получает питание, а в направлениях передачи и приема посылаются сигналы INFO 0. В этом состоянии интерфейс может быть активизирован либо локально — в результате приема примитива PH-AR от уровня звена, либо дистанционно - при обнаружении сигнала INFO 2.

В первом случае физический уровень запускает таймер ТЗ, посылает сигнал INF01 и переходит в состояние S1.4 ожидания ответа от NT. Значение таймера ТЗ — до 30 с, и если данный период истекает до того, как уровень 1 достигнет состояния активизации, то это деактивизирует интерфейс. При поступлении сигналов INFO 2 или INFO 4 от NT процесс прекращает передачу INFO 1 и посылается INFO 3. Если принятый сигнал — это INFO 2, уровень 1 переходит в состояние S1.6, а если принят сигнал INFO 4, то осуществляется переход в состояние S1.7.

В состоянии S1.6 терминальное оборудование ТЕ посылает INFO 3 для указания NT, что оно стало синхронизироваться со своим сигналом INFO 2 и полностью готово для перехода в активное состояние. Прием INFO 4 от NT приводит физический уровень в состояние активизации S 1.7 с посылкой PH-AI уровню звена данных, а примитивов MPH-AI и МРН-Е1 —логическому объекту системы эксплуатационного управления.

В состоянии S1.7 терминальное оборудование ТЕ продолжает посылать INFO 3 в направлении NT, получая от NT, в свою очередь, сигнал INFO 4. Если таймер ТЗ еще не сработал, то он сбрасывается при переходе в S1.7. Теперь возможна передача данных по D-каналу через интерфейс S. Деактивизация ТЕ производится со стороны NT, когда оно прекращает передачу INFO 4, после чего ТЕ принимает INFO 0, а затем переходит в неактивное состояние и посылает примитивы PH-DI и MPH-DI. Появление сигнала INFO 2 в состоянии S 1.7 приводит к посылке примитива МРН-Е11 и к переходу в состояние S1.6 синхронизации ТЕ для ожидания повторной активизации или деактивизации. Следует отметить, что из состояния S 1.7 можно выйти и при потере кадровой синхронизации, что не показано на SDL-диаграмме.-

Рис. 3.6. SDL-диаграмма уровня 1 протокола DSS-1 на стороне TE (1 из 3)

 

Рис. 3.6. SDL-диаграмма уровня 1 протокола DSS-1 на стороне TE (2 из 3)

Рис. 3.6. SDL-диаграмма уровня 1 протокола DSS-1 на стороне TE (3 из 3)

Процесс на стороне сетевого окончания NT существенно проще, чем рассмотренный выше процесс на стороне ТЕ, и имеет только четыре состояния. Небольшое число состояний и допустимых переходов позволяет наглядно представить этот процесс еще более упрощенной SDL-диаграммой (рис. 3.7).

Исходное состояние S2.1 подразумевает, что в интерфейсе присутствует INFO 0. Активизация может запрашиваться передачей примитива PH-AR к физическому уровню. Интерфейс может активизироваться и со стороны ТЕ сигналом INFO 1, как это было показано на рис. 3.2а. В обоих случаях NT запускает таймер Т1, передает сигнал INFO 2 к ТЕ для его синхронизации и переходит в состояние ожидания S2.2. При нормальной последовательности сигналов ТЕ отвечает при помощи INFO 3, который принимается уровнем 1 на стороне NT, что приводит к сбросу таймера Т1 и переходу в состояние S2.3.

Рис. 3.7. Упрощенная SDL-диаграмма уровня 1 протокола DSS-1 на стороне NT

Состояние S2.3 - обычное активное состояние, в котором NT посылает INFO 4 к ТЕ до тех пор, пока ТЕ посылает INFO 3 к NT. Деактивизация инициируется при приеме примитива MPH-DR или если сработает таймер Т2, приводящий к передаче INFO О, посылке примитива PH-DI и переходу в состояние S2.4.

Как было только что упомянуто для SDL-диаграммы на рис.3.6, ТЕ может деактивизироваться в аварийных условиях, например, при потере кадровой синхронизации. На стороне NT также возможна потеря кадровой синхронизации из-за помех или прием сигнала INFO 0 от ТЕ. В обоих случаях процесс возвращается в состояние S2.2 ожидания повторной активизации.

Состояние ожидания деактивизации S2.4 соответствует ситуации, когда уровень 1 на стороне NT сигнализировал ТЕ о своем намерении деактивизироваться пyтeм передачи INFO 0. В обычном случае деактивизации ТЕ отвечает таким же сигналом INFO 0, что переводит NT в исходное состояние S2.1. Однако NT может принять в этом состоянии следующий запрос PH-AR, что приведет его к началу активизации таймера и повторному переходу в состояние S2.2.



*****
Новосибирск © 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.