Лекции по Планированию и построению систем сигнализации цифровых сетей связи   

4. Нормируемые параметры и основные расчетные соотношения системы сигнализации № 7

4.1. Нормируемые параметры системы сигнализации № 7

Требования к элементам СС 7, особенно для устройств, реализующих функции уровней ЭМВОС с первого по третий, могут различаться и изменяться в зависимости от важности и степени обязательности их выполнения на конкретных ЦСК. В связи с этим на практике нормирование параметров, определяющих пропускную способность и эксплуатационную надежность звеньев сигнализации, осуществляется исходя из наиболее жестких требований подсистем пользователей и классов (категорий) передаваемых сигнальных сообщений.

Требования к вероятностновременным характеристикам (ВВХ) подсистемы передачи сообщений МТР сформулированы в Рекомендации Q.706 МСЭ "Рабочие характеристики подсистемы передачи сообщений" [4, 9, 10]. Выполнение этих требований определяет способность МТР передавать сигнальные сообщения переменной длины определенным образом для различных пользователей в сети СС 7.

Для достижения требуемых характеристик качества МТР следует учитывать три группы параметров:

первая группа объединяет показатели, определяемые исходя из требований различных пользователей. Это время передачи сигнальных сообщений, степень защиты от любого типа перегрузок, неисправностей и отказов, гарантированность доступности ресурсов звена сигнализации и достоверностью передачи СЕ и т. д.;

вторая группа включает в себя характеристики сигнального трафика, такие как максимальный объем и структура функционирующей нагрузки в элементах сети СС 7;

третья группа образуется внешними для сети СС 7 параметрами. В основном это характеристики средств передачи (например фазовые дрожания, интенсивность ошибок, пакеты ошибок).

В указанных рекомендациях ВВХ определены большим количеством различных параметров, характеризующих качество функционирования подсистемы МТР, в том числе:

вероятность приема сигнальной единицы с необнаруженной ошибкой должна быть ниже 1010 , т. е. не более одной ошибки на 1010 всех ошибок в сигнальных единицах, не обнаруженной подсистемой передачи сообщений;

общая вероятность потери сигнального сообщения изза отказа элементов подсистемы МТР должна быть ниже 107, т.е. не должно теряться более одного из 107 сообщений;

вероятность передачи сигнального сообщения в неправильной последовательности (включая их дублирование) вследствие сбоев должна быть не более 1010;

интенсивность ошибок на один бит в звене сигнализации должна быть не более 106 для длительных интервалов времени и не более 10 4 для коротких интервалов;

случайная величина задержки значащей сигнальной единицы вследствие повторных передач на одном звене сигнализации не должна превышать 300 мс с вероятностью 104;

среднее значение нагрузки на одно звено сигнализации не должно превышать 0,2 ресурса пропускной способности. Допускается увеличение нагрузки до 0,4 ресурса пропускной способности в ситуациях сбоев и перегрузок при переходе на резервные звенья сигнализации;

неготовность пучка маршрутов сигнализации, определяемая неготовностью различных элементов сети сигнализации (звеньев и пунктов сигнализации), а также структурой самой сети, не должна превышать в сумме 10 мин. в год. Неготовность пучка маршрутов в сети может уменьшаться путем дублирования звеньев, трактов и маршрутов сигнализации, но это требует отдельного решения оптимизационных задач по определению избыточности сетевой службы СС 7, механизм поиска которой в настоящее время еще формируется;

коэффициент неготовности пункта сигнализации (оконечного или транзитного) с функциями подсистемы SCCP для услуг без установления соединения должен быть ниже 104.

При проектировании сети СС 7 с точки зрения сигнальной нагрузки Рекомендации Q.706 предлагают использовать следующие параметры:

средние характеристики телефонной и смешанной (телефонной и ЦСИС) нагрузок могут быть представлены одной из двух моделей (табл. 4.1);

средняя длительность времени передачи значащих сигнальных единиц не должна превышать Tm = 1,875 мс;

Таблица 4.1

Средние характеристики телефонной и смешанной нагрузок

Модель

А

В

Длина сообщения, бит

120

104

304

Соединения, %

100

92

8

Средняя длина сообщений

120

120

k1

1,0

1,2

k2

1,0

1,9

k3

1,0

3,8

время распространения по шлейфу, включая время обработки в оконечном устройстве, ограничено величиной Tl  = 30 мс;

среднее время передачи ЗСЕ должно быть менее Tf  = 0,75 мс.

Диапазон изменения вероятностей ошибки значащих сигнальных единиц принят равным Рu = 0,001–0,01.

Общее время передачи сообщений () между двумя оконечными пунктами сигнализации начинается с момента, когда сообщение покидает подсистему пользователя в исходящем SP, и заканчивается, когда сигнальное сообщение поступает в подсистему пользователя (на уровень 4) в приемном SP. При этом для доставки сигнальных сообщений могут использоваться несколько трактов сигнализации. Следовательно, общее время, необходимое для передачи сообщения, зависит от следующих компонентов:

времени задержки, вызванной образованием очередей на узлах сети сигнализации (Q);

времени передачи в подсистеме МТР (уровни 2 и 3) в исходящем пункте сигнализации SP (TМТР исх);

времени передачи в транзитном пункте сигнализации STP (TSTP);

времени приема подсистемы МТР во входящем (уровни 2 и 3) пункте сигнализации SP (TМТР вх);

времени распространения сообщения по звену данных сигнализации (уровень 1) (Тр).

Время передачи сообщения в исходящем пункте сигнализации TМТР исх (уровни 2 и 3 МТР) начинается, когда последний бит сообщения покидает подсистему пользователя (рис. 4.1), и заканчивается, когда последний бит СЕ входит в первый раз в звено сигнализации.

Рис. 4.1. Функциональная схема определения времени передачи

сигнальных сообщений подсистемой МТР 

Время TМТР исх включает задержку, вызванную образованием очередей при отсутствии искажений, время передачи сообщений с уровня 4 на уровень 3, время обработки на уровне 3, время передачи с уровня 3 на уровень 2 и время обработки на уровне 2.

В технических рекомендациях к CС 7 для временных задержек приводятся средние значения и значения на gпроцентном уровне 95 % (доверительная вероятность). Оценки TМТР исх приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2.

Нормируемые задержки для оконечного SP

Нагрузка станции

попытками

вызовов

Время передачи сигналов в оконечном SP TMTP,

мс

сигнал "Ответ абонента"

другие типы сигналов

среднее

95 %

среднее

95 %

Норма

(0,2 Эрл)

110

220

180

360

+ 15 %

165

330

270

540

+ 30 %

275

550

450

500

Время передачи сообщения в транзитном пункте сигнализации STP (TSТР) представляет собой период, начинающийся в момент, когда последний бит сигнальной единицы покидает входящее звено данных сигнализации МТР 1, и заканчивающийся, когда последний бит сигнальной единицы поступает в первый раз во входящее звено МТР 1 (рис. 4.2).

 

Рис. 4.2. Функциональная схема определения времени передачи сигнальных сообщений в транзитных пунктах сигнализации STP 

Время TSTP включает в себя задержку, вызванную образованием очередей при отсутствии искажений, но в него не входит дополнительная задержка, вызванная образованием очередей при повторной передаче. Возможные значения времени TSTP в рекомендациях представлены средними значениями и значениями на уровне доверительной вероятности 95 %.

Оценки TSTP для сообщений подсистемы пользователя телефонии (TUP) транзитного пункта сигнализации приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Оценки TSTP для сообщений TUP транзитного пункта сигнализации

Нагрузка на одно

звено сигнализации

Среднее время TSTР в мс

Значение времени TSTP

на уровне 95 % в мс

Нормальная (0,2 Эрл)

+ 15 %

+ 30 %

20

40

100

40

80

200

Задержки для транзитных пунктов сигнализации с функцией переприема в подсистеме SCCP приведены в таблице 4.4 для протоколов классов 0 и 1. Задержки для транзитных пунктов сигнализации с функцией переприема в подсистеме SCCP для протоколов классов 2 и 3 без связывания секций приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.4

Нормируемые задержки для SТР (протоколы SCCP классов 0 и 1)

Загрузка

SТР

Время задержки сигнального сообщения UTD в SТР, мс

среднее

95 %

Норма

50–150

100–310

+ 15 %

100–233

200–465

+ 30 %

255–388

500–775

Таблица 4.5

Нормируемые задержки для SТP (протоколы SCCP классов 2 и 3)

Загрузка SТP

Время задержки сигнального сообщения CR в SТP без связывания секций, мс

среднее

95 %

Норма

50–150

100–310

+ 15 %

100–233

200–465

+ 30 %

255–388

500–775

В таблицах 4.6–4.8 приведены нормируемые задержки сигнальных сообщений для транзитного пункта сигнализации со связыванием секций.

Таблица 4.6

Нормируемые задержки сигнального сообщения "Запрос соединения"

Загрузка SТP

Время задержки сигнального сообщения CR в SТP со связыванием секций, мс

среднее

95 %

Норма

75–180

150–360

+ 15 %

150–270

300–540

+ 30 %

275–450

750–900

Таблица 4.7

Нормируемые задержки сигнального сообщения "Подтверждение соединения"

Загрузка SТP

Время задержки сигнального сообщения СС в SТP со связыванием секций, мс

среднее

95 %

Норма

30–110

60–220

+15 %

60–165

120–330

+30 %

150–275

300–550

Таблица 4.8

Нормируемые задержки сигнального сообщения UTD в SТP

Загрузка SТP

Время задержки сигнального сообщения UTD в SТP со связыванием секций, мс

среднее

95 %

Норма

30–110

60–220

+ 15 %

60–165

120–330

+ 30 %

150–275

300–550

Время приема сообщения во входящем (уровни 2 и 3 МТР) пункте сигнализации (TМТР вх) представляет собой период, который начинается в момент, когда последний бит СЕ покидает звено данных (1 уровень МТР), и заканчивается, когда последний бит сообщения поступает в подсистему пользователя (рис. 4.3). Время TМТР вх включает в себя время обработки на уровне МТР 2, время передачи с уровня 2 на уровень МТР 3, время обработки на уровне МТР 3 и время передачи с уровня МТР 3 на уровень 4 модели СС 7 (в подсистему пользователя).

Время распространения по звену данных сигнализации (Тр) представляет собой период, который начинается в момент, когда последний бит сигнальной единицы поступает в канал данных на передающем конце, и заканчивается, когда последний бит СЕ (рис. 4.4) покидает канал данных (уровень 1) на приемном конце при отсутствии или наличии искажений СЕ.

Поиск методов задания требований к сети СС 7 и оценки ее характеристик ведется постоянно.

Рис. 4.3. Функциональная схема определения времени приема сигнальных сообщений

 

Рис. 4.4. Функциональная схема определения времени распространения в канале сигнальных данных  

К настоящему времени частично сформировался инструментарий для оценки ряда временных характеристик элементов СС 7. Рекомендации Q.706 предлагают для определения общего времени передачи сигнальных сообщения следующие соотношения:

а) при отсутствии искажений

. (4.1)

б) при наличии искажений

, (4.2)

где Qt – общая задержка, вызванная образованием очередей сигнальных сообщений; Qа – задержка, вызванная образованием очередей сигнальных сообщений при отсутствии искажений.

В выражении (4.2) суммирование должно осуществляться по всем пунктам сигнализации, участвующим в сигнальном соединении.

Важным критерием построения сети СС 7 является выполнение международных требований, относящихся к параметрам качества обслуживания (Grade of Service, GoS) и качества услуг (Quality of Service, QoS), определенных в Рекомендациях МСЭ серии Е.700, Е.800, М.60, М.20, М.21. Например, в Рекомендациях Е.721 и Е.723 нормируется число пунктов коммутации и соответствующее число транзитных пунктов сигнализации для гипотетического соединения (рис. 4.5) в сети СС 7 для различных ЦСС (табл. 4.9).

Рис. 4.5. Функциональная схема общего времени передачи сигнальных сообщений в CС 7 

Таблица 4.9

Нормируемое число пунктов коммутации и транзитных пунктов сигнализации

Тип

пунктов

Уровни

местный

междугородный

международный

Число пунктов

коммутации

1–4

5–7

8–10

Число транзитных пунктов сигнализации

до 3

до 8

до 12

В рекомендациях Е.723 даны нормы сквозных (end toend delay) задержек для типовых фаз установления сигнальных соединений. Для сообщения IAM нормы приведены в таблице 4.10, а для сигнальных сообщений ANM – в таблице 4.11. Оценка сквозных задержек сигнальных сообщений для гипотетического соединения на сети СС 7 Единой сети электросвязи РФ приведена в таблице 4.12.

Таблица 4.10

Нормы сквозных задержек для сообщения IAM

Уровни

Средняя задержка сигнального сообщения IAM при нормальной нагрузке, с

Местный

0,9

Междугородный

2,3

Международный

4,0

Таблица 4.11

Нормы сквозных задержек для сообщения АNM

Уровни

Средняя задержка сигнального сообщения ANM при нормальной нагрузке, с

Местный

0,75

Междугородный

1,50

Международный

2,50

Таблица 4.12

Нормы сквозных задержек сигнальных сообщений в ЕСЭ РФ

Тип сообщения

Задержка, с

Средняя

g процентная 95%

Сигнал “Ответ”

1,17

1,45

Остальные сигналы

1,80

2,22

При обосновании характеристик элементов сетей сигнализации следует учитывать особенности национальной версии СС 7, основная идеология и аспекты построения которой рассмотрены в [4].

В основных положениях по структуре сети СС 7 ЕСЭ РФ заложен принцип иерархического построения сигнальной сети от национального до регионального уровней. Главная особенность национальной сети СС 7 – ее деление на междугородную (федеральную) и региональные сети. Это обусловливает ряд проблем взаимодействия между сетями подвижной связи, ЦСИС и интеллектуальными сетями, находящимися в разных междугородных зонах.

Здесь следует отметить, что для подсистем МТР, SССР, ТСАР отечественных сетей СС 7 основными являются рекомендации МСЭ 1992 года. Для подсистемы ISUР руководящими документами РФ предписывается использовать рекомендации МСЭ Q.767 1992 года и Q.763, Q.764 1988 года.

Один из ключевых вопросов развития СС 7 РФ – разработка интегральной методики проектирования сети сигнализации всех уровней, предусматривающей интересы различных типов ЦСС. Исследования в этом направлении активно ведутся, и в настоящее время ряд ключевых параметров элементов СС 7 можно оценить уже на этапе планирования сети сигнализации.



*****

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