Лекции по Планированию и построению систем сигнализации цифровых сетей связи   

5. Протоколы сигнализации ведомственных цифровых сетей связи

5.2. Стандартный протокол межстанционной сигнализации QSIG

До конца 70х годов XX века отдельные территориально разнесенные УПАТС, обслуживающие одну организацию (корпорацию), взаимодействовали между собой  либо через ТфОП, либо с помощью выделенных аналоговых или цифровых соединительных линий [5]. По мере роста объема передаваемой информации и расширения возможностей коммутационной техники постепенно формировались сложные и масштабные корпоративные телекоммуникации. Эти информационные инфраструктуры нуждались в разработке надежной системы сигнализации с минимальным расходом пропускной способности каналов и линий связи. Еще одним условием, поставленным перед разработчиками новой системы сигнализации, являлось обеспечение ее согласованности с протоколами DSS1 ЦСИС.

В результате исследований был создан протокол сигнализации QSIG (Qreference point SIGnalling system), спецификации на который стали международным стандартом. Таким образом, протоколы QSIG являются стандартными протоколами для сопряжения коммутационных систем корпоративных сетей связи. Как показывает практика, являясь современной, мощной и интеллектуальной системой сигнализации, QSIG обеспечивает взаимодействие УПАТС различных производителей по аналоговым и цифровым каналам связи.

Первые международные стандарты для QSIG были опубликованы в начале 1990х годов Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (European Telecommunication Standards Institute, ETSI). Данная система названа QSIG, так как ее основной протокол разработан для интерфейса в опорной точке Q (рис. 5.2). В этой точке, определенной стандартом ENV 41 004, реализуется интерфейс, через который УПАТС включается в корпоративную сеть с интеграцией служб.

В специальной литературе может встретиться и другое название системы сигнализации  QSIG – "ведомственная интегральная система сигнализации № 1" (Private Integrated Signalling System Number 1, PSS1). Такое название выбрано ETSI по аналогии с названием протокола DSS1 ЦСИС.

Рис. 5.2. Подключение УПАТС к ТфОП

При разработке QSIG двенадцать ведущих поставщиков УПАТС подписали Меморандум о взаимопонимании (MoU), который вступил в силу с 1 февраля 1994 года. Этот договор обязал подписавших его участников реализовать единый межстанционный интерфейс с первичной скоростью передачи 30B + D, обеспечивающий организацию базовых соединений в корпоративной ЦСС. При этом частные процедуры и дополнительные услуги QSIG производители имели право разработать и реализовать самостоятельно.

На сегодняшний день на базе поступивших предложений сформирован общий стандарт QSIG. Спецификации протоколов системы сигнализации QSIG представлены в таблице 5.1.

Практика показывает, что при внедрении QSIG не предъявляется никаких особых требований к топологии сети, стандарт поддерживает любую сетевую конфигурацию. Не существует ограничений на количество узлов сети и план нумерации. Гибкость и протокола QSIG обеспечивает использование самых разных физических интерфейсов, включая аналоговые 2/4проводные  линии, цифровые арендованные проводные (в том числе волоконнооптические), радио и спутниковые линии.

Ряд корпораций в Европе и РФ при построении своих информационных инфраструктур рассматривают QSIG как серьезную альтернативу СС 7. Данную систему сигнализации планируют использовать для организации взаимодействия систем коммутации в цифровых сетях специальной связи с интеграцией служб.

Таблица 5.1

Спецификации протоколов системы сигнализации QSIG

Номер уровня

Стандарты

Описание

Уровни 4–7

ROSE – сервисные элементы

удаленных операций (Х.219);

ACSE – сервисные элементы

управления соединением (Х.217);

DSE – сервисные элементы диалога (стандарты QSIGGF)

Протокол сквозной

(Endtoend)

сигнализации.

Прозрачность

сетевого уровня

Уровень 3

(сетевой)

ECMA 148, 157–163, 164, 173–178, 185, 186, 191–194, 202, 203, 211–214, 220, 221, 224, 225, 242, 250, 251, 263

 ISO 115, 826,  ETS 300329;

ECMA 156, 161, 165

ISO 11547, 11572; ETS 300171/172/173;

ECMA 106, 142, 143

Процедуры QSIG для дополнительных услуг

Общие  функциональные процедуры

QSIG

Базовый вызов

(соединение) QSIG

Уровень 2

(канальный)

LAPD, ENS 300402, ECMA 141

 

Уровень 1

(физический)

Базовый

доступ

ETS300011,

I.430           

Первичный

доступ

ETS300012,

I.431           

 

Среда

передачи

2пр

линия

4пр

линия

Оптическое волокно

 

Общая архитектура QSIG представлена на рисунке 5.3, протокольная – на рисунке 5.4.

Протоколы физического уровня и уровня звена данных QSIG и DSS1 практически идентичны и это обеспечивает совместимость услуг ЦСИС общего пользования и услуг корпоративных сетей с интеграцией служб.

Уровень 1 (подсистемаSCM) включает в себя функции канального и физического уровней. Физический уровень протокола QSIG постоянно активизирован и функции по его управлению ограничиваются контролем работоспособности тракта и идентификацией возникающих аварийных ситуаций.

Рис. 5.3. Сигнальные отношения в системе сигнализации QSIG

Процедуры канального уровня QSIG аналогичны процедурам уровня звена в интерфейсе "пользователь – сеть" первичного доступа ЦСИС [22].

Уровень 2 отвечает за выполнение сетевых функций в системе сигнализации QSIG. Функции управления протоколом (Protocol control) описываются Рекомендацией МСЭ Q.931. На данном уровне реализуется формирование сигнальных единиц и обеспечивается возможность обслуживания нескольких (до 60) трактов передачи пользовательской информации одним звеном сигнализации QSIG. Сетевые функции рассматриваемой системы сигнализации дополняются функциями GFTcontrol, состоящим в проверке очередности следования сигнальных сообщений и выборе дальнейшего пути следования принятых данных (к вышестоящим уровням пункта сигнализации или транзит).

Как и в DSS1, канал сигнализации QSIG обозначается D. В ЦСИС процедуры Q.931 реализованы в интерфейсах:

базового доступа (Basic Access, BA) "пользовательсеть" как в конфигурации "точка – точка", так и в многоточечной конфигурации с использованием вещательного режима;

Рис. 5.4. Архитектура системы сигнализации QSIG

первичного доступа (Primary Access, PA) – только в конфигурации "точка – точка".

Процедуры сигнализации DSS1 ЦСИС [22] ориентированы на обслуживание двух каналов В = 64 кбит/с в базовом доступе и тридцати – в первичном. Каждый из каналов первичного доступа ЦСИС имеет строго определенное положение относительно канала сигнализации D = 64 кбит/с.

В отличие от DSS1, протокол QSIG позволяет поддерживать произвольное число до 60 пользовательских трактов с помощью одного звена сигнализации исключительно в режиме "точка – точка". При этом информационные каналы нумеруются непрерывно от 1 до N в соответствии с их положением относительно канала сигнализации D = 64 кбит/с.

На уровне 3 протоколы QSIG и DSS1 различаются. В отличие от  DSS1, протокол QSIG не рассчитан на использование в абонентском интерфейсе, но зато позволяет организовать транзитную связь и связь между различными корпоративными сетями. Кроме того, DSS1 – асимметричный протокол, в то время как QSIG является симметричным протоколом, обеспечивающим взаимодействие между равноправными узлами сетей.

Уровень 3 протокола QSIG состоит из двух подуровней: QSIGВС и QSIGGF.

Подуровень QSIGВС (Basic Call) предназначен для управления базовыми соединениями какоголибо определенного вида (телефонной, факсимильной, видеотелефонной и др.) связи без предоставления дополнительных услуг. Степень совпадения QSIGВС и DSS1 (включая функции уровня 2) с учетом  вышеизложенных различий можно оценить в  95 % [5]. Имеются различия в составе и способах реализации дополнительных услуг. Кроме дополнительных услуг, поддерживаемых DSS1, QSIG предусматривает услуги, специально ориентированные на пользователей систем с УПАТС: идентификацию имени, вмешательство в соединение, замену тракта, услуги оператора, услуги мобильной связи и т.д.

В QSIG заложена возможность формировать сигнальные сообщения о новых услугах связи по индивидуальным заказам отдельных операторов. Для этого имеется особый механизм – глобальные функциональные процедуры (QSIGGF), представляющие собой стандартизованный способ поддержки нестандартных  услуг.

Подуровень QSIGGF (Generic Functional)  предназначен для управления дополнительными услугами и использует для транспортировки сигнальной информации специальный механизм переноса. Дополнительная услуга может быть затребована пользователем, как на любом этапе базового соединения, так и независимо от него. При этом возможны два варианта организации управления дополнительными услугами: сигнальная информация переносится либо информационным элементом facility в сообщениях  управления базовым соединением, либо, если в данный момент такие сообщения использовать невозможно, специальным сообщением  FACILITY QSIGGF. Взаимодействие составляющих QSIGGF можно проследить на примере транзитного соединения, показанного на рисунке 5.4. Как видно из рисунка, в QSIGGF функции управления транзитом осуществляет GFTControl.

Прикладной уровень с сетевой точки зрения  является прозрачным для двух оконечных УПАТС, участвующих в предоставлении услуг. На уровне приложений (4–7) ЭМВОС в  QSIG функционирует  протокол управления дополнительными услугами, который использует сервисные элементы удаленных операций (Remote Operation Service Elements, ROSE), сервисные элементы управления соединением (Association Control Service Elements, ACSE) и сервисные элементы диалога (Dialogue Service Elements, DSE), координируемые специальными функциями (coordination function).

Для детального уяснения спецификаций уровня 3 протокола предоставления  QSIG рассмотрим информационные элементы, входящие в состав сигнальных сообщений, и типы этих сообщений.

В сообщениях уровня 3 применяются следующие информационные элементы:

1. Дискриминатор протокола – элемент, используемый для того, чтобы отличить сообщения, связанные с процедурами управления соединениями, от других блоков, требующих услуг уровня 2. Кодирование и применение такого информационного элемента осуществляется в соответствии с п. 12.2 стандарта ETS 300 172.

2. Метка соединения используется для идентификации  того соединения, к которому относится содержащее этот элемент сообщение. Кодирование и применение данного информационного элемента осуществляются в соответствии с п. 12.3 стандарта ETS 300 172. Значение метки соединения для QSIG всегда занимает 2 байта, в то время как в DSS1 – 1 байт для базового доступа и 1 или 2 байта для доступа на первичной скорости.

3. Тип сообщения служит для определения назначения передаваемого сообщения. Кодирование и применение данного информационного элемента осуществляются в соответствии с п. 12.4 стандарта ETS 300 172.

4. Счетчик транзитов используется для того, чтобы ограничить число транзитов УАТС в соединении. Значение этого элемента увеличивается на единицу в каждой УАТС. Максимально допустимое значение зависит от конкретной сети и может находиться в диапазоне от 0 до 31. Информационный элемент "счетчик транзитов" описан в п. 12.6.2 стандарта ETS 300 172.

5. Категория абонента указывает на категорию абонентской установки, участвующей в соединении. Различают следующие категории абонентских установок: абонентский терминал, консоль оператора, специальный (аварийный) терминал. Информационный элемент описывается  в п. 12.6.1 стандарта ETS 300 172.

На этапе установления соединения  в сигнализации QSIG применяются сообщения, идентичные DSS1, но несколько отличающиеся от них перечнями элементов. Информационные элементы  этих сообщений изложены в ETS 300 172 (п. 11.2.1–11.2.11, 11.3.1, 11.3.2).

Ниже перечислены некоторые дополнительные услуги и дополнительные сетевые сервисы, поддерживаемые протоколом QSIG.

Вмешательство.  Услуга  позволяет  вызывающему  абоненту установить соединение с пользователем, занятым другим соединением. При этом вызывающий абонент может быть подключен в режиме конференцсвязи либо с переводом второго участника существующего соединения в режим удержания.

Временный запрет входящей связи. Все входящие вызовы к абоненту отклоняются сетью QSIG. Однако вызывающему абоненту предоставляется соответствующая индикация. Если вызывающему абоненту разрешена услуга обхода временного запрета входящей связи, он может активизировать эту услугу и выйти на вызываемого абонента. Как первому, так и второму абонентам могут быть предоставлены различные уровни обхода запрета и защиты.

Завершение соединения. Предусматриваются две дополнительные услуги. Первая используется в случае занятости вызываемого пользователя. При этом вызывающий абонент  может запросить, чтобы соединение было автоматически установлено, когда вызываемый номер освободится. Вторая услуга связана с завершением соединения при неответе (отсутствие абонента на рабочем месте).  В этом случае вызывающий абонент может запросить услугу, которая автоматически установит соединение с ним, если последний возобновит пользование связью со своего терминала.

Замена пути. Является дополнительной сетевой услугой, которая позволяет заменить установленное через сеть QSIG соединение новым, например, более эффективным или более экономичным.

Субадресация. Данная услуга  обеспечивает возможность  передачи  вызывающим абонентом во время установления  соединения  не только адреса вызываемого абонента, но и субадреса, идентифицирующего, например, определенный терминал.

Предложение вызова. Эта услуга позволяет вызывающему абоненту запросить, чтобы его вызов в случае занятости  вызываемого абонента  был установлен на ожидание и чтобы вызываемому абоненту  был предоставлен выбор: принять этот вызов, подключившись к вызывающему абоненту, проигнорировать его (т. е. оставить на ожидании) или дать отказ.

Услуги идентификации. Данные услуги  могут обеспечить или запретить  предоставление информации, касающейся идентификации абонентов. Услуги идентификации, предусмотренные в сети QSIG, работают согласованно с аналогичными ДВО ЦСИС.

Услуги для операторов. В QSIG предусмотрен ряд дополнительных услуг для операторов, повышающих эффективность их труда и способствующих улучшению качества учрежденческой связи: установление последовательных соединений, распределение вызовов, ночное обслуживание, ожидание сообщения, вмешательство телефонистки в соединение двух абонентов и др.

Эти и другие услуги могут заинтересовать проектировщиков при обосновании целесообразности применения протокола QSIG в корпоративных цифровых сетях связи с интеграцией служб.

Таким образом, QSIG является весьма привлекательной для построения ведомственных ЦСС. Особенности применения QSIG в информационных инфраструктурах РФ прорабатываются сегодня особенно тщательно. Однако перед принятием решения на широкое внедрение новой технологии сигнализации должны быть проведены тщательные исследования ее характеристик и возможностей.



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