Лекции по Планированию и построению систем сигнализации цифровых сетей связи   

2. Система сигнализации № 7

2.5. Реализация сетевых функций средствамисистемы сигнализации № 7

Для своевременной и достоверной передачи сигнальных сообщений оказывается недостаточно приведенных выше мер. Так, при отказах звеньев сигнализации и транзитных пунктов сигнализации необходима реализация алгоритмов поиска новых путей для сигнального трафика в сети СС 7. Эти функции изначально были возложены на уровень МТР 3 подсистемы переноса сообщений.

Данный уровень включает средства, которые осуществляют процедуры, необходимые для информирования удаленных пунктов сети сигнализации о последствиях отказа какого-либо звена сигнализации. На основе полученных данных строится целая система динамической маршрутизации СС 7, предназначенная для своевременной реконфигурации маршрута сигнальных сообщений через сеть сигнализации.

В этой системе в явном виде выделяются две группы функций, обеспечивающих транспортировку сигнальных сообщений из одной точки сети сигнализации в другую [7]:

функции обработки сигнальных сообщений (функции отбора, коммутации и маршрутизации);

функции адаптации сети СС 7 к происходящим в ней изменениям (перегрузкам или повреждениям сигнальных звеньев), т. е. есть функции эксплутационного управления сетью сигнализации.

Функции обработки сигнальных сообщений осуществляются над сигнальными единицами. В данную группу входят (рис. 2.21):

1. Функция отбора (сортировки, выделения, классификации) сообщений, применяемая в пунктах сигнализации для того, чтобы определить, предназначено ли полученное сообщение ему или нет. Если пункт сигнализации является транзитным и сообщение предназначено не ему, то соответствующие СЕ передаются функции маршрутизации сигнальных сообщений исходящего звена сигнализации.

Отбор (сортировка) сигнальных сообщений основывается на использовании маршрутной этикетки в поле сигнальной информации SIF значащих сигнальных единиц, которая однозначно идентифицирует исходящий пункт сигнализации и пункт назначения.

 

Рис. 2.21. Взаимодействие функций обработки сообщений на уровне МТР 3

Блок отбора, принимая сигнальную единицу с уровня 2 и анализируя ее этикетку, определяет направление дальнейшей передачи соответствующего сообщения либо к функции распределения сообщений (если DPС совпадает с кодом своего SP), либо к функции маршрутизации сообщений (если совпадения нет).

2. Функция распределения сигнальных сообщений используется в каждом сигнальном терминале для доставки сообщений, адресованных данному пункту сигнализации, в соответствующую подсистему пользователя (на уровень 4 модели СС 7) услуг МТР.

Кроме того, данная функция позволяет выявить и выделить специализированные сообщения или отдельные данные состояния, передаваемые в интересах подсистемы управления сетью сигнализации, испытаний и технического обслуживания СС 7.

Приняв от функции отбора сообщение, этикетка которого содержит в поле DPC код "своего" пункта сигнализации, функция распределения анализирует байт служебной информации SIO, предназначенный для идентификации конкретной подсистемы-пользователя услуг МТР, и направляет сообщение по назначению (рис. 2.10).

Таким образом, функция распределения реализуется через процесс определения адресата на уровне 4, кому предназначается данная информация: подсистеме пользователя услуг МТР или подсистеме управления сетью сигнализации, испытаний и технического обслуживания СС 7.

3. Функция маршрутизации сообщений применяется для определения исходящего направления сигнализации и звена в нем, по которому должно быть отправлено сигнальное сообщение. Данная функция принимает сообщение либо от функции отбора (восходящее направление), либо от подсистемы-отправителя (нисходящее направление), размещенной в данном пункте сигнализации. Выбор маршрута, по которому это сообщение должно быть направлено далее, осуществляется по данным поля DPC этикетки маршрутизации СЕ. Кроме этого, используя данные селектора сигнального звена SLS в этой же этикетке, определяется конкретное сигнальное звено из нескольких звеньев сигнализации, образующих пучок.

Совокупность последовательно соединенных звеньев сигнализации, обеспечивающих прохождение сигнальной информации от исходящего к входящему пункту сигнализации, образует маршрут (путь) сигнального сообщения.

В сети СС 7 маршрут сигнального сообщения заранее определен и зафиксирован в каждый данный момент времени и для данного состояния сети. Однако в случае перегрузки сети СС 7, а также при выходе из строя отдельных ее элементов (звеньев сигнализации или транзитных пунктов сигнализации) маршрутизация сигнального сообщения изменяется в соответствии с заранее предусмотренными мерами. При этом возможно назначение единого маршрута для сообщений различных подсистем-пользователей МТР, а также использование различных правил маршрутизации (т. е. образование несовпадающих конфигураций сети сигнализации) в зависимости от индикатора вида связи (поля SLS и СIС).

Как было отмечено ранее, на третьем уровне МТР объединяются звенья сигнализации, формируя подсистему передачи сообщений, по-

этому управление сетью сигнализации на этом уровне состоит в управлении сигнальной нагрузкой и реконфигурацией сети сигнализации при перегрузке и повреждениях ее элементов. Под реконфигурацией сети подразумевается преобразование маршрута потока сообщений, обеспечивающего обход неисправного или перегруженного элемента сети.

Функции эксплутационного управления сетью СС 7 реализуются над ресурсом сигнальных звеньев [9]. В процессе управления сетью сигнализации реализуются функции управления нагрузкой, маршрутами и звеньями сигнализации (рис. 2.22).

1. Под управлением нагрузкой сигнализации понимают ограничение потоков сообщений для предотвращения перегрузки направлений, звеньев и пунктов сети сигнализации. Функция управления нагрузкой сигнализации необходима для коммутации, распределения сигнального трафика из входящего звена или маршрута на одно или несколько различных исходящих звеньев и маршрутов.

 

Рис. 2.22. Функциональная схема уровня МТР 3

2. Под управлением звеньями сигнализации понимают переключение передачи сообщения на резервное звено, например между двумя рассматриваемыми пунктами сети сигнализации. Функция управления звеньями сигнализации реализуется для обнаружения и восстановления отказавших, а также подключения вновь открываемых (вводимых в сеть) звеньев сигнализации.

3. Под управлением маршрутами сигнализации подразумевают выбор маршрута для сигнального сообщения по какому-либо критерию (например, по кратчайшему пути, по наименьшей загрузке). Функция управления маршрутами сигнализации (в том числе управления собственной сигнализацией и конфигурацией сети) доступна, как правило, только в квазисвязанном режиме. Она используется для распределения сигнальной информации о состоянии пунктов (в том числе транзитных) сигнализации, блокировки и разблокировки имеющихся маршрутов сигнализации.

Здесь следует заметить, что блокировка маршрутов сигнализации изменяет сечения сети сигнализации, что иногда приводит к ощутимому снижению ее пропускной способности. Этот факт должен быть особенно тщательно исследован при планировании и проектировании ЦСС.

Все выделенные функции управления обеспечивают выполнение сетью сигнализации своего предназначения в условиях:

перегрузки сигнальных звеньев;

отказов пунктов или каналов сигнализации;

снижения качества каналов сигнализации (увеличения фазовых дрожаний, ошибок звена данных сигнализации и др.);

восстановления пунктов или каналов сигнализации и пр.

Таким образом, на третьем уровне модели СС 7 предусмотрены специализированные функции, позволяющие организовать транспортировку сигнальных сообщений из одной точки сети сигнализации в другую. Рассмотренных выше средств оказывалось вполне достаточно для системы сигнализации сети телефонной связи. Вообще первоначальная разработка СС 7 осуществлялась только на основе требований телефонной сети общего пользования (ТфОП). Поэтому функции передачи сообщений МТР были ориентированы на потребности лишь одной подсистемы – телефонной (TUP).

В интересах данной подсистемы вполне достаточно возмож-ностей подсистемы МТР, обеспечивающих передачу сигнальной информации в режиме, близком к реальному времени. На МТР при этом возлагались задачи по образованию информационного канала и передаче служебной сигнальной информации для реализации функций управления звеньями сигнализации, испытаний и технического обслуживания СС 7.

Однако позднее возникла необходимость использовать СС 7 в интересах следующих подсистем пользователей:

ЦСИС (ISUP),

интеллектуальной сети (INAP),

цифровых сетей мобильной связи,

системы технического обслуживания (OMAP) и т. д.

Естественно, потребовалось развитие сетевых возможностей СС 7. Разработчики сконцентрировали свои усилия на поиске возможностей установления логических соединений сигнализации, не связанных с установлением информационного канала между пользователями. Такая потребность возникает в перечисленных подсистемах, например, для обновления информации о местоположении подвижного пользователя, проверки кредитной карты и статуса (приоритета) абонента, обращения к базам данных узлами коммутации услуг в интеллектуальной сети и т. д.

Следует отметить также, что подсистемам MAP, ISUP, INAP требуется более сложная система адресации сообщений, чем те возможности, которые заложены в МТР. Действительно, при наличии одной подсистемы TUP достаточно анализа маршрутной этикетки (полей OPC и DPC) в МТР. Однако в условиях, когда таких пользователей несколько (ISUP, TCAP, MAP и т. д.), необходима информация о локальном адресе, позволяющем определить пользователя услугой.

Здесь следует заметить, что с увеличением масштаба ЦСС оказалось, что функций динамического управления трафиком, реализованных только средствами подсистемы МТР, оказалось недостаточно. Особенно проявилась ограниченность возможностей уровня МТР 3 по изменению набора допустимых маршрутов. Даже при наличии сведений о состоянии всех звеньев, оконечных и транзитных пунктов сигнализации при коллизиях, неисправностях или отказах элементов СС 7 подсистема передачи сигнальных сообщений может только направить трафик по одному из нескольких заранее определенных маршрутов, т. е. реализует функцию динамического управления трафиком только как исполнительная система.

Однако вносить коренные изменения в облик СС 7 разработчики не стали. Был выбран следующий путь расширения ее сетевых возможностей.

"В помощь" МТР введена подсистема управления соединением сигнализации (SCCP) с расширенным набором функций по установлению физических или логических соединений сигнализации, не связанных с установлением информационного канала. Эта подсистема позволила без изменений в подсистеме МТР обслуживать подсистемы TUP и частично ISUP (рис. 2.23). При этом часть пользователей обеспечивается услугами только через последовательное взаимодействие SCCP и МТР (TCAP, MUP, INAP, в некоторых ситуациях ISUP). Архитектурные элементы МТР и SCCP в спецификациях на СС 7 объединяют в подсистему сетевых услуг (NSP) или называют сетевой службой системы сигнализации № 7.

Рис. 2.23. Структура сетевой службы СС 7

Во взаимодействии SCCP с МТР обеспечивается установление соединения сигнализации.

Соединение сигнализации – это логическая связь между двумя пользователями (TSAP, MUP, ISUP, INAP) посредством сетевой службы сигнализации (рис. 2.24). Если МТР связана с образованием информационного канала и передачей служебной сигнальной информации, то SCCP дает возможность осуществлять установление физических или логических соединений сигнализации в интересах выполнения задач верхних подсистем модели СС 7, не связанных с установлением информационного канала между пользователями. SP организуют через сеть СС 7 обмен сигнальной и иной служебно-ориентированной информацией между ЦСК, причем эти данные могут относиться, а могут и не относиться к пользовательским каналам ЦСС. Выполнение столь сложных функций стало возможным после стандартизации в СС 7 расширенного способа адресации.

Для адресации в МТР используются (рис. 2.10 и 2.13):

этикетка маршрутизации, которая включает коды пунктов отправления OPC, назначения DPC и индикатор звена сигнализации;

4-битный индикатор службы SI в поле байта SIO.

Очевидно, что возможности данных средств по определению вида услуги ограничены. В ходе эволюции телекоммуникационных систем возрастает число приложений. В современных ЦСС ограниченное адресное пространство МТР в состоянии обеспечить доставку сообщений до узла коммутации и не способно идентифицировать вид услуги, передаваемой с этим сигнальным сообщением.

Рис. 2.24. Соединение сигнализации

Подсистема SCCP дополняет адресацию МТР путем введения дополнительного поля (заголовка SCCP), заполняемого номером подсистемы (Subsystem Number, SSN). Последний и является локальным адресом, используемым для определения собственно пользователя услуг SCCP в каждом пункте сети СС 7. Таким образом, комбинация ОРС + SSN образует адрес корреспондента, а DPS SSN – адрес инициатора связи.

Здесь следует отметить, что в отличие от МТР подсистема SCCP предусматривает еще возможность "прочтения" глобальных заголовков, которыми снабжены сигнальные сообщения, поступающие с верхних уровней архитектуры СС 7. Глобальный заголовокэто адрес подсистемы пользователя SCCP в ЦСС, указывающий направление передачи сообщения по сети, но не содержащий информации, необходимой для определения пути сигнального сообщения по сети СС 7. Так как по глобальному заголовку непосредственно нельзя осуществить маршрутизацию, то SCCP по собственным алгоритмам преобразует его в номер (DPS + SSN).

В целом введение в стандарты СС 7 подсистемы SCCP позволило дополнить уровень МТР 3 функциями, которых тому не достает для полного соответствия сетевому уровню ЭМВОС, обеспечивающей выполнение функций управления трафиком.

Благодаря такому построению сеть СС 7:

обеспечивает обслуживание сигнально-управляющего трафика, обладающего существенной неоднородностью;

обладает собственными средствами диагностики и контроля состояния элементов (сигнальных терминалов и звеньев сигнализации);

имеет встроенную функцию собственной сигнализации, например, о выходе из строя сигнальных терминалов и звеньев, реализованной по внутриканальному принципу;

решает вопросы собственной реконфигурации;

реализует алгоритмы повышения достоверности с использованием решающей обратной связи и помехоустойчивого кодирования.

Для принятия решений при планировании сети СС 7 необходимо знать влияние ее внутренних параметров, механизмов и т. д. на показатели качества функционирования ЦСС в целом.



*****

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