8. Система общеканальной сигнализации № 7. Мультисервисные сети связи

: Категория: Мультисервисные сети связи

8.1. Построение сети сигнализации с протоколом ОКС № 7

8.2. Эталонная модель протоколов ОКС № 7

8.3. Подсистема передачи сообщений (MTP)

8.4. Маршрутизация, адресация, анализ и распределение сигнальных сообщений

8.5. Процедуры защиты от ошибок

8.6. Способы защиты от ошибок

8.7. Методология проектирования ОКС № 7

8.1. Построение сети сигнализации с протоколом ОКС № 7

Система сигнализации № 7 (ОКС № 7) [3, 5, 12] представляет собой многофункциональный протокол управления доставкой сообщений переменной длины в сети передачи данных с коммутацией пакетов. Этот протокол первоначально предназначался для управления доставкой сигнальных сообщений пользователей телефонной сети по общему каналу. В дальнейшем функции протокола общеканальной системы сигнализации № 7 расширялись вследствие интеграции множества служб в одной телекоммуникационной сети (ISDN). В настоящее время ОКС № 7 поддерживает обмен не только сигнальными сообщениями с целью предоставления услуг в сети с коммутацией каналов, но и обмен пользователей, имеющих оконечное оборудование пакетного типа, обмен объектов интеллектуальной сети, элементов системы централизованной эксплуатации и технического обслуживания, элементов системы управления телекоммуникационной сетью (TMN - Telecommunication Management Network).

Такое разнообразие применения ОКС № 7 позволяет считать эту систему универсальной, способной обеспечивать транспортировку любых данных в сети с пакетной коммутацией. Для обмена сообщениями по протоколу ОКС № 7 создаётся сигнальная сеть, состоящая из пунктов сигнализации (Signaling Point, SP) и связывающих их звеньев сигнализации (Signaling Link, SL). Ответственность такой сети за правильность предоставления услуг пользователям исключительно велика. Даже небольшие нарушения функционирования сигнальной сети могут оказать существенное влияние на качество работы всей телекоммуникационной сети. Поэтому необходимы высокоэффективные средства оперативного контроля сигнальной сети и управления её ресурсами.

Локальное использование ОКС № 7 в России по цифровым звеньям со скоростью 64 Кбит/с относится к началу 90-х годов, а разработка основополагающих нормативных документов, посвящённых национальному стандарту ОКС № 7, и запуск первого фрагмента опытной зоны национальной сигнальной сети - к 1995-96 г.г. [64].

Система сигнализации № 7 является видом централизованной сигнализации, первоначально предложенной для использования на телефонных сетях. Впервые требования к системе сигнализации № 7 были сформулированы в рекомендациях МККТТ в 1981 г. и в дальнейшем дополнены в 1984, 1988, и в 90-е годы 20-го века [65, 66, 67].

При использовании общеканальной (централизованной) сигнализации сигнальные сообщения передаются в так называемом общем канале сигнализации (ОКС).

Общий канал сигнализации (Common-signaling Channel, CSC) представляет собой совокупность средств, обеспечивающих прием требований на передачу линейных, регистровых и информационных сигналов, формирование пакетов данных переменной длины с сигнальной и другой информацией, передачу и прием кадров, обеспечение требуемой верности сигнальной информации и удовлетворение требованиям по допустимой задержке.

Сигнальную информацию передают в сетях с коммутацией каналов для быстрого отыскания ресурсов, требуемых пользователю. Под термином "сигнализация" понимают процесс обмена элементов сети линейными, регистровыми и информационными сигналами.

Различают три разновидности сигнализации (рисунок 8.1):

абонентскую (в интерфейсе "пользователь-сеть");
внутристанционную (между модулями АТС);
межстанционную (между АТС, узловыми станциями, сетевыми базами данных, между станциями и центрами технической эксплуатации, между узлами разных сетей).

Для цифровой сети с интеграцией служб (ISDN) МСЭ-Т (ITU-T) рекомендовал использовать в интерфейсе "пользователь - сеть" цифровую абонентскую систему сигнализации № 1 - ЦАСС № 1 (DSS1), а для межстанционной связи - общеканальную систему сигнализации № 7 (CSS 7).

Рисунок 8.1. Общеканальная сигнализация в цифровой сети

Совокупность каналов сигнализации и оконечных (Signaling Point, SP) и транзитных пунктов сигнализации (Transfer Signaling Point, STP) образует сеть сигнализации. Эта сеть является транспортной системой не только для доставки сигнальных сообщений в сетях с коммутацией каналов, но и для обмена данными тарификации разговоров, технической эксплуатации, административного управления, управления процессами подготовки и предоставления дополнительных видов обслуживания (ДВО) и других.

Пункты сигнализации могут обмениваться сообщениями по одному из трёх способов:

- связанному;

- несвязанному;

- квазисвязанному.

Примеры режимов сигнализации в сигнальной сети показаны на рисунке 8.2.

При построении сигнальной сети по связанному способу (Рис. 8.2, a) конфигурация ее повторяет конфигурацию сети информационных каналов для передачи речевой информации или данных. Затраты на создание сигнальной сети должны быть минимизированы, поэтому ее построение по первому способу рационально только при достаточно высоком тяготении между станциями телефонной сети общего пользования или ISDN.

Если тяготение между двумя станциями телекоммуникационной сети невелико, то сеть сигнализации строят по квазисвязанному способу (Рис. 8.2, b). В этом случае сигнальные сообщения между двумя рассматриваемыми пунктами сигнализации всегда проходит по заранее заданному маршруту через один или несколько транзитных пунктов сигнализации, то есть в сигнальном маршруте будет задействовано не менее двух звеньев сигнализации (этот вариант показан на рисунке 1.3).

В пунктах сигнализации SP_f и SP_k имеются подсистемы пользователей (то есть в них происходит генерация и обработка сигнальных сообщений), а в транзитных пунктах сигнализации STP_m и STP_n подсистемы пользователей могут быть не представлены, то есть здесь должны выполняться функции хотя бы трех нижних уровней протокольной модели ОКС № 7 (управление сетью сигнализации, защита от ошибок, управление передачей битов по физическому каналу). Эти функции реализуются подсистемой передачи сообщений ППС (Message Transfer Part, MTP). Каждый SP или STP должен иметь уникальный в данной сигнальной сети код (КПС).

Рисунок 8.2. Примеры режимов сигнализации

Сигнальные сообщения от одного SP к другому могут направляться, в зависимости от состояния элементов сети, по разным маршрутам, если таковые имеются (это показано на рисунке 8.3).

Рисунок 8.3. Структура сигнальной сети

8.2. Эталонная модель протоколов ОКС № 7

Функции системы сигнализации

Задачи формирования и обмена сигнальными сообщениями реализуются двумя подсистемами:

- подсистемой пользователя - ПП (User Part, UP) и

- подсистемой передачи (переноса) сообщений - ППС (Message Transfer Part, MTP).

В каждом пункте сигнализации может быть представлено множество подсистем пользователей (ПП), в частности:

подсистема пользователя ISDN (ISDN User Part, ISUP);
подсистема пользователя телефонной сети общего пользования (TUP);
подсистема пользователя сети ПД общего пользования (DUP);
подсистема пользователя сотовой сети подвижной связи стандарта GSM (MAP);
подсистема пользователя технической эксплуатации и администрирования сети сигнализации (OMAP).

Подсистема передачи сообщений является общей транспортной системой для всех ПП. Протоколы ППС [65] удовлетворяют требованиям, предъявляемым к протоколам физического, звена данных и части сетевого уровня эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС). Эталонная модель протоколов системы сигнализации № 7 приведена на рисунке 8.4

Рисунок 8.4. Система протоколов ОКС № 7

Функции ППС таковы:

- маршрутизация сигнальных сообщений;

- распределение принятых сигнальных сообщений между ПП;

- защита пакетов данных от искажений;

- управление передачей сигнальных сообщений пользователей;

- управление потоками сообщений сигнализации;

- генерирование и обработка сообщений управления сетью сигнализации, процессами администрирования и технической эксплуатации.

Протоколы ОКС № 7

Под протоколом понимают правила обмена одноименных уровней разных информационных систем, процедуры обработки информации, форматы пакетов и кадров, правила кодирования информации.

Функции протоколов ОКС № 7 разделены на 4 уровня:

- 1-ый - физический,

- 2-ой - звеньевой (канальный),

- 3-ий - сетевой,

- 4-ый - пользовательский.

На рисунке 8.4 показаны функциональные связи между этими протокольными уровнями.

На уровне 1 предоставляются физические каналы для передачи данных. Вариант использования в ОКС одного из каналов цифровой системы передачи показан на рисунке 8.5.

На уровне 2 обеспечивается выполнение следующих функций:

- формирование блоков данных (называемых в рекомендациях ITU-T сигнальными единицами – СЕ [Signaling Unit, SU]);

- разделение сигнальных единиц с помощью флагов;

- обнаружение ошибок в СЕ с помощью проверочных битов – ПБ [Check Bits ,CK]);

- исправление ошибок с помощью повторной передачи СЕ;

- наблюдение за характеристиками канала данных сигнализации.

Эти функции реализуются в пункте сигнализации для каждого звена сигнализации с помощью программно-аппаратных средств, называемых контроллером звена сигнализации (рисунок 8.6). Звено сигнализации состоит из звена данных сигнализации и двух оконечных устройства ЗС (ОУ ЗС) сопряженных пунктов (на рисунке 8.6 это SP_n и SP_m).

Рисунок 8.5. Средства уровней 1 и 2 ОКС № 7

На уровне 3, называемом сетевым, реализуются следующие функции:

- обработка сигнальных сообщений, состоящая в разделении поступающих сообщений, относящихся к разным подсистемам пользователей, и направлении сигнальных сообщений от подсистемы пользователей к соответствующему звену сигнализации;

- управление сетью сигнализации, состоящее в маршрутизации сигнальных сообщений, ограничении потоков при перегрузках и отказах в сети сигнализации, переводе трафика сигнализации на другой маршрут или резервное звено сигнализации, восстановлении нормального функционирования звеньев и маршрутов сигнализации.

Уровень 4 системы протоколов ОКС № 7 соответствует прикладному уровню ВОС. На уровне 4, называемом пользовательским, анализируются принимаемые и генерируются предназначенные для передачи сигнальные сообщения. Сигнальными сообщениями могут обмениваться лишь одноименные подсистемы пользователей. Функционирование подсистемы пользователя не зависит от реализации MTP (ППС).

Требования, предъявляемые к сети ОКС № 7

Сеть ОКС № 7 предназначена для решения задач:

транспортировки сообщений в пакетной форме при информационном обмене сетей и их элементов;
защиты сигнальных сообщений от искажений;
гарантированной доставки сообщений по заданному адресу и маршруту;
предотвращения пропаданий, удвоений и конкуренции сообщений.

Транспортировка сообщений с помощью системы сигнализации № 7 позволяет обеспечить:

сигнальный обмен между станциями и узлами сетей с коммутацией каналов (ССОП, N-ISDN, ССПС) и пакетов (B-SDN);
организацию ТЭ и ТО сигнальной сети;
информационный обмен между элементами интеллектуальных сетей;
поддержку процессов управления телекоммуникационными сетями (Telecommunications Management Network ,TMN).

Использование ОКС № 7 в телекоммуникационных сетях позволяет получить следующие преимущества, по сравнению с децентрализованными системами сигнализации (примером децентрализованной системы сигнализации является 2ВСК):

высокую производительность при поддержке различных служб (одно звено сигнализации способно обслужить в ЧНН до двух тысяч вызовов от пользователей ССОП);
высокую скорость установления и разъединения соединений;
высокую живучесть благодаря возможности альтернативной маршрутизации и резервированию элементов;
высокую экономичность за счет сокращения объема оборудования коммутационных узлов;
высокую гибкость благодаря возможности поддержки множества служб и сетей.

Контрольные вопросы

Назовите подсистемы, входящие в состав системы сигнализации номер 7.
Назовите функции подсистемы передачи сообщений.
Приведите примеры подсистем пользователей ОКС № 7.
Дайте определение протокола.
Назовите протокольные уровни ОКС № 7.
Назовите функции протоколов 1-го, 2-го, 3-го и 4-го уровней ОКС № 7.

8.3. Подсистема передачи сообщений (MTP)

Форматы сигнальных единиц (Message Signaling Unit, MSU)

На рисунке 8.6 приведены компоненты подсистемы передачи сообщений.

Если подсистема пользователей SPn передает сообщение сигнализации в сторону аналогичной подсистемы пользователей SPm, то оно принимается в MTP SPn, где происходит выбор одного из звеньев в маршруте, ведущем к SPm. Если сигнальное звено в этот момент занято, то сообщение ожидает начала передачи в буфере этого звена. Если сообщение принято в SPm без искажений, то ППС SPm передает его в соответствующую подсистему пользователей.

Рисунок 8.6. Компоненты подсистемы передачи сообщений

Подсистема пользователя ППа формирует сигнальное сообщение и передает его сетевому уровню. Здесь к нему добавляются служебные данные (рисунок 8.7). Так формируется пакет сетевого уровня. Служебные данные предназначены для решения задач выбора маршрута и звена в нем, а также для привязки сигнального сообщения к конкретной подсистеме пользователей. Далее пакет передается в выбранное звено сигнализации, где к нему добавляются новые служебные данные. Так формируется кадр уровня звена сигнализации, который называется сигнальной единицей (СЕ).

Подсистемы пользователей могут формировать сообщения разной длины. Поэтому сигнальные единицы имеют переменную длину. В звене сигнализации могут формироваться три типа СЕ:

- значащие - ЗНСЕ (MSU);

- состояния звена сигнализации - СЗСЕ (LSSU);

- заполняющие - ЗПСЕ (FISU).

Рисунок 8.7. Формирование пакета и кадра в ОКС № 7

Значащие сигнальные единицы (ЗНСЕ) содержат либо сигнальные сообщения, либо команды управления элементами сети сигнализации. Если ЗНСЕ сформирована для управления трафиком, маршрутом или звеном сигнализации, то она не содержит пользовательских данных. Значащие СЕ переносят сигнальные сообщения пользователей между любыми двумя SP сигнальной сети.

Сигнальная единица состояния звена сигнализации переносит данные только между корреспондирующими звеньями двух смежных SP (например, между SPn и SPm на рисунке 8.6). С помощью СЗСЕ обеспечивается оповещение удаленной стороны ЗС о невозможности принимать данные из-за блокировки уровнем 3 или оператором.

Заполняющая СЕ тоже передается только в ЗС между смежными SP и позволяет контролировать исправность звена сигнализации при отсутствии требований на передачу ЗНСЕ и СЗСЕ. В форматах всех СЕ имеются одинаковые поля, обеспечивающие безошибочную передачу кадров.

Сигнальные единицы передаются независимо в каждом направлении между смежными SP, как показано на рисунке 8.8.

Рисунок 8.8. Обмен сигнальными единицами по звену сигнализации

Сообщение пользователя состоит из собственно сигнальных данных, характеризующих текущий этап установления или разъединения соединения и адресной информации (кодов пункта назначения - КПН (Destination Point Code ,DPC) и исходящего пункта - КИП (Origination Point Code, OPC)).

Формат сигнальной единицы разделён на поля. У всех 3-х типов СЕ имеется общий набор полей, которые обеспечивают безошибочную передачу информации в сигнальной сети. Характеристика этих полей будет дана ниже.

Форматы сигнальных единиц

Форматы сигнальных единиц приведены на рисунках 8.9 (ЗНСЕ), 8.10 (СЗСЕ) и 8.11 (ЗПСЕ).

Рисунок 8.9 – Основной формат значащей сигнальной единицы (MSU)

Рисунок 8.10. Основной формат СЗСЕ (LSSU)

Рисунок 8.11. Основной формат ЗПСЕ (FISU)

Опишем назначение полей всех СЕ.

1. Флаг (Ф) = 01111110 - используется в следующих целях:

а) как разделитель сигнальных единиц, следующих друг за другом в потоке; если ЗНСЕ передаются друг за другом, то флаг конца одной является также флагом начала следующей сигнальной единицы; если ЗНСЕ является одиночной и за ней следует СЕ другого типа, то она обрамляется двумя флагами (открывающим и закрывающим); если процедура обнаружения флага не находит после приема 279 байт (это характерно для национальной сигнальной сети) следующего флага, то звено сигнализации считается неработоспособным;

б) как последовательность, используемая для процесса фазирования, когда в целях восстановления доступности удаленной стороны звена сигнализации инициатор передает поток флагов и по реакции удаленной стороны принимает решение о возможности работы по данному звену;

в) как контрольная последовательность, передаваемая после получения информации о перегрузке удаленной стороны звена сигнализации.

2. Обратный порядковый номер - ОПН (Backward Sequence Number, BSN) - передается удаленной стороной ЗС в качестве подтверждения принятой без ошибок ЗНСЕ; ОПН изменяется в диапазоне от 0 до 127.

3. Прямой порядковый номер - ППН (Forward Sequence Number, FSN) - каждой ЗНСЕ присваивается уникальный ППН; на удаленной стороне звена сигнализации ППН служит для проверки правильного порядка следования ЗНСЕ (и только значащих СЕ); после безошибочного приема ЗНСЕ с ППН= i все последующие ЗНСЕ, ППН которых отличается от ППН= i+1, будут стираться, чтобы не допустить потери СЕ в звене сигнализации.

4. Обратный бит индикатор - ОБИ (Backward Indicator Bit, BIB) - используется в одном из рекомендованных ITU-T способов защиты от ошибок (основной способ) для формирования “отрицательного подтверждения”, с помощью которого источник оповещается о приеме СЕ с ошибкой.

5. Прямой бит индикатор - ПБИ (Forward Indicator Bit, FIB) - используется в процессе защиты от ошибок для информирования удаленной стороны ЗС о том, передается ли ЗНСЕ впервые или повторно.

6. Индикатор длины - ИД (Length Indicator, LI) - идентифицирует тип СЕ:

- ИД ЗНСЕ может иметь значения от 3 и выше,

- ИД СЗСЕ имеет значение 1 или 2,

- ИД ЗПСЕ равен нулю;

Индикатор длины задает количество байтов между старшим разрядом поля ИД и младшим разрядом поля проверочных битов - ПБ (Check Bits, CK).

7. Проверочные биты (ПБ) - формируются в процессе циклического кодирования сигнальной информации и добавляются к ней; удаленная сторона использует их для обнаружения ошибок.

8. Байт служебной (сервисной) информации - БСИ (Signaling Information Octet, SIO) – содержит два четырехразрядных поля. В младшем из них содержится индикатор пользователя (службы) {ИП}, а в старшем - индикатор сети (ИС). Индикатор пользователя (Service Indicator, SI) указывает тип подсистемы пользователя. Индикатор сети (Net Indicator, NI) указывает на вид сети (международная или национальная). В ППС анализируются оба поля этого байта принятой ЗНСЕ.

9. Поле сигнальной информации - ПСИ (Signaling Information Field, SIF) - здесь содержится сообщение подсистемы пользователя и этикетка (метка), включающая код исходящего пункта и код пункта назначения; в каждой подсистеме пользователя может использоваться свой формат и свое кодирование сообщений.

Объем ПСИ в национальных сигнальных сетях может достигать 272 байт, из них одиночное сообщение пользователя может содержать до 256 байтов, в остальных 16 байтах содержится этикетка и дополнительные данные, используемые на пользовательском уровне для составления информационных блоков большого объема (больше, чем 256 байтов) [65].

В СЕ состояния звена (рисунок 8.11), кроме описанных выше полей (Ф, ОПН, ОБИ, ППН, ПБИ, ИД, ПБ), имеется поле состояния - ПСО (Status Field, SF), где содержится признак состояния звена сигнализации, например, признак недоступности удаленной стороны ЗС, признак отключения процессора сетевого уровня своего или удаленного ПС и др. Как было отмечено выше, сигнальная единица этого типа передается от SPа к SPб или в обратном направлении только в тех случаях, когда звено сигнализации больше не может использоваться для передачи ЗНСЕ или не готово к приему информации.

Заполняющая СЕ (рисунок 8.12), так же, как и СЗСЕ, передается по звену сигнализации между смежными SP, когда в данном SP нет заявок на передачу ЗНСЕ или СЗСЕ.

Ответственность сети сигнализации состоит, прежде всего, в том, чтобы непрерывно контролировать исправность и готовность всех звеньев сигнализации к передаче и приему информации. Поэтому в любой момент времени в обоих направлениях по звену сигнализации передаются либо ЗНСЕ, либо СЗСЕ, либо ЗПСЕ. Благодаря этому оказывается возможным обнаруживать ошибки даже во время отсутствия запросов от подсистем пользователей.

Контрольные вопросы

На каком из уровней системы протоколов ОКС № 7 формируется сигнальная единица?
Назовите виды сообщений, переносимых ЗНСЕ.
Имеются ли ограничения на перенос сообщений пользователей значащей сигнальной единицей между любыми двумя ПС сигнальной сети?
Может ли СЗСЕ переносить сообщения между любыми двумя ПС сети сигнализации?
Может ли ЗПСЕ переносить сообщения между любыми двумя ПС сети сигнализации?
Изобразите формат пакета, формируемого сетевым уровнем ОКС №7.
Изобразите формат кадра, формируемого звеньевым уровнем ОКС № 7.
Какую информацию переносят СЗСЕ и ЗПСЕ?
Назовите данные, содержащиеся в сообщении пользователя сети сигнализации.
Изобразите форматы ЗНСЕ, СЗСЕ, ЗПСЕ.
Каково назначение флага?
Каково назначение ОПН и ППН в СЕ?
Используется ли ОБИ для формирования отрицательного подтверждения при основном методе исправления ошибок?
Используется ли ОБИ для запроса повторной передачи СЗСЕ?
Каково назначение ПБИ в СЕ?
Можно ли по содержимому индикатора длины (ИД) отличить один тип СЕ от другого?
Объем какой части СЕ указан в ИД?
Каково назначение проверочных битов (ПБ)?
Каково содержимое байта служебной информации (БСИ)?
Какой максимальный объем данных (в байтах) может содержать поле сигнальной информации (ПСИ) в национальной сигнальной сети?
Каково назначение ЗПСЕ?
Допустимы ли перерывы в передаче СЕ в действующем звене сигнализации?

8.4. Маршрутизация, адресация, анализ и распределение сигнальных сообщений

Маршрутизация и адресация

Значащие сигнальные единицы, в отличие от СЕ других типов, могут передаваться между любыми парами ПС сигнальной сети. Поэтому в их формате должен присутствовать адрес, называемый этикеткой (меткой) маршрутизации (ЭМ).

Если ЗНСЕ переносит сигнальную информацию подсистемы пользователей ISDN, то ЭМ содержит 4 поля (рисунок 8.12). Этикетка маршрутизации включает следующие поля, используемые для указания адресов объектов сигнальной сети:

а) код пункта назначения - КПН (DPC) - это адрес SPj, где находится требуемая подсистема пользователей (рисунок 8.14);

б) код исходящего пункта - КИП (OPC) - это адрес SPi, где находится пользовательская подсистема - источник сигнальной информации;

в) селекция звена сигнализации - СЗС (Signaling Link Selection Field, SLS) – это номер ЗС, по которому должна передаваться ЗНСЕ;

г) номер пучка информационных каналов (НПК) между АТС1 и АТС2 (пучок исходящих каналов (ПК) показан на рисунке 8.13);

д) номер канала (НК), найденного свободным на АТС1 (найденный свободный канал (К) в пучке помечен на рисунок 8.13).

Значащие СЕ могут переносить также информацию управления сетью сигнализации, в этом случае протокол сетевого уровня записывает в поле сигнальной информации команду управления трафиком, маршрутом или звеном сигнализации. Значащие сигнальные единицы, переносящие команды управления сигнальной сетью, используются только в пределах сигнальной сети и к подсистемам пользователей не имеют отношения. Этикетка маршрутизации этих ЗНСЕ имеет длину 32 разряда (рисунок 8.14).

Поле селекции звена сигнализации (SLS), имеющее длину 4 разряда, предназначено для указания номера звена, по которому требуется передать ЗНСЕ.

Рисунок 8.12 – Формат этикетки маршрутизации

Рисунок 8.13. Передача ЗНСЕ, переносящей данные о номерах пучка и свободного информационного канала, закрепленного за пользователем

Выделение для КПН 14-ти разрядов позволяет организовать в одной сигнальной сети до 16384 пунктов сигнализации. Для маршрутизации ЗНСЕ необходимо указать не только КПН, но и вид сети, к которой должно быть направлено сигнальное сообщение.

Информация о виде сети содержится в старшей тетраде SIO (в индикаторе сети - NI). Коды NI таковы:

D C B A		- биты NI
0 0	x x	- международная сеть
0 1	x x	- в резерве (только для международного применения)
1 0	x x	- национальная междугородная сигнальная сеть
1 1	x x	- национальная местная сигнальная сеть

При маршрутизации используются только разряды C и D, разряды А и В зарезервированы для использования в будущем.

В одном SP может быть организовано несколько пучков звеньев, в каждом из которых может быть два и более звена сигнализации. Так, например, на рисунке 8.6 между SP_m и SP_n используется пучок из двух звеньев. На рисунке 8.15 показано два пучка звеньев, в одном из них используется два, а в другом - три звена сигнализации.

Управление трафиком в пределах пучка звеньев обеспечивается с помощью кода SLS (рисунок 8.15).

Рисунок 8.14. Этикетка маршрутизации в ЗНСЕ, переносящей команду управления сетью сигнализации

Рисунок 8.15. Организация пучков звеньев сигнализации в ПСа (SPa)

Анализ сигнальных сообщений

В процессе приема значащих СЕ протокол 3-го (сетевого) уровня выполняет их анализ. Под анализом понимают процесс принятия решения о том, должна ли принятая ЗНСЕ направляться к подсистеме пользователя данного ПС или для нее необходимо указать новый маршрут в соответствии с КПН ее метки маршрутизации и данными маршрутной таблицы принимающего ПС (рисунок 8.16).

Рисунок 8.16. Анализ сигнальных сообщений на сетевом уровне ОКС № 7

Распределение сигнальных сообщений

Если КПН принятой ЗНСЕ соответствует коду данного ПС (например, ПСа на рисунке 8.16), то процедура отбора направляет сообщение процедуре распределения, которая по содержимому SIO (индикатор пользователя - SI) направляет сообщение соответствующей подсистеме пользователя 4-го уровня.

Рассмотрим такой вариант, когда ЗНСЕ переносит сигнальную информацию для подсистемы пользователей ISDN. Как показано на рисунке 8.12, в этикетке маршрутизации имеются поля “НК” и “НП”, по содержимому которых в подсистеме пользователей ISDN однозначно идентифицируется требуемый пользователь.

Контрольные вопросы

Возможна ли пересылка ЗПСЕ между любыми двумя пунктами в сигнальной сети?
Возможна ли пересылка СЗСЕ между любыми двумя пунктами в сигнальной сети?
Каково назначение этикетки маршрутизации (ЭМ) в ЗНСЕ?
Сколько двоичных разрядов отведено в ЭМ для кода пункта назначения (КПН)?
Каково назначение поля селекции звена сигнализации (SLS)?
Можно ли записать в поле SLS код 10000₂?
Каково максимальное количество пунктов сигнализации, которое можно организовать в одной сигнальной сети?
Укажите наименование поля в ЗНСЕ, в котором определен тип сети (международная, национальная междугородная, национальная местная), куда должна быть передана данная ЗНСЕ.
На каком протокольном уровне системы сигнализации № 7 реализуется классификация (селекция) принимаемых сигнальных сообщений?
На каком протокольном уровне системы сигнализации № 7 реализуется распределение принимаемых сигнальных сообщений?
На каком протокольном уровне системы сигнализации № 7 реализуется маршрутизация принимаемых сигнальных сообщений?

8.5. Процедуры защиты от ошибок

Роль флагов

Защита от ошибок обеспечивается протоколом 2-го уровня. Как было показано в п. 8.1, заголовок для всех типов сигнальных единиц является одинаковым: флаги, поля ОПН, ОБИ, ППН, ПБИ, ИД, ПБ. Если за принятым флагом непосредственно не следует другой флаг, то он считается открывающим, то есть началом СЕ. Если после приема некоторого количества байтов (не менее пяти - это соответствует длине ЗПСЕ) снова принят флаг, то он считается закрывающим.

Флаг является уникальной последовательностью с шестью идущими друг за другом единицами между двумя нулями (E7`HEX). Прием семи и более единиц подряд квалифицируется как сбой в работе звена сигнализации. С этого момента запускается подсчет принимаемых байтов и начинается поиск правильного флага. Теперь все биты, принятые после последнего неискаженного флага и перед следующим правильным флагом, стираются. Подсчет принимаемых байтов отменяется только после приема без ошибок ЗНСЕ с ожидаемым значением ППН.

Между двумя передаваемыми флагами не должно быть последовательностей, имитирующих флаг. Для этого передающая часть оконечного устройства звена сигнализации вставляет нуль после каждой последовательности из пяти единиц (битстаффинг), а приемная часть, обнаружив и отделив флаг, исключает нуль после каждой последовательности из пяти единиц.

После этого выполняется проверка длины принятой СЕ. Принятая последовательность битов должна делиться на 8 и содержать не менее 6 байтов, включая открывающий флаг. При невыполнении этого условия все принятые символы стираются и содержимое счетчика количества ошибок в СЕ увеличивается на единицу.

Может оказаться, что до приема закрывающего флага поступило более чем (m+7) байтов. Величина m - это максимальная длина SIF (в байтах), которая разрешена в данном звене сигнализации (62 - в международной сети и 272 - в национальной). В этом случае СЕ стирается и начинается подсчет байтов до приема очередного флага.

Проверочные биты

С целью обнаружения ошибок кратности 2 и более на передающей стороне ЗС формируется 16 проверочных битов по алгоритму циклического кодирования, при этом используется образующий полином вида:

P(x) = X¹⁶ + X¹² + X⁵ + 1.

Алгоритм формирования проверочных битов приведен в [29, стр. 29]. Проверочные биты присоединяются к СЕ во время передачи после старшего разряда поля сигнальной информации. В приемной части оконечного устройства звена сигнализации выполняется декодирование принятой СЕ после сбрасывания флагов и удаления нулей, вставленных удаленной передающей стороной для предотвращения имитации ложных флагов. Сравнение полученного остатка после декодирования и проверочных битов принятой СЕ позволяет установить наличие искажений.

Контрольные вопросы

Введите наименования полей, которые являются общими для всех типов сигнальных единиц.
Пусть после обнаружения правильного флага в приемной части оконечного устройства звена сигнализации принята последовательность из семи единиц. Будет ли анализироваться принимаемое сообщение до обнаружения нового флага?
Для чего передающая часть оконечного устройства звена сигнализации вставляет между двумя флагами очередной СЕ "нуль" после любой встречающейся последовательности из пяти единиц?
Может ли СЕ содержать 12,5 байта?
Какова максимальная длина ЗНСЕ в международной сети сигнализации?
Какова максимальная длина ЗНСЕ в национальной сети сигнализации?
Каков порядок образующего полинома, используемого при кодировании сообщений в системе сигнализации № 7?
Сколько проверочных битов имеется в формате любой СЕ ОКС № 7?

8.6. Способы защиты от ошибок

Основной (базовый) метод защиты от ошибок

В [65] рекомендовано использование двух методов защиты от ошибок:

- основного (базового);

- превентивного циклического повторения – ПЦП (Preventive Cyclic Retransmission, PCR).

Оба метода могут использоваться в одной и той же сигнальной сети, но в различных звеньях. Основной метод используется в тех звеньях, где время распространения сигнала Тр < 15 мс (такая величина характерна для наземных линий связи). Метод ПЦП используется при Тр>15 мс (такая величина характерна для спутниковых трактов). В одном звене сигнализации может применяться только один из этих методов.

Базовый метод защиты в ОКС № 7 аналогичен принципу, реализованному в процедуре HDLC протокола X.25 [38]. Сущность этого принципа такова:

1) каждая ЗНСЕ однозначно определяется значением ППН в диапазоне от 0 до 127 (рисунок 8.17);

2) с помощью ПБИ в передаваемой СЕ указывается, имеет ли место повторная передача или СЕ передается впервые;

3) подтверждение (положительное или отрицательное) принятой СЕ обеспечивается с помощью ОПН и ОБИ в той СЕ, которая передается в обратном направлении; этой СЕ может быть как ЗНСЕ, так и ЗПСЕ.

Рисунок 8.17. Нумерация ЗНСЕ при передаче от ПСа к ПСб

"Положительное подтверждение” передается удаленной стороной звена сигнализации при отсутствии ошибок в принятой СЕ. "Отрицательное подтверждение " передается удаленной стороной при приеме СЕ с ошибкой.

Звено сигнализации обязано предотвращать потерю СЕ. Если в канале возникает прерывание, то это приводит к искажениям СЕ. Для предотвращения потери СЕ обе стороны ЗС должны находиться в сфазированном состоянии. Это означает следующее:

а) начало отсчета ППН на обеих сторонах звена сигнализации должно начинаться с нуля;

б) если приемной частью оконечного устройства звена сигнализации ЗНСЕ принята без ошибок с ППН = L и ПБИ = 1, а перед этим была принята тоже без ошибок и подтверждена ЗНСЕ с ППН = (L - 1) и ПБИ = 1, то передающая часть этого же оконечного устройства выдает положительное подтверждение с ОПН = L и ОБИ = 1; приемная часть рассматриваемого оконечного устройства посылает передающей части значение ППН последней принятой СЕ и отметку "ошибок нет" (рисунок 8.19);

в) если приемной частью оконечного устройства звена сигнализации ЗНСЕ принята без ошибок с ППН = L и ПБИ = 1, то поступление последующих СЕ с ППН, не равным (L+1), должно приводить к их стиранию и формированию отрицательного подтверждения, в котором ОПН = L и значение ОБИ = 0 (ПБИ последней принятой без ошибок ЗНСЕ инвертируется);

г) если на удаленную сторону ЗС передано отрицательное подтверждение с ОПН = L и ОБИ = 0, то все вновь принимаемые ЗНСЕ должны иметь ПБИ = 0. Благодаря выполнению этих требований предотвращаются потери СЕ.

Рисунок 8.18. Обмен сообщениями при отсутствии ошибок

Рассмотрим процессы обмена сообщениями по ЗС в условиях, когда отсутствуют искажения ЗНСЕ. Пусть интенсивность сигнального трафика в рассматриваемом звене сигнализации такова, что из ПС_а непрерывно передаются ЗНСЕ с ПБИ = 0 и ППН = 20,21,22,23... (рисунок 8.19).

Рисунок 8.19. Циклическая передача сигнальных единиц

Время распространения сигнала в канале может быть большим (в наземных линиях связи до 15 мс), поэтому неподтвержденные ЗНСЕ запоминаются в буфере повторной передачи (БПП). В этом буфере может быть до 128 мест. Сохранение ЗНСЕ в БПП обеспечивает повторную их передачу при искажениях или потере в звене сигнализации.

Пусть ПС_б передает по звену сигнализации значащие сигнальные единицы с ППН = 44,45,46.... (рисунок 8.20). Эти СЕ переносят, как значимую для пользователей информацию, так и положительные (или отрицательные) подтверждения. Вставление этих подтверждений в кадры, содержащие данные своих пользовательских подсистем, обеспечивается информационной связью приемной и передающей частей оконечного устройства звена сигнализации (эта связь показана на рисунке 8.20 линией со стрелкой).

При безошибочном приеме в ПС_б значащей СЕ с ППН=21 и ПБИ=0 передаваемое в обратном направлении положительное подтверждение характеризуется двумя параметрами: ОПН=21 и ОБИ=0. Только после получения этого подтверждения в ПС_а можно стереть из буфера повторной передачи СЕ с ППН=21. Основной метод защиты от ошибок допускает получение положительного подтверждения не на каждую СЕ: удаленная сторона ЗС, приняв без ошибок несколько подряд следовавших СЕ, может подтвердить безошибочный прием этой группы, записав в поле ОПН одной из СЕ, передаваемых в обратном направлении, значение ППН самой старшей из них. Такой вариант предполагает возможность стирания из БПП ПС_авсей этой группы СЕ.

Рассмотрим процессы обмена в ЗС при искажении ЗНСЕ.

На рисунке 8.21 показано, что ЗНСЕ с ППН = 22 претерпела искажение при передаче по звену сигнализации. Из ПС_б передается отрицательное подтверждение, сигнализирующее о приеме ЗНСЕ с искажением, в нем значение ОПН=21 указывает, что последняя ЗНСЕ без искажений имела ППН=21. Дополнительно инвертируется значение ПБИ последней значащей сигнальной единицы, принятой без искажений, и записывается в поле ОБИ подготовленной к отправке ЗНСЕ с ППН=46.

Рисунок 8.20. Обмен подсистем передачи и приёма на звеньевом уровне при отсутствии искажений ЗНСЕ

Рисунок 8.21. Обмен подсистем передачи и приёма на звеньевом уровне при наличии искажений ЗНСЕ

Контрольные вопросы

Каково назначение ПБИ при использовании базового метода защиты от ошибок?
Возможна ли последовательная передача в одном звене сигнализации двух ЗНСЕ с одинаковыми порядковыми номерами и разными ПБИ?
Что значат термины “положительное подтверждение” и “отрицательное подтверждение”?
Для чего необходимо запоминать ЗНСЕ в буфере повторной передачи (БПП)?
Каково максимальное количество мест в БПП?
Для чего необходима информационная связь между проемной и передающей частями оконечного устройства звена сигнализации?
При каких условиях возможно стирание ЗНСЕ из БПП?
Каким требованиям нужно удовлетворить при базовом методе защиты от ошибок, чтобы предотвратить потерю ЗНСЕ?
Чем регламентируется выбор того или иного метода защиты от ошибок в звене сигнализации?
Каково значение ППН первой ЗНСЕ, передаваемой в ЗС сразу после ввода его в эксплуатацию?

Метод защиты от ошибок путем превентивного циклического повторения ЗНСЕ

Этот метод защиты рекомендован при величине задержки распространения сигнала в звене сигнализации, превышающей 15 мс, что характерно для спутниковых линий (рис. 8.22). Для увеличения пропускной способности ЗС, использующего такую линию, все имеющиеся в БПП ЗНСЕ передаются циклически до тех пор, пока не будет получено положительное подтверждение. Это подтверждение может относиться ко всем ранее переданным ЗНСЕ или лишь к одной или части из них.

Пример

Пусть из ПСа переданы ЗНСЕ с ППН = 11,12,13,14,15. В ответ от ПСб получено положительное подтверждение с ОПН = 14. В этом случае из БПП в ПСа будут стираться только ЗНСЕ с ППН = 14,13,12,11 , а ЗНСЕ с ППН = 15 должна передаваться снова до получения положительного подтверждения с ОПН = 15.

Поскольку этот метод не предполагает использование отрицательного подтверждения, анализ значений ПБИ и ОБИ в ЗНСЕ не требуется. Это позволяет упростить протокол звена сигнализации и увеличить его пропускную способность.

Рисунок 8.22. Обмен по звену сигнализации с использованием спутника по способу пре-вентивного циклического повторения ЗНСЕ

Контрольные вопросы

При каких условиях в звене сигнализации используется метод превентивного циклического повторения ЗНСЕ?
Анализируется ли содержимое полей ПБИ и ОБИ при использовании метода превентивного циклического повторения ЗНСЕ?
Используется ли “отрицательное подтверждение” при применении метода превентивного циклического повторения ЗНСЕ?

Контроль интенсивности ошибок в ЗНСЕ

В состав протоколов 2-го уровня входит процедура контроля частоты ошибок в принятых ЗНСЕ. В Рекомендации Q.703 эта процедур названа монитором интенсивности ошибок в сигнальных единицах – МИОСЕ (Signaling Unit Error Rate Monitoring, SUERM). Приемная часть оконечного устройства звена сигнализации сообщает этой процедуре о каждой ЗНСЕ с ошибкой (рисунок 8.23).

Рисунок 8.23. Учёт ошибок при приёме СЕ

Как только частота ошибок превысит оговоренный порог, протокол управления состоянием звена (УСЗ) оповещает об этом систему управления сетью сигнализации (Ур. 3). Это сообщение квалифицируется как отказ звена сигнализации. С этого момента сетевой уровень не будет посылать отказавшему звену сигнальные сообщения. Если отказ звена зафиксирован в ПС_а, то УСЗ формирует СЕ состояния звена (СЗСЕ) и передает ее своей передающей части. Благодаря этому ПСб оповещается об отказе данного звена сигнализации (непрерывно до восстановления работоспособности данного звена передаются СЗСЕ, переносящие индикацию "НЕ РАБОТАЕТ"- СИНР). Если ПС_б передает такой же отклик, начинается процедура фазирования, инициируемая протоколом управления вхождением в связь (УВС).

Контрольные вопросы

На каком протокольном уровне (Ур. 1, Ур. 2, Ур. 3, Ур. 4) системы сигнализации № 7 функционирует процедура контроля частоты ошибок в ЗНСЕ?
При каких условиях протокол сетевого уровня (Ур. 3) квалифицирует звено сигнализации как отказавшее?
Необходимо ли оповещение удаленной стороны звена сигнализации о недопустимо высоком уровне ошибок в ЗНСЕ?

Начальное и повторное фазирование

Процедура начального фазирования (вхождения в связь) запускается при первоначальном вводе звена сигнализации в действие или в процессе восстановления после отказа (повторное фазирование). Начало фазирования определяется протоколом сетевого уровня, но все функции восстановления работоспособности реализуются протоколом звена сигнализации (рисунок 8.24). Во время фазирования ЗС не требуется использовать другие звенья сигнализации.

Рисунок 8.24. Взаимосвязь сетевого и звеньевого уровней в процессе вхождения в связь

В процедуре вхождения в связь используется пять разных индикаций:

индикация состояния “отключено” “О” (Status Indication "O": Out of Alignment);
индикация состояния “нормальное фазирование” “Н” (Status Indication "N": "normal" Alignment Status);
индикация состояния “аварийное фазирование” “А” (Status Indication "E": "Emergency" Alignment Status);
индикация состояния “не работает” “НР” (Status Indication "OS": Out of Service);
индикация состояния “Занято” – “СИЗ” (Status Indication “Busy”, SIB).

Эти индикации передаются в поле состояния (ПСО) сигнальной единицы состояния звена сигнализации. Индикация состояния “О” передается в том случае, когда вхождение в связь началось, но ни одна из индикаций “О”, “Н” или “А” не принята от удаленного оконечного устройства ЗС. Индикация состояния “Н” передается в том случае, когда после начала вхождения в связь принимаются индикации состояний “О”, “Н” или “А” и оконечное устройство находится в состоянии “Н”.

Индикация состояния “А” передается в том случае, когда после начала вхождения в связь принимаются индикации состояний “О”, “Н” или “А” и оконечное устройство находится в состоянии “А”, то есть должен использоваться короткий период проверки ЗС.

Индикация состояния “НР” передается в том случае, когда необходима инициализация процесса нового фазирования.

Индикация состояния “СИЗ” передается в том случае, когда интенсивность принимаемых ЗНСЕ превышает производительность процессора сетевого уровня. Инициатор посылает LSSU с индикацией типа “СИЗ” в противоположном направлении в течение не более Т6=6 сек с интервалами Т5=100 мс.

Во время вхождения в связь процедура фазирования проходит ряд состояний:

состояние 00, процедура приостановлена;
состояние 01, “не сфазировано”, звено сигнализации не сфазировано и оконечное устройство передает индикацию состояния “О”; отсчет времени T2 в состоянии “не сфазировано” (таймер T2 = 5-150 с) начинается после вхождения в состояние 01 и прекращается после выхода из этого состояния;
состояние 02, “сфазировано”, звено сигнализации сфазировано и оконечное устройство передает индикацию состояний “Н” или “А”, индикация состояний “Н”, “А” или “НР” не принимается; отсчет времени T3 в состоянии “сфазировано” (таймер T3 = 1-2 с) начинается после вхождения в состояние 02 и прекращается после выхода из этого состояния;
состояние 03, “проверка”, оконечное устройство передает индикацию состояний “Н” или “А”, индикация состояний “О” или “НР” не принимается, период проверки начался;
если процедура фазирования и период проверки завершились успешно, оконечное устройство переходит в состояние “сфазирован/готов”; запускается таймирование T1 “фазирование реализовано” (T1 = 40-50 с, при V=64 Кбит/с), которое прекращается после перехода в состояние “работа” (In-service state); длительность таймирования T1 должна обеспечить удаленному оконечному устройству возможность предпринять четыре новые попытки проверки.

До начала фазирования обе стороны ЗС передают СЗСЕ с индикацией "не работает" - СИНР (Status Indication "OS" ("out of service"), SIOS). Любая сторона звена сигнализации может начать фазирование. Инициатор фазирования (например, ПС_а) начинает передавать СЗСЕ с индикатором "ОТКЛЮЧЕНО" - СИО (Status Indication "O", SIO), вместо ранее передававшейся индикации "не работает" (СИНР). Как только ПС_бпримет в первый раз СЗСЕ с индикатором "отключено", он также начинает передавать СЗСЕ с этим индикатором (рисунок 8.26). С этого момента инициатор фазирования начинает отсчет времени проверки ЗС (оно ограничено величиной P_n = 2¹⁶ времени передачи байтов, то есть: 8.2 секунды) и ведет контроль количества принятых СЗСЕ с ошибкой, эту функцию реализует монитор интенсивности ошибок при вхождении в связь - МИОСЕ (Signal Unit Error Rate Monitor, SUERM). Об окончании времени, отведенного на процесс вхождения в связь, протокол Ур. 2 сообщает протоколу Ур. 3.

Рисунок 8.25. Передача и приём индикации СИНР и СИО в процессе фазирования

Контрольные вопросы

Каково назначение процедуры фазирования звена сигнализации?
Для чего может потребоваться повторное фазирование звена сигнализации?
Протокол какого из уровней инициирует фазирование звена сигнализации?
Необходим ли в процессе фазирования контроль верности обмена сообщениями?
От чего зависит выбор одного из возможных интервалов проверки звена сигнализации в процессе фазирования (T=0,5 с или T= 8,2 с)?

Контроль перегрузки в звене сигнализации

Контроль перегрузки в блоке управления передачей

Если в блоке управления передачей (рисунок 8.26) звена сигнализации количество ЗНСЕ достигло установленного предельного значения, и нет возможности передать часть сигнального трафика на другие звенья, то протокол 3-го уровня передает в подсистему пользователей, создающую высокий трафик, указание об ограничении количества устанавливаемых исходящих соединений. Для этого подсистема пользователей должна временно ограничить количество принимаемых на обслуживание вызовов.

Контроль перегрузки в блоке управления приемом

Напомним, что подсистема управления сетью сигнализации в любом ПС или ТПС является общей для группы звеньев сигнализации (от 2 до 16). Производительность при обработке СЕ, поступающих от всех звеньев, ограничена. Протокол контроля перегрузки (КП) блока управления приемом (рисунок 8.26) обнаруживает моменты, когда интенсивность принимаемых ЗНСЕ превышает производительность процессора сетевого уровня. С этого момента блок управления передачей начинает передавать (по заявке блока управления приемом) СЗСЕ с индикацией "ЗАНЯТО" (СИЗ) в течение T5 = 80-120 мс (Timer "sending SIB"). Этого времени достаточно в условиях отсутствия отказов, чтобы удаленная сторона могла отреагировать на полученную индикацию "ЗАНЯТО". До получения этой реакции инициатор передачи "ЗАНЯТО" прекращает передачу своих ЗНСЕ, накапливая их в буфере передачи (БП). Длительное отсутствие реакции удаленной стороны на предупреждение о перегрузке может привести к перегрузке собственного буфера повторной передачи. На удаленном окончании ЗС каждый прием сигнальной единицы состояния звена, содержащей индикацию "ЗАНЯТО", вызывает перезапуск таймера T7, отсчитывающего время окончания ожидания подтверждения приема (Timer "excessive delay of acknowledgement", T7 = 0.5-2 с).

Рисунок 8.26. Контроль перегрузки на звеньевом уровне

Приемный конец при перегрузке задерживает также подтверждения для всех поступающих сигнальных единиц. В условиях кратковременной перегрузки передающий конец не отключает звено сигнализации из-за отсутствия подтверждений. Однако если состояние перегрузки продолжается слишком долго (более 6 с.), то передающий конец считает такое звено поврежденным.

Контрольные вопросы

По какому признаку определяется перегрузка в блоке управления передачей звена сигнализации?
Какие меры предпринимаются в условиях перегрузки в блоке управления передачей звена сигнализации?
Необходимо ли оповещать удаленную сторону звена сигнализации о факте перегрузки в блоке управления приемом рассматриваемого пункта сигнализации (ПС)?
Необходимо ли прекращать передачу ЗНСЕ, имеющихся в буфере повторной передачи (БПП) рассматриваемого ПС, если была зафиксирована перегрузка в блоке управления приемом?
Чем чревата длительная (более 6 секунд) задержка передачи значащих сигнальных единиц, имеющихся в БПП, при обнаружении перегрузки в блоке управления приемом?

Прохождение сигнальных единиц на уровне звена сигнализации

Прием СЕ без ошибок

Последовательность битов от уровня 1 звена данных сигнализации принимается блоком защиты от ошибок, деления по форматам и изъятия флагов (рисунок 8.27).

Здесь происходит декодирование с целью обнаружения ошибок в принимаемых СЕ. Сигнальные единицы без ошибок передаются в блок управления приемом (БПр). Блок управления приемом проверяет значение индикатора длины (ИД) для определения типа принятой СЕ. Содержимое полей ППН, ОПН и ОБИ принятой СЕ передается в блок управления передачей (БПер). Из буфера повторной передачи (БПП) происходит стирание ЗНСЕ, имеющей тот же ППН, что и ОПН принятой СЕ (ППН=ОПН=Y), а также тот же ПБИ, что и ОБИ принятой СЕ (ПБИ=ОБИ=Z). В БПП хранятся все ЗНСЕ, если они были переданы хотя бы один раз. Кроме этих действий, БПер вставляет в очередную СЕ, которая может быть значащей, заполняющей или СЗСЕ, подтверждение принятой без ошибок СЕ. Если ИД принятой СЕ соответствует ЗНСЕ (ИД >2), то БПр передает содержимое ПСИ и БСИ значащей СЕ без ошибок в подсистему обработки сигнальных сообщений на Ур.3.

Рисунок 8.27. Функции протоколов 2-го уровня ОКС № 7

Если в ПС принята СЗСЕ (ИД=1), то содержимое ее поля ПСО передается в "Блок управления состоянием звена сигнализации" (БУСЗ). Этот блок информирует о содержимом ПСО подсистему управления сетью сигнализации. Здесь принимается решение о возможности дальнейшего использования данного звена сигнализации для передачи сигнальных сообщений.

Прием СЕ с ошибками

Данные обо всех СЕ, принятых с ошибками, передаются в "Монитор интенсивности ошибок в СЕ" (МИОСЕ). В этом блоке определяется доля СЕ с ошибками в течение контролируемого периода. Если уровень ошибок превышает установленный порог, то МИОСЕ формирует сигнал "ОТКАЗ ЗВЕНА" и передает его в БУСЗ. Разумеется, СЕ с ошибками не передаются в БПр.

Контрольные вопросы

1. Содержимое каких полей ЗНСЕ, принятой без ошибок, передается в блок управления передачей из блока управления приемом?
2. Для решения каких задач используется непосредственная информационная связь между блоками управления приемом и передачей одного оконечного устройства ЗС?
3. При каких условиях разрешено стирание ЗНСЕ, хранящейся в БПП?
4. Может ли положительное подтверждение о приеме ЗНСЕ без искажений передаваться с помощью ЗПСЕ или СЗСЕ?
5. Содержимое каких полей ЗНСЕ передается протоколу сетевого уровня?
6. Каково назначение монитора интенсивности ошибок в ЗНСЕ (МИОСЕ)?
7. Какова реакция МИОСЕ на высокий (выше заданного порога) уровень ошибок в ЗНСЕ?

8.7. Методология проектирования ОКС № 7

Расчет сигнального трафика

Расчет сигнального трафика выполняется в соответствии с методикой, приведенной в РТМ по проектированию коммутационного оборудования с функциями ОКС № 7 и ISDN (утвержденной МС РФ в 1997 г. [68]). Использование данной методики дает достаточно точную оценку сигнальной нагрузки, так как учитывает несколько параметров, которые могут быть получены в результате обработки статистических данных оператором сети. Расчет сигнального трафика выполняется по формуле (8.1).

Y=(K^ув+К^ну)/8000, ……………………….. (8.7.1)

где

K=N_i,j·M_СЕ·L_СЕ

N^ув_i,j = С· A· X^ув/T^ув_- число удачных вызовов в секунду, приходящихся на пучок информационных каналов емкостью С между двумя станциями сети;

N^ну_i,j= C· A· (1-X^ув)/T^ну_- число неудачных вызовов в секунду, приходящихся на пучок информационных каналов емкостью С между двумя станциями сети;

C - число информационных каналов, обслуживаемых конкретным пучком звеньев сигнализации;

A - средняя нагрузка (Эрл) на информационный канал;

M^ув_{СЕ -} средне число сигнальных единиц, которыми обмениваются пункты сигнализации (SP) для обслуживания удачных вызовов;

M^ну_СЕ - среднее число СЕ, которыми обмениваются SP для обслуживания неудачных вызовов;

L^ув_СЕ - средняя длина СЕ (в байтах) для удачных вызовов;

L^ну_СЕ - средняя длина СЕ (в байтах) для неудачных вызовов;

T^ув_СЕ - среднее время занятия информационных каналов (в секундах) для удачных вызовов;

T^ну_{СЕ -} среднее время занятия информационных каналов (в секундах) для неудачных вызовов;

X^ув - число от 0 до 1, являющееся отношением количества удачных вызовов к общему количеству поступавших вызовов. В соответствии с РД 45.196-2001 [69] для местных и внутризоновых сетей общего пользования X^ув= 1/2.5=0.4.

Расчет задержки СЕ в звене сигнализации ОКС № 7

Пусть в ЗС передается два потока СЕ пуассоновского типа:

ЗНСЕ с интенсивностью l _ЗН и средней длительностью ` T_ЗН ;
ЗПСЕ с интенсивностью l _ЗП и длительностью T_ЗП.

Значащие СЕ поступают в очередь ожидания, а ЗПСЕ передаются без перерыва друг за другом в условиях отсутствия заявок на передачу ЗНСЕ. На рисунке 8.28 приведена схема системы массового обслуживания (СМО) с двумя потоками СЕ и одним обслуживающим прибором.

Рисунок 8.28. Схема системы массового обслуживания с двумя потоками СЕ и одним обслуживающим прибором

Нагрузка b звена сигнализации складывается из нагрузки b _ЗН, создаваемой потоком ЗНСЕ, и из нагрузки b _ЗП, создаваемой потоком ЗПСЕ:

b _ЗН = l _ЗН * T_ЗН ; b _ЗП= l _ЗП * T_ЗП ; b =b _ЗН + b _ЗП =1…………………(8.7.2)

Примем без доказательства [24] зависимость среднего времени ожидания начала передачи ЗНСЕ в очереди (E(W_ЗН)) от T_ЗП , l _ЗН, b _ЗП (8.7.3).

E(W_ЗН) = 0,5* ( T_ЗП + l _ЗН * E(t ²_ЗН)/(1 - b _ЗН)), …………. ………….(8.7.3)

где

W_ЗН – случайная величина длительности ожидания ЗНСЕ,

t _ЗН – случайная величина длины ЗНСЕ,

E(t ²_ЗН) – дисперсия длины ЗНСЕ.

Для упрощения расчета будем считать, что все ЗНСЕ имеют одинаковую длину Т_зн. В этом случае можно перейти к модели очереди типа M/D/1, где М обозначает входящий поток требований Пуассона, D – детерминированную длительность обслуживания, 1 – однолинейную СМО. Из этого следует, что математическое ожидание квадрата постоянной величины равно квадрату этой величины, то есть E(t ²_ЗН) = T²_ЗН. Для того чтобы найти среднюю задержку ЗНСЕ E(T), необходимо к среднему времени ожидания в очереди прибавить время передачи ЗНСЕ (Т_зн).

После подстановки в (8.7.3) l _ЗН = b _ЗН /T_ЗН и E(t ²_ЗН) = T²_ЗН получим среднюю задержку:

E(T)=0,5* T_ЗП + T_ЗН + (l _ЗН*(b _ЗН)/2(1 - b _ЗН) ……………………………..(8.7.4)

Если нагрузка, создаваемая потоком ЗНСЕ, мала (b _ЗН » 0), то средняя задержка будет определяться только временем передачи ЗНСЕ и половиной времени передачи ЗПСЕ (8.7.5).

E(T)=0,5* T_ЗП + T_ЗН + (l _ЗН * (b _ЗН)/2(1 - b _ЗН) @ 0,5* T_ЗП + T_ЗН…………(8.7.5)

Этот случай соответствует непрерывной передаче ЗПСЕ с эпизодическим появлением значащих сигнальных единиц, средняя задержка которых определяется половиной длительности ЗПСЕ и временем передачи ЗНСЕ.

Пример. Исходные данные: 1) T_ЗП = 0,75 мс; 2) T_ЗН = 2,0 мс.

E(T) @ 0,5 * T_ЗП + T_ЗН = 0,375 + 2,0 = 2,375 (мс)

В условиях, когда b _ЗН = 0,5, средняя задержка E(T) = 3,375 мс. Этот результат согласуется с данными, приведенными в Рекомендации ITU-T Q.706.