Абстрагируясь от структурно-топологических характеристик конкретной информационной инфраструктуры и ее сети сигнализации, необходимо отдельно рассмотреть форматы сообщений, которые могут передаваться в СС 7. При этом следует различать сообщения, посредством которых взаимодействуют подсистемы соседних уровней модели СС 7 в рамках одного пункта сигнализации (примитивы), и сообщения, обеспечивающие обмен сигнальными данными между разными пунктами сигнализации.

Между пунктами сети СС 7 информация передается с использованием пакетной коммутации. При этом по каналам сети сигнализации реализуется обмен кадрами (пакетами) переменной длины, названными сигнальными единицами (Signal Unit).

В соответствии с рекомендацией МСЭ Q.703 сигнальные единицы (СЕ) СС 7 бывают трех типов:

1. Значащие сигнальные единицы (Message Signal Unit, MSU), которые предназначены для переноса сигнальных сообщений, формируемых подсистемами-пользователями МТР (от SCCP и выше).

2. Сигнальные единицы состояния звена (Link StatusSignal Unit, LSSU), применяемые для контроля состояния звена сигнализации и формируемые на третьем уровне МТР.

3. Заполняющие сигнальные единицы (Fill In Signal Unit, FISU), используемые для синхронизации приемника и передатчика звена сигнализации и передаваемые при отсутствии MSU и LSSU.

Значащая сигнальная единица (ЗнСЕ) может иметь размер от 8 до 280 байт (рис. 2.10). Она начинается специальным байтом – флагом (F), который показывает начало ЗнСЕ. Флаг ЗнСЕ – это комбинация вида 01111110, далее не повторяющаяся ни в одном байте СЕ.

Чтобы избежать имитации флага другой частью сигнальной единицы, МТР, передающая ЗнСЕ, вставляет ноль после каждой последовательности из пяти следующих подряд единиц. На приемной стороне сигнального звена происходит удаление дополнительного нуля после того, как произойдет обнаружение и отделение флага СЕ. При последовательной передаче кадров закрывающий флаг одной сигнальной единицы является открывающим флагом следующей.

F 8 бит

СВ 16 бит

SIF от 2 до 272 байт

SIO 8 бит

Рез. 2 бита

LI 6 бит

FIB 1 бит

FSN 7 бит

BIB 1 бит

BSN 7 бит

F 8 бит

Рис. 2.10. Формат значащей сигнальной единицы

Второй байт ЗнСЕ представляет собой номер последнего принятого сообщения, состоящий из обратного циклического номера (Backward Sequence Number, BSN) и обратного бита-индикатора (Backward Indicator Bit, BIB), который указывает, необходимо ("1") или нет ("0") повторение предыдущего сигнального сообщения. В третьем байте передается номер находящегося в этой СЕ сигнального сообщения – прямой циклический номер (Forward Sequence Number, FSN), а также прямой бит-индикатор (Forward Indicator Bit, FIB), отражающий первую ("1") или повторную ("0") передачу этой информации. Поля FSN и BSN занимают по 7 бит и представляют собой циклически повторяющиеся двоичные числа от 0 до 127. Таким образом, поля FSN и BSN вместе с битами индикации FIB и BIB служат для контроля совпадения последовательности СЕ на приеме с последовательностью их на передаче и используются для обнаружения и исправления ошибок в сообщениях СС 7.

В четвертом байте указывается длина сигнального сообщения (Length Indicator, LI). В настоящее время эта информация отражается шестью битами, а оставшиеся два бита остаются в резерве. Комбинация LI есть цифра в двоичном коде, соответствующая числу байт в полях, расположенных между резервными битами и проверочной комбинацией СВ.

Пятый байт – байт служебной информации (Signaling Information Octet, SIO) содержит два элемента:

сервисный индикатор (Service indicator, SI), указывающий, к какой из подсистем пользователей (телефонии, ЦСИС и т. д.) относится содержащаяся в СЕ информация;

индикатор (Sub service Field, SSF) вида сети (международная, междугородная или местная).

В зависимости от используемой подсистемы пользователей SI (4 старших бита SIO) могут принимать следующий вид:

0000 – управление сетью сигнализации на третьем уровне МТР;

0001 – тест звена сигнализации для подсистем испытания и технического обслуживания МТР;

0011 – управление сетью сигнализации подсистемой управления соединением сигнализации (SCCP);

0100 – СЕ от подсистемы пользователя телефонии (TUP);

0101 – СЕ от подсистемы пользователя ЦСИС (ISUP).

Поле SSF (4 младших бита SIO) в настоящее время задействовано наполовину. Если записать SSF как последовательность букв ABCD, то вид сети отображается только в двух битах С и D, а биты А и В являются резервными:

00´´ – международная сеть;

01´´ – резерв (только для международного использования);

10´´ – национальная сеть (в России – междугородная сеть);

11´´ – резерв для национального применения (в России – местная сеть).

Начиная с шестого байта и далее в соответствии с индикатором длины (LI) передается собственно сигнальное сообщение, помещенное в информационное поле SIF (Signaling Information Field). Это поле состоит из целого числа байт, большего или равного 2 и меньшего или равного 62.

В национальных сетях сигнализации оно может включать в себя до 272 байт (сообщение – 256 байт, этикетка маршрутизации 4 байта и дополнительные служебные символы). Форматы поля SIF различны для каждой подсистемы-пользователя (рис. 2.11 и 2.12).

Код типа сообщения (1 байт) обязателен для всех сообщений. Он может размещаться в специально отведенном поле ЗнСЕ, а для некоторых подсистем пользователей является одним из элементов поля сигнальной информации SIF. Код типа сообщения определяет функциональное назначение и шестнадцатеричный код типа передаваемой сигнальной информации.

Рис. 2.11. Пример декомпозиции поля SIF значащей сигнальной единицы

Сигнальная информация включает ряд параметров, каждый из которых имеет название. Длина параметра может быть фиксированной или переменной. Как правило, она кодируется одним байтом.

Параметры дополняют информацию, содержащуюся в коде типа сообщений. Существуют параметры трех видов: обязательные с фиксированной длиной; обязательные с переменной длиной; необязательные.

Обязательные параметры с фиксированной длиной содержатся в сообщениях любого типа. Положение и длина каждого из этих параметров определяются типом сообщения. Обязательные параметры с переменной длиной также содержатся в сообщениях всех типов. Для обозначения каждого такого параметра используется специальный указатель длины. Необязательные параметры могут включаться или не включаться в сообщение того или иного типа. После всех необязательных параметров передается состоящий из одних нулей байт "конец необязательных параметров". Этот байт включается в сигнальное сообщение только при наличии в нем необязательных параметров, передаваемых в поле SIF значащей сигнальной единицы.

Содержание этих двух полей (кода типа сообщения и сигнальной информации) определяется особенностями конкретной подсистемы пользователей. Передаваемые в них кодовые комбинации есть сигналы управления и взаимодействия между ЦСК, информация о требуемых характеристиках предоставляемых услуг электросвязи и другие служебные данные.

Код идентификации канала (Channel Identification Code, CIC) длиной 2 байта присутствует в СЕ, формируемой MTP для сообщений управления транспортной сетью СС 7, функционирующей в рамках ИЦСС. Код идентификации канала при этом указывает номер разговорного канала в пучке ИКМ-трактов между двумя станциями (пунктами сигнализации), к которому относится сообщение. Например, если используется тракт 2 048 кбит/с, то первые 5 бит CIC кодируют номер канального интервала в цикле ИКМ-30 (число от 0 до 31), последующие 7 бит предназначаются для кодирования номера тракта ИКМ в линии передачи.

Оставшиеся 4 бита в настоящее время не задействованы (находятся в резерве).

В информационных полях SIF подсистем-пользователей МТР (рис. 2.11) код идентификации канала может быть не предусмотрен. Однако как будет показано ниже, необходимые сведения о параметре физического уровня передачи сигнального сообщения бывают отражены в SIF не только в виде 2-байтной комбинации CIC.

С целью определения конкретного маршрута сигнального сообщения по сети сигнализации в поле SIF сигнальной единицы размещается этикетка маршрутизации.

Каждому пункту сигнализации сети СС 7 присваивается однозначный код, записываемый 14-битной комбинацией. Этот код фиксируется в плане распределения кодов SP, составленном по принятым в сети правилам адресации. Следовательно, путь в сети сигнализации может быть задан адресами исходящего и входящего SP.

а) SIF подсистемы TUP:

б) SIF подсистемы ISUP:

в) SIF подсистемыSCCP:

Рис. 2.12. Структура поля SIF значащих сигнальных единиц подсистем пользователей TUP, ISUP и SCCP

Из рисунков 2.11 и 2.12 видно, что наличие в СС 7 различных подсистем пользователей привело к тому, что к настоящему времени используется четыре типа этикеток маршрутизации (рис. 2.13):

тип А для сообщений управления транспортной сетью СС 7, ограниченной исключительно уровнем МТР;

тип В для подсистемы TUP;

тип С для подсистемы ISUP;

тип D для сообщений SCCP.

Каждая этикетка маршрутизации содержит 14-битные коды исходящего пункта (Origination Point Code, OPC) и код пункта назначения (Destination Point Code, DPC).

DPC всегда задается и вводится в этикетку маршрутизации пользователем услуг МТР уровня 4 (рис. 2.9). В общем случае аналогичные действия выполняются и по отношению к OPC, но так как этот адрес для конкретного SP может быть постоянным, то он может вводиться в этикетку маршрутизации самой подсистемой МТР.

а) Этикетка типа А (для МТР):

б) Этикетка типа B (для TUP):

в) Этикетка типа С (для ISUP):

г) Этикетка типа D (для SCCP):

В тех ЗнСЕ, где не предусмотрена передача 16-битного CIC, организуется передача соответствующей информации в поле маршрутной этикетки. Так, в сигнальных единицах, представленных на рисунке 2.11, следующие за полями DPC и OPC 4 бита включают в себя в том или ином виде поле селекции звена сигнализации SLS. Этот код используется для разделения всего сигнального трафика либо между разными элементами одного пучка звеньев сигнализации, либо между разными маршрутами прохождения сигнальных единиц одного пучка маршрутов между пунктами сигнализации.

Для реализации процесса разделения трафика на каждом пункте сигнализации с помощью специальной директивы можно задать номера бит поля SLS, на основании которых производится разделение видов трафика по категориям качества обслуживания и видам услуг, включая асимметричный обмен по пропускной способности в прямом и обратном направлениях.

Такая структура информационного поля значащей сигнальной единицы выбрана с тем, чтобы МТР по адресной информации просто транслировал содержащуюся в SIF сигнальную информацию от уровня 4 функциональной модели СС 7 (рис. 2.9) одного пункта к уровню 4 другого пункта сигнализации.

После окончания SIF в составе сигнальной единицы передаются 2 байта, содержащие проверочные данные (Check Bits,СВ), обеспечивающие помехозащищенность обмена сигнальной информацией. СВ содержит 16 бит, формируемых для обнаружения ошибок путем линейных преобразований над предыдущими битами ЗнСЕ.

Заканчивается ЗнСЕ флагом.

Сигнальная единица состояния звена (СЕСЗ) используется для контроля ошибок звена сигнализации и оповещения других элементов сетевой службы СС 7 о состоянии данного пункта сигнализации.

Вид СЕСЗ (LSSU) изображен на рисунке 2.14.

Сигнальная единица состояния звена имеет в составе множество полей, аналогичных по предназначению полям ЗнСЕ. Однако в промежутке между байтами LI и СB содержит только поле статуса (Status Field, SF), длина которого составляет либо 1, либо 2 байта. Кодовая комбинация в поле SF СЕСЗ формируется оконечным устройством звена сигнализации и содержит сведения об ошибках, обнаруженных в СЕ на этом пункте сигнализации.

F 8 бит

СВ 16 бит

SF 8 или 16 бит (1 или 2 байта)

Рез. 2 бита

LI 6 бит

FIB 1 бит

FSN 7 бит

BIB 1 бит

BSN 7 бит

F 8 бит

Рис. 2.14. Формат сигнальной единицы состояния сигнального звена

Заполняющая сигнальная единица (ЗСЕ) передается в отсутствие значащих сигнальных единиц и сигнальных единиц статуса звена сигнализации. Основная функция ЗСЕ (FISU) – сохранение фазовых соотношений передатчиков и приемников сигнальных сообщений.

Заполняющая сигнальная единица вообще не имеет в своем составе информационных полей, поэтому у неестрого определенная длительность – 7 байт. Вид заполняющей сигнальной единицы представлен на рисунке 2.15.

Из изложенного следует, что тип сигнальных единиц можно однозначно определить 6-битным индикатором длины LI, содержащимся в каждой из них. При этом способ идентификации типа СЕ формулируется следующим образом [4, 5, 7]:

LI = 0 – заполняющая сигнальная единица (FISU);

LI = 1 или 2 – сигнальная единица состояния звена (LSSU);

LI > 2 – значащая сигнальная единица (MSU).

Здесь следует отметить еще одну особенность организации обмена между SP значащими сигнальными единицами. В отличие от двух других типов, передача значащей сигнальной единицы будет обязательно повторена, если в приемном оборудовании пункта сигнализации зафиксированы ошибки или другие симптомы потери достоверности доставки сигнального сообщения. С этой целью в СС 7 предусмотрен целый комплекс мер по обеспечению надежности доставки сигнальной и управляющей информации. При этом протоколы повышения достоверности передачи сигнальных единиц реализуются не только на канальном уровне (уровне звена данных) МТР, но и на вышестоящих уровнях модели СС 7.

F 8 бит

СВ 16 бит

Рез. 2 бита

LI 6 бит

FIB 1 бит

FSN 7 бит

BIB 1 бит

BSN 7 бит

F 8 бит

Рис. 2.15. Формат заполняющей сигнальной единицы

В заключение необходимо отдельно остановится на сообщениях СС 7, которыми обмениваются подсистемы различных уровней одного пункта сигнализации (рис. 2.9).

Примитивом (согласно рекомендации МСЭ Х.210) называют абстрактное представление элемента взаимодействия (внутри одной системы) между группой функций, предоставляющей свои услуги, и группой функций, пользующейся этими услугами.

Каждый примитив СС 7, вне зависимости от уровня взаимодействия или местоположения и типа сигнального пункта, имеет:

общее имя, которое отражает содержание элемента взаимодействия и обозначается латинскими буквами наименования услуги;

специфическое имя, которое обозначает тип элемента взаимодействия (запрос, индикация и др.).

Кроме того, примитив содержит (обязательные и необязательные) параметры, которые несут информацию, связанную со смыслом и назначением примитива.

Обмен примитивами в каждом пункте осуществляется как при обслуживании пользовательской нагрузки, так и в интересах управления элементами, диагностирования или технического обслуживания сети сигнализации. Примитивы, формируемые для управления установлением соединений пользователей, определяют содержание информационных полей значащих сигнальных единиц. Заполнение информационных полей сигнальных единиц состояния звена сигнализации обусловливается примитивами диагностического характера. Примитивы, используемые для управления элементами СС 7, могут формироваться, передаваться, приниматься и обрабатываться между блоками пункта сигнализации по специализированным цепям.

Примитивы высших уровней модели СС 7 определяют тип услуг, требуемый подсистемой пользователя от сети сигнализации. Эти элементы взаимодействия определяют порядок и способ обмена данными между элементами СС 7 и управляющим устройством соответствующей ЦСК.

Применяемые структуры сигнальных сообщений призваны обеспечивать высокую производительность и информативность CC 7, гибкость и масштабируемость формируемой сети сигнализации, удобство управления ею [11, 15].