Лекции по "Основы построения телекоммуникационных систем"

Системы сигнализации МКТТ (ITU-T)

 

Кратко рассмотрим международные  системы сигнализации.

Система №1  -1934 г.  использовала линейные сигналы 500 Гц  в  виде импульсов с частотой 20 Гц

Применялась для международных  каналов с ручным способом установления соединений.

Система №2 – 1938 г. двухчастотная 600 и 750 Гц – предназначалась для поддержки   

полуавтоматических соединений по 2-х проводным линиям

Система №3 – 194601949 г. одна частота 2280 гц по односторонним каналам.

Система №4- 1973 г. – использует 2 частоты- X=2040, Y=2400 Гц, P=X+Y=2040+2400 на 

односторонних каналах связи

Линейные коды сигналов: PX, PY, PYY, PXX, X, Y, P

Цифры: 1 – YYYX, 2- YYXY, 3- YYXX 

Система №5 – 1964 г. –использует 6 частот с интервалом 200 Гц в полосе 700-1700 Гц для

передачи регистровых сигналов кодом «2 из 6»

Для линейной сигнализации используются частоты 2400 и 2600 Гц и их сумма.

Сигнализация R1 – использует многочастотную регистровую сигнализацию с кодом «2 из 6» и

внутриполосную линейную сигнализацию. По аналоговым каналам линейная

сигнализация  осуществляется сигналом 2600 Гц в обоих направлениях.

Цифровой вариант системы R1 используется в цифровом тракте 1544 Кбит/с, где линейная сигнализация осуществляется по 2-м выделенным сигнальным каналам, для которых используется 8-й бит каждого канала 1 раз в 6 циклов.

Сигнализация R2 –(первоначально называлась «система MFC Берн»). Принята в 1962. Линейная

сигнализация R2 существует в 2-х различных модификациях: аналоговая версия R2 и цифровая версия R2D. В аналоговом варианте передача линейных сигналов производится вне полосы разговорных частот в системах ЧРК на частотах 3825 Гц.

Передача линейного сигнала производится наличием (1) или отсутствием (0) тонального сигнала в прямом или обратном направлении.

Цифровой вариант линейной сигнализации R2 использует 16-й временной интервал тракта Е1. 8 бит обслуживают 2 телефонных канала.

В качестве межрегистровой сигнализации R2 использует сквозную самопроверяющуюся сигнализацию двухчастотными посылками в коде «2 из 6» для каждого из направлений имеющих разный спектральный диапазон.

В обратном направлении             540, 660, 780, 900, 1020, 1140 (интервал 120 Гц)

В прямом направлении      1380, 1500, 1620, 1740, 1860, 1980 Гц.

Некоторые кодовые комбинации частот используются для линейной сигнализации: передайте следующую цифру, сигнал окончания набора, абонент с приоритетом, передача данных, линия занята, перегрузка и пр.

Сигнализация R2 обладает высокой достоверностью из-за возможности контроля за передачей, гибкого интерактивного обмена информацией. Из-за широких возможностей формировать множество сигналов система сигнализации R2 взаимодействует с системой управления процедурами обслуживания вызовов, вкл. Функции маршрутизации, автоматическое определение номера, управление тарификацией и раъединения соединения.

 

Система общеканальной  сигнализации ОКС-7

 

С появлением систем коммутации с программным управлением появилась возможность использования централизованных систем сигнализации (ЦСС). В этом случае для передачи сигналов организуется специальный общий канал сигнализации (ОКС), по которому передаются все сигналы для одной или нескольких канальных групп. Сигналы передаются двоичным кодом, каждый сигнал содержит адрес, указывающий к какому речевому каналу относится данный сигнал..

  В отличие от традиционных  систем  ОКС позволяет передавать  информацию не для одного конкретного  разговорного канала, а для целого  пучка объемом до 1000 разговорных каналов по одному общему каналу.

 

Каналы нагрузки

 

 

 

 

Сеть сигнализации

 

Общий канал 

сигнализации

 

Первоначально версия общеканальной  сигнализации, разработанная в конце 60-х годов, называлась системой ОКС-6. Однако к концу 70-х годов была доработана  и названа ОКС-7.

ОКС-7 оказалась системой, обладающей огромным потенциалом. Она не только позволила обеспечить потребности  передачи сигнальной информации для  существующих в то время систем связи, но и явилась одной из предпосылок появления новых услуг связи. 

Уже сейчас ОКС-7 является обязательным элементом следующих цифровых систем связи:

• ТфОП
• ЦСИС (ISDN)
• Сети связи с подвижными объектами (ССПС)
• Интеллектуальной сети (ИС)

 

Взаимодействие данных сетей также  осуществляется посредством ОКС-7 с использованием специализированных протоколов TUP (ТфОП), ISUP (ISDN), MAP (СПСС), INAP (ИС).

 

ОКС-7 работает по цифровым каналам  со скоростью 64 Кбит/с, управляя установлением  соединений, передавая информацию для  технического обслуживания и эксплуатации и может быть использована для других целей электросвязи.

 

ОКС-7 по сути является специализированной системой передачи данных с коммутацией  пакетов переменной длины до 274 –х байтов.

ОКС-7 построена с учетом ее согласования с эталонной моделью ВОС (OSI)., хотя уровни этой модели и не идентичны, тем не менее три нижних уровня ОКС-7 –

Уровень 1 (звено передачи данных),

Уровень 2 (звено передачи сигнализации)

 полностью соответствуют физическому  и канальному уровням.  3-й уровень  (Сетевой) не выполняет функции маршрутизации.

Все  эти 3 уровня вместе называются подсистемой передачи сообщений (Message Transfer Part –MTP). Для выполнения функций сетевого уровня  в ОКС-7 добавлена подсистема  управления соединением сигнализации (Signaling Connection Control Part –SCCP), ориентированной на обращение к сетевой услуге( как ориентированной на соединений , так и без соединения)

 

Сигнальное сообщение, поступающее  от верхних уровней , проходит по звену  сигнализации в виде сигнальных единиц (Signal Unit – SU) переменной длины.

Уровень 3 (функции сети сигнализации) определяет функции и процедуры передачи, общие для различных типов звеньев сигнализации и независимые от работы каждого из них.

Эти функции подразделяются на 2 большие  категории:

• функции обработки сигнальных сообщений, которые при правильной передаче сообщения направляют его по звену сигнализации или в соответствующую подсистему пользователя.
• Функции управления сетью сигнализации, которые на основании заранее определенных данных и информации о состоянии сети сигнализации управляют маршрутизацией сообщений и конфигурации средств сети сигнализации

Уровень 4  (функции  системы пользователя) состоит из различных подсистем пользователей.

Основными подсистемами пользователя ОКС-7 являются:

• TUP
• ISUP
• SCCP
• MUP (NMT-450)
• HUP (NMT-450)
• MAP (GSM)
• INAP (ИС)
• TCAP (Транкзакции)

Звено данных сигнализации- ЗДС

 

ЗДС ( уровень1 подсистемы МТР) – это  физическая среда для передачи данных (битового потока) между двумя пунктами сигнализации в сети. Представляет собой двухсторонний тракт передачи для сигнализации, содержащий два противоположных канала связи. Цифровое звено состоит из канала передачи 64 Кбит/с в тракте 2048 кбит/с. Стандартно используется 16-й канальный интервал.

Звено сигнализации

Основные функции звена сигнализации:

• деление передаваемой информации на сигнальные единицы
• Стаффинг битов для предотвращения имитации флагов
• Обнаружение ошибок с помощью проверочных битов
• Исправление ошибок посредством  повторной передачи
• Обнаружение отказа звена с помощью контроля интенсивности ошибок и восстановление работоспособности.

 

Различают 3 типа сигнальных единиц –SU.

• значащая сигнальная единица (Message Signal Unit – MSU)
• сигнальная единица состояния звена (Link Status Signal Unit –LSSU) – для контроля состояния звена сигнализации
• заполняющая сигнальная единица (Fill In Signal Unit – FISU)- которая используется для обеспечения фазирования звена при отсутствии сигнального трафика

 

Структура сигнальных сообщений SU в ОКС-7

 

F

CK

SIF

SIO

LI

FIB

FSN

BIB

BSN

F

8  16      8n, n>2 8 2 6  1 7 1  7 8

Значащая сигнальная единица MSU (Message Signal Unit)

 

F

CK

SF

LI

FIB

FSN

BIB

BSN

F

 

 

Сигнальная единица состояния звена LLSU(Link Status Signal Unit)

 

F

CK

LI

FIB

FSN

BIB

BSN

F

 Заполняющая сигнальная единица FISU (Fill In Signal Unit)

Первый передаваемый сигнальный бит

FSN – порядковый номер сигнальной единицы

BSN – порядковый номер подтверждаемой сигнальной единицы

FIB – прямой бит-индикатор

BIB – обратный бит -индикатор

LI  -  индикатор длины (указывает число байтов следующих за байтом указателя длины)

SIO – байт служебной информации. Служит для указания соответствия сигнальной информации конкретной подсистемы пользователя.

SIF – поле сигнальной информации (может быть до 272 байтов)

СК – проверочные биты

 

Поле сигнальной информации SIF для TUP

Информационные Элементы сообщения TUP

H1 Тип сообщения

Н0 Группа сообщения

Этикетка А

 

Поле сигнальной информации содержит информацию о реальном пользователе и информацию, определяющую тип и формат сообщения.

 

Этикетка маршрутизации

 

SLS 4 бита

Код исходящего пункта (ОРС) –14 битов

Код пункта назначения (DPC) – 14 битов

 

Поле SLS – код, используемый для разделения всей сигнальной нагрузки между разными звеньями одного пучка звеньев или между разными маршрутами

 

 

Механизм адресации сообщений  в MTP (уровень 3) распадается на 2 части. Первая использует код пункта сигнализации, содержащийся в этикетке маршрутизации. Вторая часть использует индикатор службы и индикатор сети в байте служебной информации (SIO. Код пункта сигнализации используется для межузловой адресации, а SIO используется для адресации пользователей системы сигнализации на внутриузловом принципе.

МТР была создана для  работы в режиме реального времени, необходимого для телефонной сигнализации, и не обеспечивает виды сетевых услуг , ориентированных на виртуальные соединения. Однако некоторые виды услуг требуют возможность передачи данных, не ориентированных на соединение, и более сложный адрес, чем создаваемый МТР.

Подсистема SCCP обеспечивает дополнительные функции передачи сообщений МТР для ориентированных и неориентированных на соединение служб сети (управление и техобслуживание, информация о подвижном абоненте, проверка кредитной карты, обращение к базам данных интеллектуальной сети пр. )

Все эти структуры требуют специального рассмотрения.