Это нечто "подобное центральной нервной системе живого организма, нечто координирующее его функции и, будучи полностью отделенным от этих функций не заменяющее их ".


Что такое сигнализация?
Почему No. 7
SS#7 - сигнализация будущего !!!
Основные понятия и элементы SS#7
Формат сигнальных сообщений
Структура сети сигнализации
CCITT SS#7 и модель OSI
SS#7 и абонентская сигнализация DSSS#1

Что такое сигнализация?

На протяжении последних ста лет сигнализация развивалась в рамках традиционной телефонии, причем за последние два десятилетия ее эволюция ускорилась как никогда ранее благодаря сращиванию компьютерных и коммутационных технологий.

В контексте телефонии под сигнализацией понимается передача управляющей информации с целью установления/разъединения двухточечных соединений. Сигнализация бывает трех типов - абонентская, т.е. на участке между абонентским терминалом и коммутационной станцией, внутристанционная и межстанционная. Пример абонентской сигнализации приведен на рис.1, где показаны основные сигналы передаваемые в процессе нормального установления/разъединения соединения между двумя абонентами, подключенными к одной коммутационной станции.

Picture 1

Рисунок 1.
Пример абонентской сигнализации.

Межстанционная сигнализация в свою очередь делится на два основных типа - сигнализация по выделенному каналу CAS (Channel Associated Signalling) и сигнализация по общему каналу CCS (Common Channel Signalling). В первом случае (CAS) сигнальная информация передается либо непосредственно по разговорному каналу (внутриканальная сигнализация) либо по каналу, физически привязанному к нему. Во втором случае (CCS) сигнализация полностью отделена от разговорного тракта, и передача сигнальной информации осуществляется по специально выделенному высокоскоростному каналу, общему для пучка разговорных каналов.

Почему No. 7

В процессе развития сетей связи применялся и применяется до сих пор ряд систем сигнализации, причем большинство из них принято в качестве стандарта на международном уровне ITU-T (ранее CCITT). Примеры систем сигнализации CAS:

1VF (One Voice Friequency) - одночастотная сигнализация;
2VF (Two Voice Friequency) - двухчастотная сигнализация (CCITT No. 4);
MVF (Multi Friequency Pulse) - многочастотная сигнализация (CCITT No. 5).

Сами названия этих систем говорят о способе передачи сигнальной информации - тональные и/или импульсные сигналы.

В системах CCS все сигнальные сообщения SM (Signalling Message) передаются по дуплексным каналам - звеньям сигнализации SL (Signalling Link) в составе пакетов данных, называемых сигнальными единицами SE (Signal Unit). Это стало возможным после появления первых коммутационных станций с программным управлением SPC (Stored Programm Control) и цифровых систем передачи с импульсно-кодовой модуляцией PCM (Pulse-Code Modulation). Часть функций таких станций вместе с пучками звеньев сигнализации SLS (Signalling Link Set) образуют логически отделенную от базовой сети связи сеть передачи данных с коммутацией пакетов данных (сигнальных единиц), называемую сетью сигнализации (Signalling Network).

На сегодняшний день известны два стандарта систем общеканальной сигнализации :

  • CCITT Signalling System No. 6
  • CCITT Signalling System No. 7
  • Первая из них была разработана в конце 60-х годов и по ряду причин сейчас практически не применяется. Вторая - CCITT No. 7 (SS#7) появилась в конце 70-х годов и предназначена для использования на цифровых сетях с каналами не ниже 64 Кбит/с. Основными преимуществами SS#7 являются:

    СКОРОСТЬ - в большинстве случаев время установления соединения не превышает одной секунды;

    ВЫСОКАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ - один канал сигнализации способен одновременно обслужить несколько тысяч телефонных вызовов;

    ЭКОНОМИЧНОСТЬ - по сравнению с системами CAS во много раз сокращается объем оборудования на коммутационной станции;

    НАДЕЖНОСТЬ - достигается за счет возможности альтернативной маршрутизации в сети сигнализации.

    ГИБКОСТЬ - система передает любые данные, не только данные телефонии.

    SS#7 - сигнализация будущего !!!

    Будучи разработанной для традиционной телефонии, в SS#7 изначально были заложены большие возможности для управления другими услугами связи. Это объясняется прежде всего бумом на рынке услуг телекоммуникаций, который продолжается с начала 80-х годов и еще не достиг своего пика. Именно в 80-х годах SS#7 интенсивно разрабатывалась ведущими производителями коммутационного оборудования и параллельно утверждалось в качестве стандарта CCITT. Уже сейчас SS#7 является обязательным элементом следующих цифровых сетей связи:

    PSTN - Public Switched Telephone Network
    ISDN - Integrated Services Digital Network
    PLMN - Public Land Mobile Network
    IN - Intelligent Network

    Взаимодействие данных систем также осуществляется посредством SS#7 (рис. 2).

    Picture 2

    Рисунок 2.
    Взаимодействие цифровых сетей по SS#7.

    В настоящее время практически всеми международными институтами стандартизации телекоммуникаций (ITU-T, ETSI, ANSI, ATM Forum и др.) разрабатываются стандарты SS#7 для широкополосных сетей - Broadband-ISDN, Universal Mobile Telecommunications System, Broadband-IN.

    Основные понятия и элементы SS#7

    Пункт сигнализации - SP (Signalling Point) - это узел сети сигнализации, в котором реализованы части пользователей SS#7.

  • Звено сигнализации - SL (Signalling Link) - средство передачи сигнальных единиц между двумя пунктами сигнализации.
  • Транзитный пункт сигнализации - STP (Signalling Transfer Point) - узел сети сигнализации без функций частей пользователей, осуществляющий только функции части передачи сообщений SS#7.
  • Режимы сети сигнализации - связанный режим (Associated Mode) и квази-связанный режим (Quasi-Associated Mode) - пояснены на рис 3а и 3в соответственно.
  • Picture 3

    Рисунок 3.
    Режимы сети сигнализации.

  • Часть передачи сообщений - MTP (Message Transfer Part) является транспортной подсистемой SS#7, предназначенной для надежной передачи сигнальных сообщений в правильной последовательности и без ошибок.
  • Части пользователей - UP (User Parts) функциональные блоки SS#7, где генерируются и обрабатываются сигнальные сообщения. Примерами частей пользователей являются:
    TUP - Telephone User Part
    ISUP - ISDN User Part
    MAP - Mobile Application Part
  • Базовая функциональная схема SS#7 приведена на рис. 4. На рис. 5 представлен пример обмена сигнальными сообщениями между двумя пунктами сигнализации в процессе установления/разъединения телефонного соединения:

    IAM (Initial Address Message) - содержит номерную информацию о вызываемом абоненте;
    SAM (Subsequent Address Message) - содержит дополнительную информацию, передается в случае необходимости;
    ACM (Address Complete Message) - содержит информацию о статусе вызываемого абонента (например, абонент свободен);
    ANC (Answer Charge) - определяет момент начала начисления оплаты;
    CLF (Clear Forward) - сообщение в прямом направлении о завершении вызова;
    RLG (Release Guard) - подтверждение завершения вызова в обратном направлении, разъединение соединения.

    Picture 4

    Рисунок 4.
    Базовая функциональная схема SS#7.

    Picture 5

    Рисунок 5.
    Временная диаграмма установления/разъединения телефонного соединения по SS#7.

    Формат сигнальных сообщений

    Сигнальная единица, в составе которой передаются сигнальные сообщения, называется значащей сигнальной единицей MSU (Message Signal Unit) и включает ряд полей, показанных на рис.6.

    Picture 6

    Рисунок 6.
    Формат значащей сигнальной еденицы.

    Signalling Information Field (SIF) - включает сигнальную информацию части пользователя и метку маршрутизации, которая применяется в части передачи сообщений MTP.

    Service Information Octet (SIO) - указывет на принадлежность сигнальной информации конкретной части пользователя.

    Length Indicator (LI) - содержит значение числа байт между полями LI и СК.

    Check bits (CK) - проверочные биты для обнаружения ошибок передачи.

    Error correction - состоит из четырех полей аналогичных используемым в протоколе HDLC и предназначенных для обеспечения повторных передач пакетов при обнаружении ошибок.

    Flag (F) - обозначает начало и конец сигнальной единицы.

    Структура сети сигнализации

    Сеть сигнализации, как и сети пакетной коммутации других типов, строится согласно следующим основным критериям:

  • простота структуры сети;
  • надежность;
  • минимальные временные задержки;
  • оптимальная стоимость.
  • Этим критериям лучше всего будет соответствовать сеть с достаточно симметричной топологией и функционирующая в квази-связанном режиме. Многие национальные сети SS#7 строятся по региональному принципу с иерархической системой транзитных пунктов сигнализации (рис. 7).

    Picture 7(1х1)

    Рисунок 7.
    Пример иерархической структуры.

    CCITT SS#7 и модель OSI

    Первая спецификация SS#7 была опубликована CCITT в 1980 году в рекомендациях серии Q.700 (Желтая книга). Тогда же ISO представила эталонную модель взаимодействия открытых систем (модель OSI). Соответствие архитектуры протоколов модели OSI и современного стека протоколов SS#7 показано на рис. 8.

    Picture 8(1x1)

    Рисунок 8.
    Протоколы SS#7 и модель OSI.

    Архитектура протоколов SS#7 отражает историю ее создания. До 1984 года, когда в Красной книге CCITT была начата спецификация части транзакционных возможностей SS#7, стек протоколов был совместим с моделью OSI только до третьего уровня, и то не полностью. Совместимость была достигнута дополнением системы протоколами SCCP (Signalling Connection Control Part) и TCAP (Transaction Capabilities Application Part) , что позволило реализовывать в SS#7 услуги передачи данных по тем же принципам, что и в модели OSI. На базе транзакционной части SS#7 позднее были специфицированы протоколы MAP (Mobile Application Part) и INAP (Intelligent Network Application Protocol), для которых существенным является обмен транзакциями между узлами сети и сетевыми базами данных.

    SS#7 и абонентская сигнализация DSSS#1

    Практически одновременно с SS#7 и в связи с разработкой стандартов ISDN появились новые стандарты абонентской сигнализации. Эта сигнализация, специфицированная в рекомендациях CCITT серии Q.900, получила название Digital Subscriber Signalling System No. 1 (DSSS#1). Она также известна под названием сигнализация по D-каналу. Этот канал используется в основом методе доступа ISDN по условной формуле 2B+D. В данном методе пользователь ISDN получает два информационных канала 64 Кбит/с и один канал управления (сигнализации) 16 Кбит/с. Пртокол D-канала является двухуровневым и известен под названием LAPD.

    Как и SS#7, система DSSS#1 была специфицирована и для широкополосных сетей. В рекомендациях серии Q.2900 данная система получила название DSSS#2.


    Самуйлов К.Е., Российский Университет дружбы народов, (095) 952 2823, E-mail: ksam@udn.msk.su