ОКС№7, элементы и режимы работы сети. Функциональная структура ОКС№7. виды и форматы СЕ. Методы защиты данных и исправления ошибок.

ОКС№7 предназначен для обмена сигнальной информацией в цифровых сетях связи с цифровыми программно-управляющими станциями. Работает по цифровому каналу со скоростью 64кбит/с, управляя установлением соединения; передавая информацию для технического обслуживания и эксплуататции; для передачи др видов информации между АТС и специализированными центрами сетей эл связи.

Сеть ОКС№7 образуется 3 основными элементами:

1). SP- пункты сигнализации- являются источниками и получателями сигнальных сообщений. Функции SP выполняются аппаратно- программными средствами ЦСК.

2). STP- транзитные пункты сигнализации- передают принятые сигналы от 1 SP др (из 1звена сигнализации др.). STP не обрабатывает сигнальные сообщения.

3). SL- звено сигнализации- совокупность 2х противоположных направленных каналов сигнализации или двунаправленный (дуплексный) канал сигнализации.

Каждый SP в пределах всей сети сигнализации однозначно идентифицируются своим кодом (SPC).

Данная схема отражает параллельную маршрутизацию речевых и сигнальных каналов, которую называют связанным режимом работы. Этот режим рекомендуется, если соединения между ст. А и Б требуют большого числа каналов «речь- данные». Выделяют также квазисвязанный режим работы, при котором речевые каналы и сеть сигнализации независимы др от др. данный режим эффективен при небольшом числе речевых каналов между ст. А и Б.

Функции ОКС№7 разделяются на 4 уровня:

1. функции канала данных сигнализации обрабатывается системой передачи сообщений

2. функции звена сигнализации MTP.

3. функции сети сигнализации

4. обрабатываются системой пользователя UP(подсистемы пользователя).

1- представляет носители каналов сигнализации в цифровые сети- это каналы ЦСП 64кбит/с. Т.о. ур.1 определяет физические характеристики канала ПД для звена сигнализации.

2- определяет функции ответственные за безошибочную передачу пользовательских сообщений.

Функции уровня 1 и 2 образуют звено сигнализации, обеспечивающее надежную передачу сигнальных сообщений между 2мя пунктами сети сигнализации.

Функциями 2 ур. является деление сигнальных сообщений на сигнальные единицы, обнаружение ошибок в СЕ, исправление ошибок, обнаружение отказа звена сигнализации, восстановление звена сигнализации и др.

3- 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 основе заранее определенных данных и информации о состоянии сети сигнализации управляют маршрутизацией сообщений и конфигурацией средств сети сигнализации. В случае изменения состояний они обеспечивают также изменение конфигурации сети и др меры, необходимые для обеспечения или восстановления нормальной работы сети сигнализации.

4- состоит из различных подсистем пользователей, каждая из которых определяет функции и процедуры сигнализации, характерные для определенного типа пользователя системы. В общем виде можно выделить 2 группы пользователей:

- пользователи, для которых большинство функций связи определено в системе сигнализации. Например, функции управления вызовами телефонии с соответствующей подсистемой пользователя телефонии;

- пользователи, для которых большинство функций связи определены вне системы сигнализации. Например, использование системы сигнализации для передачи информации, касающейся управления и техобслуживания.

Основными подсистемами пользователя ОКС№7 являются:

- подсистема пользователя телефонии (TUP);

- подсистема пользователя ISDN (ISUP);

- подсистема управления соединением сигнализации (SCCP), предоставляющая услуги сети, связанные или несвязанные с установлением соединений для передачи сигнальной информации, относящейся или не относящейся к речевым каналам;

- подсистема пользователя мобильной связи стандарта GSM (MAP);

- подсистема пользователя интеллектуальной сети (INAP).

Пакеты данных передаваемых по каналам данных сигнализации называются сигнальными единицами SU. СЕ формируются на 2ом ур. они содержат пользовательские сообщения, а также сообщения от системы управления сетью. СЕ имеют переменную длину. Используются 3 формата СЕ:

1). ЗНСЕ (MSU)- значащая СЕ, содержит сигнальное сообщение, которое передается между пользователями или между функциями управления сетью ОКС 2х станций;

2). СЗСЕ (LSSU)- СЕ состояния звена, содержит информацию о состоянии канала. Данные единицы передаются только между 2мя ур MTP смежных станций, когда звено не м.б. использовано для передачи ЗНСЕ.

3). ЗПСЕ (FISU)- заполняющая СЕ, используется для обнаружения ошибок передачи по звену сигнализации, когда нет передачи ЗНСЕ. ЗПСЕ передается только между 2ми ур смежных MTP.

F- флаг- отмечает начало СЕ. Открывающий флаг данной СЕ обычно является закрывающим флагом предшествующей СЕ. Закрывающий флаг отмечает конец СЕ.

Порядковая нумерация СЕ включает прямой порядковый номер FSN и обратный порядковый номер BSN. BSN- порядковый номер подтверждаемой СЕ, которая принята с противоположного пункта сигнализации. FSN- порядковый номер СЕ, в составе которой он передается на противоположный пункт сигнализации. Диапазон этих полей от 0 до 127.

Биты идентификаторы включают прямой бит-индикатор FIB и обратный BIB. FIB и BIB совместно с FSN и BSN используются при основном методе защиты от ошибок для обеспечения правильной последовательности СЕ и для осуществления функций подтверждения.

Индикатор длины LI служит для указания числа байтов, следующих за байтом LI и препятствующих проверочным битам, и является одним из двоичных чисел в интервале от 0 до 63. LI идентифицирует 3 типа СЕ: 0-ЗПСЕ; 1 или 2- СЗСЕ; > 2- ЗНСЕ. LI определяет тип СЕ.

Байт служебной информации SIO содержит идентификаторы услуги и сети. Каждому пользователю присваивается идентификатор услуги, который сообщает системе MTP, какая пользовательская система является источником сообщения. Идентификатор сети показывает на тип трафика.

Поле сигнальной информации SIF существует только в ЗНСЕ. Содержит действительное пользовательское сообщение, включает в себя коды исходящего пункта и пункта назначения. Формат и кодирование пользовательских сообщений определены отдельно для каждой подсистемы UP.

Проверочные биты CK- на передающей стороне CK формируются из содержимого СЕ и добавляются в СЕ как избыточные. На приемной стороне система MTP использует CK для проверки достоверности информации.

Поле состояния SF существует только в СЗСЕ. Оно содержит определение состояния для синхронизации исходящих и входящих сообщений.

Защита данных: защиту от ошибок обеспечивают средства канального уровня (2 ур. MTP). Они выполняют следующие процедуры:

1). Защита от ложных флагов.

2). Ограничение по длине СЕ.

На длину поля сигнальной информации имеются ограничения

- в международной сети длина поля не должна превышать 62 байта;

- в национальной сети – 272 байта.

3). Использование циклического кода на основе полинома x¹⁶+x¹²+x⁵+1.

4). Проверка последовательности номеров. При приеме проверяется условие: прямой ПН принятой СЕ д.б. на 1 больше ППН предыдущей СЕ.

Методы защиты от ошибок.

Основной базовый метод - идея следующая:

1). Каждая СЕ однозначно нумеруется ППН в диапазоне от 0 до 127.

2). С помощью ПБИ в передаваемой СЕ указывается имеет ли место повторная передача или СЕ передается впервые.

3). Подтверждение (+ или -) принятой СЕ обеспечивается с помощью ОПН о ОБИ в той СЕ, которая передается в обратном направлении. Этой СЕ м.б. как ЗНСЕ, так и ЗПСЕ.

Под «+» подтверждением понимают информирование удаленной стороны ОКС об отсутствии ошибок в принятой СЕ, под «-«запрос о необходимости повторения СЕ принятой с ошибкой.

При безошибочном приеме в ПС_Б ЗНСЕ с ППН=2 и ПБИ=0 передаваемое в обратном направлении «+» подтверждение характеризуется 2мя параметрами: ОПН=21 и ОБИ=0. Т.о. после получения этого подтверждения в ПС_А можно стереть СЕ с ППН=21. основной метод защиты от ошибок допускает получение «+» подтверждения не на каждую СЕ: удаленная сторона ОКС, приняв без ошибок несколько подряд следовавших СЕ, может подтвердить безошибочный прием этой группы, записав в поле ОПН одной из СЕ, передаваемые в обратном направлении значение ППН самой старшей из них при этом ОПН=ППН самой старшей ЗНСЕ, принятой без искажений. Такой вариант предполагает возможность стирания из БПП (буфер повторной передачи) ПС_А всей этой группы СЕ.

Путем превентивного (упреждающего) циклического повторения ЗНСЕ.

Этот метод защиты рекомендован при величине задержки распространения сигнала в звене сигнализации в звене сигнализации, превышающем 15 мс, что характерна для спутниковых линий. Для увеличения пропускной способности ОКС, использующего такую линию, все имеющие в БПП ЗНСЕ передаются циклически до тех пор, пока не будет получено «+» подтверждение. Это подтверждение может относиться ко всем ранее переданным ЗНСЕ или лишь к одной или части из них.

Т.к. этот метод не предполагает использование отрицательного подтверждения, анализ значений ПБИ и ОБИ в ЗНСЕ не требуется. Это позволяет упростить протокол канального уровня.

5. Основные понятия теории телетрафика: потоки вызовов, ТФ нагрузка. Характеристики качества обслуживания. Понятие пропускной способности коммутационной станции.

«Теория распределения информации» или «теория телетрафика» дает:

1). Описание статистических свойств потоков вызовов, создаваемых абонентами коммутационной станции (нагрузочными группами);

2). Определение зависимостей между числом обслуживаемых устройств, интенсивностью поступления вызовов, качеством обслуживания и параметрами, характеризующими коммутционные устройства.

Основными параметрами, характеризующими процессы обслуживания вызовов, в коммутируемых сетях является:

1). Время обслуживания (продолжительность одного занятия);

2). Потоки вызовов- последовательность вызовов при непрерывном отсчете времени их поступления.

Потоки вызовов подразделяются на:

- детерминированные (с фиксированными моментами поступления вызовов);

- случайные (моменты поступления вызовов зависят от случайных факторов).

Для рационального расчета и построения коммутационных схем важной является суммарное время обслуживания. Суммарное время занятия коммутационных устройств за определенный промежуток времени называется ТФ нагрузкой.

Различают ТФ нагрузки:

- возникающую (поступающую);

- обслуженную;

- потерянную.

Возникающей ТФ нагрузкой называется нагрузка, которая была бы обслужена, если бы каждому поступившему вызову было тотчас же предоставлено коммутационное устройство и соединение бало бы доведено до конца.

Обслуженной нагрузкой называется суммарное время занятия всех соединенных путей коммутационной станции за определенный промежуток времени.

Потерянной нагрузкой называется часть поступающей ТФ нагрузки не обслуженная, например, из-за отсутствия свободных соединенных путей.

Размерность ТФ нагрузки- время. За единицу измерения ТФ нагрузки взято часозанятие. 1часозанятие – это такая нагрузка, которая м.б. обслужена одним соединительным устройством при непрерывном его занятии в течении часа.

Характеристики качества обслуживания:

В системах коммутации находят применение 2 основные дисциплины обслуживания вызовов:

1). Без потерь сообщения

2). С потерями сообщения

При обслуживании без потерь всем поступившим вызовам предоставляется требуемое соединение. Реальные системы по экономическим соображениям проектируется для режимов с потерями сообщений.

Различают явные и условные потери сообщения. Обслуживание с явными потерями предполагает, что вызов полностью теряется и больше на обслуживание не поступает.

Обслуживание с условными потерями предполагает, что сообщение, поступающее в момент занятости соединительных путей, не пропадает, но задерживается обслуживание вызова, несущего это сообщение.

По способу обслуживания задержанных вызовов возможно подразделение на обслуживание с ожиданием и с повторными вызовами.

При обслуживании с ожиданием задержанные вызовы становятся в очередь и обслуживаются по мере освобождения соединительных путей (пассивное ожидание).

При обслуживании с повторными вызовами задержанные вызовы повторяются через случайный или фиксированный промежуток времени до получения требуемого соединения (активная очередь). Для оценки качества обслуживания с явными потерями используется 1 из 3 видов показателей:

- P_В- потери по вызовам;

- P_t- потери по времени;

- P_Н- потери по нагрузке.

Потери сообщения являются случайными величинами, поэтому при расчетах оперируют с вероятностью потерь. Качество обслуживания вызовов может определяться как на отдельных участках, так и для всей коммутационной системы. Характеристики качества обслуживания влияют на пропускную способность коммутационной системы. Пропускная способность коммутационной системы- интенсивность обслуженной этой системой нагрузки при заданном качестве обслуживания.