Общеканальная сигнализация № 7

Итак, существует два принципа организации межстанционной сигнализации в коммутируемых сетях связи. Один из них, принцип CAS, основан на том, что для обмена между станциями сигналами, нужными для создания, поддержания и разрушения соединения, в котором участвует определенный межстанционный канал, используется ресурс, закрепляемый именно за этим каналом. Другой принцип основан на том, что для обмена между станциями служебными сигналами используется сигнальный канал, общий длянекоторой группы межстанционных соединительных линий. Этот принцип по-английски называется CCS (Common Channel Signaling), а по-русски - общеканальной сигнализацией.

В разные годы МККТТ разработал стандарты для нескольких разных систем межстанционной сигнализации, присвоив каждой из них свой порядковый номер. Системы с номерами от 1 до 5 устроены по принципу CAS, а системы № 6 и № 7 - по принципу CCS. В системах МККТТ 1 -5 существует разделение сигналов на линейные и регистровые, а для их передачи используются выделенные сигнальные каналы в ИКМ-трактах или частоты из диапазона 300-4000 Гц (разные в разных системах). В системах №№ 6 и 7 такое разделение сигналов, если и существует, то разве лишь по традиции, поскольку все без исключения сигналы передаются одинаково - в виде сигнальных сообщений - и воспринимаются одними и теми же устройствами. Обе эти системы реализуются только на станциях с программным управлением, а система сигнализации ОКС7 стала за последнее время универсальной в том смысле, что она применяется в телефонных сетях, в сетях передачи данных, на стыках тех и других сетей с ISDN и в самой ISDN, а также в сетях мобильной связи, в интеллектуальной сети и др.

Функциональная архитектура ОКС7 является многоуровневой, причем функции трех нижних уровней, которые вместе обеспечивают перенос сигнальных сообщений от станции-отправителя до станции-получателя, образуют платформу МТР (Message Transfer Part - подсистема переноса сообщений), необходимую во всех вариантах использования системы, а функции более высоких уровней, в каждом варианте специфические, выполняются соответствующими подсистемами-пользователями этой платформы. В частности, при использовании в ТфОП и в ISDN платформа МТР дополняется «сверху» подсистемой-пользователем ISUP, а также подсистемой управления сигнальными соединениями SCCP, которая предусматривает создание в сети ОКС виртуальных соединений для переноса через эту сеть информации, вообще говоря, не только сигнальной. Разные прикладные подсистемы, встраиваемые в систему ОКС7 (ТСАР, OMAR INAP и другие), обеспечивают техническую эксплуатацию сети ОКС, обмен информацией между узлами управления услугами и узлами коммутации услуг в Интеллектуальной сети и т. п. Очень ценное свойство системы № 7 - она является открытой в том смысле, что разрешает, по мере необходимости, вводить в нее новые (в том числе, вновь создаваемые) подсистемы.

Сеть связи, использующая систему ОКС7, состоит из множества узлов коммутации, связанных между собой цифровыми ИКМ-трактами. Чтобы имелась возможность при управлении соединениями пользоваться услугами ОКС7, каждый из этих узлов должен содержать средства, благодаря которым он мог бы выполнять функции пункта сигнализации (SP - Signaling Point), способного формировать, передавать, принимать и интерпретировать сигнальные сообщения. Пункты сигнализации SP должны быть связаны между собой цифровыми каналами, обеспечивающими двухстороннюю передачу сигнальной информации, т.е. выполняющими функции сигнальных звеньев. Совокупность пунктов сигнализации и сигнальных звеньев образует сеть общеканальной сигнализации - сеть ОКС7.

Кроме коммутационных станций и узлов, функции пункта сигнализации SP могут выполнять:

центры эксплуатационного управления сетью связи (ОА&МС -Operation, Administration and Maintenance Centres),

узлы управления услугами Интеллектуальной сети,

транзитные пункты сигнализации (STP - Signaling Transfer Points).

Каждому SP присваивается свой уникальный код.

Любые два SP, между которыми возможен обмен сигнальной информацией, являются сигнально связанными. Сигнальная связь двух SP может обеспечиваться либо прямым пучком сигнальных звеньев, либо средствами сети ОКС с организацией транзита. В первом случае пункты сигнализации (с точки зрения структуры сети ОКС) являются смежными, во втором - несмежными.

Наличие в сети ОКС и смежных, и несмежных SP обусловлено тем, что в такой сети возможно, в принципе, использование трех режимов сигнализации: связанного, несвязанного и квазисвязанного. В связанном режиме сигнальная информация, относящаяся к сигнальной связи определенных SR передается по сигнальному звену, которое соединяет эти SP непосредственно. В несвязанном режиме для передачи аналогичной информации используется последовательно несколько сигнальных звеньев, а к организации сигнальной связи привлекаются пункты сигнализации, выполняющие функции транзитных (STP). Квазисвязанный режим представляет собой частный случай несвязанного режима, а именно случай, когда путь, по которому сигнальная информация проходит через сеть, назначается заранее и является на данный период времени фиксированным. Система ОКС7 поддерживает связанный и квазисвязанный режим сигнализации.

Возможны разные варианты структуры сети ОКС. На выбор того или иного варианта могут влиять как структура сети связи, обслуживаемой сетью ОКС, так и другие факторы. Если сеть ОКС призвана формировать сигнальные связи, нужные исключительно для управления коммутацией, наиболее подходящей структурой, скорее всего, будет структура, ориентированная преимущественно на поддержку связанного режима сигнализации и лишь в небольшой степени - квазисвязанного режима (для малонагруженных сигнальных связей). Если же сеть ОКС создается как общий ресурс для удовлетворения всех потребностей в ее возможностях, то высокая производительность сигнальных звеньев в сочетании с необходимостью их резервирования для обеспечения высокой надежности приводит к структуре, ориентированной, главным образом, на квазисвязанный режим, и дополненной при этом относительно небольшим количеством прямых (и сильно загруженных) пучков сигнальных звеньев, используемых в связанном режиме сигнализации.

При использовании только связанного режима сигнализации структура сети ОКС совпадает со структурой обслуживаемой ею сети связи. При использовании же только квазисвязанного режима наиболее рациональной оказывается структура сети ОКС, в упрощенном виде показанная на рис. 8.5.

Рис. 8.5. Структура сети ОКС, ориентированной

на квазисвязанный режим

В такой структуре любой пучок сигнальных звеньев поддерживает несколько сигнальных связей (а не одну, как в структуре, которая ориентирована только на связанный режим). Следовательно, в этой структуре пучки сигнальных звеньев более нагружены, т.е. лучше используются. Кроме того, начиная с некоторого количества SP, структура рис. 8.5 обеспечивает уменьшение общего количества сигнальных звеньев в сети ОКС по сравнению со структурой, оптимальной для связанного режима, и сеть ОКС оказывается дешевле.

Можно заметить также, что при такой структуре сеть ОКС более устойчива к локальным перегрузкам, имеет лучшие характеристики надежности и оказывается более «живучей» благодаря тому, что для каждой сигнальной связи имеется несколько возможных путей ее организации, т.е. существует несколько разных сигнальных маршрутов. Если, например, в нормальных условиях для обмена сигнальной информацией между SP1 и SP3 используется маршрут SP1-STP1-STP3-SP3, то при перегрузке (или даже при выходе из строя) одного из его элементов (предположим, пучка звеньев SP1-STP1, или, скажем, транзитного пункта STP1) для той же сигнальной связи может быть использован другой маршрут (SP1-STP4-STP3-SP3 или SP1-STP4-STP2-SP3).

Выше упоминалось о том, что возможности сети ОКС не ограничены лишь функциями сигнализации, связанной с управлением коммутацией. Для поддержки сигнализации этого рода наиболее естественным является связанный режим, что обусловлено спецификой организации коммутируемых связей в сетях коммутации каналов, в частности, в телефонных сетях, где соединение всегда устанавливается последовательными «шагами». Исходящая станция, выбрав направление к станции назначения, обменивается сигнальной информацией с ближайшей (в этом направлении) транзитной станцией, например, с узлом исходящих сообщений (УИС); затем УИС обменивается сигнальной информацией с другой транзитной станцией - узлом входящих сообщений (УВС), а та, в свою очередь, - со станцией назначения. То же самое происходит и при разрушении соединения: на каждом «шаге» разъединения обмен сигнальной информацией происходит только между смежными станциями. Ясно, что при таком алгоритме наиболее естественна такая структура сети ОКС, при которой SP, размещенные в смежных станциях телефонной сети, тоже являются смежными.

Другое дело, если через сеть ОКС станут обмениваться информацией несмежные SR Поскольку, как мы увидим ниже, функции транзита могут быть предусмотрены в любом SP (а не только в STP), структура сети ОКС, ориентированная на связанный режим сигнализации, обеспечит и такой обмен. Однако по мере роста его доли в общем объеме информации, проходящей через сеть ОКС, эта структура будет становиться все менее и менее экономичной, и все более целесообразной будет структура, предполагающая несвязанный (квазисвязанный) режим.

Назовем примеры ситуаций, когда сеть ОКС должна обеспечивать обмен сигнальной информацией между несмежными SR Одна группа таких примеров связана с введением в цифровую телефонную сеть функций ISDN и с вытекающей из этого необходимостью поддержки ряда дополнительных услуг. Так, в частности, дополнительная услуга CUG (Closed User Group, то есть замкнутая группа пользователей) предполагает, что члены этой группы могут оказаться абонентами разных АТС, причем не обязательно смежных. Процедуры предоставления услуги CUG предусматривают ряд действий (проверку принадлежности одной и той же CUG, прав связи и т.п.), для выполнения которых требуется обмен сигнальной информацией между SP, встроенными в те АТС, абонентами которых являются разные члены группы, в том числе, между несмежными SR Аналогичное положение имеет место при предоставлении абонентам услуг конференцсвязи. И, наконец, обмен сигнальной информацией между несмежными SP прямо связан с предоставлением такой дополнительной услуги как UUS (User-to-User Signaling, то есть сигнализация пользователь-пользователь).

Другая группа примеров связана с организацией интеллектуальной сети IN. Для предоставления услуг IN необходим обмен сигнальной информацией между узлами коммутации услуг (SSP - Service Switching Points) и узлом управления услугами (SCP - Service Control Point). Поскольку IN устроена так, что один SCP обслуживает большое число SSP, то пункты сигнализации сети ОКС, встроенные в эти элементы IN, во многих случаях могут оказаться несмежными.

Из всего сказанного следует, что в больших сетях структура сети ОКС должна быть ориентирована на то, что в ней, с течением времени, все более широко будет использоваться квазисвязанный режим сигнализации.

Все эти идеи общеканальной сигнализации внедрялись постепенно. В конце 1970-х годов американская AT&T внедрила во всей своей сети систему сигнализации ОКС6. Более совершенная система ОКС7 была специфицирована AT&T в 1980 году, и в том же году она была утверждена МККТТ (теперь - ITU-T) в качестве международного стандарта. Перечень Рекомендаций МККТТ для ОКС7 приведен в таблице 8.4. Необходимо, однако, отметить, что в разных странах внедряются разные версии ОКС7. Например, США, Канада, Япония и, частично, Китай внедрили у себя версию Американского национального института стандартов ANSI. В Европе реализована версия Европейского института стандартизации электросвязи ETSI. Российские спецификации ОКС7, хотя и следуют стандартам ETSI, имеют свои национальные особенности.

Таблица 8.4. Перечень Рекомендаций ITU-T серии Q по вопросам ОКС №7

 

Описание подсистем, функций, компонентов	Рекомендации ITU-T
Введение в ОКС7	Q.700
Подсистема переноса сообщений - МТР	Q.701-Q.704, Q.706, Q.707
Структура сети сигнализации ОКС7	Q.705
Подсистема управления сигнальными соединениями - SCCP	Q.711-Q.714,Q.716
Подсистема TUP	Q.721 - Q.725
Дополнительные услуги	Q.730-Q.737
Управление сетью ОКС7 - ОМАР, ERDS	Q.750, Q.752-Q.755
Подсистема ISDN - ISUP	Q.761-Q.764, Q.766, Q.767
Подсистема TCAP	Q.771-Q.775
Тестирование МТР, TUP, ISUP, SCCP, TCAP	Q.780-Q.787
Подсистема мобильной сети - MAP	Q.1051
Подсистема интеллектуальной сети - INAP	Q.1205,0.1208,0.1211, Q.1213-Q.1215, Q.1218, Q.1219, Q.1290
Соответствие OKC7 и модели взаимодействия открытых систем OSI	Q.1400

 

Рекомендации ITU-T, приведенные в таблице 8.4, специфицируют все аспекты стека протоколов ОКС7 (см. рис. 8.6), а также определяют требования к рабочим характеристикам ОКС7 и методы их тестирования, для чего используются уже упоминавшиеся в предыдущей главе в связи с интерфейсом V5 протокол-тестеры, внешний вид которых представлен на рис. 8.7.

ASE - Сервисный прикладной элемент OMASE - Сервисный прикладной элемент ОМАР

Рис. 8.7. Протокол-тестеры платформы SNT

Рис. 8.6. Стек протоколов ОКС7