Лекция 8

1. Межстанционная сигнализация по общему каналу сигнализации (ОКС).

ПРЕИМУЩЕСТВА СИГНАЛИЗАЦИИ ПО ОКС. СЕТЬ ОКС И ЕЁ КОМПОНЕНТЫ. РЕЖИ МЫ
СИГНАЛИЗАЦИИ. КОДЫ ПУНКТОВ СИГНАЛИЗАЦИИ. ПОСТРОЕНИЕ СЕТЕЙ ОКС.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА (СТЕК ПРОТОКОЛОВ) СИСТЕМЫ СИГНАЛИЗАЦИИ SS7.
ЗАДАЧИ ПО ОБМЕНУ СИГНАЛЬНЫМИ СООБЩЕНИЯМИ В ПРОЦЕССЕ РЕАЛИЗАЦИИ У СЛУГ.
УРОВНЕВАЯ СТРУКТУРА ПРОТОКОЛОВ. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАДАЧ СИГНАЛИЗАЦИИ

2. Общеканальная сигнализация в телефонии

ОБЩЕКАНАЛЬНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ В
ТЕЛЕФОНИИ
С начала 80-х годов телефонная сеть общего пользования (ТфОП) эволюционировала от
простой сети, которая обеспечивала передачу речи и имела ограниченные возможности
передачи данных, к транспортному средству, обладающему интеллектом, высокой
пропускной способностью и возможностью быстрого восстановления при аппаратных
отказах.
Стимулом к модернизации ТфОП послужило стремление телекоммуникационных
операторов эффективно управлять сетью и увеличивать её пропускную способность как
можно более экономичным образом. Эта модернизация заложила основу новых услуг,
таких как услуги ISDN, Интеллектуальной сети и др.

3. Первые реализации ОКС-7

ПЕРВЫЕ РЕАЛИЗАЦИИ ОКС-7
Предшественница ОКС-7 – система сигнализации ОКС-6 – была разработана AT&T в 1970-х
годах. Преимущества коммутации с программным управлением позволили создать
наложенную сеть сигнализации, а, по сути, – сеть передачи данных, по которой можно
передавать сложные сигнальные сообщения, куда более информативные, чем
внутриполосные частотные сигналы, которые информировали только о занятии, о
завершении установления соединений, о номере вызываемого абонента и т.п. При первом
применении ОКС-6 для нее использовались каналы междугородной сети США со
скоростью передачи данных 2,4 кбит/с, позднее скорость была увеличена до 4,8 кбит/с.
Сигнальная информация передавалась в форме блоков данных, которые имели
постоянную длину 28 битов и могли переносить 12 различных сообщений.
Система ОКС-7 явилась дальнейшим развитием принципов ОКС-6. ОКС-7 использует блоки
данных переменной и намного большей (хотя и ограниченной) длины, что значительно
увеличивает функциональные возможности системы. Кроме того, в ОКС-7 используются
каналы cо скоростью передачи 64 кбит/с, что делает эту систему существенно более
быстродействующей, чем ОКС-6.

4.

Шведская Администрация связи провела опытную эксплуатацию ОКС-7 в 1983 году. То же самое в
начале 1980-х годов было проделано в Великобритании и Франции. Компания MCI WorldCom
впервые внедрила ОКС-7 в апреле 1988 года в Лос-Анджелесе и Филадельфии, сократив при этом
вдвое время установления соединений в направлении Филадельфия – Лос-Анджелес. Сокращение
времени занятия разговорных каналов за счет удаления из них сигналов управления соединениями
позволило оператору обслуживать больше вызовов при том же количестве межстанционных трактов.
Активизация использования ОКС-7 в Европе относится ко времени построения сетей GSM, в которых
при роуминге коммутатор «гостевой» сети должен обращаться к опорному регистру (HLR, home
location register) «домашней» сети абонента, хранящему данные об этом абоненте. Позднее, после
начала работы в ITU-T над стандартизацией Интеллектуальных сетей, возможности системы ОКС-7
стали широко использоваться для поддержки взаимодействия между АТС с функциями коммутации
услуг (SSP, service switching point) и узлом управления услугами (SCP, service control point).
ОКС-7 стала крупнейшей в мире сетью передачи данных, которая объединяет телефонные сети
региональных и национальных операторов, операторов сетей GSM и сетей ИС, обеспечивая при этом
взаимодействие с сетями VoIP.

5. МЕЖСТАНЦИОННАЯ сигнализация ОКС-7

Существует два принципа организации межстанционной сигнализации в коммутируемых
сетях связи:
CAS, channel associated signalling - ВСК, выделенный сигнальный канал.
Для обмена между станциями сигнальной информацией нужной для организации,
поддержания и нарушения соединения, в котором участвует определенный
межстанционный канал, используется ресурс, закрепляемый именно за этим каналом.
CCS, common channel signalling – ОКС, общеканальная сигнализация.
Для обмена между станциями сигнальной информацией используется специальный
сигнальный канал, общий для некоторой группы каналов и/или соединений.
Системы сигнализации №1 - №5 построены по принципу CAS.
Системы сигнализации №6 и №7 построены по принципу CCS.

6.

В системах CAS (ВСК) существует разделение служебных сигналов на линейные и регистровые, а для их
передачи предусмотрены специальные сигнальные частоты из диапазона 300-3400 Гц (разные для разных
систем) или за верхней границей этого диапазона, но меньше 4000 Гц.
В системе ОКС все без исключения сигналы передаются одинаковым образом - в виде сигнальных
сообщений - и воспринимаются одними и теми же устройствами. ОКС-7 реализуется только на станциях с
программным управлением в сетях с цифровыми системами передачи.
Система сигнализации №7 является универсальной и ориентирована на использование:
в телефонных сетях,
в интеллектуальных сетях,
в сетях подвижной связи,
в сетях передачи данных,
в сетях ISDN.
Функциональная архитектура системы является многоуровневой.
Функции нижних уровней обеспечивают перенос сигнальных сообщений и образуют платформу,
необходимую во всех вариантах использования системы.
Функции более высоких уровней, в каждом варианте использования системы -специфические,
выполняются отдельными подсистемами - пользователями этой платформы. Например, при использовании
в ISDN названная платформа дополняется “сверху” подсистемой-пользователем ISDN-UP (ISUP).
Система сигнализации № 7 - разрешает, по мере необходимости, вводить в нее новые (в том числе, вновь
создаваемые) подсистемы.

7. Принципы общеканальной сигнализации

Общеканальная сигнализация - особый тип передачи данных, специализированный для
передачи сигнализации и информационного обмена между процессорами узлов связи
различного назначения. Система общеканальной сигнализации № 7 (ОКС-7) это способ
сигнализации, при котором информация управления установлением соединения для всех
разговорных каналов и/или каналов данных передается по общему каналу сигнализации.
Для обеспечения надежности, требуемой в телефонных сетях общего пользования, система
ОКС-7 обладает функциями обнаружения и коррекции ошибок, вызванных воздействием помех
на средства передачи, и автоматической реконфигурации маршрутов в случае отказов сетевых
элементов.
Общий канал сигнализации может быть организован в любом временном интервале (кроме
нулевого) любого ИКМ-тракта. Для повышения надежности в другом ИКМ-тракте пучка,
организуется резервный канал для передачи данных ОКС-7. Все остальные временные
интервалы системы передачи при использовании ОКС-7 могут быть задействованы для
передачи речи или данных пользователя. Один канал ОКС-7 может обслуживать около 4000
разговорных каналов.

8. Архитектура ОКС-7

АРХИТЕКТУРА ОКС-7
Функциональная архитектура системы ОКС-7 устроена так, что множество всех функций
системы представлено в ней в виде совокупности функциональных блоков - подсистем,
взаимодействующих между собой и поддерживающих друг друга.
Логическую связь между этими подсистемами можно представить в виде многоуровневой
структуры, в которой N-й уровень предоставляет свои услуги (N+1)-му уровню, пользуясь
при этом услугами, которые предоставляет ему (N-1)-й уровень.
Каждый уровень содержит вполне определенное множество функций и взаимодействует
со смежными (сверху и снизу) уровнями через четко определенные интерфейсы.

9. Функциональные подсистемы

Основными подсистемами ОКС-7 являются:
Подсистема переноса сообщений (MTP - Message Transfer Part)
Подсистемы-пользователи услугами MTP:
•SCCP – подсистема управления соединением сигнализации;
•TUP – подсистема пользователя телефонии;
•ISUP – подсистема пользователя ISDN;
•MUP – подсистема пользователя подвижной связи (NMT)
•HUP – подсистема эстафетной передачи сигналов управления в процессе разговора (NMT)
•TCAP – подсистема возможностей транзакций;
•MAP – прикладная подсистема пользователя подвижной связи (GSM);
•INAP – прикладная подсистема интеллектуальной сети;
•OMAP – подсистема технического обслуживания и эксплуатации.
•MTP формирует и предоставляет услуги переноса сигнальной информации (в виде
сигнальных сообщений) от пункта-отправителя через сеть ОКС к пункту-адресату.

10.

MTP формирует и предоставляет услуги переноса сигнальной информации (в виде
сигнальных сообщений) от пункта-отправителя через сеть ОКС к пункту-адресату.
Пользователи услугами MTP - это подсистемы, которые предоставляют свои услуги либо
подсистемам, расположенным выше (как это делает SCCP), либо (как это делает ISUP)
прямо пользователям системы ОКС-7, каковыми являются разнообразные прикладные
процессы (это, в частности, процесс управления коммутацией, процессы управления
предоставлением тех или иных дополнительных услуг, процессы эксплуатационного
управления и др.).

11. Архитектура протоколов ОКС-7 и OSI

Уровни модели ОКС-7 не полностью совпадают с уровнями модели OSI. Модель ОКС-7
содержит четыре уровня. Некоторые уровни, входящие в модель OSI, не имеют смысла в
модели ОКС-7, и поэтому
в ней не определены.
УРОВНИ
УРОВНИ
МОДЕЛИ OSI
МОДЕЛИ
ОКС-7
INAP, MAP,
OMAP
MUP
7: Прикладной
TCAP
HUP
ISUP
6: Представлений
TUP
4: Подсистемы
пользователя
5: Сеансовый
4: Транспортный
SCCP
3: Сетевой
MTP
Уровень 3: функции сети сигнализации
3: Сетевой
2: Канальный
Уровень 2: функции звена сигнализации
2: Канальный
1: Физический
Уровень 1: функции звена данных сигнализации
1: Физический

12.

Два первых уровня модели ОКС-7: физический (функции звена данных сигнализации) и
канальный (функции звена сигнализации), - реализуют обмен сигнальной информацией
между двумя смежными пунктами сигнализации через связывающее эти пункты
сигнальное звено и полностью совпадают с одноименными уровнями модели OSI.
Третий уровень модели ОКС-7 – сетевой (функции сети сигнализации) – не обеспечивает
всех функций сетевого уровня модели OSI. Для выполнения всех функций сетевого уровня
в модели ОКС-7 присутствует подсистема управления соединением сигнализации SCCP
(Signalling Connection Control Part), входящая в уровень 4 модели
ОКС-7.
Три нижних уровня модели ОКС-7 образуют подсистему переноса сообщений MTP
(Message Transfer Part). Подсистемы MTP и SCCP вместе образуют подсистему сетевых услуг
NSP (Network Service Part).
Четветый уровень модели ОКС-7 состоит из подсистем пользователей и приложений.

13. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СЕТИ ОКС-7

Сеть связи, использующая ОКС-7, состоит из множества узлов коммутации, связанных
между собой цифровыми ИКМ-трактами.
Для использования услуг ОКС-7, каждый из узлов коммутации должен содержать
встроенные средства, позволяющие выполнять функции пункта сигнализации (SP Signalling Point). Пункт сигнализации способен формировать, передавать, принимать и
интерпретировать сигнальную информацию.
Каждому пункту сигнализации присваивается свой уникальный адрес в сети ОКС-7 - код
пункта сигнализации (SPC, signalling point code).
Пункты сигнализации SP должны быть связаны между собой цифровыми каналами,
выполняющими функции сигнальных звеньев.
Совокупность пунктов сигнализации и звеньев сигнализации образуют сеть
общеканальной сигнализации - сеть ОКС-7.

14. Основные определения

Пункты сигнализации (SP-Signalling Point) – узлы сети связи, использующие ОКС-7, которые могут
передавать и/или принимать сигнальный трафик, т.е. генерировать и/или обрабатывать сигнальные
сообщения.
Транзитный пункт сигнализации (STP-Signalling Transfer Point) – пункт сигнализации, который
передает принятые сигналы на другой SP или STP, не обрабатывая при этом сигнальные сообщения.
Смежные пункты сигнализации (adjacent signalling point) – два пункта, непосредственно
соединенные пучком звеньев сигнализации.
Код пункта сигнализации (SPC – Signalling Point Code) – это уникальный номер пункта сигнализации в
сети ОКС-7.
Звено сигнализации (signalling link) – звено сигнализации в системе ОКС-7 используется для передачи
сигнальных сообщений между двумя пунктами сигнализации.

15.

Пучок звеньев сигнализации (signalling link set) – представляет собой несколько звеньев
сигнализации между двумя соединенными напрямую пунктами сигнализации.
Группа звеньев сигнализации (group of links) - это группа сигнальных звеньев в пучке, имеющих
идентичные характеристики. Пучок звеньев может включать одну или более групп звеньев.
Сигнальный терминал (signalling terminal) – аппаратно-программные средства, выполняющие
функции оконечного устройства звена сигнализации.
Сигнальное отношение (signalling relation) – два пункта сигнализации, для которых существует
возможность связи между их соответствующими подсистемами пользователей, называются
пунктами, имеющими сигнальное отношение.
Режимы сигнализации – понятие, которое связывает путь, выбранный сигнальным
сообщением, и то сигнальное отношение, к которому относится само сообщение.
В сети ОКС возможно, в принципе, использование трех режимов сигнализации: связанного,
несвязанного и квази-связанного. В системе ОКС-7 определены для использования только два
из них: связанный и квази-связанный.

16.

В связанном режиме сигнальная информация, относящаяся к конкретному сигнальному
отношению между двумя смежными пунктами сигнализации, пропускается по пучку
звеньев, напрямую связывающему эти пункты.
В несвязанном режиме сигнальная информация конкретного сигнального отношения
пропускается по двум или более пучкам звеньев, транзитно проходящим через один или
более пунктов сигнализации, не являющихся ни пунктом-отправителем, ни пунктомадресатом сигнальной информации.

17.

Квази-связанный режим сигнализации - частный случай несвязанного режима, прикотором
путь, по которому сигнальная информация проходит через сеть, назначается заранее и
является на данный период времени фиксированным.

18.

Сигнальный маршрут для данного сигнального отношения – это предопределенный путь в
сети ОКС-7, по которому сообщения проходят от исходящего пункта до пункта назначения,
состоящий из совокупности пунктов сигнализации и/или транзитных пунктов сигнализации и
соединяющих их сигнальных звеньев.
Пучок сигнальных маршрутов для данного сигнального отношения – это совокупность
всевозможных сигнальных маршрутов между исходящим пунктом и пунктом назначения.