Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 9. Системи сигналізації   /  Тема 9.10. Загальноканальна система сигналізації № 7

Зміст:

9.10.1. Функціональна архітектура ЗКС-7

Ця перспективна й універсальна система сигналізації здатна підтримувати взаємодію ТМЗК з цифровими мережами рухомого зв’язку, існуючими пакетними мережами й еволюцію ТМЗК до широкосмугової пакетної комутації. З часом вона має переважно витіснити застарілі способи сигнального обміну — шляхом встановлення нових цифрових станцій лише з обладнанням ЗКС 7, поступового поновлення версій програмного забезпечення (ПЗ) блоків загальноканальної сигналізації тих станцій, де вони є функціонально неповними, та поступового створення мережі ЗКС, яка б працювала у квазізв’язаному режимі й мала б належно обладнаний центр управління.

Загальна пошарова функціональна архітектура загальноканальної сигналізації № 7 та її відповідність до семирівневої моделі OSI наведені на рис. 9.10.1. Ця архітектура містить:

  • МТР (Message Transfer Part) — трирівневу підсистему передавання (перенесення) повідомлень;
  • SCCP (Signalling Connection Control Part) — підсистему управління сигнальними з’єднаннями;
  • ISUP (ISDN User Part) — підсистему користувача ISDN;
  • ТСАР (Transaction Capabilities Application Part) — підсистему аплікацій транзакційних можливостей;
  • ASE (Application Service Elements) — сервісні елементи рівня аплікацій;
  • INAP (Intelligent Network Application Part) — підсистему аплікацій інтелектуальної мережі;
  • MAP (Mobile Application Part) — підсистему аплікацій рухомого зв’язку (мережі стандарту GSM);
  • BSSAP (Base Station System Application Part) — підсистему аплікацій системи базових станцій (мережі стандарту GSM);
  • CAP (CAMEL Application Part) — підсистему аплікацій поліпшеної логіки адаптованих аплікацій для мережі рухомого зв’язку (стандарту UMTS);
  • RANAP (Radio Access Network Application Part) — підсистему аплікацій мережі радіодоступу (для стандарту UMTS);
  • OMASE (Operation and Maintenance Application Service Element) — сервісний елемент експлуатації й технічного обслуговування;
  • ОМАР (Operation and Maintenance Application Part) — підсистему аплікацій експлуатації й технічного обслуговування.

Рис. 9.10.1. Архітектура загальноканальної сигналізації порівняно з моделлю OSI

Підсистему МТР поділено на фізичний рівень 1, рівень 2 ланки сигналізації та мережний рівень 3. Функції третього мережного рівня моделі OSI поділено між підсистемами МТР-3 і SCCP для оптимізування МТР-3, оскільки не всі підсистеми наступного рівня потребують передавання повідомлень без встановлення з’єднань чи розширених можливостей адресації, забезпечуваних SCCP.

Перший рівень МТР-1 забезпечує фізичне передавання бітового потоку і стик зі стандартним цифровим каналом 64 кбіт/с, який зазвичай є напівпостійно комутованим у ЦКП станції.

Рівень ланки сигналізації МТР-2 забезпечує:

  • формування і розформування сигнальних одиниць SU (Signal Unit) включно із заповнювальними FISU (Fill-In SU), що передаються за відсутності значущих MSU (Message SU), та з розділення SU за допомогою прапорів (комбінацій 01111110);
  • прозорість каналу (вставлянням нуля після кожних п’яти послідовних одиниць на передавальному і вилученням цього нуля на приймальній стороні);
  • формування двобайтової перевірної послідовності на передавальному і виявлення помилок на приймальній стороні;
  • коригування помилок шляхом повторного передавання спотворених SU чи превентивного циклічного повторення SU на каналах зі значними (зазвичай понад 15 мс) затримками поширення сигналів;
  • входження у зв’язок і фазування SU;
  • контроль частоти помилок фазування і помилок у SU;
  • керування станом ланки сигналізації.

Мережний рівень МТР-3 отримує повідомлення від підсистем вищого рівня і передає їх на рівень МТР-2, сортує отримані від МТР-2 повідомлення по різних підсистемах користувача, а також виконує функції керування станом мережі сигналізації — розподіл навантаження у пучку чи між пучками ланок сигналізації, перемикання за потреби на резервну ланку сигналізації, тестування ланок, заборону і зняття заборони використання окремих ланок, відновлення початкової конфігурації, управління маршрутами і навантаженням сигналізації при перевантаженнях на мережі ЗКС та контроль помилок у повідомленнях управління мережею ЗКС.

Підсистема SCCP керування з’єднаннями сигналізації доповнює функції МТР-3 до відповідності мережному рівню моделі OSI, що уможливлює роботу мережі ЗКС у нез’єднаному режимі, з маршрутами передавання сигнальних повідомлень, незалежними від топології з’єднань каналів корисного навантаження. Ця підсистема забезпечує віртуальні з’єднання для передавання між вищими підсистемами користувачів (наприклад, МАР) блоків даних сигналізації, орієнтованих на з’єднання чи без з’єднань.

Підсистема ISUP користувача ISDN підтримує основні й додаткові послуги для звичайних телефонних абонентів, для абонентів ISDN та, за потреби, для абонентів мереж передачі даних з комутацією каналів. Вона забезпечує:

  • сигнальний обмін для встановлення і руйнування з’єднань для передавання мови чи іншої інформації користувача з пересиланням адресних даних одним блоком, чи, за потреби, «з перекриттям», з можливістю автоматичного повторення спроби з’єднання та з можливістю ввімкнення, де необхідно, лунозаглушення;
  • сигнальний обмін для надання додаткових телефонних послуг і додаткових послуг ISDN;
  • блокування й розблокування окремих інформаційних каналів чи груп каналів;
  • перевірку, за потреби, цілісності встановленого з’єднання;
  • контроль правильності сигнальних повідомлень ISUP.

При транзитних з’єднаннях між напрямками із ЗКС 7 і напрямками з іншими існуючими сигналізаціями підсистема ISUP має забезпечувати взаємодію з останніми відповідно до НД «Загальноканальна сигналізація № 7. Національна версія України. Правила використання в телефонній мережі загального користування. Версія 2.0».

Підсистема транзакційних можливостей ТСАР разом з підсистемами SCCP і МТР забезпечує для пунктів сигналізації обмін повідомленнями підсистем користувачів, для яких непотрібне чи неможливе з’єднання інформаційних каналів — для доступу станції до спільної мережної бази даних, для ініціювання станцією певної послуги на іншій станції, для передавання даних технічної експлуатації тощо. Деякі застосування ТСАР потребують обміну транзакціями у реальному часі (звернення до мережної бази даних за маршрутною інформацією тощо), а деякі — ні (наприклад, передавання значних масивів даних техексплуатації від станцій до ЦТЕ).

Протокол ТСАР має два субрівні: нижчий — транзакцій TSL (Transaction SubLayer) і вищий — компонентів CSL (Component SubLayer). Субрівень TSL встановлює і роз’єднує з’єднання і визначає тип кожного повідомлення транзакції — її початок, продовження чи закінчення. Субрівень CSL керує діями на віддаленому вузлі і поверненням результатів цих дій. Субрівні CSL цих вузлів обмінюються «компонентами», тобто запитами виконання операції, ініційованими підсистемами-користувачами транзакційних можливостей, і відповідями на ці запити.

Підсистема інтелектуальної мережі INAP забезпечує можливість надання послуг інтелектуальної мережі IN (Intelligent Network) шляхом взаємодії фізично (територіально) і логічно розділених функцій: комутації в пункті комутації послуг SSP (Service Switching Point); керування в пункті керування послугами SCP (Service Control Point); надання даних у пункті даних послуги SDP (Service Data Point). Взаємодію з кожною з цих функцій шляхом сигнального обміну виконує відповідний застосовний сервісний елемент ASE.

Підсистема рухомого зв’язку МАР забезпечує (за допомогою транзакцій підсистеми ТСАР) реєстрування й відміну реєстрування місцезнаходження рухомих абонентів у опорних HLR і візитних VLR регістрах місцезнаходження, призначення абонентам міжнародних ідентифікаторів IMSI та їх відміну, управління додатковими послугами, витягнення абонентських параметрів протягом встановлення з’єднання, прямий обмін без встановлення з’єднання між центрами комутації стільникової мережі MSC, естафетне перемикання, адміністративне управління рухомими абонентами, технічну експлуатацію мережі, відновлення при збоях в регістрах місцезнаходження, управління ідентифікуванням рухомого термінального обладнання, автентифікування рухомих абонентів, управління функціями забезпечення безпеки, підтримку служби коротких повідомлень, управління запитом доступу, пейджинг і пошук рухомих станцій. Сигнальний обмін для кожної з цих функцій виконує відповідний сервісний елемент ASE.

Підсистема BSSAP є протоколом взаємозв’язку центрів комутації MSC з контролерами базових станцій BSC і забезпечує призначення радіоканалів, встановлення потужності передавання рухомих станцій і режиму шифрування, естафетне перемикання при взаємодії двох MSC, функції пейджингу.

Підсистема CAP виконує аналогічні МАР функції на мережах рухомого зв’язку третього покоління (3G).

Підсистема RANAP виконує аналогічні BSSAP функції на мережах 3G.

Підсистема технічної експлуатації ОМАР дозволяє персоналу управляти мережею ЗКС зі свого центру технічної експлуатації (ЦТЕ), а саме: додавати, змінювати чи вилучати дані маршрутизації окремих пунктів сигналізації, тестувати їхні маршрутні таблиці на наявність на мережі надто довгих чи петльових маршрутів, атестовувати використовувані сигнальні канали, контролювати навантаження мережі, виконувати певні вимірювання тощо. Сигнальний обмін у цих процедурах підтримує застосовний сервісний елемент експлуатації й технічного обслуговування OMASE.

Національна версія ЗКС 7 з перелічених підсистем передбачає МТР, ISUP, SCCP, ТСАР і ОМАР, а також підсистему користувача управління й техобслуговування мережі зв’язку, специфікації якої не визначено і яка має забезпечувати можливості управління мережею з боку відповідного центру управління згідно з концепцією TMN (Telecommunication Management Network).

Розглянемо більш детально деякі з них.