Внутри сети доставка данных обеспечивается соответствующим канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень, который и поддерживает возможность выбора маршрута передачи сообщения. Квазисвязанной сеть ОКС № 7 называется тогда, когда топологически сеть ОКС № 7 не совпадает с базовой (например, телефонной) сетью. При этом МТР1 определяет физические и электрические характеристики канала, МТР2 - процедуры передачи сообщений между двумя соседними пунктами "сигнализации, обнаружения и устранения ошибок, МТРЗ обеспечивает управление передачей сигнальных сообщений в сети ОКС № 7, маршрутизацию, техобслуживание, ограничение нагрузки. Протокол ОМАР (Operation and Maintenance Application Part)-пользователя сети управления и тех эксплуатации - обеспечивает необходимые функции и процедуры системы сигнализации ОКС № 7 в сети управления и тех эксплуатации. В связи с этим при внедрении ОКС №7 на ВСС РФ принято решение не использовать подсистему TUP, хотя на международной сети остается возможность работы с другими сетями, использующими подсистему TUP.Тема данного дипломного проекта предусматривала разработку обучающей программы для групп ССИСК(Сети Связи и Системы Коммутаций) и ЭСС(Эксплуатация Сотовой Связи) на тему «Протоколы сигнализации на мобильных сетях» объясняющей принципы работы протоколов сигнализации ОКС №7.
Введение
Сотовая связь - весьма заметное явление в технике связи. В настоящее время информационный сектор является самым динамичным в мировой экономике. В свою очередь, в информационном секторе наиболее быстро развивается сотовая связь. Связь - одна из основных составляющих инфраструктуры, она должна обеспечивать передачу и распределение всевозможных информационных потоков, необходимых для удовлетворения нужд народного хозяйства, производства и населения.
Последние десятилетия характеризуются все более значительным воздействием компьютерных технологий на телефонию. Это обусловлено и появлением новых идей в области протоколов межстанционной сигнализации. Появление систем коммутации с программным управлением привело к идее принципиально новой системы сигнализации по общему каналу.
Качественную передачу информационных сигналов в сетях подвижной связи обеспечивает ее собственная система управления. Информация, служащая для управления системой, называется сигнальной информацией. В качестве эталонной системы для передачи сигнальной информации используется эталонная модель OSI (Open System Interconnection - открытая система взаимных соединений). В этом контексте открытой называется система, которая может взаимодействовать с другими в соответствии с заранее определенными протоколами. Модель задает набор стандартных процедур, устанавливающих правила обмена сигнальной информацией между терминалами, процессорами, сетями. Благодаря взаимному использованию этих процедур каждая система оказывается открытой для других систем.
Для управления сетями подвижной связи используют систему общеканальной сигнализации ОКС №7, которая разработана и развивается в соответствии с эталонной моделью OSI. Система ОКС №7 содержит подсистему сетевых услуг и подсистемы пользователя, различные для разных стандартов.
Система ОКС №7 соответствует требованиям к протоколу общеканальной сигнализации и обладает огромным потенциалом: - многоуровневая архитектура протокола ОКС №7, возможна модернизация отдельных компонентов, протокола сигнализации, не затрагивая других его частей;
- универсальность системы сигнализации для разнообразных применений, включая телефонию, передачу данных, услуги ISDN, услуги для абонентов сетей мобильной связи, а также функции сетевого управления, эксплуатации и технического обслуживания;
- обеспечение надежности связи, при которой потеря одного звена сигнализации не должна оказывать значительное отрицательное влияние на качество обслуживания в сети связи;
- наличие качественных спецификаций, достаточно исчерпывающих для того, чтобы обеспечить различным производителям АТС самостоятельное введение протокола ОКС №7.
Разработанная по этим требованиям система общеканальной сигнализации №7 стала применяемым во всем мире стандартом для международных и национальных телефонных сетей.
Протокол ОКС №7 обеспечивает все преимущества ОКС 6 по обслуживанию вызовов и предоставляет также новые возможности по созданию телекоммуникационных услуг. Это осуществляется, в частности, с помощью подсистемы обеспечения возможностей транзакций (ТСАР) и организуемых на базе прикладной подсистемы подвижной связи стандарта GSM (МАР), прикладной подсистем интеллектуальной сети INAP и др.
Целью разработки протокола ОКС №7 является высокая надежность передачи информации с минимальной задержкой, без потерь и без дублирования сигнальных сообщений. Основополагающим документом, описывающим систему сигнализации №7, является рекомендации ITU (International Telecommunication Union - Международный Союз Электросвязи).
Система сигнализации №7 оказалась системой, обладающей огромным потенциалом. Она не только позволила обеспечить потребности передачи сигнальной информации для существующего к тому времени уровня развития связи, но и явилась одной из предпосылок появления новых услуг связи.
В последнее время интерес к системе сигнализации ОКС №7 в России значительно возрос, и обусловлено это широким внедрением цифровых систем коммутации, поддерживающих ОКС №7 , и созданием цифровых сетей связи на всех уровнях иерархии Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации (ВСС РФ)
1.Общая часть
1.1 архитектура ОКС №7
1.1.1 Преимущества общеканальной сигнализации
Сущность ОКС№7 заключается в передаче всех линейных и управляющих сигналов, необходимых для функционирования множества речевых каналов по одному каналу передачи данных. При этом все сигналы собираются в пакеты - сигнальные единицы и снабжаются заголовком. Система сигнализации ОКС №7 ориентирована на использование каналов передачи данных со скоростью 64 Кбит/с.
ОКС является внеполосной сигнализацией. Внеполосная сигнализация устанавливает отдельный цифровой канал для обмена сигнальной информацией. Этот канал называется сигнальным звеном. Сигнальное звено используется для переноса всех необходимых сигнальных сообщений между узлами. Таким образом, использование сигнального звена для установки вызова, набора цифр, резервирования соединительного пути и передачи другой информации между коммутаторами, лучше, чем использование тракта, который, в конце концов, переносит речь.
ОКС №7 имеет следующие преимущества: - поддерживает передачу большого объема данных при высоких скоростях скорость - в большинстве случаев время установления соединения не превышает одной секунды;
высокая производительность - один канал сигнализации способен одновременно обслужить множества телефонных разговоров;
экономичность - по сравнению с традиционными системами сигнализации сокращается объем оборудования на коммутационной станции;
надежность - достигается за счет возможности альтернативной маршрутизации в сети сигнализации;
гибкость - система предает любые данные, не только для телефонии, но и данные цифровых сетей с интеграцией служб (ЦСИС), сетей подвижной связи, интеллектуальных сетей и др. может использовать наземные и спутниковые физические каналы передачи данных.
Сейчас ОКС №7 является обязательным элементом следующих цифровых сетей связи: телефонной сети общего пользования - ТФОП;
цифровой сети с интеграцией служб - ЦСИС;
сети связи с подвижными системами - ССПС);
интеллектуальной сети - ИС.
Взаимодействие данных сетей также осуществляется посредством ОКС №7 с использованием специализированных протоколов TUP, ISUP, MAP, INAP (Рисунок 1.1)
Рисунок 1.1. Взаимодействие цифровых сетей по протоколам ОКС №7
1.1.2 Взаимодействие ОКС №7 с эталонной моделью ВОС
Одна из проблем развития связи заключается в обеспечении совместимости средств связи, разрабатываемых разными производителями. Для решения этой проблемы средства связи должны работать по определенным правилам, которые закреплены в международных рекомендациях и стандартах, использующих универсальный язык и способы описания. Для описания функциональной архитектуры средств, связи используется эталонная модель взаимодействия открытых систем ВОС(Open System Interconnection, OSI -в английской аббревиатуре) (Рисунок 1.2).
Эталонная модель ВОС имеет следующие семь уровней: Уровень 1: Физический (Physical Layer)
Содержит функции, которые обеспечивают использование физической среды для передачи битов. (коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель, спутниковый канал). К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных (полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и др.). А также определяются характеристики электрических сигналов, передающих дискретную информацию, например, крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов.
Уровень 2: Канальный (Date Link Layer)
Задачами этого уровня являются - проверка доступности среды передачи ,а также обнаружение и коррекция ошибок. На канальном уровне последовательность из нулей и единиц собирается в структурированные группы - кадры или пакеты.
Уровень 3: Сетевой (Network Layer)
Этот уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей. Внутри сети доставка данных обеспечивается соответствующим канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень, который и поддерживает возможность выбора маршрута передачи сообщения.
На сетевом уровне определяются два вида протоколов. Первый вид - сетевые протоколы (routed protocols) - реализуют продвижение пакетов через сеть (IP - в стеке протоколов TCP/IP и IPX стека Novell), и протоколы маршрутизации (routing protocols) - протоколы обмена маршрутной информацией.
IP и IPX -протоколы не гарантируют доставку пакетов до узла назначения, но стараются это сделать
Уровень 4: Транспортный (Transport Layer)
Транспортный уровень отвечает за то, что данные будут гарантированно доставлены по сети без искажений. Транспортные протоколы - TCP и UDP стека TCP/IP и SPX стека Novell выполняют эту задачу. На этом уровне принимающая станция генерирует подтверждение того, что пакет получен полностью.
Уровень 5: Сеансовый (Session Layer)
Обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляя средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все сначала.
Уровень 6: Представление данных (Presentation Layer)
Уровень представления данных переводит данные в формат, который могут прочитать получатель и отправитель. В дополнение к этому возлагается сжатие и кодирование информации.
Уровень 7: Прикладной (Application Layer)
Прикладной уровень - это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. К функциям уровня 7 причисляют также связанные с сообщением характеристики обработки, необходимые для управления процессом связи, как например, вид сообщения, требования к качеству, имя и адрес партнера по связи или процесса обработки на ЭВМ, разрешение (право) и защита данных (засекречивание).
Рисунок 1.2. Эталонная модель ВОС
Каждый уровень добавляет к данным собственный заголовок. Когда данные поступают на каждый уровень, из этого заголовка извлекается содержащаяся в нем информация. Иногда в этой информации имеется дополнительный заголовок, сообщающий уровню, что он должен передать данные дальше - вверх или вниз - по модели. В конце концов, данные попадают на нужный уровень.
В данной модели более низкий уровень всегда предоставляет услуги более высокому уровню. Сообщения, используемые для взаимодействия между разными уровнями одной системы, называются примитивами. А сообщения, используемые для взаимодействия между одинаковыми уровнями разных системам, называются протоколами.
1.1.3 Принципы построения систем сигнализации по общему каналу
Системы сигнализации появились вместе с телефонной сетью. В системах телефонной связи сигнальная информация передавалась в тех же каналах, что и разговорная. Этого было достаточно, поскольку сигнальная информация составляла ничтожную часть от разговорной. С появлением систем передачи, обеспечивших уплотнение физических линий и организацию множества каналов в каждой из них, объем сигнальной информации начал увеличиваться, и для сигнальной информации стали выделять отдельные каналы. Появилась широко распространенная и сегодня система сигнализации по двум выделенным сигнальным каналам.
С развитием цифровых сетей, дополненных новыми услугами, появлением ЦСИС, ИС и т.д. возможности 2ВСК также оказались исчерпанными, и были разработаны системы сигнализация по общему каналу (ОКС). В основе ОКС лежит принцип отделения системы сигнализации от телефонной связи, в том числе и на уровне построения сети. Последнее означает, что сеть системы сигнализации ОКС не обязательно совпадает с сетью телефонной связи.
Основными элементами сети ОКС № 7 являются пункты сигнализации (SP - Signalling Point) и транзитные пункты сигнализации (STP - Signalling Transfer Point). Очевидно, что STP дает возможность оптимизировать построение сети. Для построения сети ОКС № 7, как правило, используются два варианта: квазисвязанный и связанный. Квазисвязанной сеть ОКС № 7 называется тогда, когда топологически сеть ОКС № 7 не совпадает с базовой (например, телефонной) сетью. Соответственно сеть ОКС № 7 называется связанной в противном случае.
Такое построение сети ОКС № 7 стало возможным благодаря принципам реализации общего канала сигнализации. В отличие от 2ВСК, где для целей сигнализации был выделен 16-й канальный интервал для всех каналов, образующих 30-канальный тракт ИКМ, сигнальная информация ОКС № 7 может передаваться в любом из каналов, в том числе и не принадлежащем заданной 30-канальной группе. Система ОКС базируется на адресации сообщений, и с этой целью в ОКС № 7 предусматриваются следующие разновидности сигнальных единиц: - заполняющая сигнальная единица (FISU - Full-in Signal Unit);
- сигнальная единица (LSSU - Link Status Signal Unit);
- информационная сигнальная единица (MSU - Message Signal Unit).
Сигнальная единица FISU передается в канале ОКС № 7 постоянно при отсутствии какой-либо информации и имеет длину 6 октетов (байтов). Сигнальная единица LSSU включает в себя FISU и информацию о состоянии линии SF (Status Field), содержащуюся в одном или двух октетах. Таким образом, длина LSSU составляет 7 или 8 октетов.
Сигнальная единица MSU включает в себе FISU, октет служебной информации (SIO-Service Information Octet) и информационную часть (SIF - Service Information Field) размером от 2 до 272 октетов. Таким образом, длина MSU может достигать 279 октетов.
Для последующего рассмотрения построения сети ОКС № 7 принципиально важной является организация адресации сообщений в системе сигнализации. Адресация сообщений в ОКС № 7 имеет два уровня. Первый определяет статус сети, к которой направляется сообщение. Статус сети идентифицируется в октете служебной информации SIO. Второй уровень определяет непосредственно исходящий пункт сигнализации ОКС №7. Под пунктом сигнализации вес те КС №7 (SP -Signalling Point) понимается любой объект (АТС, Центр коммутации подвижной связи и т.д.) оснащенный программно-аппаратными средствами ОКС №7.
ОКС №7 - эта система передачи данных (сигнальной информации, информации дополнительных услугах, тарификации, эксплуатационной информации и т.д.) на скорости 64 кбит/с.
С помощью протокола МТР (Message Transfer Part) - передачи сообщений реализуются физический, канальный и сетевой уровни модели взаимодействия открытых систем (ВОС). Протокол МТР в соответствии с изложенным имеет три подсистемы. При этом МТР1 определяет физические и электрические характеристики канала, МТР2 - процедуры передачи сообщений между двумя соседними пунктами "сигнализации, обнаружения и устранения ошибок, МТРЗ обеспечивает управление передачей сигнальных сообщений в сети ОКС № 7, маршрутизацию, техобслуживание, ограничение нагрузки.
Протокол ISUP (Integrated Service User Part) - пользователя ЦСИС - обеспечивает поддержку всех 22 дополнительных видов обслуживания ЦСИС в цифровой сети и основного телефонного соединения. Ранее для поддержки функций телефонного соединения использовался специальный протокол TUP (Telephone User Part), но в российской сети его функции выполняются с помощью ISUP.
Протокол SCCP (Signalling Connection Control Part) - управления сигнальными сообщениями дополняет функциональные возможности МТРЗ и обеспечивает управление передачей сигнальных сообщений в сети ОКС № 7, имеющей пункты переприема (транзита), и при взаимодействии ОКС № 7 различных сетей, например ТФОП и ССПС. ТСАР Протокол (Transaction Capability Application Part) - возможностей транзакций - является прикладным протоколом, обеспечивающим интерфейс необходимого протокола пользователя и его взаимодействие с SCCP.
Протокол INAP (Intelligent Network Application Part) - пользователя интеллектуальной связи функции и процедуры системы сигнализации ОКС № 7 в интеллектуальной сети.
Протокол ОМАР (Operation and Maintenance Application Part) -пользователя сети управления и тех эксплуатации - обеспечивает необходимые функции и процедуры системы сигнализации ОКС № 7 в сети управления и тех эксплуатации.
Протокол МАР (Mobiie Application Part) - пользователя сотовой сети - обеспечивает функции и процедуры системы сигнализации ОКС №7 в сотовых сетях подвижной связи стандарта GSM.
Протокол CAP (CAMEL Application Part) - пользователя услуг IN в сотовых сетях - обеспечивает функции и процедуры системы сигнализации ОКС № 7 при взаимодействии интеллектуальных сетей и сотовых сетей подвижной связи стандарта GSM. CAMEL расшифровывается как Customized Applications for Mobile network Enhanced Logic, т.е. протокол расширенной логики услуг для пользователей мобильных сетей . Но ОКС №7 разработана с учетом ее согласования с эталонной моделью ВОС. Система ОКС №7 также построена по многоуровневому принципу, включает четыре уровня, три из которых входят в состав подсистемы переноса сообщений MTP(Message Transfer Part - MTP) и подсистемы управления сигнальными соединениями SCCP(Signaling Connection Control Part - SCCP). Подсистемы пользователей образуют на четвертый функциональный уровень.
Но уровни модели ОКС №7 не идентичны уровням эталонной модели ВОС (Рисунок 1.3).. Нижние уровни ОКС №7 и ВОС (1 и 2)полностью согласуются. Третий уровень ОКС №7 - сеть сигнализации, не обеспечивает все функции сетевого уровня модели ВОС: не выполняются полностью функции маршрутизации. Возможности, которые содержатся на сетевом уровне модели ВОС распределены в ОКС №7 между третьим уровнем MTP и SCCP.
SCCP обеспечивает обращение подсистемы передачи сообщений к сетевой услуге. Высшие уровни модели ВОС непосредственно связываются с SCCP. Подсистема передачи сообщений MTP вместе с подсистемой управления сигнальными соединениями SCCP образуют подсистему сетевых услуг (Network Service Part - NSP). В целом модель состоит из двух основных частей: подсистем пользователей и приложений;
подсистемы передачи сообщений MTP.
Подсистемы пользователей ОКС №7: MTP передачи сообщений
SCCP управления соединением сигнализации
TCAP обработки транзакций
MAP пользователя подвижной связи (GSM)
ISUP пользователя ЦСИС
TUP телефонного пользователя
MUP пользователя подвижной связи (NMT)
HUP передачи сигналов управления в процессе разговора (NMT)
INAP пользователя интеллектуальной сети (IN)
OMAP техобслуживания и эксплуатации
Подсистема передачи сообщений MTP является единой транспортной платформой, над которой расположены подсистемы пользователей и приложений (TUP, ISUP, MAP, MUP, HUP, INAP, OMAP, SCCP, TCAP), предназначенные для обеспечения соответствующих услуг связи.
Верхние уровни в протоколе ОКС7 включают в себя ТСАР и другие подсистемы, упомянутые выше, а также сервисные элементы прикладного уровня (ASE), подсистему эксплуатационного управления (ОМАР) и другие прикладные подсистемы. Эти уровни используют услуги, предоставляемые МТР и SCCP.
ISUP протокола ОКС7 реализует функции сигнализации, необходимые для обслуживания вызовов в сети ISDN, а также для поддержки дополнительных услуг ISDN, являясь пользователем подсистемы МТР и подсистемы SCCP.
ТСАР реализует функции, которые можно использовать в одном узле для того, чтобы вызвать выполнение процедуры в другом узле. Механизм предоставления услуг интеллектуальной сети (IN), поддерживаемый одним из сервисных элементов прикладного уровня (ASE) - подсистемой INAP, опирается на ТСА.
1.2 Подсистема пользователя цифровой сети с интеграцией служб ISUP
1.2.1 Назначение подсистемы ISUP
Подсистемы пользователей и приложений ОКС №7 соответствуют верхним уровням модели ВОС. Эти подсистемы являются завершенными элементами и независимыми друг от друга. Пользователи ОКС №7 соединяются напрямую с МТР или SCCP для обеспечения сигнальной услуги "из конца в конец". Некоторые части пользователей и/или приложений одновременно могут работать по одному и тому же соединению с МТР или SCCP.
Подсистема телефонного пользователя TUP была разработана для управления установлением и разъединением телефонных соединений. В дополнение к управлению основными телефонными услугами подсистема TUP определяет процедуры и форматы для дополнительных услуг.
Подсистема пользователей данных DUP была определена на ранней стадии разработки ОКС №7 (рекомендации Q.747 или Х.61) для управления и разъединения соединений передачи данных с коммутацией каналов. Распространение подсистема DUP получила незначительное, и только некоторые операторы сетей реализовали выделенные сети передачи данных с коммутацией каналов. В настоящее время наиболее бурно развиваются сети с коммутацией пакетов, для которых не применима данная подсистема пользователя.
С внедрением технологии ISDN, предоставляющей наряду со всеми телефонными услугами и широкий спектр нетелефонных услуг, была разработана новая подсистема пользователя сети с интеграцией служб (Integrated Service User Part - ISUP). Эта подсистема полностью удовлетворяет требованиям, как по обслуживанию телефонных вызовов, так и по передаче данных, использует более современные решения, чем те, которые были определены для TUP. Подсистема ISUP устраняет необходимость в подсистемах TUP, она содержит все их функции, но эти функции реализуются более гибко. В связи с этим при внедрении ОКС №7 на ВСС РФ принято решение не использовать подсистему TUP, хотя на международной сети остается возможность работы с другими сетями, использующими подсистему TUP.
Подсистема ISUP разработана для обеспечения функций установления соединений с возможностью предоставления абонентам услуг ISDN. ISUP обеспечивает кроме сигнальных услуг, ориентированных на передачу голоса, также дополнительные функции для поддержки неголосовых соединений и тех услуг ISDN, которые используют передачу данных "из конца в конец".
Подсистема ISUP может быть использована в сетях ISDN, сетях подвижной связи, сетях передачи данных для обслуживания как абонентов ISDN, так и аналоговых абонентов.
ISUP может пользоваться транспортными услугами либо МТР, либо SCCP. Услуги МТР используются при транспортировке сигнальных сообщений, относящихся к вызову между оконечными станциями ISDN, в то время как SCCP используется для дополнительных сигнальных услуг и сигнализации "из конца в конец". Оконечные пользователи ISDN пользуются услугами через их оконечные станции. В свою очередь, оконечные станции ISDN предоставляют эти услуги, используя услуги ISUP сети ОКС №7. В итоге для оконечного пользователя ISDN подсистема ISUP не заметна.
1.2.2 Услуги ISDN
Внедрение подсистемы ISUP позволяет предоставлять услуги ISDN в следующем объеме: • услуги по передаче информации: речь (с коммутацией каналов); аудиосигнал 3,1 КГЦ (с коммутацией каналов) - обеспечивает возможность передачи нетелефонной информации, совместимой с речевым каналом (факс, модемная связь); цифровая информация 64 кбит без ограничений (с коммутацией каналов); пакетный режим в В и D каналах;
• услуги предоставления связи (теле услуги): телефония 3,1 КГЦ; телефония 7 КГЦ; телефакс группы 4; телетекст 64 кбит/с; видеотекс; телефакс групп 2/3; видео телефония;
• дополнительные услуги, отдельно не предоставляются, но позволяют иметь больше возможностей при предоставлении теле услуг: прикладные услуги идентификации номера: прямой набор DDI, мультиплексированный номер MSN; определение номера вызывающей линии CLIP; запрет идентификации номера вызывающей линии CLIR; определение номера вызываемой линии COLP ; запрет идентификации номера вызываемой линии COLR; определение злонамеренного вызова MCID. прикладные услуги направления вызова: передача вызова (СТ); перенаправление вызова при занятости СРВ (call forwarding busy); перенаправление вызова при не ответе CFNR (call ; forwarding no reply); безусловное перенаправление вызова CPU (call forwarding unconditional); отклонение вызова CD (call deflection); поиск линии (Ш); явная передача вызова (ЕСТ); одноразовая передача вызова (SCT);
прикладные услуги завершения вызова: вызов с ожиданием CW (call waiting); удержание вызова HOLD (call hold); завершение вызовов при занятости абонентов (CCBS); портативность терминала ТР (terminal portability);
прикладные услуги общих интересов: замкнутая группа CUG (closed user group); выделенный план нумерации PNP (private numberation plan); многоуровневые приоритет и прерывание (MLPP);
прикладные услуги оплаты: международная телекоммуникационная платежная карта; уведомление об оплате, во время соединения AOC-D (advice of charge: charging information during the call); уведомление об оплате во время установленных соединений AOC-S (advice of charge: charging information at call setup time); уведомление об оплате при завершении соединения АОС-Е (advice of charge: charging information at the end of the call); обратная оплата REV;
прикладная услуга передачи дополнительной информации: сигнализация пользователь-пользователь UUS (user-to-user signaling).
1.2.3 Структура сообщений подсистемы ISUP
Сигнальная информация, передающаяся от подсистемы ISUP, представляется в виде значащих сигнальных единиц (MSU). Все поля в значащей сигнальной единице имеют фиксированную длину, за исключением поля сигнальной информации SIF. Поле SIF содержит информацию, предоставляемую подсистемой пользователя (в данном случае подсистемой ISUP) для передачи. Длина этого поля от 2 до 272 байтов.
Поле сигнальной информации состоит из этикетки маршрутизации, кода идентификации канала, типа сообщения и параметров. Параметры подразделяются на обязательную фиксированную часть, обязательную переменную часть и необязательную часть, как это имело место для SCCP и было показано. Код идентификации канала (CIC) имеет длину два байта и указывает номер разговорного канала между двумя станциями, к которому относится сообщение. Так, если используется цифровой тракт 2,048 Мбит/с, то пять младших битов CIC кодируют в двоичном виде речевой временной интервал. Оставшиеся же 7 битов используются, когда необходимо определить, какому ИКМ-потоку принадлежит данный речевой интервал.
Код типа сообщения состоит из поля в один байт и обязателен для всех сообщений. Этот код однозначно определяет функциональное назначение и общую структуру каждого сообщения ISUP.
Любое сообщение включает ряд параметров. Каждый параметр имеет название, которое кодируется одним байтом. Длина параметра может быть фиксированной или переменной.
Активное использование переменных и необязательных полей в сообщениях ISUP позволяет иметь гораздо более гибкую и адаптируемую к изменениям подсистему, чем TUP. В этом отношении используемые в ISUP принципы форматирования подобны принципам, описанным для SCCP в предыдущем разделе. Однако соединения SCCP не относятся к разговорному каналу и при этом используется местный условный номер для идентификации конкретной транзакции, а подсистема ISUP поддерживает канальный подход идентификации транзакции. То есть в сообщении ISUP используется номер разговорного канала для идентификации информации, относящейся к этому каналу. По этой причине в ISUP (как и в TUP) применяется код идентификации канала CIC.
1.2.4 Сообщения подсистемы ISUP
Подсистему ISUP определяют используемые сообщения, параметры этих сообщений и процедуры управления вызовом между абонентами сети ISDN. В (Таблице 1) приведены сообщения подсистемы ISUP в соответствии с рекомендацией Q.767 для международного и национального использования, их обозначения и коды. В российской версии протокола ISUP-R введены некоторые дополнительные сообщения, которые разрешены для национального использования.
1.3 Прикладные подсистемы пользователей сетей подвижной связи
В настоящее время в России активно развиваются системы сотовой подвижной связи, в которых используются пять основных стандартов: • аналоговые стандарты NMT-450 и AMPS
• цифровые стандарты GSM, D-AMPS и CDMA.
Эти стандарты, в отличие от других, нашли широкое применение во многих странах мира, особенно европейских.
Для применения на федеральном уровне в России разрешается использовать стандарты GSM и NMT-450. Федеральным сетям GSM и NMT-450 выделены междугородные коды АВС=902 и 901 соответственно. В данных кодах каждой сети оператора подвижной связи выделяется двух- или трехзначный код в зависимости от емкости сети. При включении сети подвижной связи (СПС) в местную сеть может использоваться также нумерация местной сети, При взаимодействии сетей СПС со станциями ТФОП используются системы сигнализации. рекомендованные для цифровых станций ТФОП. в том числе и ISUP-R. Для взаимодействия сетей операторов СПС также используются специальные прикладные подсистемы пользователей ОКС №7: • для сетей стандарта GSM - подсистема MAP (Mobile Application Part)
• для сетей стандарта NMT-450 - подсистемы MUP (Mobile User Part) и HUP (Hand-Over User Part).
1.3.1 Прикладная подсистема МАР пользователя мобильной связи стандарта GSM
Цифровые сотовые сети подвижной связи стандарта GSM содержат следующие элементы (рис. 1.4.): • коммутационный центр подвижной связи MSC Mobile Switching Center) - выполняет функции установления соединений как между подвижными абонентами сети СПС, так и между абонентами сети СПС и ТФОП;
• базовая станция BS (Base Station) - реализует радиоинтерфейс с подвижным абонентом;
• контроллер базовых станций BSC (Base Station Controller) - обеспечивает управление базовыми станциями и связь с коммутационным центром;
• основной или домашний регистр местоположения HLR (Home Location Register) - содержит базу данных об абонентах, зарегистрированных в данном коммутационном центре;
• гостевой регистр местоположения VLR (Visitor Location Register) - содержит базу данных об абонентах, посетивших зону обслуживания данного коммутационного центра;
• центр аутентификации AC (Authentication Center) - обеспечивает проверку полномочия подвижного абонента и осуществления его доступа к сети связи;
• регистр идентификации оборудования EIR (Equipment Identity) - содержит базу данных, необходимых для управления идентификацией оборудования.
Рис. 1.4. - Схема построения сети подвижной связи стандарта GSM
Как указывалось выше, одним из протоколов поддержки функционирования сотовых телефонных сетей стандарта GSM является прикладная система ОКС №7 MAP. Эта подсистема базируется на протоколе ТСАР и используется для передачи информации роуминга и другой сигнальной информации из одной сотовой сети в другую (рис. 1.5.). Роуминг (от англ. to roam -бродить) - это предоставление связи подвижным абонентам при их перемещении между сетями GSM различных операторов (различными MSC).
Пользователи МАР
Рис. 1.5. - Архитектура протоколов ОКС №7 для поддержки услуг сотовой сети GSM
Подсистема МАР обеспечивает не только передачу информации между сотовыми системами, но и организует активацию тех или иных операций с удаленного конца. Например, при поступлении определенных сообщений из другой сотовой сети активизируются услуги сотовой сети, которой принадлежит вызывающий абонент, а также сообщаются в обратном направлении результаты активации тех или иных услуг.
Первоначальные спецификации подсистемы МАР были представлены в рекомендации МККТТ Q.1051 Синей книги. В дальнейшем все исследования подсистемы проводились ETSI. Подробную информацию о подсистеме МАР читатель может найти в документе ETS 300 599 (GSM 09.02). Национальные спецификации МАР соответствуют данным рекомендациям [14].
К основным процедурам МАР относятся: • регистрация местоположения абонента для сохранения возможности осуществления исходящих и приема входящих вызовов в пределах всей сети, что обеспечивает возможность роуминга;
• перерегистрация и стирание предыдущей информации о местоположении абонента;
• дополнительные виды обслуживания;
• изменение абонентских данных в регистрах HLR и VLR;
• передача информации о тарификации и др.
Для реализации роуминга подвижному абоненту сети GSM присваиваются следующие основные номера и идентификаторы: 1. Международный идентификатор подвижного абонента (International Mobile Subscriber Identificator - IMSI) - записывается в ПЗУ SIM карты, вставляемой в подвижную станцию (ПС). IMSI включает: • код страны подвижной связи MCC - 3 знака (для России в соответствии с рекомендацией Е.212 МСС=250);
• код сети оператора MNC - 2 знака;
• номер абонента в сети оператора MSIN - 10 знаков.
2. Номер сети общего пользования MS - соответствует телефонной нумерации каждой сети оператора СПС.
3. Временный роуминговый номер (Mobile Station Roaming Number) - выделяется при установлении входящего соединения к абоненту-роумеру на время установления соединения, но не больше 30 с. Блок номеров MSRN выделяется из общей телефонной нумерации сети оператора СПС.
Информация о местоположении абонента должна обновляться в регистре HLR каждые несколько минут. Для этой цели прикладная подсистема МАР с помощью сообщений ТСАР передает информацию в базу данных HLR из базы данных VLR коммутационного узла, в котором временно находится мобильный абонент. Когда вызываемому абоненту поступает входящий вызов, регистр HLR определяет, каким образом можно соединиться с абонентом в зависимости от его текущего местоположения. По мере перемещения абонента из одной зоны в другую содержимое HLR постоянно обновляется с помощью сообщений ОКС №7. Такой механизм позволяет мобильному абоненту абсолютное свободное передвижение в пределах всей сети без риска потерять входящие вызовы.
Рис. 1.6. Процедуры взаимодействия сетей GSM при роуминге
На рис. 1.6. показаны основные процедуры взаимодействия сетей (GSM при входящем вызове к подвижному абоненту, который находится в данный момент в другой зоне: 1 - прибывший подвижный абонент фиксируется ближайшей базовой станцией в визитной сети GSM, по радио интерфейсу с базовой станцией передается его идентификатор IMSI;
2 - осуществляется процедура обновления данных местоположения подвижного абонента: полученный IMSI абонента из VLR коммутационный центр визитной сети MSC 2 передает в регистр HLR; HLR проверяет право абонента на роуминг и передает подтверждение на обновление данных.
Затем следует процедура запроса/передачи абонентских данных (данные об услугах, параметры аутентификации абонента);
3 - в опорную сеть поступает вызов к абоненту, находящемуся в сети другого оператора GSM;
4, 5, 6 - процедуры запроса/передачи временного роумингового номера MSRN для установления соединения;
7 - установление соединения по номеру MSRN, выделенному для подвижного абонента в зависимости от национального или международного роуминга, либо через междугородную, либо через международную сети.
Для обеспечения передачи информации между элементами сотовой сети коммутационные центры MSC, шлюзовые коммутационные центры GMSC (Gateway MSC), а также базы данных (HLR, VLR, EIR) могут выполнять функции пунктов сигнализации в сети ОКС №7.
Помимо подсистем TCAP и MTP протокол MAP также использует подсистему управления соединениями сигнализации SCCP, причем только не ориентированные на соединение классы услуг (классы 0 и 1). Основная задача SCCP при передаче сообщений роуминга заключается в пересчете глобального заголовка (Global Title - GT) в маршрутную информацию, т.е. в коды пунктов сигнализации на сети ОКС №7. SCCP обеспечивает пересчет GT в соответствии с несколькими планами нумерации. Для СПС стандарта GSM используются планы нумерации, определенные в следующих рекомендациях МСЭ-Т: • Е.163/164 - план нумерации телефонной сети и ISDN;
• Е.214 - план нумерации ISDN и наземной подвижной сети;
• Е.212 - план нумерации наземной подвижной сети (IMSI).
Параметры сообщений SCCP, которые используются подсистемой МАР для обеспечения роуминга, включают данные с учетом специфики подвижной связи. Например, параметр "Адрес вызываемой/вызывающей стороны" включает глобальный заголовок GT, равный 0100, номер подсистемы SSN определяет устройства СПС, которые обмениваются сообщениями (MSC, HLR, VLR, EIR). Само сообщение SCCP содержит данные, которые передаются между пользователями прикладных подсистем и обрабатываются только в устройствах СПС.
2. Расчетная часть
2.1 Разработка структурной схемы программы
Схема 2.1 Структурная схема программы
Структурная схема программы демонстрирует взаимосвязь отдельных модулей программы. Связь между подпрограммами, написанными на HTML, осуществляется с помощью тега …. Для того чтобы осуществить связь с другими файлами, содержащими модули программы, написанные не на HTML(в данном случае это Видео.ppt и Тест.exe) используется следующий синтаксис этого тега….
Мы рады предложить Вам небольшой курс по изучению протоколов сигнализации на моби
Вывод
Тема данного дипломного проекта предусматривала разработку обучающей программы для групп ССИСК(Сети Связи и Системы Коммутаций) и ЭСС(Эксплуатация Сотовой Связи) на тему «Протоколы сигнализации на мобильных сетях» объясняющей принципы работы протоколов сигнализации ОКС №7.
Целью разработанной обучающей программы является изучение принципов работы протоколов сигнализации ОКС №7, а также дать студентам возможность получения теоретических знаний, практических умений и навыков с возможностью самоконтроля приобретенных знаний.
Результатом проделанной работы явилось создание обучающей программы с использованием “Delphi”, “Microsoft POWERPOINT” и “HTML”, работающего под операционной системой Windows.
Применение разработанной обучающей программы позволит дать более полную информацию об организации работы протоколов сигнализации ОКС №7 , усовершенствовать процесс обучения и закрепить полученные знания.
Размещено на
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
