Зворотний порядковий номер (BSN)

Опис структури

Флаг (F)

Сигнальні одиниці розрізняються по довжині. Для того, щоб відділити одну сигнальну одиницю від іншої, кожна сигнальна одиниця починається і закінчується флагом. Завершальний флаг однієї сигнальної одиниці звичайно є відкриваючим флагом наступної сигнальної одиниці. Проте, у разі перевантаження ланки сигналізації, можуть посилатися декілька послідовних флагів. Флаг використовується для фазування. Код флага 01111110. Для запобігання помилкового виділення флага з інформаційної послідовності застосовується стаффінг -тобто на передачі в інформаційну послідовність, що містить шість (6) і більш одиниць підряд після кожної п'ятої (5) одиниці вставляється нуль (0), який на прийомі, після аналізу на флаг, відкидається.

Перевірочні біти (СК)

Перевірочні біти формуються на передаючій стороні залежно від контексту сигнальної одиниці і додаються до сигнальної одиниці. Порядок формування перевірочних бітів визначений в рекомендації Q.703. На приймаючій стороні підсистема передачі повідомлень по перевірочних бітах визначає, чи правильно, без помилок була прийнята сигнальна одиниця. На підставі цієї перевірки сигнальна одиниця одержує позитивне або негативне підтвердження (або запит повтору).

Поле сигнальної інформації (SIF)

Поле сигнальної інформації існує тільки в значущих сигнальних одиницях. Воно містить фактичне повідомлення користувача. Окрім повідомлення користувача поле сигнальної інформації включає адресу призначення, по якій повідомлення повинне бути передано. Максимальна довжина поля сигнальної інформації - 272 октети (один октет = 8 бітам), що дозволяє окремій значущій сигнальній одиниці розміщувати інформаційні блоки завдовжки до 268 октетів і 4 октети адреси. Формат і код інформації користувача в інформаційному блоці визначається окремо для кожної підсистеми користувача.

Байт службової інформації SIO (Signalling Information Octet) містить у чотирьох старших бітах індикатор служби SI (Service indicator) і в чотирьох молодших – поле підвиду служби SSF (subservice field). Індикатор служби потрібен для встановлення відповідності сигнальної інформації до певної підсистеми користувача. Він кодується так: 0000 – управління мережею сигналізації; 0001 – тест ланки сигналізації; 0011 – підсистема SCCP; 0101 – підсистема ISUP; інші можливі комбінації – резерв.

Поле SSF містить індикатор мережі (біти С і D) й два резервні біти (А і В). Індикатор мережі дозволяє відрізняти міжнародні повідомлення від національних. Поле SSF кодується так (D, С, В, А): 00хх – міжнародна мережа, 01хх – резерв для міжнародного застосування; 10хх – національна мережа; 11хх – резерв для національного застосування.

Поле сигнальної інформації SIF має звичайно від 2 до 62 байтів, але в національних мережах сигналізації може включати до 272 байтов. Воно призначено для передавання власне сигнальної інформації.

Шістнадцять перевірних бітів СК (Check Bits) отримані шляхом лінійних операцій над попередніми бітами сигнальної одиниці і використовуються для виявлення помилок в SU.

Поле стану SF (Status Field) сигнальних одиниць LSSU стану ланки формується кінцевим пристроєм ланки сигналізації й використовується для контролю помилок ланки. Воно містить у трьох старших бітах потрібні індикації стану:

- SIO (Status Indication “Out of alignment” – “не сфазовано”, код 000);

- SIOS (Status Indication “Out of service” – “не в роботі”, код 011);

- SIPO (Status Indication “Processor Outage” – “відмова процесора”, код 100);

- SIB (Status Indication “Busy” – “зайнято”, код 101);

- SIE (Status Indication “Emergency alignment” – “аварійне фазування”, код 010);

- SIN (Status Indication “Normal” – “нормальне фазування”, код 001). Інші біти поки що не використовуються.

Застосовуються два методи захисту від помилок: основний – при якому виправлення помилок здійснюється шляхом повторного передавання при отриманні негативного підтвердження (рис. 2.3), та метод превентивного циклічного повторення – при якому використовується попереджуюче виправлення помилок і позитивне підтвердження

Максимальне значення поля індикатора довжини - 63 (навіть якщо поле сигнальної інформації містить більш ніж 63 байти).

Прямий біт-індикатор (FIB)

Прямий біт-індикатор використовується основним методом захисту від помилок. Він показує, чи була сигнальна одиниця передана перший раз або вона була передана повторно для виправлення помилки (з інвертованим зворотним біт-індикатором).

Прямий порядковий номер (FSN)

Прямий порядковий номер призначається послідовно кожній сигнальній одиниці, яка передається. На приймаючій стороні він використовується для управління правильним порядком прийому сигнальних одиниць і для надійного захисту від помилок передачі. Для прямих порядкових номерів доступні номери від 0 до 127.

Зворотний біт-індикатор (BIB)

Зворотний біт-індикатор використовується основним методом захисту від помилок. Помилкова сигнальна одиниця з інвертованим зворотним біт-індикатором вимагає повторної передачі для виправлення помилки.

Зворотний порядковий номер (BSN)

Зворотний порядковий номер застосовується для підтвердження прийому сигнальних одиниць всередині контексту управління помилками. Він містить прямий порядковий номер сигнальної одиниці в протилежному напрямі ( в напрямі, який приймає підтвердження).

Поле стану (SF) Поле стану існує тільки в сигнальній одиниці стану ланки. Воно містить індикатори стану для фазування, передачі або для прийому вказівок ланці.

ЗАГАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМИ СКС №7

Рисунок 2.1 – Архітектура СКС №7 і рівні моделі OSI

Ця архітектура включає:

- MTP (Message Transfer Part) – трирівневу підсистему передавання (перенесення) повідомлень;

- SCCP (Signalling Connection Control Part) – підсистему керування з’єднаннями сигналізації;

- ISUP (ISDN User Part) – підсистему користувача ISDN;

- MUP (Mobile User Part) – підсистему рухомого користувача (мереж стандарту NMT);

- HUP (Handover User Part) – підсистему користувача естафетним перемиканням (для мереж стандарту NMT);

- TCАР (Transaction Capabilities Application Part) – застосовну підсистему транзакційних можливостей;

- ASE (Application Service Elements) – елементи застосовних послуг (послуг застосовного рівня);

- INAP (Intelligent Network Application Part) – застосовну підсистему інтелектуальної мережі;

- MAP (Mobile Application Part) – застосовну підсистему рухомого зв’язку (мережі стандарту GSM);

- BSSAP (Base Station System Application Part) – застосовну підсистему cистеми базових станцій (мережі стандарту GSM);

- CAP (CAMEL Application Part) – застосовна підсистема поліпшеної логіки адаптованих застосувань для мережі рухомого зв’язку (стандарту UMTS);

- RANAP (Radio Access Network Application Part) – застосовну підсистему мережі радіодоступу (для стандарту UMTS);

- OMASE (Operation and Maintenance Application Service Element) – елемент застосовної послуги експлуатації й технічного обслуговування;

- OMAP (Operation and Maintenance Application Part) – застосовну підсистему експлуатації й технічного обслуговування.

МТР розділяється на 3 рівні:

- перший – фізичний;

- другий – рівень ланки сигналізації;

- третій – мережний.

Функції третього мережного рівня моделі OSI розділено між МТР-3 і SCCP, оскільки не всі підсистеми наступного рівня потребують передавання повідомлень без встановлення з’єднань чи розширених можливостей адресації, забезпечуваних SCCP.

Сигнальні процедури

Перший рівень МТР-1 забезпечує фізичне передавання бітового потоку та стик зі стандартним цифровим каналом 64 кбіт/с.

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 приймальному боці);

- формування двобайтової перевірної послідовності на передавальному і виявлення помилок на приймальному боці;

- коригування помилок шляхом повторного передавання спотворених SU чи превентивного циклічного повторення SU на каналах зі значними (звичайно 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 забезпечує :

- маршрутизацію SU в мережі СКС №7;

- розподіл SU по підсистемах користувача;

- розподіл сигнального навантаження;

- перемикання на резервну ланку сигналізації та повернення з резервної

ланки;

- заборона та зняття заборони використання ланки сигналізації;

- управління маршрутами при перевантаженнях у мережі СКС №7;

- тестування ланок сигналізації.

Функція управління сигнальним навантаженням забезпечує його переспрямування на іншу ланку (маршрут) чи пучок ланок (маршрутів) сигналізації, а також тимчасове зменшення сигнального навантаження при перевантаженнях пунктів сигналізації. Ця функція підтримується такими процедурами:

- перехід на резервну ланку (changeover);

- повернення на початкову ланку (changeback);

- примусове ремаршрутування (forced rerouting);

- кероване ремаршрутування (controlled rerouting);

- рестарт підсистеми МТР (MTP restart);

- заборона керування (control inhibition);

- керування потоком сигнального навантаження (signalling traffic flow control).

Перехід на резерв виконується при недоступності ланки (відмова, блокування, заборона, виключення з роботи). Повернення на початкову ланку виконується, коли вона стає доступною (відновлення, розблокування, зняття заборони, включення в роботу). Примусове ремаршрутування здійснюється за недоступності маршруту. Кероване ремаршрутування забезпечує перенесення сигнального навантаження на інший маршрут при обмеженнях використання основного маршруту.

Процедура переходу на резерв повинна переносити сигнальне навантаження на інші ланки без втрат, дублювання й порушення порядку надходження повідомлень й без переривань власного сигнального обміну резервних ланок. Це потребує зберігання всіх MSU в буферній пам’яті й відновлення їх при запуску обміну резервною ланкою. Загалом виконуються такі дії:

- припиняється передавання й приймання MSU недоступною ланкою й починається передавання нею сигнальних одиниць стану ланки LSSU або заповнювальних FISU;

- зберігається вміст буфера повторного передавання недоступної ланки;

- визначається одна чи кілька резервних ланок сигналізації;

- сигнальне навантаження недоступної ланки спрямовується на резервні, починаючи з непідтверджених MSU з буфера повторного передавання.

Функція управління ланками сигналізації забезпечує відновлення ланок, що відмовили; активування вільних (ще не сфазованих) ланок; деактивування ланок, які перевіряються. Ця функція підтримується такими процедурами: активація сигнальної ланки (SL activation); відновлення сигнальної ланки (SL restoration); деактивація сигнальної ланки (SL deactivation).

Функція управління маршрутами сигналізації забезпечує блокування й розблокування маршрутів та розподіл інформації про стан мережі сигналізації. Відповідні процедури такі: керування; заборона; дозвіл передавання; обмеження передавання; тестування пучка маршрутів сигналізації; тестування перевантаження пучка маршрутів сигналізації.

Підсистема SCCP управляє станом пунктів сигналізації й підсистем користувачів.

Функція управління станом пункта сигналізації забезпечує ремаршрутування з обходами на резервні пункти сигналізації й/або на резервні підсистеми користувачів. Її процедури такі: заборона пункта сигналізації; зняття заборони пункта сигналізації; перевантаження пункта сигналізації.

Функція управління станом підсистеми забезпечує визначення стану підсистеми користувача, її тестування, ремаршрутування на резервну підсистему, сповіщення про стан резервної підсистеми. Функція реалізується за допомогою процедур: заборона підсистеми; зняття заборони підсистеми; тестування стану підсистеми; координовані зміни стану; місцеве циркулярне сповіщення; циркулярне передавання.

Для управління мережею сигналізації використовуються наступні сигнальні повідомлення [6]:

- COO (СhangeOver Order) – команда переходу на резервну ланку;

- COA (СhangeOver Acknowledgement) – підтвердження переходу на резервну ланку;

- CBD (ChangeBack Declaration) – сповіщення про повернення на основну ланку;

- CBA (ChangeBack Acknowledgement) – підтвердження повернення на основну ланку;

- ECO (Emergency Changeover Order) – команда аварійного переходу на резервну ланку;

- ECA (Emergency Changeover Acknowledgement) – підтвердження аварійного переходу на резервну ланку;

- RCT (signalling Route set Congestion test signal) – сигнал тестування перевантаження пучка маршрутів сигналізації;

- TFC (TransFer Controlled signal) – сигнал керованого передавання (транзиту);

- ТFР (TransFer prohibited signal) – сигнал заборони передавання (транзиту);

- TFR (TransFer Restricted signal) – сигнал обмеженого передавання (транзиту) (національна реалізація);

- ТFА (TransFer Allowed signal) – сигнал дозволу передавання (транзиту);

- RST (signalling Route Set test signal for prohibited destination) – сигнал тестування пучка маршрутів сигналізації для забороненого пункту призначення;

- RSR (signalling Route Set test signal for Restricted destination) – сигнал тестування пучка маршрутів сигналізації для обмеженого (за пропускною спроможністю) пункту призначення (національна реалізація);

- LIN (Link INhibit signal) – сигнал заборони ланки;

- LUN (Link UNinhibit signal) – сигнал зняття заборони ланки;

- LIA (Link Inhibit Acknowledgement signal) – сигнал підтвердження заборони ланки;

- LUA (Link Uninhibit Acknowledgement signal) – сигнал підтвердження зняття заборони ланки;

- LID (Link Inhibit Denied signal) – сигнал відмови заборони ланки;

- LFU (Link Forced Uninhibit signal) – сигнал примусового зняття заборони ланки;

- LLT (Link Local inhibit Test signal) – сигнал тестування місцевої заборони ланки;

- LRT (Link Remote inhibit Test signal) – сигнал тестування віддаленої (з боку іншого SP) заборони ланки;

- TRA (Traffic Restart Allowed signal) – сигнал дозволу перезапуску навантаження;

- DLC (signalling Data Link Connection order signal) – сигнал команди з’єднання ланки даних сигналізації;

- CSS (Connection Successful Signal) – сигнал успішності з’єднання;

- CNS (Connection Not Successful signal) – сигнал неуспішності з’єднання;

- CNP (Connection-Not-Possible signal) – сигнал неможливості з’єднання;

- UPU (User Part Unavailable message) – повідомлення недоступності підсистеми користувача.

Підсистема керування з’єднаннями сигналізації SCCP доповнює функції МТР-3 до відповідності мережному рівню моделі OSI, що забезпечує роботу мережі СКС №7 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 блоків даних сигналізації, орієнтованих на з’єднання чи без з’єднань.

Підсистема користувача ISDN ISUP підтримує основні й додаткові послуги для звичайних телефонних абонентів, для абонентів ISDN та, за потреби, для абонентів мереж передачі даних з комутацією каналів. Ця підсистема 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 треба, лунопригнічення;

- 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.

Підсистема транзакційних можливостей ТСАР разом з SCCP і МТР забезпечує для пунктів сигналізації обмін повідомленнями, для яких непотрібне чи неможливе з’єднання інформаційних каналів – для доступу до спільної мережної бази даних, для ініціювання певної послуги, 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 технічної експлуатації).

Протокол ТСАР має два cубрівні: 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.

Можливості транзакцій (TCAP) виходять за рамки даної чотирьохрівневої моделі СС7. Згідно специфікаціям ТСАР реалізують послуги мережі, не орієнтовані на з'єднання. Вони забезпечують засоби по встановленню зв'язку для передачі повідомлень, що не відносяться до з'єднання між двома вузлами сигналізації, і реалізують діалогові засоби обміну командами і відповідями.

Команди і параметри є частиною прикладного протоколу між користувачами ТСАР. Програмні засоби ТСАР знаходяться над підсистемою SCCP (4-й рівень) і складаються з двох підсистем: управління транзакціями (ТСАР) і допоміжних послуг (ISP). Функціонально підсистема ТСАР розташована над підсистемою ISP. Займає ТСАР два підрівні: транзакцій і компонент.

Об'єкт прикладного рівня (АЕ) представляє функції зв'язку прикладного процесу. В прикладному процесі (АР) може міститися безліч функцій зв'язку, так що один прикладний процес може бути представлений багатьма ОПР. Проте кожний об'єкт прикладного рівня є набором можливостей зв'язку з компонентами, званими прикладними елементами послуги (ASE).

Прикладний елемент послуги є злагодженим набором всіх функцій.

Прикладний процес розглядається як набір функцій і засобів забезпечення окремої вимоги мережі. В СС7 прикладний процес здійснює, де необхідно, узгодження протоколів повідомлень, що відносяться до з'єднання. Прикладний процес може розглядатися як засіб узгодження конкретних положень функціонування мережі (управління з'єднанням ЦМІС, зв'язок з рухомими об'єктами, техобслуговування і експлуатація) і як функція управління індивідуальними послугами або додатковими послугами, наприклад обслуговування замкнутої групи користувачів.

У СС7 різні функціональні елементи системи сигналізації реалізують протоколи сигналізації (інформаційні елементи, повідомлення, процедури), необхідні для забезпечення міжстанційного (міжвузлового) обслуговування. В пункті сигналізації при реалізації зв'язку прикладного процесу можуть зустрічатися різні конфігурації AE і ASE. Прикладні елементи послуги розташовуються в моделі архітектури СС7 на 7-у рівні над підсистемою ТСАР. В контексті моделі взаємодії відкритих систем (ВСС / OSI) підсистему ТСАР можна розглядати як ASE. В підсистемі ОМАР об'єкт AE містить ASE TCAP і ще один ASE. Прикладна підсистема рухомого зв'язку (MAP) представляє інший приклад об'єкту прикладного рівня. Елемент TCAP може містити ряд процедур сигналізації для окремої послуги, наприклад "виклик без оплати",ряду послуг або функцій, що містяться в прикладній системі (ОМАР, INAP, MAP). Отже, ASE може визначати окремий протокол послуги або весь прикладний протокол. Елемент TCAP може взаємодіяти тільки з сумісними рівнозначними TCAP. Операції, задані в ПЕЛ, викликаються "симетрично" кожним об'єктом, що бере участь в діалозі, або "асиметрично" тільки одним об'єктом, тобто по схемі "клієнт/обслуговуємий пристрій". В SCCP є механізми адресації підсистеми (прикладних об'єктів) з використанням номерів підсистем (SSN), управління підсистемами (прикладними об'єктами) і пунктами сигналізації і інформування інших вузлів про відповідний стан готовності (доступності).

Для опису підсистеми ТСАР використовуються наступні терміни і визначення:
- користувач ТС - прикладний процес, використовуючий ТСАР як протокол зв’язку з мережею;

- транзакція - зв’язок між двома ТСАР для реалізації передачі даних користувачів ТС;

- операція - запит користувачем ТС дії, яка повинна бути виконана на видаленому кінці;

- компонент - одиниця даних протоколу для обміну між двома користувачами ТС;

- діалог - зв’язок, що встановлюється між користувачами ТС для обміну компонентами;

- ТС-примітив - примітив обміну між ТСАР і користувачем ТС;

- ідентифікатор компоненту - символ або група символів для ідентифікації або позначення компоненту.

Рис.2.9. Функції підсистеми ТСАР

Архітектура ТСАР

При побудові моделі ТС використовується протокол еталонної моделі ВСС. З точки зору кінцевого користувача, „Можливості транзакцій” для початково планованих служб лежать усередині мережного рівня моделі ВСС. Забезпечення послугами мережного рівня кінцевих користувачів вимагає взаємодії між ТС-користувачами різних мережевих вузлів; ці всередині мережеві взаємодії можуть бути змодельовані за допомогою 7-рівневої еталонної моделі ВСС.

Підсистема SCCP забезпечує додаткові функції підсистеми передачі повідомлень МТР для орієнтованих і не орієнтованих на з’єднання служб мережі, реалізуючи обмін, що відноситься і не відноситься до призначеного для користувача каналу сигнальної і іншою інформацією між станціями і спеціалізованими центрами в мережах зв’язку (наприклад, для управління і техобслуговування) через мережу ЗКС №7. Необхідність упровадження нової підсистеми була обумовлена тим, що в деяких випадках сигнальні повідомлення могли передаватися від одного пункту до іншого без проключення інформаційного каналу. Прикладом можуть служити послуги оновлення інформації про рухомого абонента, перевірка кредитної карти, звернення до баз даних в інтелектуальній мережі і т.д.

Функції і процедури SCCP реалізуються функціональним блоком, розташованим в моделі ЗКС №7 вище за підсистему передачі повідомлень. Таким чином, підсистема передачі повідомлень МТР залишається незмінною і для інших застосувань мережі СКС. Частина користувачів ЗКС №7 працює тільки через підсистему МТР (підсистеми TUP, HUP), частина тільки через послідовну взаємодію МТР і SCCP (підсистеми ТСАР, MUP), а частина - в деяких випадках через МТР, а в деяких через МТР і SCCP (підсистема ISUP).

Комбінація підсистем МТР і SCCP називається підсистемою служби мережі. Підсистема служби мережі виконує всі функції мережного рівня (рівня 3) еталонної моделі ВСС.

Загальним призначенням підсистеми управління з’єднанням сигналізації SCCP є забезпечення засобів для:

- логічних з’єднань сигналізації в мережі ЗКС №7;

- можливості передачі блоків даних сигналізації з використанням або без використання логічних з’єднань сигналізації.

З’єднання сигналізації - це логічний зв’язок між двома користувачами мережі сигналізації. Підсистема МТР призначена тільки для передачі інформації, пов’язаної зі встановленням інформаційного каналу. Підсистема ж SCCP дає можливість здійснити встановлення з’єднань сигналізації незалежно від встановлення інформаційного каналу між користувачами.

Таким чином, підсистема SCCP доповнює функції підсистеми передачі повідомлень до їх відповідності трьом нижнім рівням моделі ВСС. Це дає можливість реалізації набору перспективних послуг зв’язку, таких, як послуги інтелектуальної мережі, послуги стільникового зв’язку. Наявність підсистеми SCCP в системі ЗКС №7 є обов’язковим.

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, відновлення при збоях в регістрах місцезнаходження, призначення абонентам міжнародних ідентифікаторів IMSI та їх відміну, управління ідентифікуванням рухомого термінального обладнання, автентифікування рухомих абонентів, управління додатковими послугами, управління запитом доступу, пейджинг і пошук рухомих станцій, 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, управління функціями забезпечення безпеки, підтримку служби коротких повідомлень. Сигнальний обмін для кожної з цих функцій виконує відповідний сервісний елемент ASE.

Підсистема рухомого зв’язку

При взаємодії мереж рухомого зв’язку (МРЗ) із станціями ТМЗК використовуються системи сигналізації, рекомендовані для цифрових станцій ТМЗК, у тому числі і ISUP. Для взаємодії мереж операторів МРЗ також використовуються спеціальні прикладні підсистеми користувачів ЗКС №7:

- для мереж стандарту GSM-підсистема МАР;

- для мереж стандарту NМТ-підсистеми МUР.

а) Прикладна підсистема МАР користувача мобільного зв’язку стандарту GSM

Цифрові стільникові мережі рухомого зв’язку стандарту GSM містять наступні елементи:

- комутаційний центр рухомого зв’язку MSC-виконує функції встановлення з’єднань як між рухомими абонентами мережі МРЗ, так і між абонентами мережі МРЗ і ТМЗК;

- базова станція BS-реалізує радіоінтерфейс з рухомим абонентом;

- контроллер базових станцій BSC-забезпечує управління базовими станціями і зв’язок з комутаційним центром;

- основний або домашній регістр місцеположення HLR-містить базу даних про абонентів, зареєстрованих в даному комутаційному центрі;

- гостьовий регістр місцеположення VLR-містить базу даних про абонентів, що відвідали зону обслуговування даного комутаційного центру;

- центр аутентифікації АС-забезпечує перевірку повноваження рухомого абоненту і здійснення його доступу до мережі зв’язку;

- регістр ідентифікації устаткування EIR-містить базу даних, необхідних для управління ідентифікацією устаткування.

Рисунок – Прикладна підсистема МАР користувача мобільногозв’язку стандарту GSM.

стільникових телефонних мереж стандарту GSM є прикладна система ЗКС №7 МАР. Ця підсистема базується на протоколі ТСАР і використовується для передачі інформації роумінгу і іншої сигнальної інформації з однієї стільникової мережі в іншу. Роумінг-це надання зв’язку рухомим абонентам при їх переміщенні між мережами GSM різних операторів (різними MSC).

Підсистема МАР забезпечує не тільки передачу інформації між стільниковими системами, але і організовує активацію тих або інших операцій з видаленого кінця. Наприклад, при находженні певних повідомлень з іншої стільникової мережі активізуються послуги стільникової мережі, котрій належить викликаємий абонент, а також повідомляються у зворотному напрямі результати активації тих або інших послуг.

До основних процедур МАР відносяться:

- реєстрація місцеположення абонента для збереження можливості здійснення вихідних і прийому вхідних викликів в межах всієї мережі, що забезпечує можливість роумінгу;

- реєстрація і стирання попередньої інформації про місцеположення абонента;

- додаткові види обслуговування;

- збереження абонентських даних в регістрах HLR і VLR;

- видача інформації про тарифікацію і ін.

Для забезпечення передачі інформації між елементами стільникової мережі комутаційні центри MSC, шлюзові комутаційні центри OMSC, а також бази даних можуть виконувати функції пунктів сигналізації в мережі ЗКС №7.

б) Прикладна підсистема МUР користувача мобільного зв’язку стандарту NМТ-450(900)

До складу аналогової системи стільникового рухомого зв’язку стандарту NМТ-450 (NМТ-900) входить центр комутації рухомого зв’язку ЦКРЗ, базові станції БС і рухомі станції РС. Центр комутації забезпечує управління системою рухомого радіозв’язку і є інтерфейсом між рухомою станцією і ТМЗК. Кожний ЦКРЗ обслуговує групу базових станцій. Сукупність БС, обслуговуваних одним ЦКРЗ, утворює зону обслуговування.

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 САР виконує аналогічні МАР та INAP функції на мережах рухомого зв’язку третього покоління (3G). Підсистема RANAP виконує аналогічні BSSAP функції на мережах 3G.

Підсистема рухомого користувача MUP призначена для взаємодії різних стільникових мереж стандарту NMT-450 чи NMT-900 у процесі підтримки роумінгу. Вона забезпечує прямий обмін без встановлення з’єднання між комутаційними вузлами МТХ стільникової мережі для поновлення даних місцезнаходження, маршрутизації, реєстрування й відміни додаткових послуг тощо.

Підсистема НUP підтримує процедуру естафетного перемикання абонентської станції шляхом обміну між комутаційними вузлами МТХ, безпосередньо з’єднаними розмовними каналами.

Підсистема технічної експлуатації ОМАР дозволяє персоналу управляти мережею СКС №7 зі свого центра 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 елемент застосовної послуги експлуатації й технічного обслуговування ОМASE.

Національна версія СКС №7 з перелічених підсистем передбачає MTP, ISUP, SCCP, TCAP i OMAP.

2.3 Сигнальні повідомлення

Підсистеми СКС №7 взаємодіють шляхом обміну сигнальними повідомленнями. Поле сигнальної інформації ISUP складається з етикетки маршрутизації, сигнального повідомлення та коду ідентифікації каналу (Circuit Identification Code, далі – CIC) (рис. 2.5) [8].

Підсистема користувача цифрової мережі з інтеграцією служб ISUP

Підсистеми користувачів і додатків ЗКС №7 відповідають верхнім рівням моделі ВСС. Ці підсистеми є завершеними елементами і незалежними один від одного. Користувачі ЗКС №7 з’єднуються напряму з МТР або SCCP для забезпечення сигнальної послуги "з кінця в кінець". Деякі частини користувачів і/або додатків одночасно можуть працювати по одному і тому ж з’єднанню з МТР або SCCP.

Підсистема телефонного користувача TUP була розроблена для управління встановленням і роз’єднанням телефонних з’єднань. На додаток до управління основними телефонними послугами підсистема TUP визначає процедури і формати для додаткових послуг. Дана підсистема користувачів найширше вживання знайшла в країнах Європи.

З упровадженням технології ISDN, що надає разом зі всіма телефонними послугам і широкий спектр нетелефонних послуг, була розроблена нова підсистема користувача мережі з інтеграцією служб (ISUP). Ця підсистема повністю задовольняє вимогам, як по обслуговуванню телефонних викликів, так і по передачі даних, використовує більш сучасні рішення, ніж ті, які були визначені для TUP. Підсистема ISUP усуває необхідність в підсистемах TUP, вона містить всі їх функції, але ці функції реалізуються більш гнучко.

Рисунок 2.5 – Поле сигнальної інформації ISUP

Етикетка призначена для маршрутування сигнальних повыдомлень в мережы СКС №7 і містить код пункту призначення (Destination Point Code, далі – DPC), код пункту – ініціатора виклику (Originating Point Code, далі – OPC) і код вибору ланки сигналізації (Signalling Link Select, далі – SLS), який в ISUP співпадає з 4 молодшими бітами коду ідентифікації каналу.

Сигнальне повідомлення складається з типу повідомлення, обов’язкової фіксованої частини, обов’язкової частини змінної довжини та необов’язкової частини. Обов’язкова фіксована частина містить ряд обов’язкових параметрів. Іх розміщення, довжина і порядок визначаються типом повідомлення. Обов’язкова частина змінної довжини містить покажчики параметрів, індикатори довжини параметрів і самі параметри. Покажчик параметру вказує на адресу початку цього параметру в сигнальному повідомленні, а сам параметр завжди починається з індикатора його довжини. Необов’язкова частина містить назви параметрів, індикатори довжини параметрів та самі параметри. Якщо необов’язкові параметри присутні, то після останнього з них передається байт ЕОР (End of Optional Parameters, 00000000), що вказує на їх закінчення.

Адресація повідомлень

Адресація сигнальних повідомлень повинна розглядатися на рівнях. Наприклад, при маршрутизації повідомлення в підсистемі передачі повідомлень використовується код пункту призначення (КПП /DPC). В підсистемах користувача TUP і ISUP для напряму виклику за призначенням використовується поле адреси або номера сторони, що викликається, що міститься в початковому адресному повідомленні. Можливості різних механізмів адресації видні в структурі сигнальних повідомлень.

Сигнальне повідомлення-це сукупність інформації, що відноситься до встановлення з'єднання, до транзакції управління і т.п., що визначається 3-м або 4-м рівнями і передається функцією передачі повідомлень як цілісний елемент. Кожне повідомлення супроводжується службовою інформацією, включаючи індикатор послуги, що визначає витікаючу підсистему користувача, і індикатор мережі, вказуючий на приналежність повідомлення до міжнародного або національного використання підсистеми користувача. Сигнальна інформація повідомлення містить відомості про реального користувача і відомості, що визначають тип і формат повідомлення. Сигнальну інформацію супроводжує також етикетка з відомостями про маршрут повідомлення: через мережу сигналізації в пункт призначення, до транзакцій каналу, виклику, управління або до іншої транзакції в приймаючій підсистемі користувача. Використовуються чотири типи маршрутних етикеток (рисунок 3.1):

- для повідомлень управління МТР-тип А;

- для повідомлень TUP-тип В;

- для орієнтованих на з'єднання повідомлень ISUP-тип З;

- для повідомлень SCCP-тип D.

Рисунок 3.1 – Типи етикеток сигнальних повідомлень

Всі типи маршрутних етикеток містять 14-бітові коди витікаючого пункту (КВП / ОРС) і пункту призначення (КПП / DPC). Етикетка типу А, окрім цього, містить чотирьохбітовий код ланки сигналізації (КЛС / SLC). В етикетках повідомлень, орієнтованих на з'єднання (TUP, ISUP) є також код ідентифікації інформаційного каналу(СIС). В підсистемі TUP чотири молодших біта цього поля визначають код вибору ланки сигналізації (КВЛС / SLSC), що використовується при необхідності розподілу навантаження. В підсистемі ISUP поле КВЛС-це окреме поле по відношенню до коду ідентифікатора каналу.

На рисунку 3.2 показаний склад поля SIF при передачі повідомлень, орієнтованих на з'єднання (підсистеми TUP, ISUP) і не орієнтованих на з'єднання (ТСАР, SCCP).

Механізм адресації в МТР складається з двох частин. Перша частина використовує код пункту призначення, що міститься в маршрутній етикетці кожної значущої сигнальної одиниці. Друга частина використовує чотирьохбітовий індикатор послуги (ІП/SI) і двобітовий індикатор мережі (ІМ/NI) в байті службової інформації. Код пункту призначення необхідний для міжвузлової адресації, індикатор послуги визначає користувача, наприклад, TUP, ISUP, SCCP, а індикатор мережі – мережу національну або міжнародну. Разом з кодами вихідного пункту і пункту призначення індикатор мережі визначає вид сигнального відношення-національне або міжнародне. Стандартний 14-бітовий код пункту сигналізації спільно з індикатором мережі дозволяє утворити до 16 384 кодів пунктів сигналізації на одній мережі.

При адресації в SCCP застосовуються три елементи: код пункту призначення (КПП / DPC) глобальне найменування (ГН / GT) і номер підсистеми (НПС / SSN). В адресі викликаємої і передаючої сторони можуть використовуватися один, два або всі три елементи. Варіанти використання адреси залежать від послуги, застосування і мережі нижнього рівня при прийомі повідомлень від управління, орієнтованого або не орієнтованого на з'єднання, для маршрутизації підсистемою SCCP

Глобальне найменування може містити цифри набираючого номера або адресу іншого вигляду який не розпізнається мережею СС7. Отже, якщо відповідне повідомлення потрібно спрямувати через мережу ЗКС7, то необхідна трансляція ГН / GТ.

Результатом трансляції буде код КПП / DPC, а також, можливо, нові НПС / SSN і ГН / GT. Для ідентифікації формату глобального найменування в індикаторі адреси є поле. Код пункту призначення в адресі не вимагає трансляції. Він просто визначає, чи відноситься повідомлення даному ПС/SP або ж потрібна його маршрутизація по мережі сигналізації засобами МТР. Для вихідних повідомлень код пункту призначення необхідно ввести в маршрутну етикетку МТР. Код КПП / DPC в маршрутній етикетці МТР для вхідного повідомлення повинен відповідати коду КПП / DPC в адресі сторони, що викликається.

Рисунок 3.2 – Склад поля SIF

Номер підсистеми ідентифікує підсистему, доступ до якої здійснюється підсистемою SCCP у вузлі. Це може бути підсистема користувача, наприклад, ISUP, управління SCCP або об'єкт АЕ з доступом через ТС. Якщо при аналізі коду КПП / DPC виявиться, що вхідне повідомлення призначено даному сигнальному пункту, то аналіз номера підсистеми вкаже відповідного користувача підсистеми SCCP. Наявність тільки НПС / SSN без КПП / DPC також указує на передачу повідомлення даному ПС / SP. Поле НПС / SSN має початкову місткість в 255 кодів з можливістю подальшого розширення для задоволення вимог у майбутньому.

Адресація підсистеми користувача. Підсистема ТПП / TUP може обробляти адресу, що міститься в елементах адресної інформації викликаючої і викликаємої сторін. Структура адрес підсистеми ISUP дає можливість обробляти адреси, що містяться в номері викликаємої і викликаючої сторін, і перенаправляти елементи інформації. Підсистема управління з'єднанням сигналізації може обробляти адреси рухомого користувача, що міститься в елементах інформації викликаємої і викликаючої сторін.

Процедура прийому сигнальних повідомлень

Флаг вважається відкриваючим, якщо він не супроводжується безпосередньо наступним за ним іншим флагом. Коли на прийомному кінці приймається відкриваючий флаг, то це свідчить про початок СО. Коли приймається наступний закриваючий флаг, це свідчить кінець сигнальної одиниці. Якщо прийнято підряд сім і більш "1" або перевищена гранична довжина СО, то відбувається втрата фазування. Це викликає зміну роботи монітора інтенсивності помилок в СО, він переходить в режим "підрахунок байтів". Одночасно проводиться пошук наступного правильного флага. В режимі "підрахунок байтів" стираються всі біти прийняті після останнього флага і перед наступним флагом. Після прийому правильної СО режим "підрахунок байтів" відміняється.

Після видалення нулів, вставлених для виключення імітації флага, прийнята СО перевіряється на довжину, яка повинна ділитися на 8 і містити не менше 6 байтів, включаючи відкриваючий флаг. Якщо ці умови не виконуються, СО стирається і змінюється робота монітору інтенсивності помилок в СО, як результат монітор інтенсивності помилок при входженні в зв'язок збільшує свій вміст. Якщо кінцевий пристрій приймає більш ніж Х+7 байтів до закриваючого флага, то вводиться режим "підрахунок байтів". Тут Х-гранична довжина поля сигнальної інформації (в байтах), дозволена в даному каналі сигналізації. Функція виявлення помилок здійснюється за допомогою 16 перевірочних бітів, передаваємих в кінці кожної СО. Перевірочні біти формуються передаючою частиною кінцевого пристрою каналу сигналізації. Вони є одиничним доповненням суми (по модулю 2) з двох залишків. Перший залишок виходить від розподілу (по модулю 2) х^k(х²⁵+х¹⁴+х¹³+...+х+1) на створюючий поліном х¹⁶+х¹²+х⁵+1 де k-число бітів в СО, розташованих між останнім бітом відкриваючого флага і першим перевірочним бітом. Другий залишок виходить після множення на х і розподілу (по модулю 2) на створюючий поліном х¹⁶+x¹²+х⁵+1 вмісту СО, розташованого між останнім бітом відкриваючого флага і першим перевірочним бітом.

У типовому варіанті передаючої частини кінцевого пристрою каналу сигналізації початковий залишок розподілу заздалегідь встановлюється в "1" і потім модифікується розподілом на створюючий поліном всіх полів СО. Доповнення до "1" залишку, що утворився, передається як 16 перевірочних бітів. У приймальній частині кінцевого пристрою каналу сигналізації перевіряється відповідність між перевірочними бітами і частиною, що залишилася, СО. Якщо не знайдено повної відповідності, то СО стирається.

У типовому варіанті реалізації в приймальній частині кінцевого пристрою каналу сигналізації початковий залишок розподілу заздалегідь встановлюється в "1". Послідовність, що приймається, захищена, включаючи перевірочні біти, ділиться на створюючий поліном, і в результаті, при відсутності помилок при передачі, утворюється залишок 0001110100001111 (від х¹⁵ до х⁰ відповідно).