Что такое сигнализация и почему № 7?

SS#7 - сигнализация будущего !!!

Основные понятия и элементы SS#7

Формат сигнальных сообщений

Структура сети сигнализации

CCITT SS#7 и модель OSI

Измерения в системе сигнализации № 7

Развитие российской сети ОКС7

Список использованной литературы

   На протяжении последних ста лет сигнализация развивалась в рамках традиционной телефонии, причем за последние два десятилетия ее эволюция ускорилась как никогда ранее благодаря сращиванию компьютерных и коммутационных технологий.
   В контексте телефонии под сигнализацией понимается передача управляющей информации с целью установления/разъединения двухточечных соединений. Сигнализация бывает трех типов - абонентская, т.е. на участке между абонентским терминалом и коммутационной станцией, внутристанционная и межстанционная. Пример абонентской сигнализации приведен на рис.1, где показаны основные сигналы, передаваемые в процессе нормального установления/разъединения соединения между двумя абонентами, подключенными к одной коммутационной станции.

   Межстанционная сигнализация в свою очередь делится на два основных типа - сигнализация по выделенному каналу CAS (Channel Associated Signalling) и сигнализация по общему каналу CCS (Common Channel Signalling). В системе использован принцип передачи управляющей информации по общему каналу сигнализации, отсюда ее сокращенное название по-русски - ОКС7. В первом случае (CAS) сигнальная информация передается либо непосредственно по разговорному каналу (внутриканальная сигнализация) либо по каналу, физически привязанному к нему. Во втором случае (CCS) сигнализация полностью отделена от разговорного тракта, и передача сигнальной информации осуществляется по специально выделенному высокоскоростному каналу, общему для пучка разговорных каналов.

   На сегодняшний день известны два стандарта систем общеканальной сигнализации:

• СКОРОСТЬ - в большинстве случаев время установления соединения не превышает одной секунды;
• ВЫСОКАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ - один канал сигнализации способен одновременно обслужить несколько тысяч телефонных вызовов;
• ЭКОНОМИЧНОСТЬ - по сравнению с системами CAS во много раз сокращается объем оборудования на коммутационной станции;
• НАДЕЖНОСТЬ - достигается за счет возможности альтернативной маршрутизации в сети сигнализации;
• ГИБКОСТЬ - система передает любые данные, не только данные телефонии.

Вверх

   Популярные словосочетания и аббревиатуры, такие как ISDN, сети подвижной связи, интеллектуальные сети, в действительности, остаются лишь словами на бумаге без системы сигнализации № 7 (SS7) -- единственного средства, обеспечивающего внедрение и функционирование современных услуг связи на сетевом уровне.
   Многие производители оборудования ISDN утверждают, будто их продукты обеспечивают "услуги ISDN". Однако область действия услуг, предоставляемых любым терминальным оборудованием ISDN или офисными АТС класса ISDN, ограничена пределами одной коммутационной системы, и не распространяется на абонентов других станций. Развитие сетей подвижной связи также невозможно без SS7. Порой конкурирующих между собой поставщиков услуг сотовой связи объединяет лишь SS7, необходимая для обеспечения автоматического обмена информацией о местонахождении абонента (роуминга). Наконец, для эффективного функционирования интеллектуальных сетей также требуется SS7.
   Будучи разработанной для традиционной телефонии, в SS#7 изначально были заложены большие возможности для управления другими услугами связи. Это объясняется прежде всего бумом на рынке услуг телекоммуникаций, который продолжается с начала 80-х годов и еще не достиг своего пика. Именно в 80-х годах SS#7 интенсивно разрабатывалась ведущими производителями коммутационного оборудования и параллельно утверждалось в качестве стандарта CCITT. Уже сейчас SS#7 является обязательным элементом следующих цифровых сетей связи:

PSTN - Public Switched Telephone Network

ISDN - Integrated Services Digital Network

PLMN - Public Land Mobile Network

IN - Intelligent Network

   В настоящее время практически всеми международными институтами стандартизации телекоммуникаций (ITU-T, ETSI, ANSI, ATM Forum и др.) разрабатываются стандарты SS#7 для широкополосных сетей - Broadband-ISDN, Universal Mobile Telecommunications System, Broadband-IN.

 Вверх

   В процессе развития сетей связи применялся и применяется до сих пор ряд систем сигнализации, причем большинство из них принято в качестве стандарта на международном уровне ITU-T (ранее CCITT). Примеры систем сигнализации CAS:

1VF (One Voice Friequency) - одночастотная сигнализация;

2VF (Two Voice Friequency) - двухчастотная сигнализация (CCITT No. 4);

MVF (Multi Friequency Pulse) - многочастотная сигнализация (CCITT No. 5).

   Часть передачи сообщений - MTP (Message Transfer Part) является транспортной подсистемой SS#7, предназначенной для надежной передачи сигнальных сообщений в правильной последовательности и без ошибок.
   Части пользователей - UP (User Parts) функциональные блоки SS#7, где генерируются и обрабатываются сигнальные сообщения. Примерами частей пользователей являются:

TUP - Telephone User Part;

ISUP - ISDN User Part;

MAP - Mobile Application Part.

Вверх

   Сигнальная единица, в составе которой передаются сигнальные сообщения, называется значащей сигнальной единицей MSU (Message Signal Unit) и включает ряд полей, показанных на рис.6.

Вверх

   Сеть сигнализации, как и сети пакетной коммутации других типов, строится согласно следующим основным критериям:

- простота структуры сети;
- надежность;
- минимальные временные задержки;
- оптимальная стоимость.

   Этим критериям лучше всего будет соответствовать сеть с достаточно симметричной топологией и функционирующая в квази-связанном режиме. Многие национальные сети SS#7 строятся по региональному принципу с иерархической системой транзитных пунктов сигнализации (рис. 7).

   В рамках ТфОП для SS7 создается выделенная сеть сигнализации. В ней объединены несколько типовых устройств центров сигнализации), а для обмена сообщениями используются канальные интервалы сигнализации потоков Е1 (TS16).
   Такая сеть (рис.8) включает в себя пункты передачи сигнальных сообщений (Signalling Transfer Point - STP), абонентские пункты сигнализации (Service Switching Point - SSP) и пункты предоставления дополнительных услуг (Service Control Point - SCP). С помощью STP в сети SS7 выполняется маршрутизация пакетов сигнальных сообщений. SSP отводится роль терминалов сетей передачи данных, а SCP, адаптированные в соответствии с концепцией интеллектуальных сетей, работают эквивалентно хостам и коллективным базам данных этих сетей.

 Вверх

   Структура протокола SS#7 сложнее структуры большинства протоколов сетей передачи данных и включает в себя множество уровней и подсистем. Это связано с тем, что протокол SS#7 является средством для объединения различных сетей: ТфОП, ISDN, подвижной радиосвязи, а также предоставляет дополнительные возможности для создания глобальных сетей персональной связи ( PCS) с международным роумингом. Наличие в структуре сети SS#7 пунктов SCP способствует широкому внедрению интеллектуальных сетей, внося дополнительные уточнения и расширения в структуру протокола SS#7.
   В таблице 1 приведены рекомендации МСЭ-Т, касающиеся данной структуры и методик тестирования ее параметров. Сами рекомендации - это довольно объемные по содержанию документы. Так, например, в рекомендацию Q.784 по тестированию функции подсистемы ISUP включены 75 тестов и на описание каждого из них отведена отдельная страница.
   Первая спецификация SS#7 была опубликована CCITT в 1980 году в рекомендациях серии Q.700 (Желтая книга). Тогда же ISO представила эталонную модель взаимодействия открытых систем (модель OSI). Соответствие архитектуры протоколов модели OSI и современного стека протоколов SS#7 показано на рис. 9.

   Архитектура протоколов SS#7 отражает историю ее создания. До 1984 года, когда в Красной книге CCITT была начата спецификация части транзакционных возможностей SS#7, стек протоколов был совместим с моделью OSI только до третьего уровня, и то не полностью. Совместимость была достигнута дополнением системы протоколами SCCP (Signalling Connection Control Part) и TCAP (Transaction Capabilities Application Part), что позволило реализовывать в SS#7 услуги передачи данных по тем же принципам, что и в модели OSI. На базе транзакционной части SS#7 позднее были специфицированы протоколы MAP (Mobile Application Part) и INAP (Intelligent Network Application Protocol), для которых существенным является обмен транзакциями между узлами сети и сетевыми базами данных.

 Вверх

   В настоящее время развитие телефонных сетей общего пользования (ТфОП) связано с повсеместным внедрением ситемы сигнализации № 7. Сегодня, когда этот процесс становится поистине полномасштабным, вопросы тестирования SS7 особенно актуальны.
   Процессы построения сетей SS7 и передачи данных во многом схожи. В связи с этим можно утверждать, что все измерения в сетях SS7 сводятся к анализу специализированного протокола передачи данных.
   Действительно, для внедрения технологии SS7 требуется наличие сети передачи данных специального назначения - сети сигнализации. Поэтому измерения по такой специализированной сети сводятся к логическому анализу протокола SS7. Измерения на физическом и канальном уровнях (в цифровых каналах и интерфейсах) не актуальны, поскольку в сетях SS7 в качестве транспортной среды используются каналы вторичных сетей ТфОП и ISDN.
   Тестировать протокол SS#7 на полное соответствие техническим требования следует в двух случаях: при пуске новой цифровой АТС или цифровой зоны и при вводе нового канала сигнализации.

 Вверх

   В бывшем СССР внедрение ОКС7 началось в середине 80-х годов, одновременно с пуском в эксплуатацию ряда междугородных квазиэлектронных станций (в Минске и Харькове) и узлов автоматической коммутации, связанных между собой этой системой сигнализации (подсистемы MTP и TUP, "Красная книга" МККТТ) по аналоговым каналам на скорости 4,8 Кбит/с. В то время широкомасштабного внедрения ОКС № 7 не произошло по объективным причинам, однако работа над пилотным проектом и его последующая коммерческая эксплуатация позволили накопить некоторый опыт решения сетевых проблем и проведения испытаний, а также выявили наиболее критичные точки при организации взаимодействия системы сигнализации № 7 с существующими системами сигнализации телефонной сети общего пользования (ТфОП).
   К 1993 г. широкомасштабное внедрение ОКС7 в России стало не только возможным, но и необходимым. Причиной тому послужили:

   Наличие на рынке большого числа компаний - операторов и поставщиков оборудования вызвало необходимость координировать и регулировать процесс внедрения ОКС7 на национальной сети России. Эти функции взяло на себя Министерство связи Российской Федерации. В 1994 г. специальной рабочей группой Министерства при участии экспертов из основных фирм - производителей коммутационной техники, работающих на российском рынке, были разработаны национальные спецификации системы ОКС7, в первую очередь для подсистем MTP, ISUP, SCCP и TCАР, которые обеспечивают функционирование телефонных и ISDN-сетей. На сегодняшний день уже разработаны и утверждены спецификации MAP, MUP, HUP, INAP и разработана (но не утверждена) спецификация ОМАР.

   В процессе работы над первыми спецификациями были приняты решения:

 Вверх

 Вверх