Функциональная организация ЦСИАО и интерфейсы в опорных точках

ITU-T произвольно определил следующие функциональные группы абонентских устройств ISDN (рис. 1):

ТЕ1 - терминал ISDN,

ТЕ2 - несовместимый с ISDN терминал,

ТА - терминальный адаптер для подключения несовместимых с ISDN терминалов,

NT1 - сетевое окончание уровня 1, NT2 - сетевое окончание уровней 2,3.

Рис.1 Абонентское оборудование и интерфейсы ISDN

 

Терминалы ТЕ-1 полностью совместимы со стандартами ISDN и подключаются к этой сети через четырехпроводный интерфейс, в котором по принципу временного разделения организованы 3 канала, обозначаемые как В, В, D (или 2B+D). B-каналы имеют пропускную способность 64 Кбит/с, а пропускная способность D-канала составляет 16 Кбит/с. Такой интерфейс называется базовым (BRI - basic rate interface). ISDN предусматривает подключение к одному интерфейсу 2B+D до 8 терминалов ТЕ1.

Терминалы ТЕ-2 несовместимы с ISDN и требуют наличия устройства сопряжения, известного как терминальный адаптер ТА (terminal adapter). ТА преобразует сигналы других стандартов, например, RS-422, EIA-232 или V.35 в стандарт ISDN. Имеются ТА для подключения 25-контактных разъемов интерфейсов RS-232C, 34-контактных разъемов широкополосных модемов V.35, 15-контактных разъемов интерфейсов сетей передачи данных Х.20, Х.21, Х.22, интерфейсов RS-449, RS-410 и т.д. Оборудование ТА может устанавливаться не только на правах внешнего модема, но и в качестве встраиваемого в ТЕ2 слота.

Имеются две категории сетевых окончаний: NT1 и NT2. Функциональный блок NT1 включает в себя основные функции сетевого окончания и обычно представляет собой настенную коробку, устанавливаемую оператором сети общего пользования. В функции NT1 входят подача питания к абонентской установке, обеспечение технического обслуживания линии и контроля рабочих характеристик, синхронизация, мультиплексирование на первом (физическом) уровне модели взаимодействия открытых систем и разрешение конфликтов доступа.

Функциональный блок NT2 выполняет функции обработки протоколов уровней 2 и 3, мультиплексирования, коммутации и концентрации, а также функции технического обслуживания и некоторые функции уровня 1. В качестве функционального блока NT2 могут выступать УАТС, локальная сеть или терминальный адаптер. Функции NT1 и NT2 могут объединяться в едином физическом оборудовании обозначаемом просто NT.

На встречной стороне цифровой абонентской линии в АТС устанавливаются линейное окончание LT и станционное окончание ЕТ

Представленная на рис. 1 функциональная модель цифровой абонентской линии ISDN содержит 4 опорные точки: R, S, T, U.

Интерфейс в точке R связывает несовместимое с ISDN оборудование ТЕ2 с терминальным адаптером ТА. В этой точке могут функционировать синхронные и асинхронные интерфейсы, определенные, в частности, рекомендациями ITU-T серий V и X.

Интерфейс в точке S, известный как интерфейс «пользователь-сеть», соединяет ISDN-совместимое терминальное оборудование с сетевым окончанием. Этот интерфейс стандартизован по трем уровням:

уровень 1 (рекомендация I.430),

уровень 2 (рекомендация Q.921),

уровень 3 (рекомендация Q.931).

Стандартизация S-интерфейса имеет первостепенное значение, так как именно здесь требуется совместимость терминалов и определенная независимость от изготовителя. Для уровня 1 стандартизируются следующие атрибуты интерфейса: электрические, функциональные, механические и процедурные. Электрические атрибуты описывают уровни, напряжения, емкость, временные параметры электрических сигналов и др. Функциональные атрибуты описывают функции, выполнение которых должен обеспечивать физический интерфейс, такие как управление, синхронизация, передача данных. Механические атрибуты описывают размеры разъемов, количество и типы проводов для интерфейса. Процедурные атрибуты описывают, что должен выполнять интерфейс, и последовательность событий, связанную с передачей сигналов через интерфейс.

Через интерфейс в точке S, когда он полностью активизирован, происходит непрерывная передача битов в обоих направлениях между NT и ТЕ со скоростью 192 Кбит/с. Эти 192 Кбит/с составляют два B-канала по 64 Кбит/с, один D-канал 16 Кбит/с и ресурс 48 Кбит/с для синхронизации циклов и техобслуживания в пределах уровня 1.

Сигнализация по каналу D

DSS-1

Разработанный ITU-T протокол цифровой абонентской сигнализации №1 (DSS-1 - Digital Subscriber Signaling 1) между пользователем ISDN и сетью ориентирован на передачу сигнальных сообщений через интерфейс «пользователь-сеть» по D-каналу этого интерфейса. Международный союз электросвязи (ITU-T) определяет канал D в двух вариантах:

а) канал 16 Кбит/с, используемый для управления соединениями по двум В-каналам;

б) канал 64 Кбит/с, используемый для управления соединениями по нескольким (до 30) В-каналам.

Концепции общеканальной сигнализации протоколов DSS-1 и ОКС-7 весьма близки, но эти две системы были специфицированы в разное время и разными Исследовательскими комиссиями ITU-T, а потому используют различную терминологию.

Архитектура протокола DSS-1 разработана на основе семиуровневой модели взаимодействия открытых систем (модели OSI) и соответствует ее первым трем уровням.

В данной модели более низкий уровень всегда предоставляет услуги более высокому уровню. Взаимодействие между разными уровнями осуществляется в рамках одной системы, а взаимодействие между одинаковыми уровнями означает взаимодействие между системами. Сообщения, используемые для обмена между разными уровнями одной системы, обычно называют примитивами.

В контексте этой модели пользователь и сеть именуются системами, а протокол определяется спецификациями:

• процедур взаимодействия между одними и теми же уровнями в разных системах, определяющих логическую последовательность событий и потоков сообщений;

• форматов сообщений, используемых для процедур организации логических соединений между уровнем в одной системе и соответствующим ему уровнем в другой системе. Форматы определяют общую структуру сообщений и кодирование полей в составе сообщений;

• примитивов, описывающих обмен информацией между смежными уровнями одной системы. Благодаря спецификациям примитивов интерфейс между смежными уровнями может поддерживаться стабильно, даже если функции, выполняемые одним из уровней, изменяются.

Уровень 1 (физический уровень) протокола DSS-1 содержит функции формирования каналов В и D, определяет электрические, функциональные, механические и процедурные характеристики доступа и предоставляет физическое соединение для передачи сообщений, создаваемых уровнями 2 и 3 канала D. К функциям уровня 1 относятся:

• подключение пользовательских терминалов ТЕ к шине S-интерфейса с доступом к каналам В и D;

• подача электропитания от АТС для обеспечения телефонной связи в случае отказа местного питания;

• обеспечение работы в режиме «точка-точка» и в многоточечном вещательном режиме.

Структура кадра передаваемого/принимаемого на этом уровне показана на рис.2.

Уровень 2 звена, известный также под названием LAPD (link access protocol for D-channels), обеспечивает использование D-канала для двустороннего обмена данными при взаимодействии процессов в терминальном оборудовании ТЕ с процессами в сетевом окончании NT. Протоколы уровня 2 предусматривают мультиплексирование и цикловую синхронизацию для каждого логического звена связи, поскольку уровень 2 обеспечивает управление сразу несколькими соединениями звена данных в канале D. Кроме того, функции уровня 2 включают в себя управление последовательностью передачи для сохранения очередности следования сообщений через соединение, а также обнаружение и исправление ошибок в этих сообщениях.

Уровень 3 (сетевой уровень) предполагает использование следующих протоколов:

• протокол сигнализации, определенный в рекомендации I.451 или Q.931. В этом случае протокол сигнализации используется для установления и разрушения базовых соединений, а также для предоставления дополнительных услуг;

• протокол передачи данных в пакетном режиме, определенный в рекомендации Х.25;

• другие протоколы, которые могут быть определены в будущем.

 

Система сигнализации ОКС7

В отличие от традиционных систем сигнализации система сигнализации по общему каналу (ОКС) позволяет передавать сигнальную информацию между системами коммутации не для одного конкретного разговорного канала, а для целого пучка разговорных каналов по одному общему сигнальному каналу.

В соответствии с моделью взаимодействия открытых систем Система сигнализации № 7 может быть представлена следующим образом:

Функции звена данных сигнализации (уровень 1). Уровень 1 определяет физические, электрические и функциональные характеристики звена данных сигнализации и средства доступа к нему. Элементом уровня 1 является канал связи для звена сигнализации. Детальные требования к звену данных сигнализации приведены в Рекомендации ITU-T Q.702.

Функции звена сигнализации (уровень 2). Уровень 2 определяет функции и процедуры, относящиеся к передаче сигнальных сообщений по отдельному звену данных сигнализации. Функции уровня 2 и функции звена данных сигнализации уровня 1 образуют звено сигнализации, обеспечивающее надежную передачу сигнальных сообщений между двумя пунктами. Сигнальное сообщение, поступающее от верхних уровней, проходит по звену сигнализации в виде сигнальных единиц переменной длины. Для надежной работы звена сигнализации сигнальная единица включает, помимо информации сигнального сообщения, информацию для управления передачей.

Функциями звена сигнализации являются:

· деление на сигнальные единицы посредством флагов;

· предотвращение имитации флагов с помощью вставки битов;

· обнаружение ошибок с помощью проверочных битов, включенных в каждую сигнальную единицу;

· исправление ошибок посредством повторной передачи и контроля порядка следования сигнальных единиц с помощью явных порядковых номеров в каждой сигнальной единице и явных непрерывных подтверждений;

· обнаружение отказа звена сигнализации посредством контроля интенсивности ошибок в сигнальных единицах и восстановление звена сигнализации с помощью специальных процедур.

Подробные спецификации функций звена сигнализации приведены в Рекомендации ITU-T Q.703.

Функции сети сигнализации (уровень 3). Уровень 3 определяет функции и процедуры передачи, общие для различных типов звеньев сигнализации и независимые от работы каждого из них. Эти функции подразделяются на две большие категории:

· функции обработки сигнальных сообщений, которые при правильной передаче сообщения направляют его по звену сигнализации или в соответствующую подсистему пользователя;

· функции управления сетью сигнализации, которые на основе заранее определенных данных и информации о состоянии сети сигнализации управляют маршрутизированием сообщений и конфигурацией средств сети сигнализации. В случае изменения состояний они обеспечивают также изменение конфигурации сети и другие меры, необходимые для обеспечения или восстановления нормальной работы сети сигнализации.

Различные функции уровня 3 взаимодействуют друг с другом и с функциями других уровней посредством команд и индикаций. Детальные требования к функциям сети сигнализации приведены в Рекомендации ITU-T Q.704

Рассмотренные выше уровни формируют так называемую подсистему передачи сообщений (MTP - Message transfer part).

Функции подсистемы пользователя (уровень 4). Уровень 4 состоит из различных подсистем пользователей, каждая из которых определяет функции и процедуры системы сигнализации, характерные для определенного типа пользователя системы. Набор функций подсистемы пользователя может значительно различаться для разных категорий пользователей системы сигнализации, таких как:

· пользователи, для которых большинство функций связи определено в системе сигнализации. Например, функции управления вызовами телефонии или данных с соответствующими им подсистемами пользователей телефонии и данных;

· пользователи, для которых большинство функций связи определено вне системы сигнализации. Например, использование системы сигнализации для передачи информации, касающейся управления и техобслуживания. Для таких "внешних пользователей" подсистема пользователя может рассматриваться как интерфейс типа "почтовый ящик" между подсистемой внешнего пользователя и функцией передачи сообщений, в которой, например, передаваемая информация пользователя собирается/разбирается в соответствующие форматы сигнальных сообщений.

Основными подсистемами пользователя являются:

· подсистема телефонного пользователя (TUP - Telephone User Part), обеспечивающая функционирование телефонной сети;

· подсистема пользователя ISDN (ISUP - ISDN User Part), обеспечивающая функционирование сети ISDN;

· подсистема управления сквозными сигнальными соединениями (SCCP), предоставляющая услуги сети, связанные или не связанные с установлением соединений для передачи сигнальной информации, относящейся или не относящейся к речевым сигналам. Эта подсистема используется в основном для сетей подвижной связи и интеллектуальных сетей.