МИНИСТЕРСТВО ИНОРМАТИЗАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНАЦИЙ

им. проф. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА

Н. А. Апостолова, Б. С. Гольдштейн, В. Б. Кадыков

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕЙС V5 СЕТИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА

Учебное пособие

по курсу

«СЕТИ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА»

Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в

области информатизации и связи в качестве учебного пособия для

студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности

200900 – Сети связи и системы коммутации и смежным специальностям

Санкт-Петербург 2005

   Содержание

1

Содержание

Занятие 1 Общие принципы построения интерфейса V5 .......  4

1.1 Введение........................................................................  4

1.2 Сетевые аспекты............................................................  4

1.3 Опорная точка V..............................................................  5

1.4 Функциональное описание V5..........................................  6

1.5 Архитектура интерфейса ................................................  7

 1.5.1  Протоколы .................................................................  7

1.5.2  Типы данных, передаваемых через интерфейс V5 .......  9

1.5.3  С-пути и С-каналы ....................................................  9

1.5.4  Канальные интервалы ..........................................  9

1.5.5  Размещение C-каналов в канальных интервалах ..........  9

1.5.6  Подуровни уровня 2 и мультиплексирование в C-каналах .......  10

1.5.7  Связь между подуровнями уровня 2 ..........................  10

1.5.8  Мультиплексирование на уровне 3 .............................  10

1.5.9  Резервирование С-каналов ........................................  11

Занятие 2 Структура кадров интерфейса V5 ..................  12

2.1 Структура кадров уровня 2 .....................................  12

2.2 Формат сообщений уровня 3 ..................................  14

 2.2.1  Общее .........................................................  14

2.2.2  Дискриминатор протокола V5 ..............................  14

2.2.3  Адрес уровня 3 ..................................................  14

2.2.4  Другие информационные элементы .....................  15

2.3 Способ передачи ..............................................  15

Занятие 3 Протокол ТфОП (PSTN PROTOCOL) ...................  15

3.1  Основы протокола ТфОП ....................................................  15

3.2  Определение сигналов FE, сообщений и примитивов ............  16

3.3. Состояния логических объектов протокола ТфОП ........................  18

3.3.1  Состояния FSM на стороне сети доступа (PSTN_AN) ........  18

3.3.2  Состояния FSM на стороне АТС (PSTN_LE) .....................  18

3.4 Кодирование информационных элементов ......................  19

Занятие 4 Информационные элементы сообщений протокола ТфОП ........  20

4.1 Структура и кодирование информационных элементов .................  20

Занятие 5 Национальный мэппинг. Потоковые диаграммы ..............  22

5.1  Национальный мэппинг ...............................................  22

5.2  Потоковые диаграммы (Information flow diagrams) .............................  24

Занятие 6 Протокол управления (CONTROL PROTOCOL) ........................  29

6.1  Основы протокола управления ....................................................  29

6.2  Спецификация сообщений ........................................  29

6.3  Структура и кодирование информационных элементов ..................  30

6.4  FSM логических объектов протокола управления ................................  30

6.5  Семантика сообщений и процедуры ......................................  31

ЗАНЯТИЕ 7. Протокол управления трактами .........................  33

7.1  Общие положения ....................................................  33

7.2  События и сигналы FE, относящиеся к FSM управления трактом .....  34

7.3  Спецификация сообщений протокола управления трактами ................  34

7.4  FSM управления трактом ...............................  35

7.5  FSM протокола управления трактами ..................................  37

7.6  Таймеры протокола управления трактами ............................  37

7.7  Процедуры протокола управления трактами .........................  37

Занятие 8 Протокол назначения несущих каналов (BCC PROTOCOL) .............  39

8.1  Основы протокола BCC ....................................  39

8.2  Сообщения протокола ВСС ......................................  41

8.3. Таймеры протокола ВСС ......................................  42

8.4  Описание состояний логического объекта протокола BCC ...............  42

8.5  Взаимодействие протоколов BCC и ТфОП/ISDN ........................................  43

   Содержание

Занятие 9 Протокол защиты (PROTECTION PROTOCOL) ..........................................  46

9.1  Основы протокола защиты ......................................................  46

9.2  Состояния логических объектов протокола защиты .......................................  50

9.3  Спецификация сообщений протокола защиты ............................................  50

9.4  Процедуры протокола защиты .......................................................  51

Занятие 10 Тестирование протоколов интерфейса V5 .........................  52

10.1  Основные принципы .....................................................  52

10.2  Тестовые сценарии старта (категория А) интерфейса V5 ...................  52

10.3  Тестовые сценарии процедур управления конфигурацией (категория В) .....  54

10.4  Тесты блокировки/разблокировки ИКМ-тракта (категория С) ............  54

10.5  Тесты работы с отказами трактов (категория D) ....................................  55

10.6  Тесты национального мэппинга ТфОП (категория Е) ............................  55

10.7  Тесты доступа ISDN .................................  56

10.8  Услуги (категория G) ....................................................  57

10.9  Тесты стабильности (категория H) .........................................  57

10.10 Протокол-тестеры SNT-7531 или SNTlite ...............................  58

Занятие 11 Преобразование протоколов интерфейса V5 ......................  59

11.1 Вызов со стороны PRI E-DSS1 к стороне LE ...................................  60

11.2 Вызов со стороны LE V5 к стороне PRI E-DSS1 ..................................  61

11.3 Конвертер VSM ................................................................................  61

   Содержание

3

1.2  Сетевые аспекты

В качестве примера рассмотрим включение отечественных мультисервисных абонентских концентраторов МАК разработки НТЦ Протей, установленного в качестве лабораторной установки на кафедрк СКиРИ СПбГУТ им.М.А.Бонч-Бруевича. Применение МАК в сельских и городских телефонных сетях традиционных операторов ТфОП с подключением его к опорным цифровым АТС через стандартный интерфейс V5.2 позволит снизить затраты на абонентскую кабельную сеть за счет концентрации абонентской нагрузки. В мультисервисных сетях следующего поколения подключение МАК к Softswitch выполняется по протоколу MGCP, рассмотрение которого выходит за рамки данного пособия.

Оборудование МАК работает с терминалами следующих типов:

•   аналоговые телефонные аппараты, а также аппараты факсимильной связи и модемы;

•   цифровые телефонные аппараты ISDN;

•   интегрированные устройства доступа на основе технологии SHDSL, предусматривающие предоставление услуг как симметричной высокоскоростной передачи данных (до 2 Мбит/c), так и телефонии (VoDSL); электропитание таких устройств может быть дистанционным, что обеспечивает более высокую надежность;

• абонентские терминалы стандарта DECT.
Основной вариант включения МАК представлен на рис.1.1. Через интерфейс V5.2 концентратор

подключается к опорной АТС, а с абонентской стороны в каждую кассету включается до 570 аналоговых абонентских линий, т.е. в одном стативе можно разместить оборудование, допускающее включение до 3420 таких линий. Другой вариант организации связи с помощью МАК иллюстрирует рис.1.2. Как и в первом варианте, через интерфейс V5.2 концентратор подключается к опорной АТС, а с другой его стороны, через интерфейс SHDSL, подключаются интегрированные абонентские устройства IAD, в которые, в свою очередь, могут включаться телефоны и другие аналоговые устройства, а также и персональные компьютеры. Последний вариант включения представлен на рис.1.3 и демонстрирует полный спектр возможностей МАК. Кроме названных ранее, показана возможность подключения концентратора к Softswitch по протоколу MGCP. При этом услуги телефонии для абонентских терминалов всех типов предоставляются, независимо от технологии доступа, с использованием единого плана нумерации.

Рисунок 1.2 – Включение IAD в концентратор с V5

1.3 Опорная точка V

Местоположение интерфейса сети доступа определено в опорной точке V, в которой рекомендацией ITU-T Q.512 определено пять вариантов интерфейса (рис.1). Интерфейс V1 предназначен для подключения к АТС пользователей ISDN с базовым доступом 2B+D, а интерфейсы V2, V3, V4 и V5 на физическом уровне представляют собой стандартные цифровые тракты 2048 Кбит/с.

Разработка спецификаций для интерфейса V5 была выполнена в девяностых годах Европейским институтом стандартизации ETSI. Национальные особенности в спецификациях интерфейса V5 определялись для каждой страны в отдельности, включая и российские национальные спецификации, описываемые отраслевыми стандартами ОСТ45.157-99 -“Сопряжение цифровой автоматической станции и сети доступа по интерфейсу V5. Сигнализация. Правила формализации информации” и ОСТ45.154-2001 - “Сопряжение цифровой автоматической станции и сети доступа по интерфейсу V5. Спецификация протокола передачи телефонной сигнализации”.

Интерфейс V5.1 позволяет подключить оборудование сети доступа к АТС по цифровому тракту 2048 кбит/с. Это обеспечивает подключение (без концентрации нагрузки) до 30 аналоговых абонентских линий или до 15 линий ISDN с базовым доступом. Информация сигнализации передается по 16-му канальному интервалу (КИ16).

 

Занятие 1 Общие принципы построения интерфейса V5

5

1.4 Функциональное описание V5

Итак, спецификации ETSI и Рекомендации ITU-T определяют две разновидности интерфейса V5, различающиеся способами использования цифровых каналов, - это V5.1 и V5.2.

Интерфейс V5.1 содержит только один тракт ИКМ 2048 кбит/с. Кроме протокола, поддерживающего телефонную сигнализацию (протокола ТфОП) предусмотрен и протокол, обеспечивающий передачу между сетью доступа и станцией управляющей информации. С помощью этого протокола, в частности, занимаются и освобождаются порты ISDN с базовым доступом (BRА), а также производится их блокировка. Интерфейс V5.1 позволяет предоставлять услуги для клиентов сети в режиме по требованию (on-demand), а также, в режиме полупостоянной линии (Semi-permanent).

Интерфейс V5.2 предусматривает возможность концентрации абонентской нагрузки и имеет протокол назначения несущих каналов для портов, находящихся в активном состоянии. Интерфейс V5.2 может содержать от 1 до 16 трактов ИКМ со скоростью передачи 2048 кбит/с. Это позволяет кроме портов ISDN с BRА включать и порты ISDN с первичным доступом (PRА). Спецификации, касающиеся   протокола   поддержки   телефонной   сигнализации   и   протокола   управления,   не

 

Занятие 1 Общие принципы построения интерфейса V5

6

отличаются от таковых для V5.1. Для обеспечения высокой надежности передачи сигнальных данных используется протокол защиты, а надежности при выходе из строя цифрового тракта – протокол управления трактами, включающий резервные тракты. Функциональная модель доступа через интерфейс V5.2 иллюстрируется на рисунке 1.2.

Оконечное оборудование абонента должно включаться в оборудование сети доступа, которое обеспечивает сигнальное взаимодействие с ответной частью оборудования, установленного на цифровой АТС, по каналам, организованным в КИ16, КИ15 или еще КИ31 ИКМ-трактов интерфейса V5.2.

Электрические параметры каждого ИКМ-тракта интерфейса V5 должны соответствовать рекомендациям ITU-T G.703, G.704 и стандарту ETS 300 166.

В спецификациях определены следующие функции, которые должны быть реализованы в оборудовании интерфейса:

•     функции несущих (информационных) каналов, обеспечивающие двухсторонний перенос через интерфейс информации В-каналов пользовательских портов ISDN или цифровых каналов 64 кбит/с портов пользователей ТфОП;

•     функции поддержки D-каналов ISDN, обеспечивающие двухсторонний перенос через интерфейс информации D-каналов пользовательских портов ISDN (сигнальной информации, данных, передаваемых в пакетном режиме, и данных, передаваемых в режиме трансляции кадров);

•     функции поддержки сигнализации ТфОП, обеспечивающие двухсторонний перенос через интерфейс сигнальной информации портов телефонной сети общего пользования;

•     функции управления пользовательскими портами, обеспечивающие двухсторонний перенос через интерфейс контрольной и управляющей информации, которая связана с блокировкой и разблокировкой отдельных пользовательских портов ТфОП и ISDN, а также с рядом задач, специфических для портов ISDN (активизацией/деактивизацией доступа, индикацией ошибок, контролем рабочих характеристик, управлением потоком сигнальной информации);

•     функции общего управления, обеспечивающие управление реконфигурацией интерфейса, временную блокировку D-каналов отдельных портов ISDN в условиях перегрузки, рестарт протокола ТфОП и проверку согласованности обеих сторон интерфейса;

•     функции управления трактами 2048 кбит/с (только в интерфейсе V5.2), обеспечивающие проверку исправности трактов и соответствия их идентификаторов на разных стороная интерфейса, блокировку/разблокирову трактов, а также цикловую и сверхцикловую синхронизацию;

•     функции управления звеньями уровня 2, обеспечивающими надежный двухсторонний перенос информации разных протоколов;

 

•      функции защиты служебной информации (только в интерфейсе V5.2), обеспечивающие переключение логических каналов сигнализации и управления на резервные физические каналы интерфейса при отказах ИКМ-трактов, а также контроль ошибок протокола и перезапуск средств нумерации сообщений;

•      функции назначения несущих каналов (только в интерфейсе V5.2), обеспечивающие создание и разрушение физических соединений между пользовательскими портами сети доступа и несущими каналами интерфейса;

•   функции тактирования, предоставляющие необходимую тактовую информацию для передачи
битов, идентификации байтов и цикловой синхронизации.

1.5 Архитектура интерфейса

1.5.1 Протоколы

В интерфейсе V5 действуют различные протоколы, принадлежащие уровням 1, 2 и 3 семиуровневой модели OSI. На уровне 3 действуют следующие протоколы сетевого уровня:

•      протокол поддержки телефонной сигнализации (протокол ТфОП);

•      служебный протокол управления, реализующий функции управления пользовательскими портами (Port control) и функции общего управления (Common control);

•      протокол назначенияения несущих каналов (ВСС – Bearer Channel Connection);

•      протокол управления трактами интерфейса (Link Control Protocol);

•     протокол защиты (Protection Protocol).
Протокол ТфОП и протокол управления действуют в обоих интерфейсах V5.1 и V5.2, а

                                                                                                                              7

Занятие 1 Общие принципы построения интерфейса V5

  Занятие 1 Общие принципы построения интерфейса V5

8

Алгоритм функционирования любого протокола реализуется его логическим объектом, поведение которого описывается в терминах конечных автоматов. В данном контексте конечный автомат (Finite State Machine, FSM) – это система с конечным числом входных сигналов (событий), выходных сигналов (событий), состояний и c дискретным временем, в которой переход из одного состояния в другое может происходить только под воздействием входного сигнала. Этой моделью поведения описываются все логические объекты интерфейса V5.

1.5.2 Типы данных, передаваемых через интерфейс V5

Работа каждого из перечисленных протоколов сопровождается переносом через интерфейс V5 данных, типы которых перечислены ниже. Через интерфейс V5.2 проходят данные:

•     р-типа - данные D-канала ISDN с SAPI=16 (коммутация пакетов) ;

•     f-типа - данные D-канала ISDN с SAPI= 32-64 (трансляция кадров FR);

•     Ds-типа - сигнальная информация D-канала ISDN (SAPI не равен ни одному из приведенных выше);

•     сигнальная информацияТфОП;

•     информация служебного протокола управления;

•     информация служебного протокола управления трактами;

•     информация служебного протокола назначения несущих каналов;

•     информация служебного протокола защиты.

1.5.3 С-пути и С-каналы

Ресурс, выделяемый в интерфейсе V5 для передачи данных одного типа, называется С-путем. Группа из одного или нескольких С-путей разных типов, среди которых отсутствует С-путь для передачи информации протокола защиты, составляет логический С-канал. Канал 64 кбит/с в ИКМ-тракте интерфейса V5, предназначенный для передачи данных логического С-канала, называется физическим С-каналом.

С-пути для передачи информации протоколов управления, ВСС, управления ИКМ-трактами и защиты изначально всегда должны размещаться в КИ16 так называемого Первичного тракта интерфейса V5.2. С-пути для передачи данных р-, f- и Ds-типа могут размещаться в одном логическом С-канале или разделяться для передачи по разным логическим С-каналам.

Данные протокола ТфОП могут содержаться только в одном логическом С-канале.

Данные р-, f- или Ds-типа одного любого пользовательского порта ISDN не могут размещаться в разных логических С-каналах.

1.5.4 Канальные интервалы

В интерфейсе V5.1 имеется только один ИКМ-тракт, канальные интервалы (КИ) которого - КИ16, КИ15 и КИ31 используются для передачи данных протокола управления, данных телефонной (ТфОП) и ISDN (D-канал) сигнализации. Остальные КИ используются как несущие каналы портов ТфОП и ISDN.

В интерфейсе V5.2 может присутствовать до 16 ИКМ-трактов. Канальные интервалы КИ16, КИ15 и КИ31 каждого из ИКМ-трактов могут использоваться для передачи сигнальных данных и данных служебных протоколов. Если после размещения этой информации некоторые из названных КИ остаются не занятыми, они могут использоваться как несущие каналы.

1.5.5 Размещение C-каналов в канальных интервалах

Канальные интервалы КИ16, КИ15 и КИ31 каждого ИКМ-тракта 2048 кбит/c могут использоваться как физические С-каналы. В интерфейсе V5.1 эти КИ используются в приведенной выше последовательности. Информация протокола управления всегда размещается в КИ16.

Если интерфейс V5.2 содержит всего один тракт 2048 кбит/c, размещение С-путей в КИ должно совпадать с размещением, принятым для интерфейса V5.1; это необходимо, чтобы обеспечить совместимость V5.2 с V5.1. Если в интерфейсе имеется более одного тракта, необходимо использовать протокол защиты.

 

Занятие 1 Общие принципы построения интерфейса V5

9

В этом случае КИ16 Первичного тракта должен использоваться для передачи информации протокола защиты и для организации С-путей, которые планировались для протокола управления, ВСС и протокола управления трактом. В КИ16 Вторичного тракта также должна передаваться информация протокола защиты.

Если возникает необходимость иметь дополнительные КИ, они должны выбираться в такой последовательности:

•     КИ16 каждого из оставшихся трактов 2048 кбит/с; если этого недостаточно, то

•     КИ15 Первичного ИКМ-тракта; если этого недостаточно, то

•     КИ31 того же ИКМ-тракта; а если и этого недостаточно, то

•     КИ15 и КИ31 следующего тракта, как описано выше. Этот процесс может продолжаться до тех пор, пока не будут заняты КИ15 и КИ31 всех трактов

интерфейса.

1.5.6 Подуровни уровня 2 и мультиплексирование в C-каналах

Согласно общим принципам семиуровневой модели OSI задача уровня 2 состоит в том, чтобы обеспечить надежную передачу сообщений уровня 3 с использованием тех средств, которые предоставляет уровень 1. Это достигается путем нумерации кадров уровня 2, вычисления и добавления в конец каждого кадра контрольной комбинации для обнаружения ошибок. Если проверка принятого кадра показывает, что он содержит ошибку, запрашивается повторная передача всех кадров, начиная с последнего правильно принятого.

Спецификация протокола и процедуры протокола уровня 2 основаны на протоколе LAPD и процедурах, определенных в Рекомендации МККТТ Q.921 для системы цифровой абонентской сигнализации DSS1.

Протокол LAPV5 уровня 2 содержит два подуровня, один из которых образуют функции обрамления кадров LAPD (подуровень LAPV5-EF), а второй – собственно функции поддержки звена данных в интерфейсе V5 (подуровень LAPV5-DL). Для переноса информации D-канала ISDN функции обрамления должны быть дополнены в сети доступа функциями преобразования кадров (AN-FR).

1.5.7 Связь между подуровнями уровня 2

Взаимодействие подуровней уровня 2 происходит под управлением т.н. функции мэппинга (mapping function).

Направление от LAPV5-EF к LAPV5-DL: Когда подуровень LAPV5-EF принимает кадр со стороны АТС, и при этом V5DL-адрес находится внутри диапазона, который отведен для адресов логических объектов протоколов V5, информационное поле обрамленного кадра передается к подуровню LAPV5-DL.

Направление от LAPV5-DL к LAPV5-EF: Подуровень LAPV5-DL запрашивает функцию обрамления сформировать обрамленный кадр с EF-адресом, равным адресу V5DL. Кадр подуровня LAPV5-DL помещается в информационное поле обрамленного кадра LAPV5-EF.

Направление от AN-FR к LAPV5-EF: Кадры D-канала, принимаемые от пользовательских портов ISDN, обрабатываются функциями преобразования кадров в сети доступа и поступают в LAPV5-EF для передачи интерфейс V5 к АТС. В качестве параметра передается EF-адрес, связанный с пользовательским портом, и обработанный кадр вводится в информационное поле обрамленного кадра LAPV5-EF.

Направление от LAPV5-EF к AN-FR: Когда подуровень LAPV5-EF принимает от АТС кадр с V5DL-адресом, который находится внутри диапазона, отведенного для идентификации портов пользователей ISDN, содержание информационного поля обрамленного кадра и EF-адрес поступают к функциям преобразования кадров в сети доступа для дополнительной обработки и передачи к пользовательскому порту ISDN.

1.5.8 Мультиплексирование на уровне 3

В интерфейсе V5.1 сигнальная информация пользовательских портов ТфОП объединяется на уровне 3 и передается по одному звену данных уровня 2 для протокола ТфОП.

 

Занятие 1 Общие принципы построения интерфейса V5

10

Аналогично, управляющая информация объединяется на уровне 3 и передается по звену данных уровня 2 для протокола управления. Адресная информация портов содержится в сообщениях уровня 3 ТфОП и протокола управления.

Мультиплексирование на уровне 3 в интерфейсе V5.2 производится так же со следующими дополнениями.

Информация протокола управления трактами мультиплексируется на уровне 3 и переносится через интерфейс по звену уровня 2, предназначенному для информации управления трактами.

Информация протокола ВСС мультиплексируется на уровне 3 и передается по звену уровня 2, предназначенному для информации ВСС.

Информация протокола защиты мультиплексируется на уровне 3 и переносится через интерфейс по двум звеньям уровня 2, предназначенным для протокола защиты и организуемым в Первичном и Вторичный трактах 2048 кбит/с.

1.5.9 Резервирование С-каналов

В интерфейсе V5.2 предусмотрена возможность резервирования логических C-каналов, по которым передается сигнальная информация и данные всех служебных протоколов. Протокол защиты позволяет при отказе одного из трактов интерфейса V5.2 автоматически переключаться на другой тракт, разумеется, при условии, что интерфейс содержит, по меньшей мере, два таких тракта. Сообщения протокола защиты имеют приоритет относительно других сообщений, передаваемых в физическом С-канале. Протокол действует так, что все С-пути резервируемого логического С-канала переключаются на один резервный физический С-канал. Для резервируемых С-каналов организуется группа защиты 1 и, как правило, группа защиты 2.

Группа защиты 1 использует два физических С-канала, размещенных в КИ16 Первичного (основного) и Вторичного (резервного) трактов интерфейса V5.2.

При пуске системы логический С-канал, содержащий С-пути протокола управления, протокола управления трактом и протокола ВСС, размещается в КИ16 Первичного тракта, а при отказе этого тракта логический С-канал переключается на КИ16 Вторичного тракта. Потери сообщений при переключении (если они происходят) должны обнаруживаться процедурами уровня 3. Средства протокола защиты обеспечивают непрерывный мониторинг флагов всех (активных и резервных) физических С-каналов для защиты от отказов, которые еще не обнаружены средствами уровня 1,.

Если организуется группа защиты 2, то она, как правило, обеспечивает N2 логических каналов в соответствии с соотношением: 1≤ N2 ≤(3хL -2 - K2), где L - количество трактов в интерфейсе, К2 -количество резервных каналов (1≤ К2 ≤ 3).

Группа защиты 2 отличается от группы защиты 1 тем, что она не предусматривает резервного КИ для каждого логического С-канала. Данные протокола защиты в КИ группы защиты 2 и по резервным канальным интервалам для группы защиты 2 не передаются. Как и в случае группы защиты 1, все сообщения, поврежденные в результате переключения, передаются повторно в рамках обычного процесса исправления ошибок на уровне 3.

Контрольные вопросы

1      Составьте функциональное описание интерфейса V5.

2      Опишите типы оборудования сети доступа с V5.

3      Какие уровни протоколов существуют в интерфейсе V5 и каково их соответствие модели взаимодействия открытых систем OSI?

4      Какой моделью можно описать алгоритм работы протокола?

5      Назовите функции уровня 2, его подуровни и связь между подуровнями.

6      Дайте определение С-путей, С-каналов и типов данных, передаваемых через интерфейс V5.

7      Как производится размещение С-путей в логических С-каналах и в канальных интервалах (КИ) ИКМ-тракта; порядок размещения?

8      Как обеспечивается резервирование трактов и каналов; группа защиты 1 и группа защиты 2?

Контрольное задание

1.Составьте   схемы   возможных   вариантов   включения   мультисервисного   абонентского концентратора МАК в цифровую АТС в опорной точке “V” с использованием интерфейса V5.

  наверх...

Занятие 1 Общие принципы построения интерфейса V5

11

Бит “EА” – это бит расширения адресного поля (Address Extension). Значение бита EА=0 указывает, что это не последний байт адресного поля, а значение бита EА=1 указывает, что это последний байт адресного поля. Бит “2” второго байта всегда имеет фиксированное значение “0”. Таким образом, для кодировки адреса остается 13 битов. Эти 13 битов образуют общее адресное пространство для портов ТфОП, портов ISDN и каждого из служебных протоколов V5. 13-битовая последовательность позволяет присваивать внешнему адресу значения от 0 до 8191. Адреса от 0 до 8175 используются для идентификации портов ISDN, связанных с интерфейсом V5. Информацию с этими адресами EF-функция передает далее для обработки функцией мэппинга (mapping function), в задачу которой входит преобразование полученного формата в формат кадров LAPD. Это необходимо в связи с тем, что сообщения ISDN до передачи через интерфейс V5 уже были помещены в информационное поле кадров LAРD. Чтобы эти кадры могли транслироваться через сеть доступа, необходимо снабдить их адресом пользовательского порта ISDN.

Остающиеся адреса от 8176 до 8191 используются для идентификации (в соответствии с идеологией модели взаимодействия открытых систем) точек доступа к услугам (service access point – SAP) уровня 2 со стороны уровня 3 на любой стороне интерфейса V5. Из этого адресного пространства выбраны EF-адреса для протоколов интерфейса, которые приведены в таблице 2.1.

За полем EF-адреса помещается информационное поле кадра, где находится информация, которую EF-функция передает на подуровень звена данных.

В интерфейсе V5 для информационного поля кадра (рисунок 2.1) определены максимальная и минимальная длины – 531 и 3 байта, соответственно. Эти ограничения нуждаются в пояснении. Дело в том, что EF-функция не расчитана на обработку “неограниченных“ кадров, которые считаются недопустимыми и стираются при обработке. Такими являются кадры, у которых не обнаружен закрывающий флаг на протяжении удвоенной максимальной длины плюс два байта, т.е. (2 х 268 + 2) 538 байтов.

 

Занятие 2 Структура кадров интерфейса V5

12

Бит идентификации команды/ответа (C/R) кадра ISDN указывает, является ли кадр командой или ответом. Принята разная кодировка для стороны пользователя и стороны сети, которая обеспечивает совместимость с системой DSS1.

Поле V5DL-адреса такое же, как и поле EF-адреса. Это сделано для того, чтобы протокол управления мог обращаться к пользовательским портам как ТфОП, так и ISDN с помощью адресов уровня 3, причем таких же, как адреса, используемые для управления соединением с базовым доступом ISDN как на уровне 2, так и на уровне 3. Аналогичная двухуровневая структура адресации кадра применяется и для сообщений других протоколов, что позволяет свободно специфицировать в дальнейшем внутреннюю часть кадра для новых протоколов сети доступа.

Адреса портов ISDN уровня 3 соответствуют адресам уровня 2, используемым для идентификации портов ISDN.

Завершают обрамление два байта проверочной комбинации FCS и закрывающий флаг.

Перед тем как инициировать какое-либо действие, связанное с сообщением, на приемной стороне кадры проверяются специальными процедурами. Неправильные кадры отбрасываются без уведомления об этом передающей стороны. К неправильным кадрам относятся те, которые:

-  четко не ограничены двумя флагами, т.е. имеют длину более 533 байтов (531 байт плюс 2 байта EF-адреса);

-  имеют длину менее 5 байтов;

 

Занятие 2 Структура кадров интерфейса V5

13

2.2.3 Адрес уровня 3

Следом за дискриминатором протокола помещаются два байта адреса уровня 3. Назначение этого обязательного информационного элемента – идентификация логического объекта уровня 3 в интерфейсе V5.

Для протокола ТфОП адрес уровня 3 – это число, которое идентифицирует определенный пользовательский порт ТфОП. Бит с номером «1» в первом байте адреса имеет фиксированное значение “1”, а оставшиеся 15 битов обеспечивают адресацию для 32768 портов ТфОП (п.13.4.3 ETS 300 324-1).

В протоколе управления адрес уровня 3 идентифицирует порт ТфОП или ISDN. а также функции общего управления. Для идентификации порта ТфОП в качестве адресов уровня 3 используются такие же значения, как и для протокола ТфОП.

Для идентификации порта ISDN и функции общего управления бит “1” первого байта адреса должен иметь значение “0”. Бит “2” этого байта должен также иметь значение “0”. Значение “Адрес уровня 3” должно быть копией адреса LAPV5-EF, используемого для порта ISDN (D-канал), которому предназначена информация 6управления, или адресом функции общего управления, который совпадает с адресом LAPV5-DL, т.е. равен 8177.

Протокол ВСС помещает в двухбайтовое поле адреса уровня 3 “ссылочный номер” (Reference Number), который для идентификации процесса, создаваемого протоколом тоже использует 13 битов.

      наверх...                                                                                                                      14

Занятие 2 Структура кадров интерфейса V5

Бит “8” первого байта ссылочного номера – это бит индикации логического объекта (сети доступа или оконечной АТС), создавшего процесс. Кодовое слово длиной 13 битов обеспечивает 8192 возможных значения “ссылочного номера” процесса ВСС, к которому относится сообщение.

В протоколе управления трактами старший байт адреса уровня 3 содержит только биты, имеющие значение “0”. Восемь битов младшего байта определяют значения идентификаторов 16 трактов интерфейса V5.2 (п.16.3.2.1 ETS 300 347-1). Эти значения должны совпадать со значениями, записанными в поле идентификатора ИКМ-тракта протокола ВСС.

Протокол защиты помещает в двухбайтовое поле адреса уровня 3 идентификатор логического С-канала, к которому относится сообщение. Значения идентификатора – от 0 до 65535. Для одного интерфейса V5.2 могут быть идентифицированы 44 логических С-канала. Поясним это. Значение 44 соответствует максимальному числу логических С-каналов в интерфейсе V5.2. Оно равно максимальному числу физических С-каналов (3х16=48) минус 1 резервный канал для группы защиты 1 и минус 3 резервных канала для группы защиты 2.

2.2.4 Другие информационные элементы

За обязательными информационными элементами в сообщениях могут следовать и необязательные. Их состав и структура зависят от протокола и от передаваемого сообщения.

2.3 Способ передачи

В каждом байте бит, обозначенный “бит 1”, передается первым, в каждом информационном элементе байт, обозначенный “байт 1”, передается первым; за ним передаются байты 2,3,4 и т.д.

Когда информационное поле состоит более чем из одного байта, ”веса” битов уменьшаются с увеличением номера байта. Таким образом, самый маленький вес в составе информационного поля имеет младший бит байта с наибольшим номером.

Для размещения информации проверочного полинома кадра принят обратный порядок: первый бит первого байта имеет наибольший вес; восьмой бит второго байта проверочного полинома кадра имеет наименьший вес

Биты, не используемые в структуре информационного элемента, но потенциально возможные, рассматриваются как резервные и имеют значение “0”. Тем не менее, прием сообщения со значениями битов резервного поля, отличными от “0”, не приводит к ошибке протокола.

Контрольные вопросы

1.       Какова общая структура сообщений протоколов интерфейса V5?

2.       Какова структура сообщений протоколов интерфейса V5.!?

3.       Какова структура сообщений служебных протоколов интерфейса V5.2?

4.       Каковы признаки неправильных кадров?

5.       Какие соглашения приняты относительно порядка размещения и передачи информации?

Занятие 3 Протокол ТфОП (PSTN PROTOCOL)

3.1 Основы протокола ТфОП

Протокол, обеспечивающий перенос через интерфейс V5 сигнальной информации при обслуживании вызовов абонентов ТфОП (протокол ТфОП), не управляет процедурами обработки вызова в сети доступа, а потому используется совместно с национальным протоколом сигнализации ТфОП, реализованным в АТС. Большинство линейных сигналов протоколом ТфОП не интерпретируется, а просто без изменения переносится им от пользовательского порта в AN к логическому объекту национального протокола АТС и в обратном направлении.

Главная функция протокола ТфОП – поддержка национального протокола управления соединениями в телефонной сети. С этой целью для каждого вызова абонента ТфОП (как исходящего, так и входящего) протокол ТфОП предусматривает создание в интерфейсе V5 логического соединения, использующего ресурс того С-пути, который предназначен для сигнализации ТфОП.

  наверх...

Занятие 2 Структура кадров интерфейса V5

15

На основе этих сигналов логический объект уровня 3 на стороне сети доступа формирует сообщения и передает их через интерфейс V5 к логическому объекту уровня 3 на стороне АТС. Из этих сообщений последний формирует сигналы FE, и передает их к логическому объекту национального протокола ТфОП, который инициирует выполнение соответствующих действий или элементарных функций.

При входящей связи процесс происходит в обратном порядке

АТС, в отличие от сети доступа, имеет всю информацию о состоянии процесса обслуживания вызова и поэтому отвечает за обеспечение и поддержку услуг. Передатчики и приемники многочастотного набора (DTMF), генераторы тональных сигналов и автоинформаторы должны размещаться на АТС. Это означает, что информация об адресе в форме сигналов DTMF должна передаваться "прозрачно" между портом пользователя и АТС, тогда как линейные сигналы должна интерпретироваться в сети доступа и затем передаваться через интерфейс V5 с помощью сообщений уровня 3.

3.2 Определение сигналов FE, сообщений и примитивов

В таблице 3.1 приведены сигналы FE протокола ТфОП, которые должны использоваться либо внутри сети доступа между логическим объектом ТфОП и портом пользователя, либо внутри АТС между логическим объектом ТфОП и логическим объектом национального протокола.

16

Таблица 3.1 – Сигналы FE протокола ТфОП

В таблице 3.2 приведены сообщения (тип, функциональное назначение, направление передачи) протокола ТфОП, которые должны использоваться между логическими объектами ТфОП на стороне AN и стороне LE.

Таблица 3.2 - Сообщения протокола ТфОП

3.3. Состояния логических объектов протокола ТфОП

3.3.1 Состояния FSM на стороне сети доступа (PSTN_AN)

"Вне обслуживания" (AN0)

В этом состоянии FSM пребывает, когда системой эксплуатационного управления инициирована процедура перезапуска. Все порты ТфОП выведены из обслуживания.

"Нулевое" (AN1).

В этом состоянии порт ТфОП не занят обслуживанием вызова, но способен обнаружить занятие абонентской линии (возможно, уже существующее).

"Сеть доступа инициирует создание сигнального пути" (AN2)

В это состояние FSM переходит, когда в порту ТфОП обнаружен сигнал "занятие". К АТС передается сообщение ESTABLISH и от нее ожидается подтверждающее сообщение ESTABLISH ACK. Если подтверждение не поступает (например, при перегрузке LE), сообщение ESTABLISH периодически повторяется с частотой, определяемой таймером Т1.

В этом состоянии может возникнуть необходимость разрешения конфликта со встречным вызовом.

"Отмена создания сигнального пути" (AN3)

В это состояние FSM переходит, если абонент дает отбой, когда сообщение ESTABLISH уже передано к АТС, а сообщение ESTABLISH ACK еще не получено. При повторном занятии порта это состояние позволяет ограничить количество сообщений ESTABLISH, которые будут переданы к АТС без получения подтверждения (возможно, из-за перегрузки АТС). По истечении интервала времени, определяемого таймером Т1(или Т2), FSM возвращается в нулевое состояние AN1.

"Обработка данных о линии" (AN4)

В это состояние FSM переходит, когда сеть доступа передала данные об абонентской линии на АТС, и та ведет их обработку. В состояние AN4 можно перейти только из состояния AN1, и перейти из AN4 можно только в AN1.

"Путь активен" (AN5)

Это – состояние, в котором для данного порта активны нормальные функции сигнализации ТфОП. В состоянии AN5 пользователь может устанавливать нужное ему соединение, участвовать в сеансе связи и прекратить эту связь.

"Порт блокирован" (AN6)

В это состояние FSM может перейти из любого состояния, а выход из него возможен только в состояние AN1. Работа порта прекращается, и его можно деативизировать.

"Сеть доступа требует освободить сигнальный путь" (AN7)

В это состояние FSM переходит, когда сеть доступа передает к АТС сообщение DISCONNECT, и выходит из него при приеме от АТС сообщения DISCONNECT COMPLETE. Если такого сообщения нет, в систему эксплуатационного управления передается соответствующее извещение.

3.3.2 Состояния FSM на стороне АТС (PSTN_LE)

"Вне обслуживания" (LE0)

В этом состоянии FSM пребывает, когда системой эксплуатационного управления инициирована

 наверх...

Занятие 3 Протокол ТфОП (PSTN PROTOCOL)

18

процедура перезапуска. Все порты ТфОП выведены из обслуживания.

"Нулевое" (LE1)

В этом состоянии порт неактивен – он не занят обслуживанием вызова.

"АТС инициирует создание сигнального пути" (LE2)

В это состояние FSM переходит, когда АТС, обслуживая входящий вызов, занимает порт и передает к сети доступа сообщение ESTABLISH. В состоянии LE2 может возниктуть необходимость разрешения конфликта со встречным вызовом.

"Сеть доступа инициирует создание сигнального пути" (LE3)

В это состояние FSM переходит, когда сеть доступа передала к АТС сообщение ESTABLISH и ожидает от нее подтверждающее сообщение ESTABLISH ACK. В этом состоянии тоже возможна ситуация, требующая разрешения конфликта со встречным вызовом.

"Путь активен " (LE4)

Это – состояние, в котором для данного порта активны нормальные функции сигнализации ТфОП. Пользователь может устанавливать нужное ему соединение, участвовать в сеансе связи и прекратить эту связь.

"АТС требует освободить сигнальный путь" (LE5)

В это состояние FSM переходит, когда АТС передает к сети доступа сообщение DISCONNECT, а выходит из него, приняв ответное сообщение DISCONNECT COMPLETE. Если такого сообщения не поступает, в систему эксплуатационного управления передается соответствующее извещение.

"Порт блокирован " (LE6)

В это состояние FSM может перейти из любого состояния, а выход из него возможен только в состояние AN1. Работа порта прекращается, и его можно деативизировать.

3.4 Кодирование информационных элементов

“Дискриминатор протокола” является первым информационным элементом любого сообщения. Далее следует “Адрес уровня 3”, который идентифицирует пользовательский порт ТфОП, к которому относится данное сообщение. Формат этого информационного элемента рассмотрен на Занятии 2. “Адрес уровня 3” кодируется двоичным кодом; все значения от 0 до 32767 должны быть доступны. Информационный элемент “Тип сообщения” идентифицирует протокол, которому принадлежит сообщение, и назначение этого сообщения.

Контрольные вопросы

1.     Дайте определение С-пути и С-канала.

2.     Опишите функциональную модель протокола ТфОП, отражающую взаимодействие сети доступа и опорной АТС.

3.     Составьте описание логического объекта протокола ТфОП.

4.     Назовите    сообщения,    примитивы,    сигналы    (команды/ответы/извещения),    связанные    с управлением элементарными функциями FE логических объектов, и таймеры протокола ТфОП.

5.     Дайте определение конечного автомата FSM. Поясните содержание и использование таблиц, описывающих поведение FSM

6.     Поясните функциональное назначение сообщений, сигналов FE, примитивов и таймеров FSM логического объекта протокола ТфОП.

7.     Поясните назначение, порядок использования и структуру сообщений протокола ТфОП.

  наверх...

Занятие 3 Протокол ТфОП (PSTN PROTOCOL)

19

Таблица 4.1 - Кодирование идентификаторов информационных элементов

Однобайтовые информационные элементы

Импульсный сигнал передан (Pulse_notification). Цель этого информационного элемента – сообщить АТС, что затребованная ею передача из пользовательского порта ТфОП в терминал абонента импульсного сигнала закончена. Сам элемент не содержит информации о том, какой именно импульсный сигнал был передан. Имеется в виду тот импульсный сигнал (или цифра), запрос передачи которого был последним.

Данные о линии (Line_information. Цель этого информационного элемента – при отсутствии сигнального пути передать от сети доступа к АТС сведения о состоянии абонентской линии.

Состояние (State). Этот информационный элемент предназначен для передачи к АТС, по ее запросу, сведений о состояния FSM настороне сети доступа.

Автономная сигнализация (Autonomous_signalling_sequence). С помощью этого информационного элемента АТС предписывает сети доступа начать автономный обмен с терминалом абонента определенной последовательностью сигналов, номер которой задается в поле "Тип_последовательности".

Результат автономной сигнализации (Sequence_response). В этом информационном элементе   сеть   доступа   сообщает   АТС   результат   предписанного   ей   автономного   обмена

последовательностью   сигналлов.   В  битах   1÷4      указывается   соответствующее  (из  заранее определенных) значение ответа.

20

Занятие 4 Информационные элементы сообщений протокола ТфОП

Многобайтовые информационные элементы постоянной длины

Порядковый номер (Sequence_number). Этот информационный элемент может передаваться в обоих направлениях. Его присутствие обязательно в сообщениях SIGNAL, PROTOCOL PARAMETER и SIGNAL ACKNOWLEDGE, а в других сообщениях – запрещено. Длина этого элемента всегда равна 3 байтам. В сообщениях SIGNAL и PROTOCOL PARAMETER информационный элемент "Порядковый номер" содержит номер сообщения в передаваемой последовательности M(S), а в сообщениях SIGNAL ACKNOWLEDGE – номер сообщения в принимаемой последовательности M(R).

Модулированный вызов (Cadenced_ringing). С промощью информационного элемента "Модулированный вызов", длина которого всегда равна 3 байтам, АТС информирует сеть доступа о том, что пользовательский порт должен начать передачу в терминал абонента вызывного сигнала, тип которого заранее определен. Этот элемент передается только в сообщениях от АТС к сети доступа.

Непрерывный сигнал (Steady_signal). С помощью этого информационного элемента АТС сообщает сети доступа о том, что пользовательский порт ТфОП должен начать передачу в терминал абонента определенного непрерывного сигнала, тип которого заранее определен, а сеть доступа информирует АТС о том, что определенный непрерывный сигнал, переданный абонентским оборудованием, был обнаружен в пользовательском порту ТфОП. Информационный элемент "Непрерывный сигнал" всегда имеет длину 3 байта.

Цифра (Digit_signal). Длина информационного элемента “Цифра” всегда равна 3 байтам. В битах 1 - 4 двоичным кодом передается одна цифра номера, принятая сетью доступа от абонента,

или цифра, которую АТС передает в сеть доступа. Нулевое значение всех битов 1÷4 не имеет смысла, это – ошибка. Поле “Индикатор_запроса_подтверждения” (бит “7”) позволяет АТС потребовать, чтобы сеть доступа указала порту пользователя конец цифры. В направлении от сети доступа к АТС этот бит должен всегда иметь значение “0”. Биты 5 и 6 третьего байта должны иметь значение “0”.

Время распознавания (Recognition_time). С помощью информационного элемента "Время распознавания" АТС может дать указание сети доступа изменить время существования определенного сигнала, чтобы оно было достаточным (но не чрезмерно долгим) для распознавания этого сигнала. Длина элемента всегда составляет 4 байта, а передается он только в сообщении от АТС к сети доступа. Поле "Указатель_длительности" содержит индекс той строки предварительно определенной в сети доступа таблицы, где указано время, в течение которого сигнал должен оставаться активным. Бит 7 четвертого байта всегда имеет значение “0”.

Отмена автономной реакции на сигнал (Disable_autonomous_acknowledge). Этот информационный элемент передается в сообщении от АТС и указывает сети доступа, что предшествовавшее предписание автономно реагировать на сигнал от абонента отменяется. Длина элемента всегда составляет 3 байта.

Многобайтовые информационные элементы переменной длины

Импульсный сигнал (Pulsed_signal). При передаче от АТС к сети доступа этот информационный элемент указывает на то, что в пользовательском порту ТфОП должен быть сформирован импульсный сигнал. Передача такого элемента от сети доступа к АТС означает, что порт ТфОП получил сигнал от абонента или от УАТС. Длительность импульсного сигнала указывается в поле “Тип_длительности_импульса”. Каждому типу длительности соответствует предварительно определенный набор характеристик импульсов и пауз между ними. Поле “Индикатор_подавления” (биты 6 и 7 в байте 4) дает АТС возможность сообщить сети доступа, должен ли быть подавлен входящий импульсный сигнал. Поле “Индикатор_запроса_подтверждения” (биты 6 и 7 в байте 4а) позволяет АТС запросить подтверждение исполнения требования передать импульсный сигнал: началась передача сигнала, закончилась передачи сигнала или передача одной из серий импульсов. Поле “Число_импульсов” содержит двоичное число, показывающее, сколько импульсов должно быть передано (значение "0" – неправильное). Длина данного информационного элемента может составлять от 3 до 5 байтов.

Активизировать автономную реакцию на сигнал (Enable_autonomous_ acknowledge). Вводя этот информационный элемент в сообщение, передаваемое к сети доступа, АТС дает ей указание самостоятельно отвечать на определенный линейный сигнал, получаемый от абонентского оборудования. Это делается для того, чтобы ускорить реакцию на сигнал со стороны абонента.

                                                                                                                            21

Занятие 4 Информационные элементы сообщений протокола ТфОП

Примечания к таблице 5.1.

1.   Этот информационный элемент используется для идентификации номера вызывающего абонента по алгоритму, принятому в ряде зарубежных стран (с использованием кода DTMF). В России он практически не используется, и включение его в национальные спецификации несколько условно. Идентификация номера вызывающего абонента (АОН) обеспечивается передачей частоты 500 Гц по разговорному каналу. Для такой процедуры интерфейс V5 является прозрачным.

2.   Этот информационный элемент имеет только одно значение (кодовая комбинация со старшим битом, имеющим значение “1”. Он используется для индикации того, что передача импульсного сигнала, который по требованию АТС должен быть передан из порта сети доступа в терминал абонента, либо началась, либо закончилась.

3.   Этот информационный элемент передается только в сторону сети доступа и содержит указание передать в сторону абонента сигнальную последовательность определенного типа. Это бывает необходимо в тех случаях, когда нецелесообразно перегружать АТС передачей абоненту повторяющихся сигналов или обработкой длительных событий (например, при плохо положенной трубке). Тип последовательности кодируется 4-битовой комбинацией. Код “0001” соответствует сигналу блокировки абонентской линии.

4. Этот информационный элемент передается в ответ на сигнал блокировки абонентской линии.

Занятие 5 Национальный мэппинг. Потоковые диаграммы

23

Рисунок 5.2 - Пример функциональной модели

В этой модели ФО1 и ФО4 могут быть представлены в качестве объектов, взаимодействующих с пользователем, а ФО2, ФО3 – в качестве объектов, обеспечивающих управление соединением.

После идентификации функциональной модели, могут быть определены требования к информационным потокам между ФО.

Распределение функций требует взаимодействия между ФО. Каждое взаимодействие рассматривается как "информационный поток" и носит свое имя.

Предполагается, что когда ФО принимает информацию, он выполняет действие или серию действий, результатом чего является формирование информации для других ФО, обеспечивающей продолжение процесса обслуживания. Потоковая диаграмма включает в себя описание всех информационных потоков, необходимых для успешного выполнения процесса обслуживания. Правила вычерчивания потоковых диаграмм для интерфейса V5

Существует несколько основных правил, которые приведены ниже, разработанных с учетом удобства пользования потоковыми диаграммами:

-  Прием и передача информации от/к пользователю и информационные потоки изображены горизонтальными стрелками между вертикальными линиями, соответствующими ФО. Отсутствие линии означает отсутствие приема или передачи.

-  Информационные потоки поименованы. Имя потока записывается прописными буквами над соответствующей стрелкой; под стрелкой в скобках строчными буквами могут быть записаны важные для понимания потоковых диаграмм пояснения, касающиеся информационного содержания диаграмм (например, имя сигнала, информационного элемента, примитива).

В дополнение к изложенным, существует еще несколько правил, определенных в Рекомендации G.964 (Приложение В, пункт 12):

-  На потоковых диаграммах шкала времени направлена вниз и не масштабирована.

-  Вертикальные линии соответствуют ФО, в качестве которых используются логические объекты интерфейса V5, обозначаемые следующим образом:

Порт ТфОП     - национальный интерфейс между терминалом (оборудованием)

пользователя ТфОП и сетью доступа
ЛОV5AN          - логический объект ТфОП на стороне сети доступа

ЛОV5LE          - логический объект ТфОП на стороне АТС

ЛОНПР             - логический объект национального протокола на стороне АТС

-  Краткое описание физического состояния абонентской линии дается в скобках под стрелкой.

-  Диаграммы дают упрощенную информацию о таймерах, участвующих в обмене сообщениями через интерфейс V5.

-  Пуск таймера обозначается пунктирной линией, начинающейся от стрелки с описательным именем сообщения. Пересечение пунктирной линии стрелкой обозначает перезапуск таймера. Перечеркнутая окружность, которой заканчивается пунктирная линия, обозначает остановку таймера. Пунктирная линия, заканчивающаяся стрелкой и горизонтальной линией в конце этой стрелки, обозначает срабатывание таймера. Имя таймера пишется заглавными буквами справа от пунктирной линии (примеры условных обозначений работы таймеров представлены ниже на рисунке 5.3).

Линейные сигналы, которые детектируются стороной AN, и примитивы, формируемые логическим объектом национального протокола в LE, преобразуются в сигналы FE, которые передаются в ЛОV5.

Состояния логических объектов показаны в разрывах вертикальных линий, причем только в тех случаях, когда имеет место изменение состояния ФО

 

Занятие 5 Национальный мэппинг. Потоковые диаграммы

25

Рисунок 5.3 - Условные обозначения работы таймеров

Построение сценариев сигнализации

Разные сценарии сигнализации при использовании интерфейса V5 строятся на базе алгоритмов национального протокола телефонной сигнализации на абонентском участке (NAT). Необходимо иметь в виду, что абонент не должен чувствовать, как ему обеспечивается доступ к АТС: непосредственным включением или включением через интерфейс V5. В последнем случае должны быть сохранены все сигналы, которые передает и получает абонент, а также все алгоритмы взаимодействия абонента и АТС при установлении и разрушении соединения, включая и возможные нестандартные ситуации, которые предусмотрены в спецификации NAT. Описание сценариев выполняется в форме потоковых диаграмм как для стороны сети доступа (исходящие соединения), так и для стороны АТС (входящие соединения). Пример таких описаний приведен на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4 - Передача сообщений и сигналов FE. Исходящий вызов

Поясним, как строится потоковая диаграмма на примере, приведенном на рисунке 5.4.

1  Вначале определяются логические объекты, взаимодействие которых подлежит описанию. Для нашего примера – это логические объекты: “Порт ТфОП”, “ЛО V5 AN“, “ЛО V5 LE“, “ЛО NAT“.

2  Затем, в соответствии с национальным протоколом, выбирается то действие, которое должен произвести абонент, чтобы установить соединение. В нашем примере абонент снял трубку и поэтому логический объект “Порт ТфОП” сформировал сигнал “FE-subscriber_seizure”, который поступил на вход FSM ТфОП стороны AN.

3  Теперь необходимо воспользоваться таблицей поведения FSM, помещенной в Приложении, и найти в ней в столбце “Входной сигнал” клетку с “FE- subscriber_seizure ”. Затем найти столбец с обозначением нулевого состояния FSM. В клетке таблицы на пересечении столбца “AN1” и строки “FE- subscriber_seizure ” записаны действия, которые должен произвести FSM, находящийся в нулевом состоянии, при приеме входного сигнала “FE- subscriber_seizure ”.

 наверх...

4  Действия: “пуск Т1”, передача сообщения ESTABLISH и переход FSM в состояние AN2 отражены на диаграмме.

5  Действия по пунктам 1 – 4 происходят на стороне сети доступа и завершаются передачей сообщения в сторону местной АТС. Для того, чтобы продолжить построение диаграммы, необходимо перейти к таблице поведения FSM на стороне станции. Для этого FSM входным сигналом будет сообщение ESTABLISH, а состоянием – LE1. На пересечении строки с входным сигналом ESTABLISH и столбца LE1 находим перечисление действий FSM. Этими действиями являются передача логическому объекту NAT сигнала “FE-establish_ind” и переход в состояние LE3.

6  После того, как на станции будут успешно выполнены соответствующие процедуры, ЛО NAT передает “FE-establish_ack”, что и показано на диаграмме. Обращаясь к таблице поведения FSM стороны LE, находим на пересечении строки с входным сигналом “FE- establish_ack” и столбца с состоянием LE3, что FSM должен передать в сторону сети доступа сообщение ESTABLISH ACK и перейти в состояние LE4.

7  На стороне сети доступа прием сообщения ESTABLISH ACK в соответствии с таблицей поведения вызывает остановку таймера Т1 и переход FSM в состояние AN5 (Путь активен). При этом вызвающий абонент слышит акустический сигнал “Ответ станции”.

 

Занятие 5 Национальный мэппинг. Потоковые диаграммы

27

Контрольные вопросы

1.    Поясните назначение национального мэппинга. Особенности использования сообщений.

2.    Метод потоковых диаграмм. Способ описания сценариев вызовов

3.    Привести примеры описаний различных сценариев для исходящих и входящих вызовов в соответствии с вариантом задания.

Контрольные задания

Таблица – Варианты заданий

 

Занятие 5 Национальный мэппинг. Потоковые диаграммы

28

Занятие 6 Протокол управления (CONTROL PROTOCOL)

6.1  Основы протокола управления

Протокол управления является единственным служебным протоколом, который должен присутствовать в обоих интерфейсах V5.1 и V5.2 и который управляет как пользовательскими портами, так и некоторыми общими функциями. Протокол управления позволяет:

-       передавать в обе стороны информацию управления, относящуюся к индивидуальным пользовательским портам ТфОП и ISDN (блокировка и разблокировка портов, активизация, деактивизация портов, блокировка и разблокировка D-канала)

-       проверять идентификацию и конфигурацию интерфейса V5

-       управлять поддержкой общих функций (конфигурацией и реконфигурацией интерфейса)

-     производить рестарт протокола ТфОП после отказа.
Протокол управления симметричен, т.е. его процедуры одинаково применимы для обеих сторон

интерфейса.

6.2  Спецификация сообщений

В таблице 6.1 приведены сообщения управления портами ТфОП и ISDN, а также сообщения общего управления.

Таблица 6.1 - Сообщения протокола управления

Тип сообщения PORT CONTROL (управление портом)

PORT CONTROL ACKNOWLEDGE (подтверждение приема сообщения PORT CONTROL) COMMON CONTROL (общее управление) COMMON CONTROL ACKNOWLEDGE (подтверждение приема сообщения COMMON CONTROL)

Сообщения протокола управления определяются по уже известной схеме (см. Занятие 3). Каждое сообщение протокола управления содержит:

-   обязательные информационные элементы “Дискриминатор протокола”, “Адрес уровня 3”, “Тип сообщения” и

-   необязательные информационные элементы, количество которых зависит от типа сообщения. Адрес уровня 3, предназначен для идентификации порта ISDN/ТфОП или логического объекта,

работающего с протоколом управления.

Сообщения протокола идентифицируются информационным элементом “Тип сообщения“ в общем заголовке. Предусматривается четыре типа сообщений. Два из них, PORT CONTROL и COMMON CONTROL, являются управляющими сообщениями для портов и общих функций, соответственно. Два других – PORT CONTROL ACKNOWLEDGE и COMMON CONTROL ACKNOWLEDGE – являются подтверждающими. Для сообщений общего управления адрес берется из общего адресного пространства V5. Для сообщений управления портом адрес определяется соответствующим портом ТфОП или ISDN. В заголовке сообщений управления имеет место дублирование информации, поскольку как адрес уровня 3, так и информационный элемент “Тип сообщения” указывают, ориентировано ли сообщение на порт или оно является сообщением общего управления.

Сообщение PORT CONTROL (управление портом). Это сообщение используется сетью доступа или АТС с целью передать встречной стороне информацию управления, которая содержится в информационном элементе “FE управления”.

Сообщение PORT CONTROL ACKNOWLEDGE (подтверждение приема сообщения PORT CONTROL). Это сообщение используется сетью доступа или АТС с целью подтвердить прием сообщения PORT CONTROL и не должно расцениваться как сообщение о выполнении действия, им предписанного.

Сообщение COMMON CONTROL (общее управление). Этим сообщением сеть доступа или АТС передает встречной стороне информацию, необходимую для выполнения общих, не предназначенных для управления портом, функций.

Сообщение COMMON CONTROL ACKNOWLEDGE (подтверждение приема сообщения COMMON CONTROL). Это сообщение используется сетью доступа или АТС с целью подтвердить прием сообщения COMMON CONTROL и не должно расцениваться как сообщение о выполнении действия, им предписанного.

наверх...

Занятие 6 Протокол управления (CONTROL PROTOCOL)

29

6.3  Структура и кодирование информационных элементов

Дискриминатор протокола

Информационный элемент “Дискриминатор протокола” определен в Занятии 3.

Адрес уровня 3

Цель этого информационного элемента – идентификация порта ISDN или ТфОП, или индикация функции общего управления V5. Он является вторым информационным элементом каждого сообщения и кодируется следующим образом: первый бит 1-ого байта обозначает принадлежность полей адресов либо порту ISDN или функции общего управления V5 (значение “0”), либо порту ТфОП (значение “1”). Значение в поле "Адрес_уровня_3" должно быть либо копией адреса LAPV5-EF, используемого для записи данных сигнализации по D-каналу пользовательского порта ISDN, для которого предназначена информация управления, либо адресом для функции общего управления, который должен быть таким же, как адрес LAPV5-DL для протокола управления, и потому должен иметь десятичное значение 8177.

Тип сообщения

Информационный элемент "Тип сообщения" идентифицирует и протокол, к которому относится сообщение, и функцию этого сообщения. Он является третьим элементом каждого сообщения.

Другие информационные элементы

Как уже указывалось, каждое сообщение содержит обязательные для любого протокола информационные элементы “Дискриминатор протокола”, “Адрес уровня 3”, “Тип сообщения”. Кроме того, в сообщениях присутствуют и информационные элементы, специфические для того или другого протокола, число которых зависит от типа сообщения:

Оценка характеристик работы (Performance_grading)

Причина отказа (Rejection_cause), указывает причину отказа выполнить действие согласно идентификатору функции управления "Верифицировать конфигурацию" или "Перейти на новый вариант".

FE управления (Control_function_element) идентифицирует состояние пользовательского порта ISDN или ТфОП и FE, который нужно передать в сообщении.

Идентификатор функции управления (Control_function_ID) идентифицирует ту функцию общего управления, о которой информирует сообщение.

Вариант (Variant) идентифицирует вариант конфигурации при спецификации значения “Верифицировать_реконфигурацию” в содержимом информационного элемента "Идентификатор функции управления". Элемент “Вариант” идентифицирует для элемента "Идентификатор функции управления" также и вариант текущего набора данных при спецификации значения поля “Вариант_и_идентификатор_интерфейса”.

Идентификатор интерфейса (Interface_ID) идентифицирует интерфейс V5.1, через который получен идентификатор функции управления "Запрос_варианта_и_идентификатора_интерфейса".

6.4  FSM логических объектов протокола управления

Логический объект протокола управления представлен следующими FSM:

•      FSM управления портами (по одному FSM для каждого порта ТфОП и ISDN);

•      FSM общего управления (один FSM).

Процедуры протокола одинаковы для стороны сети доступа и для стороны АТС. Для FSM управления портом по обе стороны интерфейса определены следующие состояния. “Вне обслуживания” (AN0/LE0). В этом состоянии FSM оказывается при запуске системы, или

переходит в него из другого состояния, когда от системы эксплуатационного управления получен MDU–stop_traffic. Вне обслуживания находятся одновременно все FSM управления портами.

“В обслуживании” (AN1/LE1). В это состояние FSM переходит из состояния “Вне обслуживания” при приеме от системы эксплуатационного управления примитива MDU–start_traffic.

“Ожидание подтверждения” (AN2/LE2). В это состояние FSM переходит, когда по звену уровня 2 CONTROL_DL передано сообщение PORT CONTROL.

Для FSM общего управления по обе стороны интерфейса определены следующие состояния.

“Вне обслуживания” (AN0/LE0). В этом состоянии FSM оказывается при запуске системы, или переходит в него из другого состояния, когда от системы эксплуатационного управления получен MDU–stop_traffic.

“Обслуживается” (AN1/LE1). В это состояние FSM переходит из состояния “Вне обслуживания” при приеме от системы эксплуатационного управления примитива MDU–start_traffic.

 

Занятие 6 Протокол управления (CONTROL PROTOCOL)

30

“Ожидание подтверждения” (AN2/LE2). В это состояние FSM переходит, когда по звену уровня 2 CONTROL_DL передано сообщение COMMON CONTROL.

6.5 Семантика сообщений и процедуры

Сообщения PORT CONTROL поддерживают блокировку и разблокировку всех портов ТфОП, ISDN и портов, связанных с арендованными линиями, а также ряд функций, специфических для портов ISDN: активизацию и деактивизацию, индикацию ошибок и рабочих характеристик, блокировку/разблокировку D-канала. В связи с этим в сообщения могут вводиться соответствующие необязательные информационные элементы. Например, сообщение PORT CONTROL содержит информационный элемент “Оценка характеристик работы” (Performance_ grading).

Возможна ситуация, когда порт поврежден или находится на техническом обслуживании и, следовательно, должен быть заблокирован. Алгоритм блокировки порта зависит от того, какая сторона интерфейса V5 является ее инициатором.

Сеть доступа не всегда осведомлена о том, занят или нет пользовательский порт, поскольку сигнализация ISDN не интерпретируется и поскольку некоторые порты ISDN могут быть активными, даже когда отсутствует сигнализация или нагрузка. Исчерпывающие сведения о состоянии портов имеются только на АТС. Поэтому когда инициатором блокировки порта является сеть доступа, она запрашивает об этом АТС, передавая свой запрос в сообщении AN/PORT CONTROL: block_request. АТС может, либо немедленно, либо сразу же после освобождения порта, ответить сообщением LE/PORT CONTROL: block, указывающим, что она заблокировала порт. Сеть доступа может затем передать свое сообщение AN/PORT CONTROL: block без опасности нарушить обслуживание вызовов.

Если АТС не отвечает на сообщение AN/PORT CONTROL: block_request в течение некоторого времени, сеть доступа может передать сообщение AN/PORT CONTROL: block с риском нарушить текущие связи пользователей.

АТС не должна передавать запрос блокировки в сеть доступа, поскольку она может блокировать порт без нарушения текущих связей, т.к. она знает об их состоянии. Инициируя блокировку порта, АТС сразу передает сообщение PORT CONTROL: block.

Чтобы разблокировать порт, обе стороны должны передать и принять сообщение PORT CONTROL: unblock. Разблокировка отменяется, если с любой стороны передается сообщение PORT CONTROL: block, или если сеть доступа, приняв сообщение PORT CONTROL: unblock, передает сообщение AN/PORT CONTROL: block_request.

Чтобы предотвратить перегрузку С-канала, содержащего С-пути типа Ds, нужно, чтобы станция могла запросить в сети доступа блокировку сигналов по D-каналу определенного пользовательского порта ISDN. С этой целью АТС передает сообщение LE/PORT CONTROL: D-channel_block (блокировать D-канал), а по окончании перегрузки – сообщение LE/PORT CONTROL: D-channel_unblock (разблокировать D-канал).

Для активизации и деактивизации портов базового доступа ISDN предусматриваются следующие сообщения. Если активизaция происходит по инициативе пользователя, то к АТС от сети доступа передается сообщение AN/PORT CONTROL: activation_initiated_by_user (активизaция инициирована пользователем). Как правило, АТС отвечает сообщением LE/PORT CONTROL: activate_access (активизировать доступ), которое приводит к передаче соответствующего сигнала от сети к пользователю. Пользователь получает и тактовый синхросигнал, после чего к АТС передается сообщение AN/PORT CONTROL: access_activated (доступ активизирован). Если aктивизация производится по инициативе АТС, то от нее к сети доступа передается сообщение LE/PORT CONTROL: activate_access.

Деактивизaцию доступа АТС запрашивает сообщением LE/PORT CONTROL: deactivate_access (деактивизировать доступ). В ответ к АТС передается сообщение AN/PORT CONTROL: access_ deactivated (доступ деактивизирован).

Сообщения COMMON CONTROL обеспечивают проверку согласованности наборов данных по обе стороны интерфейса V5, рестарт протокола ТфОП, а также внесение изменений в конфигурацию на любой стороне интерфейса.

 наверх...

Занятие 6 Протокол управления (CONTROL PROTOCOL)

31

В ряде случаев может понадобиться принудительно возвратить протокол ТфОП в исходное состояние. Для самого протокола ТфОП это более сложная проблема, чем для других протоколов V5, поскольку сообщения этого протокола содержат информацию пользовательских портов, которые не предусматривают общего рестарта самого протокола. Если любая сторона интерфейса инициирует перезапуск протокола ТфОП, она передает сообщение COMMON CONTROL: restart_ request. Принимающая сторона должна подтвердить его прием передачей в обратном направлении сообщения COMMON CONTROL ACK: restart_request (т.е. с тем же информационным элементом) и передать системе эксплуатационного управления MDU с тем же информационным элементом. Такая избыточность подтверждений (на уровне 2 плюс квитирование на уровне 3) обусловлена тем, что рестарт протокола ТфОП может повлиять на обслуживание нескольких тысяч пользователей.

Сообщения общего управления, связанные с реконфигурацией интерфейса, содержат информационный элемент “Вариант”, в котором указывается номер предлагаемого варианта конфигурации. Сообщения COMMON CONTROL: not_ready_for_reprovisioning (к реконфигурации не готов) и COMMON CONTROL: cannot_reprovision (реконфигурация невозможна) содержат также информационный элемент Rejection_cause (причина отказа). Сообщения COMMON CONTROL: variant_and_interface_ID (вариант и идентификатор интерфейса) содержат информационный элемент “Идентификатор интерфейса”.

Для протокола управления определены процедуры двух типов:

-       процедуры, относящиеся к порту    – для каждого порта ТфОП и ISDN существует свой логический объект протокола управления;

-       процедуры общего управления  –  существует только один логический объект, работающий с этими процедурами.

В дополнение к названным процедурам, предусмотрены процедуры обработки ошибочных ситуаций, применяемые к каждому сообщению, которое получает логический объект протокола управления, перед тем, как будет продолжена его дальнейшая обработка. Эти процедуры, количество которых равно десяти, проверяют структуру, наличие (или отсутствие), и порядок следования информационных элементов в сообщениях. Вначале проверяется присутствие и семантическая корректность дискриминатора протокола, адреса уровня 3, типа сообщения. После этого инициируются (в указанном ниже порядке) процедуры, проверяющие:

-  отсутствие повторяющихся обязательных/необязательных информационных элементов;

-  факты пропуска обязательных информационных элементов;

-  наличие неопознанных (не специфицированных) информационных элементов;

-  наличие ошибок в содержании обязательных и необязательных информационных элементах;

-   наличие необязательных информационных элементов в количестве, большем, чем это
определено для данного сообщения;

-  отсутствие таких необязательных информационных элементов, которые в данном сообщении
должны присутствовать.

Об обнаруженных ошибках сообщается системе эксплуатационного управления, которая принимает решение о целесообразности дальнейшей обработки сообщения.

Контрольные вопросы

1.       Опишите логический объект протокола управления уровня 3.

2.       Поясните назначение, использование и структуру сообщений общего управления.

3.             Поясните назначение, использование и структуру сообщений управления портами.

4.       Назовите   сообщения,   примитивы   и   таймеры   FSM   общего   управления   и   поясните   их функциональное назначение.

5.       Назовите сообщения, сигналы FE, примитивы и таймеры FSM управления портами и поясните их функциональное назначение.

6.       Дайте характеристику процедур протокола. Типы процедур. Процедуры обработки ошибочных ситуаций

  наверх...

Занятие 6 Протокол управления (CONTROL PROTOCOL)

32

Рисунок 7.1 - Функциональная модель управления трактом интерфейса V5.2

Информационный обмен каждого из FSM управления трактом (на стороне AN и LE) со своим FSM уровня 1 ведется посредством примитивов МРН, а со средствами эксплуатационного управления – с помощью блоков данных MDU. Для связи с FSM управления трактом на другой стороне интерфейса используются сигналы FE, которые транспортируются протоколом уровня 3. Кроме этого, логический объект протокола управления трактом передает MDU к средствам эксплуатационного управления для поддержки процедур обработки ошибок протокола.

В связи с тем, что интерфейс V5.2 содержит несколько ИКМ-трактов, необходима проверка соответствия идентификаторов любого тракта на обеих сторонах интерфейса, для чего предусматривается специальная процедура (рисунок 7.2). Любая из сторон может передать запросить у другой стороны идентификатор тракта. Другая сторона передает в нулевом канальном интервале тракта с адресом, указанным в сообщении, специальный сигнал (биту Sa7 присвоено значение “0”). В случае коллизии запрос идентификации тракта со стороны LE имеет приоритет перед запросом со стороны AN. Эта процедура применима ко всем трактам, включая Первичный и Вторичный тракты протокола защиты. Идентификация тракта может проводиться, в частности, и после реконфигурации интерфейса.

                                                                                                                            33

Занятие 7 Протокол управления трактами

7.3 Спецификация сообщений протокола управления трактами

Формат сообщений протокола управления трактами должен соответствовать общей структуре сообщений интерфейса V5 (Занятие 2). Список сообщений приведен в таблице 7.2, а затем описывается структура каждого сообщения.

 

Занятие 7 Протокол управления трактами

34

Сообщение LINK CONTROL передает либо AN, либо LE информацию, необходимую для управления одним трактом интерфейса, а сообщение LINK CONTROL ACK информирует AN или LE о необходимости немедленно подтвердить прием сообщения LINK CONTROL.

Сообщения протокола управления трактами имеют структуру, соответствующую общей структуре сообщений интерфейса V5, но не содержат необязательных информационных элементов. Среди обязательных информационных элементов протокола присутствуют уже описанные в предыдущих занятиях “Дискриминатор протокола”, “Адрес уровня 3” и “Тип сообщения”. Четвертым обязательным информационным элементом является 3-х байтовый элемент “Функция управления трактом”.

Информационный элемент "Адрес уровня 3" используется для идентификации того тракта 2048 кбит/с, которому предназначается сообщение. Он является вторым информационным элементом сообщения. Для любого тракта поле “Адрес_Уровня_3” должно иметь то же самое значение, что и поле идентификатора тракта в информационном элементе идентификации канального интервала, используемом протоколом ВСС.

Информационный элемент "Функция управления трактом" идентифицирует функцию управления трактом, которую активизирует сообщение.

наверх...

7.4 FSM управления трактом

Состояния FSM протокола управления трактами на сторонах AN и LE можно разделить на две группы: Рабочее и Нерабочее.

В группу Нерабочее входят 5 следующих состояний:

-  отказ тракта (0.1)

-  отказ тракта и блокировка (0.2)

-  блокировка тракта (1.0)

-  местная разблокировка тракта (1.1)

-  дистанционная разблокировка тракта (1.2) Это разделение на состояния позволяет упростить координацию двух FSM управления трактом

в процессе разблокировки и гарантировать подтверждение разблокировки обеими сторонами перед переходом в рабочее состояние.

Блоки данных MDU-LUBI и MDU-LBI используются обоими FSM управления трактом для передачи средствам эксплуатационного управления информации о переходе тракта в рабочее и в нерабочее состояние, соответственно.

На стороне AN разблокировка тракта, как и его отложенная блокировка, требует подтверждения. Немедленная блокировка производится без подтверждения.

В группу Рабочее входят 3 следующих состояния:

-  тракт в работе (2.0)

-  дистанционная идентификация тракта (2.1)

-  местная идентификация тракта (2.2) Все три состояния с точки зрения управления трактом рассматриваются как рабочие. За

инициирование любого действия, зависящего от состояния тракта, несут ответственность средства эксплуатационного управления.

FSM на стороне AN и на стороне LE отражает состояния только одного тракта интерфейса V5.2. Для адекватного отображения условий с отказом уровня 1 тракта и с блокировкой тракта введено состояние “комбинированных условий” 0.2. Если при наличии отказа на уровне 1 от средств эксплуатационного управления поступает запрос блокировки, то на встречную сторону дается соответствующая индикация, и происходит переход FSM в состояние 0.2. После восстановления уровня 1 тракта FSM управления трактом переходит в состояние блокировки, при этом средствам эксплуатационного управления передается MDU-LBI для координации разблокировки, если это потребуется.

 

Занятие 7 Протокол управления трактами

35

Эта же процедура используется и для координированного восстановления после нарушения работы средств эксплуатационного управления, например, из-за утраты возможности передавать управляющие данные вследствие отказа уровня 1 или потери данных о статусе этих средств после перезапуска.

При наличии отказа уровня 1 запрос разблокировки любой стороной рассматривается как нарушение работы средств эксплуатационного управления, и FSM управления трактом должен в этом случае перейти в состояние 0.2, чтобы начать координированную разблокировку после восстановления уровня 1. То же самое рекомендуются для случая, когда в условиях отказа уровня 1 FSM принимает FE-IDReq.

Начнем рассмотрение с состояний FSM управления трактом на стороне AN

Нерабочее (AN_Link0 и AN_Link1): тракт находится в состоянии отказа на уровне 1 или в состоянии блокировки. Следовательно, физические C-каналы этого тракта не могут использоваться для организации в них логических C-каналов или находиться в резерве. Ни один канальный интервал не может использоваться как несущий канал для обслуживания вызова. Запрос идентификации такого тракта отклоняется.

“Отказ тракта” (AN0.1)

FSM уровня 1 дал индикацию устойчивой потери работоспособности уровня 1 (с помощью примитива MPH-DI).

“Отказ тракта и блокировка” (AN0.2)

FSM уровня 1 дал индикацию (примитив MPH-DI) устойчивой утраты работоспособности уровня 1 из-за блокировки тракта, или из-за действий, инициированных средствами эксплуатационного управления или стороной LE и связанных с нарушением согласованной работы FSM управления трактом на разных сторонах интерфейса.

“Блокировка тракта” (AN1.0)

Тракт находится в нерабочем состоянии, и ни одна из сторон не начала разблокировку.

“Местная разблокировка тракта” (AN1.1)

AN инициировала разблокировку тракта, передав FE302, и ожидает подтверждения от LE.

“Дистанционная разблокировка тракта” (AN1.2)

LE инициировала разблокировку тракта, передав FE301, и ожидает подтверждения от AN. Примечание:        Состояния   AN1.1    и    AN1.2    обеспечивают   возможность   синхронизации разблокировки трактов. Сторона AN может находиться в этих состояниях неопределенно долго.

“Тракт в работе” (AN2.0)

С точки зрения функций управления трактом и функций уровня 1, тракт готов выполнять свои функции. Может потребоваться проведение процедуры идентификации с целью верифицировать непрерывность тракта.

“Дистанционная идентификация тракта” (AN2.1)

Сторона LE инициировала идентификацию тракта и FSM уровня 1 (после подтверждения средствами эксплуатационного управления) получил указание присвоить значение “0” биту идентификации тракта Sa7. AN ожидает сигнал FE об окончании идентификации.

“Местная идентификация тракта” (AN2.2)

Средства эксплуатационного управления AN инициировали идентификацию тракта и ожидают либо FE-IDAck от LE, либо, если он уже был принят, индикацию идентификации тракта или невозможности идентификации тракта (в ответ на MPH-IDR). Прием FE-IDAck или результата попытки идентифицировать тракт ведет к передаче соответствующей информацию средствам эксплуатационного управления и к окончанию процедуры идентификации.

Теперь рассмотрим состояния FSM управления трактом на стороне LE.

Нерабочее (LE_Link0 и LE_Link1): тракт находится в состоянии отказа на уровне 1 или в состоянии блокировки. Следовательно, физические C-каналы этого тракта не могут быть использованы для организации в них логических C-каналов или в качестве резервных. Ни один канальный интервал этого тракта не может использоваться как несущий канал для обслуживания вызова. Запрос идентификации этого тракта отклоняется.

“Отказ тракта” (LE0.1)

FSM уровня 1 дал индикацию устойчивой потери работоспособности уровня 1 (с помощью примитива MPH-DI).

“Отказ тракта и блокировка” (LE0.2)

FSM уровня 1 дал индикацию (примитив MPH-DI) устойчивой утраты работоспособности уровня 1 из-за блокировки тракта, или из-за действий, инициированных средствами эксплуатационного управления или стороной LE и связанных с нарушением согласованной работы FSM управления трактом на разных сторонах интерфейса.

 

Занятие 7 Протокол управления трактами

36

“Блокировка тракта” (LE1.0)

Тракт находится в нерабочем состоянии, и ни одна из сторон не начала разблокировку.

“Местная разблокировка тракта” (LEk1.1)

LE инициировала разблокировку, передав FE301, и ожидает подтверждения от AN.

“Дистанционная разблокировка тракта” (LE1.2)

AN инициировала разблокировку, передав FE302, и ожидает подтверждения от LE. Причем состояния LE1.1 и LE1.2 обеспечивают возможность синхронизации разблокировки. Сторона LE может находиться в этих состояниях неопределенно долго.

“Тракт в работе” (LE2.0)

С точки зрения функций управления трактом и функций уровня 1, тракт готов выполнять свои функции. Может потребоваться проведение идентификации с целью верифицировать непрерывность тракта. Решения об этом принимают средства эксплуатационного управления.

“Дистанционная идентификация тракта” (LE2.1)

Сторона AN инициировала идентификацию тракта и, после подтверждения средствами эксплуатационного управления, FSM уровня 1 получил указание присвоить значение “0” биту идентификации тракта Sa7. Сторона LE ожидает сигнал FE об окончании идентификации.

“Местная идентификация тракта” (LE2.2)

Средства эксплуатационного управления LE инициировали идентификацию тракта и ожидают либо сигнал FE-IDAck от AN, либо, если он уже был принят, индикацию идентификации (или невозможности идентификации) тракта. Прием FE-IDAck или результата идентификации тракта влечет за собой передачу соответствующей информации средствам эксплуатационного управления и окончание процедуры идентификации.

7.5  FSM протокола управления трактами

В связи с тем, что протокол управления трактами является симметричным, FSM сторон AN и LE имеют одинаковое число и семантику состояний и процедуры, которые можно применять как со стороны AN, так и со стороны LE. Определены следующие состояния.

“Вне обслуживания” (AN0/LE0)

В это состояние FSM переходит сразу после запуска или после приема MDU-stop_traffic от средств эксплуатационного управления.

“В обслуживании” (AN1/LE1)

Переход в это состояние происходит тогда, когда FSM протокола управления, находясь в состоянии “Вне обслуживания”, принимает от средств эксплуатационного управления примитив MDU-start_traffic.

“Ожидание LINK CONTROL ACK” (AN2/LE2)

Переход в это состояние происходит тогда, когда сообщение LINK CONTROL было передано на 2-ой уровень для передачи на другую сторону интерфейса.

7.6  Таймеры протокола управления трактами

Таймер протокола управления трактами на сторонах AN и LE всего один и составляет 1 секунду. Причина пуска таймера - передача сообщения LINK CONTROL, а его остановка при приеме сообщения LINK CONTROL ACK.

7.7  Процедуры протокола управления трактами

Протокол управления трактами симметричен, т.е. его процедуры в равной степени применимы к сторонам AN и LE. Логический объект протокола управления трактами существует для каждого ИКМ-тракта.

Поскольку процедуры в один и тот же момент времени могут обрабатывать только одно сообщение, сигнал FE или примитив MDU-CTRL, необходимо предусмотреть для логического объекта каждого тракта в AN и LE память для хранения дальнейших сообщений (сигналов, примитивов) для передачи их на противоположную сторону в порядке их приема от FSM. Они будут передаваться, когда соответствующий FSM перейдет в состояние 1.

Каждое сообщение, принятое логическим объектом, перед его дальнейшей обработкой обязательно проходит процедуры проверки ошибок в структуре (защиты от ошибочных ситуаций). К этим процедурам относятся следующие семь процедур:

-   проверка   наличия/отсутствия   ошибок   в   обязательных   информационных   элементах “Дискриминатор протокола”, “Адрес уровня 3” и “Тип сообщения”;

  Занятие 7 Протокол управления трактами

-  проверка присутствия повторяющихся информационных элементов;

-  проверка отсутствия обязательного информационного элемента;

-  проверка наличия неопознанных информационных элементов;

-  проверка наличия ошибок в содержании обязательных информационных элементах. При обнаружении ошибки или несоответствия в информационных элементах, логический объект

протокола управления трактами во всех случаях должен передать примитив MDU-link_control (protocol_error_indication) средствам эксплуатационного управления. Все сообщения, содержащие обнаруженные ошибки или несоответствия, игнорируются. Исключением является наличие неопознанных информационных элементов. В этом случае после передачи примитива MDU-link_control (protocol_error_indication) из сообщения удаляются неопознанные элементы, и продолжается его дальнейшая обработка.

После прохождения названных проверок могут выполняться остальные процедуры, перечисляемые ниже.

Процедура индикации начала обслуживания трафика должна выполняться, когда логический объект, находясь в состоянии “Вне обслуживания” (AN0), получает от средств эксплуатационного управления примитив MDU- start_traffic. При этом логический объект должен перейти в состояние “В обслуживании” (AN1).

Процедура индикации окончания обслуживания трафика должна выполняться, когда логический объект, находясь в состоянии “В обслуживании” (AN1) или в состоянии “Ожидание LINK CONTROL ACK” (AN2), получает от средств эксплуатационного управления примитив MDU-stop_traffic. При этом логический объект должен перейти в состояние “Вне обслуживания” (AN0).

Процедуры, обеспечивающие взаимодействие логических объектов по обе стороны интерфейса между собой и со средствами эксплуатационного управления должны подчиняться следующим общим правилам.

Когда логический объект протокола управления трактами находится в состоянии “В обслуживании” (или в состоянии “Ожидание LINK CONTROL ACK”) и получает сообщение LINK CONTROL, он должен передать сообщение LINK CONTROL ACK на противоположную сторону, а также FE с адресом уровня 3 в FSM протокола управления, содержащие то же значение информационного поля “Функция_управления_трактом”, что и в сообщении LINK CONTROL.

Когда логический объект протокола управления трактами находится в состоянии “В обслуживании” и получает сигнал FE от FSM протокола управления, он должен передать на противоположную сторону сообщение LINK CONTROL с информацией этого сигнала и с адресом уровня 3, запустить таймер и перейти в состояние “Ожидание LINK CONTROL ACK”.

Взаимодействие со средствами эксплуатационного управления на обеих сторонах интерфейса происходит только через FSM управления трактом. Таковы общие правила взаимодействия логических объектов интерфейса между собой и с названными средствами при помощи процедур протокола.

Процедуры блокировки и разблокировки трактов имеют некоторые особенности: блокировка может выполняться либо немедленно, либо с задержкой, а разблокировка должна быть координированной.

Процедура немедленной блокировки тракта запрашивается стороной AN, а сторона LE дает (или не дает) разрешение. При этом, если в тракте имеются активные C-каналы, средства эксплуатационного управления стороны LE должны, используя протокол защиты, перевести логические C-каналы в резервные физические C-каналы, затем освободить все коммутируемые соединения в этом тракте, перевести полупостоянные и некоммутируемые соединения на другие тракты этого же V5.2-интерфейса и передать FE303 (Link bloc indication) стороне AN. Если сторона LE не дает разрешение, она передает стороне AN сигнал FE301 (Link unbloc indication).

Сторона LE может инициировать немедленную блокировку (выполнив все необходимые действия), передав стороне AN сигнал FE303 (Link bloc indication).

Если сторона LE не дала разрешения, а стороне AN это совершенно необходимо (например, произошел отказ), то она может немедленно заблокировать тракт, передав при этом стороне LE сигнал FE306 (Link bloc non-deferred).

Процедуру отложенной блокировки тракта сторона AN запрашивает путем передачи стороне LE сигнала FE305 (Link bloc deferred). В этом случае средства эксплуатационного управления стороны LE не должны занимать свободные канальные интервалы этого тракта и должны дождаться освобождения занятых канальных интервалов. После этого необходимо обеспечить защиту логических C-каналов и всех полупостоянных и некоммутируемых соединений (если это требуется) и передать стороне AN сигнал FE303 (Link bloc indication).

 

Занятие 7 Протокол управления трактами

38

Контрольные вопросы

1.       Опишите функциональную модель протокола управления трактами.

2.       Составьте описание логического объекта протокола управления трактами.

3.       Назовите сообщения, сигналы FE, примитивы и таймеры FSM управления трактом.

4.       Назовите сообщения, сигналы FE и таймеры конечного автомата FSM протокола управления трактами.

5.       Поясните функциональное назначение FE, примитивов и таймеров FSM протокола управления трактами.

6.       Дайте характеристику процедур протокола. Типы процедур. Процедуры обработки ошибочных ситуаций.

Занятие 8 Протокол назначения несущих каналов (BCC PROTOCOL)

8.1 Основы протокола BCC

Протокол назначения несущих каналов (ВСС – Bearer Channel Connection) предоставляет АТС средства, позволяющие ей запрашивать у сети доступа создание и разрушение соединений между определенными пользовательскими портами и определенными канальными интервалами ИКМ-трактов интерфейса V5.2. Иными словами, протокол BCC обеспечивает управление соединениями между пользовательскими портами сети доступа и несущими каналами интерфейса V5.2. Такие соединения удобно называть B-соединениями.

Протокол реализует функции назначения/отмены назначения несущих каналов интерфейса V5.2 и функции проверки В-соединений, выполняемые независимыми процессами. Один пользовательский порт может обслуживаться одновременно более чем одним процессом.

Процесс назначения. Это – процедура протокола ВСС, определяющая действия сети доступа и АТС с целью назначить определенное количество несущих каналов в интерфейсе V5.2 для определенного пользовательского порта. Процесс имеет ограниченное время жизни и завершается либо по окончании назначения, либо если попытка назначения оказалась неудачной. В последнем случае соответствующая информация передается менеджеру ресурсов в АТС.

Процесс отмены назначения. Это – процедура протокола ВСС, определяющая действия сети доступа и АТС с целью отменить назначение определенного количества несущих каналов в интерфейсе V5.2 для определенного пользовательского порта. Процесс имеет ограниченное время жизни и завершается либо после отмены назначения, либо если попытка отменить назначение оказалась неудачной. В последнем случае соответствующая информация передается менеджеру ресурсов в АТС.

 

Занятие 8 Протокол назначения несущих каналов

39

Процесс проверки. Это – процедура протокола ВСС, определяющая действия сети доступа и АТС с целью проверить идентификацию несущего канала в интерфейсе V5.2 и его подключение к пользовательскому порту (т.е. наличие B-соединения). Процесс завершается после приема результатов проверки со стороны AN. Результаты проверки передаются менеджеру ресурсов в LE.

Для идентификации процесса ВСС ему присваивается ссылочный номер, кодируемый двоичным кодом.

Типы B-соединений

Протокол BCC поддерживает B-соединения трех типов:

а) соединения в АТС и в интерфейсе V5.2, создаваемые оперативно для обслуживания каждого
вызова ТфОП и ISDN с концентрацией трафика на стороне сети доступа;

б) соединения, создаваемые в АТС оперативно для каждого вызова, но использующие в сети
доступа постоянные соединения, которые закрепляются в интерфейсе V5.2 за линиями ТфОП и
ISDN с высокой нагрузкой (например, линиями УАТС) и за такими линиями, блокировка которых в
сети доступа или в интерфейсе V5.2 недопустима (например, за линиями охранной сигнализации);

в) полупостоянные соединения, устанавливаемые в сети доступа и в АТС для поддержки услуг
полупостоянных арендованных линий.

Для B-соединений типа (а) протокол ВСС используется в начале и в конце обслуживания каждого вызова, а управление соединением абонента ТфОП или ISDN производится со стороны АТС. Для B-соединений типов (б) и (в) процедуры протокола ВСС проводятся под контролем системы эксплуатационного управления АТС (например, через интерфейс Q_LE), которая не назначает для линий канальных интервалов или ИКМ-трактов интерфейса V5, но должна получать об этом информацию. Для B-соединений этих типов система эксплуатационного управления АТС специфицирует пользовательский порт ТфОП или канал порта ISDN.

Интерфейс V5.2 имеет возможность создавать и разрушать многоканальные B-соединения nx64 кбит/с (n может иметь значение от 1 до 30) для поддержки услуг с использованием каналов H0 и H12 и будущих широкополосных услуг. Такие B-соединения могут быть всех трех типов. Каналы H0 и H11 DSS1 должны быть “невидимы” для интерфейса V5 и поддерживаться прозрачно как n соединений каналов 64 кбит/с. Мультимедийные соединения также должны быть “невидимы” для интерфейса V5 и обрабатываться прозрачно как несколько независимых соединений.

Протокол ВСС поддерживает только соединения между пользовательскими портами сети доступа (или канальными интервалами портов ISDN) и канальными интервалами интерфейса V5.2. Соединения “порт AN – порт AN” протоколом не поддерживаются. (Это не исключает возможность устанавливать такие соединения полностью под управлением сети доступа, например, когда эта сеть изолирована от АТС в результате отказа интерфейса V5.2.)

Функциональная модель протокола ВСС приведена на рисунке 8.1

 

Занятие 5 Национальный мэппинг. Потоковые диаграммы

22

 

Занятие 8 Протокол назначения несущих каналов

 

40

8.2 Сообщения протокола ВСС

Полная спецификация каждого сообщения содержит:

а) краткое описание сообщения;

б)   таблицу, отражающую содержание сообщения, где перечислены информационные
элементы в порядке их появления в сообщении (этот порядок используется для сообщений всех
типов).

Для каждого информационного элемента в таблице указывается:

-  направление, в котором этот элемент может быть передан, т.е. от сети доступа к АТС, от АТС к сети доступа или оба направления;

-  обязательность ("М") или необязательность ("О") присутствия элемента в сообщении;

- длина информационного элемента в байтах.
Ниже приводятся краткие описания сообщений протокола ВСС.

ALLOCATION (назначение).

Это сообщение используется стороной LE для того, чтобы назначить для определенного пользовательского порта один или несколько несущих каналов интерфейса V5.2. Если назначение несущих каналов производится для одного B-канала порта ISDN, LE должна указать тот канальный интервал в интерфейсе, который будет использоваться этим B-каналом. Для поддержки ISDN-услуг ”nx64 кбит/c” сообщение ALLOCATION позволяет для n B-каналов порта ISDN назначить соответствующего размера блок канальных интервалов интерфейса V5.2.

ALLOCATION COMPLETE (назначение выполнено)

Это сообщение используется стороной AN для индикации стороне LE успешного назначения несущих каналов для пользовательского порта.

ALLOCATION REJECT (в назначении отказано)

Это сообщение используется стороной AN для индикации стороне LE отказа в назначении несущих каналов для пользовательского порта.

DE-ALLOCATION (отмена назначения)

Это сообщение используется стороной LE для запроса отменить на стороне AN назначение пользовательскому порту одного или нескольких несущих каналов интерфейса V5.2. Это сообщение позволяет также отменить назначение блока несущих каналов для поддержки высокоскоростных (nх64 кбит/с) услуг.

DE-ALLOCATION COMPLETE (назначение отменено)

Это сообщение используется стороной AN для передачи стороне LE информации о том, что отмена назначения несущих каналов пользовательскому порту успешно завершена.

DE-ALLOCATION REJECT (в отмене назначения отказано)

Это сообщение используется стороной AN для индикации стороне LE того, что отмена назначения несущих каналов пользовательскому порту не выполнена.

AUDIT (проверка)

Это сообщение используется стороной LE, чтобы запросить у стороны AN информацию, которой не достает для идентификации В-соединения 64 кбит/с. Сообщение позволяет запросить такую информацию, как идентификация пользовательского порта вместе с идентификацией канала порта ISDN, или проверить такую имеющуюся на стороне AN информацию, как идентификация канального интервала интерфейса V5.2.

AUDIT COMPLETE (проверка выполнена)

С помощью этого сообщения AN передает LE результат проверки В-соединения на основе частичных данных о нем, полученных в сообщении AUDIT, то есть либо информацию, идентифицирующую В-соединение полностью, либо сведения о том, что такого В-соединения не существует.

AN FAULT (неисправность в сети доступа)

Этим сообщением AN информирует LE о том, что из-за внутреннего отказа в AN нарушено одно определенное В-соединение 64 кбит/с, и обеспечивает LE информацией, необходимой ей для идентификации всех данных об этом соединении.

AN FAULT ACKNOWLEDGE (подтверждение приема AN FAULT)

Передача со стороны LE этого сообщения только подтверждает, что было получено сообщение AN FAULT, но не означает, что были предприняты какие-либо действия.

PROTOCOL ERROR (ошибка протокола)

Этим сообщением AN информирует LE о том, что в принятом сообщении содержится ошибка.

 

Занятие 8 Протокол назначения несущих каналов

41

8.4 Описание состояний логического объекта протокола BCC

Состояния логического объекта BCC на стороне AN

РАБОЧЕЕ (ANВсс0). Протокол ВСС на стороне AN является ведомым со стороны LE, т.е. процессы протокола ВСС (назначение, отмена назначения и проверка) инициируются стороной LE. Для всех этих процессов существует только одно состояние логического объекта ВСС на стороне AN – “Рабочее”.

ОТКАЗ В AN (ANВсс1). Логический объект протокола ВСС переходит в это состояние после передачи сообщения AN FAULT. Сторона AN ожидает сообщение AN FAULT ACKNOWLEDGE до тех пор, пока не сработает таймер Tbcc5.

Состояния логического объекта BCC на стороне LE

“НУЛЕВОЕ” (LEВсс0). Логический объект находится в этом состоянии, когда еще не были запущены процедуры назначения или отмены назначения несущих каналов.

“ОЖИДАНИЕ НАЗНАЧЕНИЯ” (LEВсс1). Логический объект переходит в это состояние после передачи сообщения ALLOCATION. Сторона LE ожидает приема сообщения ALLOCATION COMPLETE или сообщения ALLOCATION REJECT до срабатывания таймера Tbcc1. В этом состоянии возможно получение внутреннего запроса отмены назначения.

“ОТМЕНА НАЗНАЧЕНИЯ” (LEBcc2). Логический объект переходит в это состояние после передачи сообщения DE-ALLOCATION в состоянии “ОЖИДАНИЕ НАЗНАЧЕНИЯ” (LEBcc1) и ожидает приема сообщения DE-ALLOCATION COMPLETE или DE-ALLOCATION REJECT до срабатывания таймера Tbcc2.

“ОЖИДАНИЕ ОТМЕНЫ НАЗНАЧЕНИЯ” (LEBcc3). Логический объект переходит в это состояние после передачи сообщения DE-ALLOCATION и ожидает приема сообщения DE­ALLOCATION COMPLETE или DE-ALLOCATION REJECT до срабатывания таймера Tbcc3.