[ «Б.С. Гольдштейн ПРОТОКОЛЫ СЕТИ ДОСТУПА Том 2 МОСКВА РАДИО И СВЯЗЬ 1999 УДК 621.395.34 Г63 ББК 32.881 Гольдштейн Б. С. Протоколы сети доступа. Том 2. — М.: Радио и связь, 1999. — Г63 317 с.: ил. ISBN 5-256-01476-5 Книга ...»
Но сначала — базовые принципы.
Разработанный ITU-T протокол цифровой абонентской сигнализации №1 (DSS-1 — Digital Subscriber Signaling 1) между пользователем ISDN и сетью ориентирован на передачу сигнальных сообщений через интерфейс «пользователь—сеть» по D-каналу этого интерфейса.
Международный союз электросвязи (ITU-T) определяет канал D в двух вариантах:
а) канал 16 Кбит/с, используемый для управления соединениями по двум В-каналам;
б) канал 64 Кбит/с, используемый для управления соединениями по нескольким (до 30) Вканалам.
Концепции общеканальной сигнализации протоколов DSS-1 и ОКС-7 весьма близки, но эти две системы были специфицированы в разное время и разными Исследовательскими комиссиями ITU-T, а потому используют различную терминологию. Здесь автору немного повезло, т.к.
описания этих двух систем в книге размещены в разных томах и вряд ли самый внимательный читатель настолько хорошо помнит материал главы 10 первого тома, чтобы эти разночтения ему мешали.
Тем не менее, некоторые пояснения в отношении сходства концепций и различий в терминах DSS-1 и ОКС-7 представляются полезными. На рис. 3.1 показаны АТС ISDN, звено сигнализации ОКС-7, оборудование пользователя ISDN и D-канал в интерфейсе «пользователь— сеть». Функции D-канала сходны с функциями звена сигнализации ОКС-7. Информационные блоки в D-канале, называемые кадрами, аналогичны сигнальным единицам (SU) в системе ОКС-7.
Читателям, которые доберутся до главы 5 (QSIG) и глав 6-8 (V5), будет полезно вспомнить этот рисунок.
Рис.3.1. Функциональные объекты протоколов DSS-1 и ISUP: (а) - примитивы DSS-1 и (б) — примитивы ОКС- Архитектура протокола DSS-1 разработана на основе семиуровневой модели взаимодействия открытых систем (модели OSI) и соответствует ее первым трем уровням. В контексте этой модели пользователь и сеть именуются системами, а протокол, как это имело место, например, для ОКС-7 в томе 1, определяется спецификациями:
• процедур взаимодействия между одними и теми же уровнями в разных системах, определяющих логическую последовательность событий и потоков сообщений;
• форматов сообщений, используемых для процедур организации логических соединений между уровнем в одной системе и соответствующим ему уровнем в другой системе. Форматы определяют общую структуру сообщений и кодирование полей в составе сообщений;
• примитивов, описывающих обмен информацией между смежными уровнями одной системы. Благодаря спецификациям примитивов интерфейс между смежными уровнями может поддерживаться стабильно, даже если функции, выполняемые одним из уровней, изменяются.
Последующие параграфы главы описывают DSS-1 именно в терминах процедур, форматов сообщений и примитивов.
Уровень 1 (физический уровень) протокола DSS-1 содержит функции формирования каналов В и D, определяет электрические, функциональные, механические и процедурные характеристики доступа и предоставляет физическое соединение для передачи сообщений, создаваемых уровнями 2 и 3 канала D. К функциям уровня 1 относятся:
• подключение пользовательских терминалов ТЕ к шине S-интерфейса с доступом к каналам В и D;
• подача электропитания от АТС для обеспечения телефонной связи в случае отказа местного питания;
• обеспечение работы в режиме «точка—точка» и в многоточечном вещательном режиме.
Некоторые элементы физического уровня протокола DSS-1 уже были рассмотрены в предыдущей главе. Там же упоминались два вида доступа: базовый доступ с двумя В-каналами (64 Кбит/с каждый) и сигнальным D-каналом (16 Кбит/с) и первичный доступ — тридцать Вканалов и один D-канал 64 Кбит/с.
Уровень 2 звена, известный также под названием LAPD (link access protocol for D-channels), обеспечивает использование D-ка-нала для двустороннего обмена данными при взаимодействии процессов в терминальном оборудовании ТЕ с процессами в сетевом окончании NT. Протоколы уровня 2 предусматривают мультиплексирование и цикловую синхронизацию для каждого логического звена связи, поскольку уровень 2 обеспечивает управление сразу несколькими соединениями звена данных в канале D. Кроме того, функции уровня 2 включают в себя управление последовательностью передачи для сохранения очередности следования сообщений через соединение, а также обнаружение и исправление ошибок в этих сообщениях.
Формат сигналов уровня 2 — это кадр. Кадр начинается и заканчивается стандартным флагом и содержит в адресном поле два важнейших идентификатора — идентификатор точки доступа к услугам (SAPI) и идентификатор терминала (TEI).
SAPI используется для идентификации типов услуг, предоставляемых уровню 3, и может иметь значения от 0 до 63. Значение SAPI=0, например, используется для идентификации кадра, который применяется для сигнализации. Возможные значения SAPI будут рассмотрены в этой главе позднее.
TEI используется для идентификации процесса, обеспечивающего предоставление услуги связи определенному терминалу. TEI может иметь любое значение от 0 до 126, позволяя идентифицировать до 127 различных процессов в терминалах ТЕ. В базовом доступе эти процессы могут распределяться между 8 терминалами, подключенными к общей пассивной шине.
Значение ТЕI=127 используется для идентификации вещательного режима (информация для всех терминалов).
Для уровня звена данных определены две формы передачи информации: с подтверждением и без подтверждения. При неподтверждаемой передаче информация уровня 3 переносится в ненумерованных кадрах, причем уровень 2 не обеспечивает подтверждение получения этих кадров и сохранение очередности их следования.
При подтверждаемой передаче информации передаваемые уровнем 2 кадры нумеруются.
Это позволяет подтверждать (квитировать) получение каждого кадра. Если обнаруживается ошибка или отсутствие кадра, осуществляется его повторная передача. Кроме того, при работе с подтверждением вводятся специальные процедуры управления потоками, предохраняющие от перегрузки оборудование сети или пользователя. Передача с подтверждением применима только к режиму «точка—точка».
Уровень 3 (сетевой уровень) предполагает использование следующих протоколов:
• протокол сигнализации, определенный в рекомендации I.451 или Q.931 (эти две рекомендации идентичны). В этом случае SAPI=0, а протокол сигнализации используется для установления и разрушения базовых соединений, а также для предоставления дополнительных услуг;
• протокол передачи данных в пакетном режиме, определенный в рекомендации Х.25 и рассмотренный в главе 9 данной книги. В этом случае SAPI==16;
• другие протоколы, которые могут быть определены в будущем. В этих случаях для SAPI всякий раз будет устанавливаться соответствующее данному протоколу значение.
Протокол сигнализации Q.931 (уровень 3) определяет смысл и содержание сигнальных сообщений и логическую последовательность событий, происходящих при создании, в процессе существования и при разрушении соединений. Функции уровня 3 обеспечивают управление базовым соединением и дополнительными услугами, а также некоторые дополнительные к уровню 2 транспортные возможности. Примером таких дополнительных транспортных возможностей является опция перенаправления сигнальных сообщений на альтернативный Dканал (если это предусмотрено) в случае отказа основного D-канала. Все это рассматривается в следующей главе.
Необходимо сделать некоторые замечания. Материалы, изложенные в следующем параграфе, касаются, в основном, S-ин-терфейса. U-интерфейсу базового доступа было уделено внимание в предыдущей главе. В дополнение к этой главе отметим, что Международный союз электросвязи разработал две рекомендации, относящиеся к цифровой абонентской линии между интерфейсом «пользователь—сеть» и оконечной АТС. В рекомендации G.960 описываются характеристики цифрового участка абонентской линии ISDN с базовым доступом (BRA), как это представляется в опорной точке Т интерфейса «пользователь—сеть» и в опорной точке V линейного окончания LE. Другая рекомендация G.961 более детально описывает работу системы цифровой передачи в точке U. Поскольку рекомендации ITU-T ориентированы на весь мир, G. охватывает все варианты линейного кода, которые могут быть использованы в системе передачи U-интерфейса, включая MMS43 (4ВЗТ), 2В1Q, AMI, TCM (мультиплексирование со сжатием во времени) и SU32 (ЗВ2Т). Отчасти по этой причине рекомендация G.961 не является настолько завершенной и не обладает таким уровнем детализации, как равноценные ей спецификации ETSI и ANSI. В Северной Америке сетевое окончание NT1 определяется как оборудование в помещении пользователя, которое приобретается и обслуживается самим пользователем.
Интерфейс U может быть, таким образом, определен как физический интерфейс между оборудованием в помещении пользователя и оборудованием АТС ISDN и в этом качестве нуждается в стандартизации на раннем этапе развертывания ISDN для обеспечения унификации технических средств. В результате ANSI осуществил стандартизацию интерфейса U на базе стандарта Т1.601, который определяет использование системы передачи 2В1Q.
В Европе сетевое окончание NT1 находится в ведении оператора сети, им же устанавливается и обслуживается. Европейские ISDN пользуются в U-интерфейсе каклинейным кодом 2В1Q, так и кодом 4ВЗТ. Техническая рекомендация ETR 080 определяет области применения обоих кодов, но этот документ ETSI существует только как рекомендация европейским операторам сети и не является обязательным стандартом, что связано с необходимостью учитывать специальные требования, которые могут существовать в разных национальных сетях Европы. Например, характеристики линий и режимы тестирования приемопередатчика U в разных странах могут различаться, что вынуждает использовать испытательные шлейфы, которые более точно отражают существующую специфику абонентских линий национальной сети, чем испытательные шлейфы, определенные в рекомендации ETSI.
Более поздний стандарт ETS300 297 также был создан ETSI для цифрового участка, соответствующего рекомендации ITU-T G.960. Основными различиями между нормативными документами ETSI и ANSI для U-интерфейса являются спецификации тестирования, конфигурации источника питания и функции техобслуживания.
Интерфейс первичного доступа определяется в рекомендации I.431. В отличие от интерфейса базового доступа, в точках S или Т к интерфейсу может подключаться только один терминал или NT2. Что касается ограничения длины кабеля, то оно определяется величиной затухания, а не соображениями тактовой синхронизации, как это имеет место при базовом доступе. Еще одной отличительной особенностью первичного доступа является то, что процедуры активизации/деактивизации интерфейса не применяются. Интерфейс считается постоянно активным, и когда по сигнальному каналу не ведется передача кадров уровня 2, по нему должны непрерывно передаваться флаги.
3.2. ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ПРОТОКОЛА DSS- Уровень 1 (физический уровень) интерфейса базового доступа определяется в рекомендации 1.430. Как уже упоминалось в параграфе 2.2 (рис. 2.4), в базовом доступе скорость передачи на уровне 1 равна 192 Кбит/с и обеспечивает формирование двух В-каналов со скоростью передачи данных 64 Кбит/с и одного D-канала со скоростью передачи данных Кбит/с. Оставшийся ресурс скорости — 48 Кбит/с — используется для цикловой синхронизации, байтовой синхронизации, активизации и деактивизации связи между терминалами и сетевым окончанием NT. Длина цикла составляет 48 битов, а продолжительность цикла — 250 мкс. Там же, в предыдущей главе, отмечалось, что интерфейс в точке S перед передачей кадров должен проходить фазу активизации. Цель фазы активизации состоит в том, чтобы гарантировать синхронизацию приемников на одной стороне интерфейса и передатчиков на другой его стороне, что достигается обменом сигналами, называемыми INFO. Используется пять различных сигналов INFO.
Первый, INFO 0, свидетельствует об отсутствии какого-либо активного сигнала, поступающего от приемопередатчиков S-ин-терфейса, и передается в том случае, если все приемопередатчики деактивизированы. Когда терминалу ТЕ необходимо установить соединение с сетью, он инициирует активизацию S-интерфейса путем передачи сигнала INFO 1 в направлении от ТЕ к NT. В ответ на сигнал INFO 1 сетевое окончание NT передает в направлении к ТЕ сигнал INFO 2. Сигнал INFO 2 соответствует циклу, рассмотренному в предыдущей главе (рис. 2.4), со всеми битами В- и D-каналов, имеющими значение 0. Циклы INFO 2 могут предусматривать передачу информации в сверхцикловых каналах, что приводит к нескольким разным формам сигнала INFO 2. Для указания незавершенной активизации интерфейса биту А, называемому битом активизации, также присваивается значение 0, а затем, когда активизация достигнута, — значение 1. Каждый цикл INFO 2 содержит изменения полярности импульсов, создаваемые последним битом D-канала предыдущего цикла и битом цикловой синхронизации F текущего цикла, а также изменения полярности, вызываемые битом L (см. рис.2.4).
Когда в ТЕ достигается цикловая синхронизация, к NT передается сигнал INFO 3. В ответ на информацию о достижении синхронизации из NT передается сигнал INFO 4, который содержит данные В- и D-каналов и данные сверхциклового канала. Теперь интерфейс полностью активизирован циклами INFO 3 в направлении от ТЕ к NT и циклами INFO 4 в направлении от NT к ТЕ.
В том случае, когда сеть инициирует соединение с ТЕ, т.е. активизация осуществляется в направлении от NT к ТЕ, последовательность обмена сигналами почти такая же, кроме одного момента: NT выходит из исходного состояния, в котором посылался сигнал INFO 0, передавая сигнал INFO 2. Сигнал INFO 1 в этом случае не используется.
Обе описанные выше последовательности сигналов иллюстрируются примерами [72], представленными на рис. 3.2, с указанием соответствующих состояний ТЕ и NT, совпадающих с SDL-состояниями на диаграмме рис. 3.6 и 3.7. На рис. 3.2 представлены два таймера: таймер ТЗ в ТЕ и таймер Т1 в NT. Оба таймера — Т1 и ТЗ используются для выхода из тупиковой ситуации, когда, например, одна сторона вынуждена ожидать сигнал от другой стороны неопределенно долго из-за возникновения какой-либо неисправности. Значения таймеров Т1 и ТЗ назначаются оператором сети, хотя обычно для обоих таймеров выбирается значение 30 с.
Рис. 3.2. Последовательность сигналов при активизации S-интерфейса: (а) — активизация от ТЕ;
(б) — активизация от NT На рис. 3.3 представлена последовательность сигналов при деактивизации, которая во всех случаях инициируется со стороны сети. Таймер Т2 используется внутри NT для того, чтобы убедиться в полностью деактивизированном состоянии интерфейса до того, как ТЕ произведет следующую попытку перевести S-интерфейс в активное состояние. Таймер Т2 ограничивает время распознавания приемопередатчиком ТЕ сигнала INFO 0 и ответа на этот сигнал.
Рис. 3.3. Последовательность сигналов при деактивизации S-интерфейса Деактивизация может произойти, когда ТЕ временно утрачивает кадровую синхронизацию в активном состоянии, т.е. когда ТЕ получает подряд три кадра без правильного изменения порядка чередования импульсов с битом FA, равным 1, и два кадра подряд, когда бит FA имеет значение 0.
На рис. 3.2 и 3.3 указаны также некоторые из состояний, в которых может находиться физический уровень во время фаз активизации и деактивизации. Рассмотрим эти состояния подробнее, но сначала — одно общее замечание.
Концепция конечных автоматов, находящихся в определенных состояниях и выполняющих переходы из одного состояния в другое под воздействием сигналов, является основой языка спецификаций и описаний SDL, рассмотренного в главе 2 первого тома. Эта концепция уже весьма активно использовалась в других главах книги и вполне применима здесь для спецификации процессов, описывающих поведение как рассматриваемых в этом параграфе, так и других логических объектов в соответствующих уровнях модели взаимодействия открытых систем (модели OSI).
Сигналы, переводящие процессы SDL из одного состояния в другое, представляют собой программные или аппаратные сообщения, абстрактные представления которых уже были определены в предыдущем параграфе как примитивы. В результате изменения состояния SDLпроцесс может, в свою очередь, передавать примитивы в другие уровни. Между логическими объектами смежных уровней примитивы передаются через пункт доступа к услуге (SAP), о чем также упоминалось в первом параграфе данной главы. Эти положения применимы к примитивам, передаваемым между любыми смежными уровнями, что иллюстрирует рис. 3.4.
Обмен информацией между логическими объектами смежных уровней осуществляется с помощью примитивов четырех типов: REQUEST (ЗАПРОС), INDICATION (ИНДИКАЦИЯ), RESPONSE (ОТВЕТ) и CONFIRM (ПОДТВЕРЖДЕНИЕ).
Рис. 3.4. Доступ к услугам в смежных уровнях:
примитивы Примитив типа REQUEST используется, когда логический объект уровня n+1 в одной из двух взаимодействующих систем запрашивает услугу уровня n для передачи команды в уровень n+1 второй системы. Логический объект уровня n во второй системе информирует уровень n+1 о содержании команды с помощью примитива типа INDICATION. Примитив RESPONSE используется уровнем n+1 второй системы для подтверждения приема примитива INDICATION и, если нужно, для сообщения об исполнении команды. Наконец, прием примитива типа CONFIRM уровнем n+1 первой системы указывает, что операция завершена.
Для идентификации примитива используются три поля, расположенных в следующем порядке: [интерфейс уровня] — [тип услуги] — [тип примитива].
Интерфейс уровня обозначается префиксом, идентифицирующим границу между двумя логическими объектами, через которую происходит обмен примитивами. Например, примитивы, с помощью которых осуществляется связь через интерфейс между физическим уровнем и уровнем звена данных, имеют префикс РН, а примитивы для связи через внутриуровневый интерфейс между логическим объектом эксплуатационного управления и физическим уровнем имеют префикс МРН. Тип услуги указывает услугу или действия, которые подлежат выполнению (или выполнены) логическим объектом. Типы примитивов описаны выше.
Примитивы, соответствующие физическому уровню протокола DSS-1, показаны на рис.
3.5.
PH-AR - запрос уровнем 2 активизации физического уровня;
РН-А1 - индикация уровню 2 активизации физического уровня;
PH-DI - индикация уровню 2 деактивизации физического уровня;
МРН-А1 - индикация активизации физического уровня логическому объекту системы эксп. управления;
MPH-DI - индикация деактивизации физического уровня логическому объекту системы эксп. управления;
МРН-Е1 - индикация ошибки физическим уровнем логическому объекту системы эксп. управления;
МРН-11 - индикация информации физическим уровнем логическому объекту системы эксп. управления;
MPH-DR - запрос деактивизации физического уровня логическим объектом системы эксп. управления Рис. 3.5. Примитивы уровня 1 протокола DSS- На рис. 3.5 показан прием от уровня 2 примитива PH-AR --запроса активизации РН (PHACTIVATION REQUEST) на стороне ТЕ. Этот запрос уровня 2 инициирует последовательность сигналов, показанную ранее на рис. 3.2а. При этом изменяются состояния S-интерфейса и могут передаваться шесть примитивов типа INDICATION: два уровню 2 и четыре логическому объекту системы эксплуатационного управления. Например, примитив PH-AI - индикация активизации РН (PH-ACTIVATION INDICATION) — передается к уровню 2 после достижения S-интерфейсом активизированного состояния и информирует уровень 2 о том, что он может начать передачу сообщений через S-интерфейс в сеть.
Логический объект системы эксплуатационного управления с помощью примитива MPH-AI — индикация активизации МРН (MPH-ACTIVATION INDICATION) - тоже получает информацию о том, что уровень 1 находится в активизированном состоянии. Примитив PH-DI — индикация деактивизации РН (PH-DEACTIVATION INDICATION) используется, чтобы информировать уровень 2 о деактивизации физического уровня, и приостанавливает использование S-интерфейса для передачи информации NT. Примитив MPH-II — индикация информации МРН (MPH-INFORMATION INDICATION) — используется, чтобы информировать логический объект системы эксплуатационного управления о состоянии источника питания (подсоединен или отсоединен), в то время как примитив MPH-EI — индикация ошибок МРН (MPH-ERROR INDICATION) — информирует этот объект о появлении и устранении таких ошибок, как потеря кадровой синхронизации. Деактивизация физического уровня в нормальных рабочих условиях может быть достигнута только с сетевой стороны интерфейса S с помощью примитива MPH-DR — запрос деактивизации МРН (MPH-DEACTIVATION REQUEST).
На рис. 3.6 представлена упрощенная SDL-диаграмма уровня 1 протокола DSS-1 на стороне ТЕ. Предусматривается 8 состояний S-интерфейса на стороне ТЕ.
В состоянии S1.1 терминал не получает питания. Если он подсоединен к шине S, то на ней присутствует сигнал, передаваемый от NT. Кроме того, если ТЕ получает питание от внешнего источника, то в состоянии S1.1 терминал обнаруживает включение питания. Для тех ТЕ, которые имеют собственный источник питания, считается, что уровень 1 находится в состоянии S1.1, когда местное питание пропадает.
При включении питания ТЕ переходит в исходное состояние S1.2, когда он готов принимать сигналы. Если питание выключается, ТЕ возвращается в состояние S1.1. Если во время включения питания NT активен и ТЕ обнаруживает сигнал INFO 2 или INFO 4, то процесс переходит в состояние S1.6 или в состояное S1.7, соответственно. Если NT неактивен, что связано с присутствием INFO 0, то процесс переходит в состояние S1.3.
Состояние S1.3— это состояние, в котором ТЕ получает питание, а в направлениях передачи и приема посылаются сигналы INFO 0. В этом состоянии интерфейс может быть активизирован либо локально — в результате приема примитива PH-AR от уровня звена, либо дистанционно — при обнаружении сигнала INFO 2.
В первом случае физический уровень запускает таймер ТЗ, посылает сигнал INF01 и переходит в состояние S1.4 ожидания ответа от NT. Значение таймера ТЗ — до 30 с, и если данный период истекает до того, как уровень 1 достигнет состояния активизации, то это деактивизирует интерфейс. При поступлении сигналов INFO 2 или INFO 4 от NT процесс прекращает передачу INFO 1 и посылается INFO 3. Если принятый сигнал — это INFO 2, уровень 1 переходит в состояние S 1.6, а если принят сигнал INFO 4, то осуществляется переход в состояние S1.7.
В состоянии S1.6 терминальное оборудование ТЕ посылает INFO 3 для указания NT, что оно стало синхронизироваться со своим сигналом INFO 2 и полностью готово для перехода в активное состояние. Прием INFO 4 от NT приводит физический уровень в состояние активизации S1.7 с посылкой PH-AI уровню звена данных, а примитивов MPH-AI и МРН-Е1 —логическому объекту системы эксплуатационного управления.
В состоянии S1.7 терминальное оборудование ТЕ продолжает посылать INFO 3 в направлении NT, получая от NT, в свою очеРис. 3.6. SDL-диаграмма уровня 1 протокола DSS-1 на стороне ТЕ (1 из 3) Рис. 3.6. SDL-диаграмма уровня 1 протокола DSS-1 на стороне ТЕ (2 из 3) Рис. 3.6. SDL-диаграмма уровня 1 протокола DSS-1 на стороне ТЕ (3 из 3) редь, сигнал INFO 4. Если таймер ТЗ еще не сработал, то он сбрасывается при переходе в S1.7. Теперь возможна передача данных по D-каналу через интерфейс S. Деактивизация ТЕ производится со стороны NT, когда оно прекращает передачу INFO 4, после чего ТЕ принимает INFO 0, а затем переходит в неактивное состояние и посылает примитивы PH-DI и MPH-DI.
Появление сигнала INFO 2 в состоянии S1.7 приводит к посылке примитива МРН-Е11 и к переходу в состояние S1.6 синхронизации ТЕ для ожидания повторной активизации или деактивизации. Следует отметить, что из состояния S1.7 можно выйти и при потере кадровой синхронизации, что не показано на SDL-диаграмме.
Процесс на стороне сетевого окончания NT существенно проще, чем рассмотренный выше процесс на стороне ТЕ, и имеет только четыре состояния. Небольшое число состояний и допустимых переходов позволяет наглядно представить этот процесс еще более упрощенной SDLдиаграммой (рис. 3.7).
Исходное состояние S2.1 подразумевает, что в интерфейсе присутствует INFO 0.
Активизация может запрашиваться передачей примитива PH-AR к физическому уровню.
Интерфейс может активизироваться и со стороны ТЕ сигналом INFO 1, как это было Рис. 3.7. Упрощенная SDL-диаграмма уровня 1 протокола DSS-1 на стороне NT показано на рис. 3.2а. В обоих случаях NT запускает таймер Т1, передает сигнал INFO 2 к ТЕ для его синхронизации и переходит в состояние ожидания S2.2. При нормальной последовательности сигналов ТЕ отвечает при помощи INFO 3, который принимается уровнем на стороне NT, что приводит к сбросу таймера Т1 и переходу в состояние S2.3.
Состояние S2.3 — обычное активное состояние, в котором NT посылает INFO 4 к ТЕ до тех пор, пока ТЕ посылает INFO 3 к NT. Деактивизация инициируется при приеме примитива MPHDR или если сработает таймер Т2, приводящий к передаче INFO О, посылке примитива PH-DI и переходу в состояние S2.4.
Как было только что упомянуто для SDL-диаграммы на рис.3.6, ТЕ может деактивизироваться в аварийных условиях, например, при потере кадровой синхронизации. На стороне NT также возможна потеря кадровой синхронизации из-за помех или прием сигнала INFO 0 от ТЕ. В обоих случаях процесс возвращается в состояние S2.2 ожидания повторной активизации.
Состояние ожидания деактивизации S2.4 соответствует ситуации, когда уровень 1 на стороне NT сигнализировал ТЕ о своем намерении деактивизироваться путем передачи INFO 0. В обычном случае деактивизации ТЕ отвечает таким же сигналом INFO О, что переводит NT в исходное состояние S2.1. Однако NT может принять в этом состоянии следующий запрос PH-AR, что приведет его к началу активизации таймера и повторному переходу в состояние S2.2.
3.3. УРОВЕНЬ LAPD Протоколы уровня 2 (LAPD — Link Access Procedure on the D-channel) как базового, так и первичного доступа определены в рекомендациях ITU-T 1.440 (основные аспекты) и I. (подробные спецификации). Эти же рекомендации в серии Q имеют номера Q.920 и Q.921. Обмен информацией на уровне LAPD осуществляется посредством информационных блоков, называемых кадрами и схожих с сигнальными единицами ОКС- 7.
Сформированные на уровне 3 сообщения помещаются в информационные поля кадров, не анализируемые уровнем 2. Задачи уровня 2 заключаются в переносе сообщений между пользователем и сетью с минимальными потерями и искажениями. Форматы и процедуры уровня 2 основываются на протоколе управления звеном передачи данных высокого уровня HDLC (Highlevel Data-Link Control procedures), первоначально определенном Международной организацией по стандартизации ISO и образующем подмножество других распространенных протоколов: LAPB, LAPV5 и др. Протокол LAPD, также входящий в подмножество HDLC, управляет потоком кадров, передаваемых по D-каналу, и предоставляет информацию, необходимую для управления потоком и исправления ошибок.
Рис. 3.8. Формат кадра Кадры могут содержать либо команды на выполнение действий, либо ответы, сообщающие о результатах выполнения команд, что определяется специальным битом идентификации команда/ответ C/R. Общий формат кадров LAPD показан на рис. 3.8.
Каждый кадр начинается и заканчивается однобайтовым флагом. Комбинация флага ( 1110) такая же, как в ОКС-7. Имитация флага любым другим полем кадра исключается благодаря запрещению передачи последовательности битов, состоящей из более чем пяти следующих друг за другом единиц. Это достигается с помощью специальной процедуры, называемой «битстаффингом» (bit-stuffing), которая перед передачей кадра вставляет ноль после любой последовательности из пяти единиц, за исключением флага. При приеме кадра любой ноль, обнаруженный следом за последовательностью из пяти единиц, изымается.
Адресное поле (байты 2 и 3) кадра на рис. 3.8 содержит идентификатор точки доступа к услуге SAPI (Service Access Point Identifier) и идентификатор терминала ТЕ1 (Terminal Equipment Identifier) и используется для маршрутизации кадра к месту его назначения. Эти идентификаторы, уже упоминавшиеся в первом параграфе данной главы, определяют соединение и терминал, к которым относится кадр.
Идентификатор пункта доступа к услуге SAPI занимает 6 битов в адресном поле и фактически указывает, какой логический объект сетевого уровня должен анализировать содержимое информационного поля. Например, SAPI может указывать, что содержимое информационного поля относится к процедурам управления соединениями в режиме коммутации каналов или к процедурам пакетной коммутации. Рекомендацией Q.921 определены значения SAPI, приведенные в табл. 3.1.
Таблица 3.1. Значения SAPI API 0 Управление соединением ISDN (коммутация каналов) Идентификатор TEI указывает терминальное оборудование, к которому относится сообщение. Код ТЕ1==127 (1111111) указывает на вещательную (циркулярную) передачу информации всем терминалам, связанным с данной точкой доступа. Остальные значения (0—126) используются для идентификации терминалов. Диапазон значений ТЕ1 (табл.3.2) разделяется между теми терминалами, для которых TEI назначает сеть (автоматическое назначение TEI), и теми, для которых TEI назначает пользователь (неавтоматическое назначение TEI).
Таблица 3.2. Значения TEI EI 0- Неавтоматическое назначение TEI 63 6 Автоматическое назначение TEI При подключении УПАТС (представляющей собой функциональный блок NT2) к АТС ISDN общего пользования с использованием интерфейса PRI в соответствии с требованиями стандартов ETSI, принятых и в России, ТЕ1=0. В этом случае процедуры назначения TEI не применяются.
Бит идентификации команды/ответа C/R (Command/Response bit) в адресном поле перенесен в DSS-1 из протокола Х.25. Этот бит устанавливается LAPD на одном конце и обрабатывается на противоположном конце звена. Значение C/R (табл.3.3) классифицирует каждый кадр как командный или как кадр ответа. Если кадр сформирован как команда, адресное поле идентифицирует получателя, а если кадр является ответом, адресное поле идентифицирует отправителя. Отправителем или получателем могут быть как сеть, так и терминальное оборудование пользователя.
Таблица 3.3. Биты C/R в поле адреса Бит расширения адресного поля ЕА (Extended address bit) служит для гибкого увеличения длины адресного поля. Бит расширения в первом байте адреса, имеющий значение 0, указывает на то, что за ним следует другой байт. Бит расширения во втором байте, имеющий значение 1, указывает, что этот второй байт в адресном поле является последним. Именно такой вариант приведен на рис. 3.8. Если впоследствии возникнет необходимость увеличить размер адресного поля, значение бита расширения во втором байте может быть изменено на 0, что будет указывать на существование третьего байта. Третий байт в этом случае будет содержать бит расширения со значением 1, указывающим, что этот байт является последним. Увеличение размера адресного поля, таким образом, не влияет на остальную часть кадра.
Два последних байта в структуре кадра на рис.3.8 содержат 16-битовое поле проверочной комбинации кадра FCS (Frame check sequence) и генерируются уровнем звена данных в оборудовании, передающем кадр. Это поле имеет туже функцию, что и поле СВ (контрольные биты) в сигнальных единицах ОКС-7 (глава 10 тома 1), и позволяет LAPD обнаруживать ошибки в полученном кадре. В поле FSC передается 16-битовая последовательность, биты которой формируются как дополнение для суммы (по модулю 2), в которой: а) первым слагаемым является остаток от деления (по модулю 2) произведения хk(х15+х14+.-.+х+1) на образующий полином (x16+x12+x5+l), где k — число битов кадра между последним битом открывающего флага и первым битом проверочной комбинации, исключая биты, введенные для обеспечения прозрачности;
б) вторым слагаемым является остаток от деления (по модулю 2) на этот образующий полином произведения х16 на полином, коэффициентами которого являются биты кадра, расположенные между последним битом открывающего флага и первым битом проверочной комбинации, исключая биты, введенные для обеспечения прозрачности. Обратное преобразование выполняется уровнем звена данных в оборудовании, принимающем кадр, с тем же образующим полиномом для адресного поля, полей управления, информационного и FCS.
Протокол LAPD использует соглашение, по которому остаток от деления (по модулю 2) произведения х16 на полином, коэффициентами которого являются биты перечисленных полей и FCS, всегда составляет 0001110100001111 (десятичное 7439), если на пути от передатчика к приемнику никакие биты не были искажены. Если результаты обратного преобразования соответствуют проверочным битам, кадр считается переданным без ошибок. Если же обнаружено несоответствие результатов, это означает, что при передаче кадра произошла ошибка.
77оле управления указывает тип передаваемого кадра и занимает в различных кадрах один или два байта. Существует три категории форматов, определяемых полем управления: передача информации с подтверждением (I-формат), передача команд, реализующих управляющие функции (S-формат), и передача информации без подтверждения (U-формат). Табл. 3.4, являющаяся ключевой в этом параграфе, содержит сведения об основных типах кадров протокола DSS-1.
Рассмотрим эти типы несколько подробнее.
Информационный кадр (I) сопоставим со значащей сигнальной единицей MSU в ОКС- (параграф 10.2 первого тома). С помощью I-кадров организуется передача информации сетевого уровня между терминалом пользователя и сетью. Этот кадр содержит информационное поле, в котором помещается сообщение сетевого уровня. Поле управления I-формата содержит порядковый номер передачи, который увеличивается на 1 (по модулю 128) каждый раз, когда передается кадр. При подтверждении приема I-кадров в поле управления вводится порядковый номер приема. Процедура организации порядковых номеров рассматривается в следующем параграфе данной главы.
Управляющий кадр (S) используется для поддержки функций управления потоком и запроса повторной передачи. S-кадры не имеют информационного поля и сравнимы с сигнальными единицами состояния звена LSSU в ОКС-7 (параграф 10.2 первого тома). Например, если сеть временно не в состоянии принимать I-кадры, пользователю посылается S-кадр «к приему не готов» (RNR). Когда сеть снова сможет принимать I-кадры, она передает другой S-кадр — «к приему готов» (RR). S-кадр также может исТаблица 3.4. Основные типы кадров LAPD ющие receive ready) receive ready) встречной стороны к не готов (RNR) не готов (RNR) указания неготовности е кадры unnumbered (U) пользоваться для подтверждения и содержит в этом случае порядковый номер приема, а не передачи.
Управляющие кадры можно передавать или как командные, или как кадры ответа.
Ненумерованный кадр (U) не имеет аналогов в ОКС-7. В этой группе имеется кадр ненумерованной информации (UI), единственный из группы содержащий информационное поле и несущий сообщение сетевого уровня. U-кадры используются для передачи информации в режиме без подтверждения и для передачи некоторых административных директив. Чтобы транслировать сообщение ко всем ТЕ, подключенным к шине S-интерфейса, станция передает кадр UI с ТЕ1= 127. Поле управления U-кадров не содержит порядковых номеров.
Как следует из вышеизложенного, информационное поле имеется в кадрах только некоторых типов и содержит информацию уровня 3, сформированную одной системой, например, терминалом пользователя, которую требуется передать другой системе, например, сети.
Информационное поле может быть пропущено, если кадр не имеет отношения к конкретной коммутируемой связи (например, в управляющих кадрах, S-формат). Если кадр относится к функционированию уровня 2 и уровень 3 не участвует в его формировании, соответствующая информация включается в поле управления.
Биты P/F (poll/final) поля управления идентифицируют группу кадров (из табл. 3.4), что также заимствовано из спецификаций протокола Х.25. Путем установки в 1 бита Р в командном кадре функции LAPD на одном конце звена данных указывают функциям LAPD на противоположном конце звена на необходимость ответа управляющим или ненумерованным кадром. Кадр ответа с F=1 указывает, что он передается в ответ на принятый командный кадр со значением Р= 1. Оставшиеся биты байта 4 идентифицируют конкретный тип кадра в пределах группы.
И в заключение данного параграфа, с учетом уже детально проанализированной структуры кадра уровня 2 протокола DSS-1, еще раз рассмотрим оба способа передачи кадров: с подтверждением и без подтверждения.
Передача с подтверждением. Этот способ используется только в соединениях звена данных, имеющих конфигурацию «точка-точка», для передачи информационных кадров. Он обеспечивает исправление ошибок путем повторной передачи и доставку не содержащих ошибок сообщений в порядке очередности. Этот способ подобен основному методу защиты от ошибок при передаче значащих сигнальных единиц MSU в системе ОКС-7.
Поле управления информационного кадра имеет подполя «номер передачи» [N(S)] и «номер приема» [N(R)]. Эти подполя сопоставимы с полями FSN, BSN в сигнальных единицах MSU системы ОКС-7 (параграф 10.2 первого тома). Протокол LAPD присваивает возрастающие порядковые номера передачи N(S) последовательно передаваемым информационным кадрам, а именно: N(S)=0, 1, 2,... 127, 0, 1,... и т.д. Он также записывает передаваемые кадры в буфер повторной передачи и хранит эти кадры в буфере вплоть до получения положительного подтверждения их приема.
Рассмотрим передачу информационных кадров от терминала к сети (рис. 3.9). Все поступающие к сети кадры проверяются на наличие ошибок, а затем в свободных от ошибок информационных кадрах проверяется порядковый номер. Если величина N(S) выше (по модулю 128) на единицу, чем N(S) последнего принятого информационного кадра, новый кадр считается следующим по порядку и потому принимается, а его информационное поле пересылается конкретной функции сетевого уровня. После этого сеть подтверждает прием информационного кадра своим исходящим кадром с номером приема [N(R)], значение которого на единицу больше (по модулю 128), чем значение N(S) в последнем принятом информационном кадре.
Рис. 3.9. Исправление ошибок в информационном кадре Предположим, что последний принятый информационный кадр имел номер N(S)==11 и что информационный кадр с номером N(S)=12 передан с ошибкой, в результате которой отбракован функциями LAPD на стороне сети. Следующий информационный кадр с N(S)= 13 успешно проходит проверку на ошибки, но поступает к сети с нарушением очередности и отбрасывается ею при проверке порядка следования. Тогда сеть передает кадр отказа (REJ) с номером N(R)=12, который запрашивает повторную передачу информационных кадров из буфера повторной передачи терминала, начиная с кадра с N(S)=12. Сетевая сторона продолжает отбрасывать информационные кадры при проверке их на порядок следования, пока не примет повторно переданный кадр с номером N(S)= 12.
Два потока сообщений от терминала к сети и в обратном направлении для этого соединения «точка—точка» независимы друг от друга и от потоков сообщений в других соединениях «точкаточка» в том же D-канале. В D-канале с n соединениями типа «точка—точка» могут присутствовать 2n независимых последовательностей N(S)/N(R).
Передача неподтверждаемых сообщений. Управляющие кадры S и ненумерованные кадры U не содержат подполя N(S). Они принимаются, если получены без ошибок, и не подтверждаются. Управляющие кадры содержат поле N(R) для подтверждения принятых информационных кадров.
Ненумерованные информационные кадры UI не содержат ни поля N(S), ни поля N(R), поскольку они передаются в вещательном режиме с ТЕ1=127, а возможность координировать порядковые номера передачи и приема для групповых функций во всех терминалах, подключенных к одному S-интерфейсу, отсутствует.
3.4. УРОВЕНЬ LAPD: ПРОЦЕДУРЫ Одна из важнейших функций LAPD — нумерация кадров при передаче с подтверждением была рассмотрена на примере (рис.3.9) в конце предыдущего параграфа. К описанию этой процедуры необходимо добавить лишь упоминание об одном важном параметре k. Как уже было отмечено, вследствие асинхронности передачи кадров в терминале может не быть кадра для обратной передачи к сети до того, как им будет получено несколько кадров. Когда такой кадр появляется, терминал вводит в него значение N(R), равное последнему принятому значению N(S), подтверждая тем самым прием всех ранее полученных кадров. Для того,чтобы ограничить число неподтвержденных квитируемых кадров, передатчик должен прекратить работу, когда разница между его собственным значением N(S) (числом переданных кадров I) и значением N(R) (числом подтвержденных кадров I) превысит параметр, обозначаемый k. Значение k устанавливается в соответствии со спецификой использования звена и скоростью передачи в нем: k=1 для сигнализации базового доступа BRA при скорости D-канала 16 Кбит/с, k=3 для пакетной передачи при скорости 16 Кбит/с, k=7 для сигнализации первичного доступа PRA при скорости D-канала Кбит/с.
В случае, если кадр получен терминалом с ошибкой кадровой синхронизации и удален, сеть должна получить кадр со значением N(R), меньшим, чем текущее значение N(S). Кадр отказа (REJ), содержащий N(R), используется для запроса повторной передачи кадров I, начиная с номера, содержащегося в N(R), и, таким образом, подтверждает прием переданных кадров с номерами, меньшими этого номера. Такой процесс подтверждения приема нумерованных кадров применяется как на стороне сети, так и на стороне терминала.
Теперь рассмотрим полностью процедуру подтверждаемой передачи информации (рис.3.10). Рассмотрим случай, когда необходимо начать передачу информации уровня 3 от терминала пользователя к сети. Инициатором данной процедуры является уровень 3 на стороне пользователя, который выдает примитив запроса соединения DISESTABLISH. По этому запросу уровень 2 на стороне пользователя формирует управляющий кадр установки расширенного асинхронного балансного режима (SABME — set asynchronous balanced mode extended). Кадр SABME пересылается к сети через уровень 1. При получении кадра SABME уровнем 2 на стороне сети проверяются условия, необходимые для установки режима подтверждаемой передачи информации (например, чтобы убедиться, что соответствующее оборудование доступно). Если все условия удовлетворены, уровень 2 на стороне сети посылает уровню 3 примитив индикации запроса соединения, чтобы указать, что устанавливается режим подтверждаемой передачи информации. Средствами уровня 2 сеть возвращает пользователю ненумерованное подтверждение. При получении этого подтверждения терминалом пользователя в уровень 3 на стороне пользователя передается примитив подтверждения установления соединения, указывающий, что можно начинать подтверждаемую передачу информации. Теперь между пользователем и сетью может происходить передача информации с помощью I-кадров.
Рис. 3.10. Процедуры подтверждаемой передачи информации Эта информация направляется уровнем 3 к уровню 2 в примитиве запроса передачи данных DL_DATA. Данные включаются в информационное поле I-кадра и передаются от пользователя к сети через уровень 1. При получении уровнем 2 на стороне сети I-кадра данные извлекаются из информационного поля и передаются к уровню 3 в примитиве индикации приема данных. В зависимости от содержимого полученного I-кадра сеть посылает в ответ пользователю либо I-кадр, либо управляющий кадр готовности к приему Оба кадра содержат подтверждение, что I-кадр от пользователя был успешно принят.
Каждый I-кадр содержит в поле управления порядковые номера передачи и приема.
Процедура обнаружения потерь работает в обоих направлениях. В качестве примера в конце предыдущего параграфа была рассмотрена передача необходимого сетевому уровню числа информационных кадров, включая передачу кадров 11, 12 и 13. Когда обмен I-кадрами, показанный на рис.3.9, заканчивается, осуществляется посылка команды разъединения DISC, за которой следует ответ DM, подтверждающий разъединение. На рис.3.10 уровень 3 на стороне пользователя отправляет уровню 2 примитив запроса освобождения DL_RELEASE, а уровень формирует кадр разъединения, который передается через уровень уровню 2 на стороне сети. При получении кадра разъединения уровнем 2 на стороне сети уровню 3 выдается примитив индикации освобождения, а пользователю возвращается кадр ненумерованного подтверждения. При получении кадра ненумерованного подтверждения уровнем 2 на стороне пользователя уровню 3 выдается примитив подтверждения освобождения для завершения процедуры освобождения.
Процедура неподтверждаемой передачи информации также была описана в предыдущем параграфе, поэтому здесь проиллюстрируем ее простым примером. Рассмотрим случай, когда необходима передача информации от функций уровня 3 на стороне сети к функциям уровня 3 в терминале пользователя. Функции уровня 3 на стороне сети передают к уровню 2 примитив запроса передачи данных без подтверждения DL_UNIT DATA. Уровень 2 формирует кадр ненумерованной информации (UI — unnumbered information), содержащий в информационном поле информацию, которую надо передать. Этот кадр и передается через уровень 1 к функциям уровня 2 в терминале пользователя. Если требуется вещательная (циркулярная) передача кадра всем терминалам, TEI в адресном поле присваивается значение 127. Если же обращение происходит к одному определенному терминалу, т.е. необходим режим «точка—точка», тогда TEI присваивается значение в пределах 0—126, совпадающее с TEI, назначенным для этого терминала, например, ТЕ1=7. При получении кадра UI терминалом пользователя информация, содержащаяся в информационном поле, доставляется из уровня 2 в уровень 3 с помощью примитива индикации приема данных без подтверждения. При такой неподтверждаемой передаче информации в уровне 2 отсутствует процедура защиты от ошибок. Следовательно, решение о логическом восстановлении кадра в случае его потери или искажения возлагается на функции уровня 3.
Рассмотрим несколько подробнее использование управляющих кадров, приведенных в предыдущем параграфе: кадр готовности к приему RR, сообщающий о готовности принимать информационные кадры; кадр неготовности к приему RNR, сообщающий о том, что принимать информационные кадры временно нельзя, но прием управляющих кадров возможен; кадр отказа REJ, который указывает, что поступивший информационный кадр отброшен. На рис.3. показаны несколько примеров [70], которые, в частности, иллюстрируют использование битов C/R, Р и F.
Рис. 3.11. Примеры процедур контроля звена передачи данных В примере (а) уровень 2 на стороне сети получил информационный кадр с нарушением порядка очередности и отбрасывает его с помощью команды REJ, в которой бит Р имеет значение 0 (подтверждение не требуется). N(R) = M указывает, что последний принятый информационный кадр имел N(S) = М—1. Терминал повторяет передачу информационных кадров из своего буфера повторной передачи, начиная с кадра, для которого N(S) равен M.
Пример (б) относится к той же ситуации, за исключением того, что в командном кадре REJ бит Р = 1. Этим передается указание терминалу пользователя подтвердить кадр. Терминал пользователя сначала передает кадр ответа RR или RNR (C/R=1, F=1), a затем начинает повторную передачу информационных кадров.
В примере (в) сетевая сторона указывает с помощью командного кадра RNR, что она не может принимать информационные кадры. Сторона пользователя приостанавливает передачу информационных кадров и запускает таймер. Если терминал получает кадр RR до срабатывания таймера, то он возобновляет передачу или повторную передачу информационных кадров. Если таймер сработал, а кадр RR не получен, терминал пользователя передает кадр команды (C/R=1) с Р = 1. Этим дается указание сетевой стороне передать, в свою очередь, командный кадр. В данном примере сетевая сторона отвечает кадром RR, указывая, что она готова снова принимать информационные кадры и что номер последнего принятого кадра N(S) = М-1. Затем сторона терминала возобновляет передачу информационных кадров, начиная ее кадром с номером N(S) = М. Если ответом сетевой стороны будет кадр RNR, то сторона пользователя перезапустит свой таймер и снова будет ожидать кадр RR. Если сетевая сторона остается неготовой к приему после нескольких срабатываний таймера, то сторона пользователя передает решение вопроса в более высокую инстанцию — к соответствующей функции сетевого уровня.
Для LAPD определены процедуры управления TEI, то есть процедуры его назначения, контроля и отмены. Для соединений «точка—точка» в терминале (рис. 3.12) запоминается «свой»
TEI и проверяется TEI в поле адреса принимаемых кадров, чтобы определить, не предназначен ли кадр этому терминалу. Терминал также вводит свой TEI в адресные поля передаваемых им кадров.
Терминалы (ТЕ) подразделяются на терминалы с неавтоматическим и автоматическим механизмом назначения TEI. ТЕ первого типа ориентированы на длительное подключение к одной цифровой абонентской линии, с постоянно активным физическим уровнем. Эти терминалы имеют ряд переключателей, положение которых определяет значение TEI. Переключатели устанавливаются техническим персоналом при инсталляции ТЕ, и их положение не меняется, пока ТЕ подключен к этой цифровой абонентской линии. ТЕ такого типа могут иметь значения TEI в диапазоне 0-63.
Автоматическое присвоение TEI применяется в тех случаях, когда используются процедуры активизации/деактивизации уровня 1 интерфейса «пользователь—сеть» (при деактивизации физического уровня TEI сбрасывается), или когда терминальное оборудование работает непостоянно (например, PC со встроенной платой BRI, периодически включаемая владельцем), или если оборудование часто переключается с одной АЛ на другую. Менять величину TEI вручную при каждом перемещении неудобно, поэтому для мобильных ТЕ применяется автоматическое назначение TEI (в диапазоне 64—126), а также его проверка и отмена, для чего и используются упомянутые выше процедуры управления TEI. Этими процедурами предусмотрены сообщения следующих типов:
Запрос-ID. Сообщение передается мобильным ТЕ, когда требуется, чтобы сеть назначила для него TEI.
ID-назначен. Это ответ сети на запрос-ID. Он содержит назначенный TEI.
Отказ-в-назначении-ID. Это ответ сети, отвергающий запрос-ID.
Запрос-проверки- ID. Это команда от сети для проверки назначенной величины TEI.
Ответ-проверки-ID. Это ответ мобильного ТЕ на запрос-проверки-ID.
Отмена-ID. Эта команда передается от сети к ТЕ, чтобы отменить назначенный ранее TEI.
Все сообщения передаются в кадрах UI с SAPI = 63. Информационное поле кадров UI показано на рис.3.12. Код в байте 1 указывает, что это сообщение управления TEI. Код типа сообщения находится в байте 4 (табл. 3.5). Сообщение содержит параметры Ri (ссылочный номер) и Ai (индикатор действия).
Рис. 3.12. Сообщение управления TEI Таблица 3.5. Коды типа сообщения последовательностью Сообщение ESTABLISH_ACK (таблица 7.10) используется для подтверждения того, что логический объект выполнил требуемые действия.
Таблица 7.10. Содержание сообщения ESTABLISH_ACK протокола последовательностью Сообщение ESTABLISH передается либо со стороны АТС (LE) при входящей связи, либо со стороны сети доступа (AN) при исходящей связи. Если в момент создания сигнального пути при исходящей связи нет необходимости в передаче какой-либо дополнительной информации, сеть доступа посылает сообщение AN/ ESTABLISH/-. В качестве альтернативы сеть доступа может послать дополнительную информацию с помощью сообщения AN/ESTAB-LISH/Steadysignal (непрерывный сигнал). Этим сигналом может быть сигнал о замыкании шлейфа, который можно также передать в следующем сообщении AN/SIGNAL. Пример сценария создания сигнального пути показан на рис.7.9.
Рис. 7.9. Пример для сообщений ESTABLISH и ESTABLISH_ACK Если в момент создания сигнального пути при входящей связи необходимость посылки дополнительной информации отсутствует, от входящей АТС передается сообщение LE/ESTABLISH/—. Однако АТС может также передать дополнительную информацию, касающуюся посылок вызова, подачи питания абонентской линии или передачи импульсов. Для посылки обычного вызывного сигнала можно использовать сообщение LE/ESTABLISH/Cadencedringing. Чтобы задать полярность подключаемой к линии батарее, используется сигнал LE/ESTABLISH/Steady-signal:normal-polarity Если посылка вызывного сигнала не запрашивается в сообщении LE/ESTABLISH, то ее можно запросить затем в сообщении LE/ SIGNAL.
АТС может действовать и по-другому: активизировать в сети доступа предварительно определенную последовательность обмена сигналами с абонентом путем передачи сообщения LE/ESTABLISH/Autonomous-signalling-sequence. Включение этого элемента в сообщение ESTABLISH предписывает сети доступа самой подать сигнал вызова абоненту и принять сигнал ответа абонента без промежуточного обмена сообщениями с АТС.
Чтобы указать, например, на то, что абонент ответил на входящий вызов, сеть доступа может ответить на сообщение LE/ESTABLISH сообщением AN/ESTABLISH_ACK/Steadysignal:loop-closed. Сеть доступа может ответить и по-другому, с помощью сообщения AN/ESTABLISH_ACK/Pulsed-signal, чтобы запросить применение специальных функций для случая входящей связи с УАТС. Если дополнительную информацию передавать не нужно, сеть доступа отвечает простым сообщением AN/ESTABLISH_ACK/—.
LE/ESTABLISH_ACK/Steady-signal, например, для того, чтобы запросить подключение батареи к конкретной абонентской линии. В другом случае станция может ответить сообщением LE/ ESTABLISH_ACK/Pulsed-signal, например, чтобы запросить передачу импульсов тарификации к абоненту, или сообщением LE/ ESTABLISH_ACK/Autonomous signaling-sequence, чтобы активизировать предварительно определенную последовательность обмена сигналами в сети доступа.
Если дополнительную информацию передавать не нужно, станция может передать просто сообщение LE/ESTABLISH_ACK/-.
Обмен описанными выше сообщениями создания сигнального пути ориентирован на поддержку управления соединением ТфОП. Если цель другая — информировать станцию об изменении состояния линии, когда соединение не запрашивается, то сеть доступа передает сообщение AN/ESTABLISH/Lineinformation. Станция подтверждает это сообщение не сообщением LE/ESTABLISH-АСК, а сообщением LE/DISCONNECT_COMPLETE.
Сообщение DISCONNECT заканчивает активную фазу сигнального пути и обычно передается станцией, потому что именно она, а не абонентское оборудование управляет разъединением для ТфОП.
Рис. 7.10. Примеры для сообщений DISCONNECT и DISCONNECT_COMPLETE Сеть доступа отвечает АТС сообщением AN/DISCON-NECT_COMPLETE, чтобы указать на согласие с сообщением DISCONNECT. Сообщение AN/DISCONNECT_COMPLETE не содержит дополнительной информации и поэтому не может сообщить станции, положена или снята трубка абонента. Это не составляет проблемы, если освобождение сигнального пути происходит в ответ на сообщение AN/SIGNAL/Steady-signal:on-hook, которое указывает, что линия в данное время свободна или находится в состоянии проверки.
В противном случае сообщить станции о том, что абонент положил трубку, можно, применив модификацию сообщения AN/ ESTABLISH, после чего сеть доступа может сигнализировать о состоянии «трубка положена» с помощью сообщения AN/SIGNAL/ SteadysignaLon-hook. В свою очередь, АТС отвечает сначала сообщением ESTABLISH_ACK, а затем сообщением DISCONNECT. Другие варианты для сети доступа не подходят: для AN/SIGNAL/ Line-signal не рекомендуется использование данного информационного элемента, а сообщение STATUS не подходит потому, что не было получено выпадающих из контекста сообщений.
Чтобы сообщить о том, что абонент положил трубку сразу после приема сетью доступа сообщения LE/ESTABLISH_ACK, можно использовать сообщение AN/DISCONNECT/Steadysignal:on-hook. Если же дополнительная информация не нужна, вместо него можно послать сообщение AN/DISCONNECT/-. Станция завершает процедуру освобождения сигнального пути передачей сообщения LE/DISCONNECT_COMPLETE/Steady-sig-nal или LE/DISCONNECT_COMPLETE/-.
Для активной фазы сигнального пути специфицированы три типа сообщений. Сообщения SIGNAL используются для передачи кАТС информации о состоянии абонентской линии ТфОП и цифр номера или для передачи от АТС инструкций в сеть доступа (таблица 7.11).
Таблица 7.11. Содержание сообщения SIGNAL протокола последовательностью автономного управления >LE последовательностью сигналов Сообщения PROTOCOL_PARAMETER может передавать только АТС для изменения параметра протокола в сети доступа (таблица 7.12).
Эти сообщения подтверждаются сообщениями SIGNAL_ACK (таблица 7.13). Чтобы гарантировать соблюдение последовательности сообщений, все три типа сообщений содержат информационный элемент Sequence-number (Порядковый-номер). В сообщениях SIGNAL и PROTOCOL_PARAMETER этот элемент используется для указания порядкового номера сообщения, в котором он передается. В сообщении SIGNAL_ACK его используют для указания номера следующего ожидаемого сообщения и подтверждения правильности приема всех предыдущих сообщений.
Таблица 7.12. Содержание сообщения PROTOCOL PARAMETER сигнал автономную-реакцию-на- >AN сигнал Таблица 7.13. Содержание сообщения SIGNAL_ACK протокола Нумерация сообщений используется в процедуре обнаружения ошибок уровня 3, которая будет рассмотрена в параграфе 7.6. Кроме порядкового номера сообщения SIGNAL и PROTOCOL_ PARAMETER содержат еще один необязательный информационный элемент, тип которого зависит от типа передаваемой информации.
Сообщения AN/SIGNAL, передаваемые сетью доступа, могут включать в себя любой из первых пяти (см. таблицу 7.1) типов информационных элементов, кроме Cadenced- ringing (Модулированный-вызов), т.к. сеть доступа не может инициировать вызывной сигнал на станции.
Для указания на устойчивое изменение состояния шлейфа линии «шлейф разомкнут» или «шлейф замкнут»
можно использовать сообщения AN/SIGNAL/Steady-signal. Для передачи к станции информации о набранных цифрах можно использовать сообщения AN/SIGNAL/Digital-signal.
Чтобы информировать станцию об успешной передаче абоненту импульсов тарификации, служат сообщения AN/SIGNAL/Pulse-notification.
Передаваемые от АТС сообщения LE/SIGNAJL могут содержать любые из тех же пяти типов информационных элементов, кроме Pulse-notification, поскольку уведомление-о-передачеимпульса (цифры) используется только сетью доступа, чтобы подтвердить доставку импульсов (цифр) абоненту. АТС может затребовать передачу абоненту типового вызывного сигнала путем посылки сообщения LE/SIGNAL/Cadenced-ringing. Ему может предшествовать сообщение LE/SIGNAL/Pulsed-signal: initial-ring. Сообщение LE/SIGNAL/Pulsed-signal можно использовать для передачи абоненту импульсов тарификации.
Станция не может использовать сообщения LE/SIGNAL для передачи информации техобслуживания, поскольку информация о проблемах техобслуживания на другой стороне интерфейса нужна только самой АТС, но она может использовать сообщение LE/ SIGNAL/Autonomous-signalling-sequence, чтобы активизировать в сети доступа автономное управление передачей конкретной последовательности сигналов в направлении УАТС. Тип этой последовательности указывается 4-х битовой комбинацией (табл. 7.10). Сеть доступа может сообщить АТС конечный результат передачи с помощью сообщения AN/SIGNAL/Sequenceresponse. Конечно, сеть доступа вслед за активизацией автономного управления может передать и другие сообщения, но такое управление может сделать ненужным ожидание ею ответа со стороны станции.
В отличие от станции, сеть доступа может использовать сообщения SIGNAL для передачи информации техобслуживания. С помощью сообщения AN/SIGNAL/Resource-unavailable сеть доступа информирует станцию, что ее запрос не может быть выполнен из-за отсутствия в сети доступа ресурсов, нужных для его выполнения.
Хотя АТС не может использовать сообщение SIGNAL для передачи информации техобслуживания, она может передать такого рода информацию с помощью сообщения PROTOCOL_PARAMETER/Recognition-time. Это сообщение позволяет станции изменить назначенное до этого значение времени распознавания сигналов от абонента. Чтобы задействовать или заблокировать автономную реакцию сети доступа на конкретные абонентские сигналы, станция может использовать сообщения LE/PROTOCOL_PARAMETER/Enable-autonomous-acknowledge и LE/PROTOCOL_PARAMETER/Disable-autonomous-acknowledge. Сеть доступа сообщения PROTOCOL_PARAMETER не передает, т.к. именно АТС, а не сеть доступа отвечает за изменение параметров и за активизацию/деактивизацию автономной реакции сети доступа на сигнал абонента.
Сообщения STATUS и STATUS_ENQUIRY нужны для проверки синхронизации процессов на стороне сети доступа и на стороне АТС (таблицы 7.14 и 7.15). Они могут быть полезны в случаях отказов для восстановления синхронизации состояний процесса на обеих сторонах интерфейса V5. Такая проверка может потребоваться при получении сообщения, которое не укладывается в контекст.
Таблица 7.14. Содержание сообщения STATUS Таблица 7.15. Содержание сообщения STATUS_ENQUIRY Обычно процессы в логических объектах протокола ТфОП на стороне сети доступа и на стороне станции синхронизированы, так что разница между ними до сих пор игнорировалась.
Более строго, возможны три разных процесса в логических объектах протокола V5: нормальный процесс, преждевременно прерванный процесс и процесс, обеспечивающий передачу данных о линии.
Все процессы начинаются с нулевого состояния и оканчиваются возвращением в него.
Нормальный процесс имеет состояние инициализации и состояние активного сигнального пути.
Преждевременно прерванный процесс не достигает состояния активного сигнального пути.
Процесс, обеспечивающий передачу данных о линии, имеет только нулевое и информационное состояния.
Станция может инициировать нормальный процесс путем передачи сообщения LE/ESTABLISH. Сеть доступа отвечает передачей сообщения AN/ESTABLISH_ACK и переводит процесс в активное состояние. Сеть доступа может инициировать нормальный процесс путем передачи сообщения AN/ESTABLISH с переходом в состояние инициализации. После приема сетью доступа сообщения LE/ESTABLISH_ACK процесс переходит в состояние активного сигнального пути.
Нормальный процесс заканчивается, когда сеть доступа принимает сообщение LE/DISCONNECT. Данное сообщение (таблица 7.16) используется, чтобы возвратить процесс на стороне сети доступа в нулевое состояние. Сеть доступа отвечает сообщением AN/DISCONNECT_COMPLETE, которое подтверждает, что логический объект протокола на стороне сети доступа выполнил требуемые действия (таблица 7.17).
Таблица 7.16. Содержание сообщения DISCONNECT протокола Таблица 7.17. Содержание сообщения DISCONNECT_COMPLETE протокола Преждевременно прерванный процесс начинается как нормальный процесс, инициированный сетью доступа, но затем прерывается вследствие того, что вызывающий абонент дает отбой до появления сообщения LE/ESTABLISH_ACK от АТС. Если сообщение LE/ESTABLISH_ACK принято до завершения прерывания процесса, то сигнальный путь приходит в активное состояние, и процесс продолжается и завершается как нормальный. После приема сообщения LE/ESTABLISH_ACK сеть доступа, приняв сигнал отбоя от абонента, LE/DISCONNECT_COMPLETE, которое возвращает процесс по обе стороны интерфейса в нулевое состояние.
Процесс передачи данных о линии начинается передачей сообщения AN/ESTABLISH/Lineinformation. При получении ответного сообщения LE/DISCONNECT сеть доступа возвращает сообщение AN/DISCONNECT_COMPLETE и процесс возвращается в нулевое состояние.
7.4. ПРОТОКОЛ ТфОП НА СТОРОНЕ СЕТИ ДОСТУПА
Читатель, вероятно, уже обратил внимание на то, что протокол ТфОП описывается подробнее, чем другие протоколы V5. Для этого имеется много причин, частично упоминавшихся в начале главы. Протокол ТфОП, по существу, представляет собой набор инструментальных средств поддержки управления соединениями абонентов ТфОП, причем средства эти используются разными способами при удовлетворении требований разных операторов. Способ, которым используется этот набор инструментальных средств в каждой конкретной сети, специфицирован в «мэппинге» между сигналами ТфОП и сообщениями протокола ТфОП, обычно разном в разных странах, о чем будет сказано несколько позже.Во всех случаях основная функция протокола — поддержка процесса управления соединениями. Протокол должен также обеспечивать возможность передавать некоторые специальные данные о линии, а также рассмотренные в предыдущем параграфе дополнительные команды, исключающие влияние вносимых самим протоколом задержек и случаев анормального состояния процесса. Сеть доступа несет ответственность за управление специфическими параметрами, такими, как время распознавания аналоговых сигналов, продолжительность, электрические характеристики и частота тарифных импульсов, вызывной ток или отдельные параметры сигналов. Данные параметры устанавливаются аппаратно или программно и должны быть определены заранее, хотя некоторые из них могут быть переопределены с помощью сообщений PROTOCOL_PARAMETER.
На рис.7.11 представлена структура процесса PANS (PSTN protocol: Access Network Side) в логическом объекте протокола ТфОП на стороне сети доступа, а на рис.7.12 приведена SDL-диаграмма этого программного процесса.
Рис. 7.11. Структура процесса в логическом объекте протокола ТфОП на стороне сети доступа Сообщения, передаваемые процессом PANS к АТС или принимаемые от нее, подробно обсуждались в двух предыдущих параграфах.
Рассмотрим теперь взаимодействие этого процесса с пользовательским портом ТфОП.
Взаимодействие поддерживается функциональными элементами FE (Functional Elements), которые обеспечивают формирование и интерпретацию примитивов, предоставляющих в абстрактном виде обмен необходимой информацией внутри AN между процессом PANS и пользовательским портом.
Имеется четыре группы таких примитивов:
• FE-subscriber_seizure (абонент снял трубку), • FE-subscriber_release (абонент дал отбой), • FE-line_information (данные о линии), • FE-line_signal (линейный сигнал).
Рис. 7.12. SDL- диаграмма процесса PANS (1 из 5) Рис.7.12. SDL-диаграмма процесса PANS обработки протокола ТфОП на стороне сети доступа (5 из 5) Примитивы трех первых групп передаются (канал С1) только в направлении от порта к логическому объекту протокола ТфОП. Смысл двух из них очевиден, а третий (FEline_information) несет в себе данные о таких изменениях состояния абонентской линии, которые не имеют отношения к сигналам управления соединениями.
Примитивы четвертой группы передаются (каналы С1 и С2) в обоих направлениях, неся в себе сигналы управления соединениями (набор номера, вызывной сигнал и т.п.).
Каналы СЗ и С4 направляют сообщение уровня 3 процесса PANS процессу уровня 2 для передачи каналу ПД.
Процесс PANS имеет 7 состояний:
AN1 — нулевое состояние (null). В этом состоянии процесс ожидает примитива со стороны пользовательского порта или сообщения ESTABLISH со стороны АТС.
AN2-- создание сигнального пути инициировано со стороны сети доступа (path initiated by AN). В это состояние процесс переходит, когда в сети доступа было обнаружено замыкание шлейфа абонентской линии, в сторону АТС было послано сообщение ESTABLISH и от нее ожидается сообщение ESTABLISH_ACK.
AN3 — запрошено преждевременное освобождение сигнального пути (path abort request).
Это состояние устанавливается в случае, когда сообщение ESTABLISH было послано к АТС, подтверждение ESTABLISH_ACK от нее еще не получено, а вызывающий абонент дает отбой.
AN4 — обрабатываются данные о линии. В это состояние процесс переходит после приема примитива FE-line_information и передачи полученных в нем данных о линии на АТС в сообщении ESTABLISH. Co стороны АТС ожидается сообщение DISCONNECT_COMPLETE. В данное состояние можно перейти только из нулевого состояния AN 1, а выйти из него можно только в нулевое состояние AN 1.
AN5 — состояние активного сигнального пути (path active).
AN6 — порт блокирован (port blocked). В данное состояние можно перейти из любого состояния, а выйти из него можно только в нулевое состояние, когда порт снова будет готов к работе. (На SDL-диаграмме состояние AN6 не рассматривается, как не рассматриваются и сообщения технической эксплуатации).
AN7 — запрошено освобождение сигнального пути (disconnect request). В это состояние процесс переходит после того, как в сторону АТС передано сообщение DISCONNECT.
Правила представления приведенной на рис.7.12 SDL-диа-граммы процесса PANS соответствуют описанию языка SDL, содержащемуся в главе 2 первого тома и в [55].
В нулевом состоянии AN1 возможно поступление от АТС сообщения ESTABLISH, при получении которого немедленно отправляется подтверждение ESTABLISH_ACK, сбрасываются счетчики и процесс переходит в состояние активного сигнального пути AN5. При переходе в AN возможна также, но необязательна передача в пользовательский порт примитива «линейный сигнал» (FE-line_signal). Фактически ESTABLISH — единственное сообщение от АТС, которое выводит процесс PANS из нулевого состояния AN1.
В состоянии AN1 возможен приход двух других сообщений:
ESTABLISH_ACK и PROTOCOL_PARAMETER, которые не меняют состояние процесса, а вызывают посылку сообщения STATUS к АТС.
Создание сигнального пути может идти также по инициативе абонента, когда из пользовательского порта поступает примитив FE-subscriber-seizure, сообщающий о том, что абонент снял трубку. В этом случае запускается таймер Т1 и к АТС направляется сообщение ESTABLISH, а процесс переходит в состояние AN2 создание сигнального пути инициировано сетью доступа. Если используется автономная реакция на сигнал абонента, то в обратном направлении к порту передается примитив FEline_signal. В других случаях (когда автономная реакция на сигнал от абонента не активизирована) FE-line_signal не передается.
При поступлении от пользовательского порта примитива «данные о линии» (FE — line information) запускается таймер Т1, к АТС посылается сообщение ESTABLISH с информационным элементом «данные о линии», а процесс переходит в состояние AN4 (данные о линии обрабатываются).
В состоянии AN2 от АТС ожидается сообщение ESTABLISH_ACK, при приеме которого сбрасываются все таймеры, а процесс переходит в состояние активного сигнального пути AN5.
Вместо ESTABLISH_ACK может придти сообщение PROTOCOL_PA-RAMETER, в ответ на которое направляется информация о статусе, а процесс остается в том же состоянии AN2.
Возможно также поступление сообщения DISCONNECT_COMPLETE, при приеме которого сбрасываются таймеры, все параметры устанавливается в исходное состояние, а процесс возвращается в нулевое состояние AN1. Если от АТС в состоянии AN2 поступает сообщение ESTABLISH, то дальнейшие действия зависят от того, какой вызов имеет приоритет — входящий или исходящий. В случае приоритета исходящего вызова это сообщение просто игнорируется, а процесс остается в состоянии AN2. Если же приоритет имеет входящий вызов, то к АТС посылается сообщение ESTABLISH_ACK, устанавливаются все счетчики, сбрасываются все таймеры, а в пользовательский порт передается примитив FE-line_signal. Процесс переходит в состояние AN5 активного сигнального пути.
В этом же состоянии AN2 абонент может положить трубку Тогда из пользовательского порта поступит примитив FE-subscriber_release («отбой абонента»), и процесс перейдет в состояние AN3 (запрошено преждевременное освобождение сигнального пути - PATH ABORT REQUEST). В состоянии AN2 может также сработать таймер Т1, если в течение периода Т1 не придет ответ на ранее посланное сообщение ESTABLISH. В этом случае к АТС повторно посылается сообщение ESTABLISH, запускается таймер Т2, а процесс остается в том же состоянии AN2. Точно то же происходит при срабатывании таймера Т2: повторная передача сообщения ESTABLISH и пускТ2.
В состоянии AN3 возможно повторное занятие, если абонент АТС снова снял трубку до того как поступило сообщение ESTABLISH_ACK или DISCONNECT_COMPLETE. В этом случае процесс возвращается в состояние AN2. В том же состоянии AN3 возможен приход практически любого другого сообщения от АТС. Это может быть сообщение PROTOCOL_PARAMETER, в ответ на которое посылается сообщение STATUS, а процесс не меняет своего состояния.
Возможен приход сообщения DISCONNECT_COMPLETE, которое переводит процесс в состояние AN l. Возможен приход уже опоздавшего и не ожидаемого более сообщения ESTABLISH_ACK, в ответ на которое отправляется сообщение DISCONNECT, сбрасываются таймеры Т1 и Т2, и запускается таймер ТЗ, а процесс переходит в состояние AN7 (запрошено освобождение сигнального пути). В случае прихода сообщения ESTABLISH выясняется, какой вызов является приоритетным — входящий или исходящий. Если приоритет имеет исходящий вызов, процесс остается в том же состоянии. В случае приоритета входящего вызова направляется сообщение ESTABLISH_ACK, устанавливаются все счетчики, сбрасываются таймеры Т1/Т2, а процесс переходит в состояние активного сигнального пути AN5.
В состоянии AN4 (данные о линии обрабатываются) ожидается сообщение DISCONNECT_COMPLETE, которое сбрасывает таймеры и переводит процесс в нулевое состояние AN1. В случае, если в течение периода Т1 сообщения DISCONNECT_COMPLETE не поступило, стартует таймер Т2 и повторяется посылка сообщения ESTABLISH, а процесс остается в том же состоянии AN4.
В состоянии AN5 активного сигнального пути выполняются обычные функции абонентской сигнализации. Со стороны АТС в этом состоянии может придти сообщение DISCONNECT_COMPLETE, которое переводит процесс в нулевое состояние AN l. Может также придти рассмотренное выше сообщение SIGNAL, при приеме которого осуществляется проверка порядкового номера принятого сообщения. Если этот номер является правильным, то сигнал транслируется в виде примитива FE-line_signal в пользовательский порт, увеличивается на счетчик S(R), и запускается таймер Тr, если он не был запущен ранее. Процесс при этом остается в том же состоянии AN5. Если же порядковый номер принятого сообщения SIGNAJL неверен, то кАТС отправляется сообщение DISCONNECT, запускается таймер ТЗ, сбрасываются таймеры Т1 и Т2, а процесс переходит в состояние AN7. Аналогичным образом происходит анализ правильности принятого порядкового номера при приходе сообщения SIGNAL_ACK. Если номер сообщения M(R) правильный, то сбрасывается таймер Tt, а процесс остается в состоянии активного сигнального пути AN5. В случае, если номер неправильный, процесс переходит в состояние AN7. Практически таким же образом обрабатывается сообщение PROTOCOL_PARAMETER. И, наконец, от пользовательского порта может придти примитив FE-line_signal, при приеме которого к АТС направляется сообщение SIGNAL, увеличивается на 1 счетчик S(S), выполняются анализ и другие действия, предусмотренные в алгоритме на рис.7.12. При срабатывании таймера Tt процесс посылает сообщение DISCONNECT, запускает таймер ТЗ и переходит в состояние AN7. В случае срабатывания таймера Тг посылается сообщение SIGNAL_ACK, а процесс остается в том же состоянии AN5.
В состоянии AN7 возможен приход одного из двух сообщений: DISCONNECT или DISCONNECT_COMPLETE, в результате приема которых сбрасываются все таймеры, параметры протокола устанавливаются в исходное состояние, а процесс переходит в нулевое состояние AN1.
При отсутствии сигнала DISCONNECT и срабатывании таймера ТЗ существенное значение имеет количество срабатываний ТЗ: первые два раза при срабатывании таймера посылается сигнал DISCONNECT и заново спускается этот же таймер ТЗ, а на третий раз процесс принудительно переводится в нулевое состояние AN 1 с посылкой аварийного сообщения в систему управления.
В приведенном выше описании опущено одно чрезвычайно важное обстоятельство: в ряде случаев время реакции на сигнал от абонента ТфОП критично, и тогда сеть доступа должна реагировать автономно, что необходимо, например, для выключения вызывного сигнала и для прекращения передачи сигнала ответа станции. Возможны другие варианты реакции, критичные с точки зрения времени, которые определяются в спецификации «мэппинга» национального протокола ТфОП.
Для рассмотренной выше на рис. 7.12 SDL-диаграммы процесса PANS приняты следующие значения таймеров:
• таймер Т1=4 с — останов после приема сообщения ESTABLISH_АСК или сообщения DISCONNECT_COMPLETE.
• таймер Т2=(5—30 с) — останов после приема сообщения ESTABLISH_ACK или сообщения DISCONNECT_COMPLETE. Запускается многократно до приема отбоя абонента;
• таймер Т3=2 с — останов после приема сообщения DISCONNECT или DISCONNECT_COMPLETE. Запускается многократно. После 3-го запуска в систему управления передается сигнал индикации ошибки;
• таймер Тr=5 с — запускается после приема сообщения SIGNAL или сообщения PROTOCOL_PARAMEMER;
7.5. ПРОТОКОЛ ТфОП НА СТОРОНЕ АТС АТС отвечает за управление соединением абонента ТфОП и предоставление ему дополнительных услуг. Передатчики и приемники многочастотного набора номера (DTMF), генераторы акустических сигналов и автоинформаторы размещаются в АТС, следовательно, адресная информация с использованием DTMF должна передаваться «прозрачно» между портом пользователя и АТС. В то же время сигнализация о состоянии линии должна интерпретироваться в сети доступа и затем передаваться через интерфейс V5 посредством сообщений уровня 3, как было показано в предыдущих параграфах.
На рис.7.13 представлена структура процесса PLES (PSTN protocol: Local Exchange Side) в логическом объекте протокола ТфОП на стороне АТС, а на рис.7.14 приведена SDL-диаграмма этого программного процесса. По аналогии со стороной сети доступа взаимодействие этого процесса с логическим объектом национального протокола управления соединениями ТфОП поддерживается функциональными элементами FE, которые обеспечивают формирование и интерпретацию примитивов, представляющих в абстрактной форме обмен необходимой информацией внутри LE между процессом PLES и национальным протоколом ТфОП (каналы С и С8). Так же как на SDL-диаграмме протокола ТфОП на стороне сети доступа, здесь не показано взаимодействие с системой управления.
Имеются следующие группы примитивов:
— примитивы создания сигнального пути в интерфейсе V5:
FE-establish_request, FE-establish_indication, FE-establish_acknowledge, FEestablish_acknowledge_indication;
— примитивы сигнализации:
FE-linesignal_request, FE-line_signal_mdication;
— примитивы освобождения сигнального пути в интерфейсе V5 FE-disconnect_request, FEdisconect_complete_request, FE-disconnect_complete_indication;
— примитивы управления параметрами протокола ТфОП:
FE-protocol_parameter_request.
Рис. 7.13. Структура процесса в логическом объекте протокола ТфОП на стороне АТС Смысл и содержание перечисленных примитивов станут ясны читателю при рассмотрении SDL-диаграммы процесса PLES. Здесь же полезно отметить, что все примитивы типа indication передаются процессом PLES логическому объекту национального протокола ТфОП, а все примитивы типа request (и примитив FE-establish_acknowledge, имеющий тип response) — в обратном направлении.
Процесс PLES в логическом объекте протокола ТфОП на стороне АТС имеет следующие состояния:
LEI — нулевое состояние (null).
LE2 — создание сигнального пути инициировано со стороны АТС (path initiated by LE).
Процесс переходит в это состояние после того, как АТС передаст к сети доступа сообщение ESTABLISH.
LE3 — создание сигнального пути инициировано со стороны сети доступа (path initiated by AN). Сеть доступа послала сообщение ESTABLISH к АТС и ожидает в ответ сообщение ESTABLISH_ACK.
LE4 — состояние активного сигнального пути (path active), в котором он поддерживает обычные функции сигнализации ТфОП для данного порта.
LE5 — запрошено освобождение сигнального пути (path disconnect request). В это состояние процесс переходит, когда АТС посылает в сеть доступа сообщение DISCONNECT. Выход из данного состояния возможен, когда сеть доступа передаст ответное сообщение
DISCONNECT_COMPLETE.
Собственно говоря, данный перечень состояний уже косвенно содержит описание процесса PLES, SDL-диаграмма которого приведена на рис. 7.14. В дополнение к этому перечню и к самой SDL-диаграмме полезно рассмотреть значения таймеров, используемые процессом PLES:• таймер Т1=2 с — запускается после передачи сообщения ESTABLISH или DISCONNECT_COMPLETE. Сброс таймера происходит при поступлении сообщения ESTABLISH_ACK. Если же таймер сработает до наступления этого события, повторяется посылка сообщения ESTABLISH, и таймер Т1 перезапускается. При повторном срабатывании таймера Т1 до поступления сообщения ESTABLISH_ACK к сети доступа направляется сообщение DISCONNECT и запускается таймер ТЗ;
• таймер Т3=2 с — запускается после передачи сообщения DISCONNECT. Запускается многократно. При срабатывании этого таймера в состоянии LE5 процесса PLES (как это имело место и в состоянии AN7 процесса PANS) в зависимости от того, сколько раз сработал таймер ТЗ, принимается решение в пользу одного из двух вариантов:
• если таймер сработал до 3 раз, повторяется передача сообщения DISCONNECT;
• после третьего срабатывания таймера передается сигнал индикации ошибки в систему управления;
• таймер Т4=2 с — запускается после приема сообщения STATUS-ENQUIRY. Запускается многократно;
• таймер Тr=5 с — запускается после передачи сообщения SIGNAL;
• таймер Tt= 10 с — запускается после передачи сообщения SIGNAL или PROTOCOL PARAMETER.
Рис. 7.14. SDL-диаграмма процесса PLES обработки протокола ТфОП на стороне АТС (1 из Рис. 7.14. SDL-диаграмма процесса PLES обработки протокола ТфОП на стороне АТС (3 из Как это неоднократно делалось в большинстве глав первого тома, место, сэкономленное за счет описания процесса PLES с помощью SDL-диаграммы, представляется полезным отдать некоторым примерам, в которых действуют оба рассмотренных процесса PANS и PLES. Рассмотрим примеры [83] сообщений создания сигнального пути'.
• сообщение AN/ESTABLISH/Steady-signaLoff-hook используется для создания сигнального пути в случае исходящего вызова после того, как вызывающий абонент снял трубку;
• сообщение LE/ESTABLISH/Cadenced-ringing используется для создания сигнального пути в случае входящего вызова и предписывает передать абоненту вызывной сигнал, если нет конфликта между входящим и исходящим вызовами;
• сообщение LE/ESTABLISH/Steady-signal:normal-polarity используется для создания сигнального пути в случае входящего вызова, когда имеет место конфликт и приоритет отдается входящему вызову.
Примеры сообщений освобождения сигнального пути".
• сообщение LE/DISCONNECT/— генерируется, когда решение освободить сигнальный путь принимает станция; в результате процесс PANS переходит в нулевое состояние AN1;
• сообщение AN/DISCONNECT/— генерируется, когда абонент кладет трубку до того, как процесс PANS получит сообщение LE/ESTABLISH_ACK/— в ответ на сообщение AN/ESTABLISH/Steady-signahoff-hook;
• сообщения AN/DISCONNECT_COMPLETE/- и LE/DIS-CONNECT_COMPLETE/— генерируются автоматически при получении сообщений DISCONNECT;
• Сообщения AN/ESTABLISH_ACK/- и LE/ ESTABLISH, АСК/— генерируются автоматически при получении сообщений ESTABLISH. Примеры сообщения SIGNAL:
• сообщение AN/SIGNAL/Digit-signaLvalue+no-acknowledgement генерируется, когда сеть доступа обнаруживает цифры, набранные абонентом;
• сообщение AN/SIGNAL/Steady-signaLoff-hook генерируется, когда абонент снимает трубку в ответ на входящий вызывной сигнал;
• сообщение LE/SIGNAL/Steady-signal:normal-polarity генерируется, когда станция дает команду прекратить вызывной сигнал в ответ на снятие трубки абонентом;
• сообщение LE/SIGNAL/Steady-signaLstop-ringing генерируется, когда станция принимает решение прекратить вызывной сигнал по причине иной, чем реакция на сигнал снятия трубки.
7.6. ПРОЦЕДУРЫ ПРОТОКОЛА ТфОП В двух предыдущих параграфах данной главы в рамках описаний процессов PANS и PLES рассмотрены две основные группы процедур протокола ТфОП.
В первую очередь это процедуры, связанные с поддержкой управления соединениями ТфОП.
Основное назначение данных процедур — создать сигнальный путь для передачи линейных сигналов между аналоговым портом ТфОП сети доступа и национальным протоколом ТфОП АТС. Для создания сигнального пути используются функциональные процедуры, которые обеспечивают синхронизацию работы через интерфейс V5 логических объектов сети доступа и АТС, а также возможность разрешать конфликты, связанные с перегрузкой АТС и со встречными вызовами. Как уже упоминалось выше, содержимое примитивов FEline_signal, передаваемых аналоговым портом ТфОП, не должно интерпретироваться протоколом V5, т.е. соответствующая информация должна передаваться через интерфейс V5 «прозрачно».
Другую группу составляют процедуры, не связанные с поддержкой управления соединениями ТфОП, т.е. не имеющие прямого отношения к установлению сигнального пути. Эти процедуры позволяют сети доступа изменить некоторые параметры протокола, блокировать или разблокировать порты пользователя и производить необходимые действия при рестарте.
Существуют еще две группы процедур, которые явно не рассматривались в предыдущих параграфах, но применение которых абсолютно обязательно для протокола ТфОП. Одну такую группу составляют процедуры обнаружения ошибочных ситуаций, которые обрабатывают каждое получаемое протокольным объектом интерфейса V5 сообщение.
Как правило, все сообщения должны содержать, по меньшей мере, дискриминатор протокола, адрес уровня 3 и информационный элемент типа сообщения. Если принимаемое сообщение содержит менее 4 байтов, принимающая сторона (сеть доступа или АТС) должна передать системе эксплуатационного управления сообщение об ошибке и проигнорировать принятое сообщение. В данном контексте термин «игнорировать сообщение» означает, что с содержимым сообщения (заголовком сообщения и его информационными элементами) никаких действий не производится.
Если в сообщении обнаружено более трех необязательных информационных элементов, сообщение считается слишком длинным и оставшаяся после третьего необязательного информационного элемента часть должна быть отброшена. Предполагается, что вся отброшенная информация является повторением оставшихся необязательных информационных элементов.
Ошибочная ситуация фиксируется, если логический объект протокола ТфОП на стороне сети доступа принимает сообщение с дискриминатором протокола, кодирование которого отличается от приведенного в главе 6. В этом случае генерируется сигнал индикации внутренней ошибки, данное сообщение игнорируется и передается сообщение STATUS с информационным элементом «Состояние», указывающим на текущее состояние процесса, и информационным элементом «Причина», указывающим код ошибки (код 0000001 — ошибка в дискриминаторе протокола). При приеме такого же ошибочного сообщения логическим объектом на стороне АТС данное сообщение игнорируется и генерируется сигнал индикации внутренней ошибки.
Ошибка адреса уровня 3 фиксируется, если адрес закодирован не по правилу, определенному выше в данной главе, если значение не распознано или не соответствует существующему порту доступа ТфОП. Ошибка в информационном элементе типа сообщения означает, что принято нераспознанное сообщение (не используемое или несуществующее). В обоих случаях сообщение игнорируется и генерируется сигнал индикации ошибки.
Информационный элемент переменной длины, имеющий код, значение которого меньше, чем значение кода предшествовавшего ему информационного элемента переменной длины, считается выпавшим из нормальной последовательности. Если такое случается, то на стороне сети доступа этот информационный элемент удаляется, а обработка сообщения продолжается. Сеть доступа также генерирует сообщение о внутренней ошибке и передает сообщение STATUS с информационным элементом «Состояние», указывающим текущее состояние процесса, и с информационным элементом «Причина» со значением «информационный элемент, принятый с нарушением очередности следования».
Если в сообщении повторяется один и тот же обязательный информационный элемент, логический объект V5 на стороне сети доступа должен игнорировать это сообщение, сформировать сообщение о внутренней ошибке и передать сообщение STATUS с информационным элементом «Состояние», указывающим текущее состояние процесса, и с информационным элементом «Причина» со значением «повторяющийся обязательный информационный элемент» и с соответствующей диагностикой, алогический объект на стороне АТС должен игнорировать данное сообщение и сформировать сообщение о внутренней ошибке.
Если в сообщении повторяется необязательный информационный элемент, то повторный элемент удаляется, продолжается обработка сообщения, генерируется сообщение о внутренней ошибке и передается сообщение STATUS с информационным элементом «Состояние», указывающим текущее состояние процесса, с информационным элементом «Причина» со значением «повторение необязательного информационного элемента» и с соответствующей диагностикой.
Процедуры этого типа также обрабатывают ошибки, состоящие в пропуске обязательного информационного элемента в принятом сообщении, в приеме нераспознанного информационного элемента, ошибки в содержании обязательного или необязательного информационных элементов, а также ошибки, состоящие в приеме непредвиденных сообщений, неразрешенных необязательных информационных элементов и т.п.
После того как сообщение проверено с помощью процедур обработки ошибок и если оно не должно игнорироваться, то должны выполняться нормальные процедуры, как это изложено в параграфах 7.4 и 7.5 данной главы.
И, наконец, процедура обнаружения ошибок уровня 3 позволяет уровню 3 обнаружить ошибку при передаче сообщений, которые не защищены от ошибок функциональной частью протокола. Сообщения SIGNAL и PROTOCOL_PARAMETER, содержащие информацию примитивов FE-line_signal и FE-protocol_parameter, соответственно, защищаются от ошибок механизмом, описанным ниже.
С точки зрения этого механизма сообщения SIGNAL и PROTOCOL_PARAMETER неразличимы: они вместе рассматриваются как единая последовательность нумерованных сообщений, и для подтверждения приема сообщений, образующих такую последовательность (независимо от их типа), используются сообщения SIGNAL_ACK. (Речь, разумеется, идет о сообщениях, передаваемых от АТС, поскольку сообщения PROTOCOL_PARAMETER сетью доступа не передаются.) Все сообщения из этой единой последовательности нумеруются по модулю 128, т.е. номер может иметь значение от 0 до 127. На каждой стороне интерфейса V5 имеется счетчик передаваемых сообщений, текущее показание которого S(S) обозначает порядковый номер подлежащего передаче сообщения. С появлением следующего сообщения, подлежащего передаче, S(S) увеличивается на 1.
На каждой стороне интерфейса имеется счетчик подтвержденных сообщений, текущее показание которого S(A) обозначает номер последнего из переданных сообщений, прием которого подтвержден адресатом, т.е. равноправным логическим объектом, которому оно было послано. Полезно заметить, что разность S(S)— S(A) не должна превышать максимального числа сообщений, находящихся в очереди на передачу.
Каждому передаваемому сообщению, принадлежащему рассматриваемой единой последовательности, присваивается порядковый номер M(S). В момент, когда сообщение должно передаваться, в поле информационного элемента «порядковый номер», входящего в состав этого сообщения, помещается значение M(S), равное текущему S(S).
В логическом объекте уровня 3 на той и на другой стороне интерфейса имеется также счетчик, текущее показание которого S(R) обозначает порядковый номер очередного ожидаемого на приеме сообщения. С приемом сообщения, M(S) которого равен S(R), показание счетчика S(R) увеличивается на 1.
В момент, когда должно передаваться подтверждающее сообщение, в поле информационного элемента «порядковый номер», входящего в состав этого сообщения, помещается порядковый номер ожидаемого сообщения M(R), причем значение M(R) устанавливается равным S(R). Сторона, принявшая подтверждающее сообщение, определяет состоятельность полученного M(R), проверяя условие S(A) J M(R) J S(S).
Как это показано на SDL-диаграммах процессов PANS и PLES в данной главе, программные счетчики связаны с таймерами этих процессов. Если S(S) превышает допустимую величину, таймеры Tt и Тr должны быть остановлены и должно также передаваться сообщение DISCONNECT. Если величина S(S) корректна и таймер Tt работает, то никаких действий не предпринимается, а если таймер Tt не был запущен, то это должно быть сделано.
«