Файл: Телекоммуникационные системы и сети - КНИГА.doc

Все три протокола требуют нумерации кадров, и диапазон поряд­ковых номеров кадров ограничен (в ОКС № 6 он равен 12, а в ОКС №7-128).

Явление «дефицита порядковых номеров» приводит к приостанов­ке передачи кадров до момента получения подтверждения для кадра с максимально возможным порядковым номером. Это снижает пропу­скную способность ОКС. Влияние этого явления на пропускную спо­собность ОКС заметно на длинных магистралях при межконтинен­тальной связи.

Если в сигнальной сети время распространения t_p > 15 мс, то ис­пользуется протокол НП. В рекомендациях ITU-T этот протокол называется протоколом превентивного циклического повторения сиг­нальных единиц [1]. На передающей стороне должны запоминаться все кадры до получения положительного подтверждения.

Требования к согласованию обмена в ОКС. Сформулируем тре­бования к согласованию передающей и приемной сторон ОКС:

1) все значащие СЕ хранятся в буферном ЗУ стороны А до под­тверждения их безошибочного приема;

2) максимальный прямой порядковый номер (ППН) ЗНСЕ не может превышать 127;

3) подтверждение приема ЗНСЕ обеспечивается передачей от сто­роны Б к А обратного порядкового номера (ОПН), равного ППН приня­той без искажений ЗНСЕ, и обратного бита - индикатора (ОБИ), рав­ного прямому биту-индикатору (ПБИ) принятой ЗНСЕ. Подтвержден­ные ЗНСЕ стираются в буферной памяти передачи;

4) в каждой новой передаваемой ЗНСЕ ППН должен быть на еди­ницу больше предыдущего;

5) запрос повтора ЗНСЕ обеспечивается указанием порядкового номера последней принятой без ошибок ЗНСЕ и инвертированием ПБИ (ОБИ = Ме(ПБИ)). Новое значение ОБИ поддерживается в этом направлении до тех пор, пока снова не возникает необходимость за­проса повтора принятой с искажением ЗНСЕ;

6) ПБИ используется передатчиком стороны А для указания сторо­не Б о повторении ЗНСЕ: этот бит инвертируется при получении за­проса повтора, все последующие СЕ в этом направлении будут иметь новое значение ПБИ до получения нового запроса повтора. При полу­чении запроса повтора некоторой уже переданной ЗНСЕ происходит повтор указанной и всех последующих ЗНСЕ, имеющихся в буфере повторной передачи стороны А;

7) если в памяти передатчика стороны А нет ЗНСЕ и нет заявок на передачу от уровня 3, то в сторону Б обычно передаются заполняющие СЕ (ЗПСЕ) или СЗСЕ с ППН, равным ППН последней принятой без ошибок ЗНСЕ и подтвержденной стороной Б.

Рис. 20.10. Иллюстрация дуплексного режима работы по ЗС в ПСа

На рис. 20.10 показан обмен СЕ в ОКС № 7 в дуплексном режиме, когда ошибок нет. На этом рисунке не приведены ПБИ и ОБИ, так как их значения не меняются при безошибочном обмене. На рис. 20.10 ЗНСЕ обозначена буквами ЗН, а ЗПСЕ - буквами ЗП. В ОКС всегда передается либо ЗНСЕ, либо ЗПСЕ, поэтому каждая СЕ имеет флаг только в начале. Прием флага означает окончание предыдущей и на­чало последующей СЕ.

20.4. Характеристики окс

Рассмотрим важнейшие характеристики ОКС. Одна из них - оцен­ка задержки сообщений при передаче по звену сигнализации для раз­личных величин нагрузки. Она важна для определения производи­тельности ОКС по обслуживанию вызовов на узле коммутации ЦСИО.

Рассмотрим случай передачи сообщений без ошибок, когда не тре­буется повторения ЗНСЕ.

В этом случае в ОКС передаются только ЗНСЕ и ЗПСЕ (два класса заявок). Оба класса заявок обслуживаются одним каналом (одноли­нейная система массового обслуживания (СМО)). Примем также сле­дующие предположения:

1) ЗНСЕ образуют пуассоновский гюток (ПП) с интенсивностью λ_зн и средней длительностью передачи ;

2) поток ЗПСЕ также является пуассоновским с интенсивностью λ_зн и длительностью передачи Т_зп;

3) нагрузка ОКС (или коэффициент использования) (β = 1, так как в нем постоянно передаются СЕ;

4) доля нагрузки, приходящаяся на ЗНСЕ, равна β_зн = λ_зн x ; до­ля нагрузки заполняющих СЕ равна β_зп = λ_зп x . β_зн + β_зп = 1.

5) при обслуживании заявок используется дисциплина с относи­тельными приоритетами, так как нельзя прерывать передачу сиг­нальных единиц.

На рис. 20.11 приведена схема обслуживания заявок одноканальной СМО.

Рис. 20.11. Схема обслуживания заявок для передачи ЗНСЕ и ЗПСЕ в однолинейной СМО

Без вывода запишем зависимость [7] между средним вре менем ожидания начала передачи E(W_3H) вновь поступившей ЗНСЕ и интенсивностью потока этих СЕ:

где W_3H - случайная длительность интервала между моментом по­ступления заявки на передачу ЗНСЕ и моментом окончания ее пере­дачи по ОКС; - случайная величина длительности передачи зна­чащей сигнальной единицы; - дисперсия длительности ЗНСЕ.

Для упрощения анализа сделаем еще одно допущение: пусть все ЗНСЕ имеют одинаковую длину (время обслуживания является постоянным - детерминированным - типа D в обозначениях Кендалла). Полное обозначение этой модели: M/D/1. Здесь М - обозна­чение пуассоновского потока требований, а 1 - обозначение одно­линейной СМО.

Заметим теперь, что дисперсия постоянной величины (по при­нятому нами условию все ЗНСЕ имеют одинаковую длину) равна ну­лю. Поэтому в выражении (20.1) можно записать: , так как математическое ожидание квадрата неслучайной величины равно квадрату этой величины.

Для определения средней задержки передачи значащих сигналь­ных единиц Е(Т) прибавим к E(W_3H) среднюю длительность пере­дачи :

где Е(Т) – средняя задержка передачи ЗНСЕ.

Подставив в выражение (20.2) , получим:

Приближенное выражение получено при условии малой нагрузки, создаваемой заявками на передачу ЗНСЕ. Это значит, что средняя задержка передачи ЗНСЕ определяется (при учете оговоренных вы­ше ограничений) временем передачи самой ЗНСЕ и ожиданием окон­чания передачи ЗПСЕ, которое в среднем равно половине времени передачи этой СЕ (в ОКС нет перерывов в передаче СЕ - непрерывно передаются либо ЗНСЕ, либо ЗПСЕ).

Приведем пример расчета величины задержки передачи ЗНСЕ в ОКС при использовании ОКС № 7.

Пусть скорость передачи по ОКС 64 Кбит/с, ЗПСЕ имеет длину 6 байт, т.е. 48 разрядов, ЗНСЕ имеет длину 16 байт, или 128 разря­дов. Тогда Т_зп = 0,75 мс и Т_зн = 2,00 мс.

При этих значениях длительностей Т_зн и Т_зп получим (при ):

Е(Т) = 0,375 + 2,0 = 2,375 (мс). (20.4)

Если β_зн = 0.5, то Е(Т) достигает величины 3.375 мс. Если в сиг­нальной сети сообщение передается последовательно через три зве­на сигнализации, то суммарная задержка невелика и составит

Е(Т) = 3 x 3.375 = 10.125 мс.

Оценим пропускную способность ОКС, обслуживающего ис­ходящую нагрузку А = 2500 Эрл некоторой станции сети. Пусть средняя длительность занятия информационного канала в меж­станционном пуске Т₃ =180 с. Интенсивность поступления вызовов будет равна: λ_в = А/Т_з (выз/с). Для управления соединением и разъединением в процессе обслуживания каждого вызова по ОКС нужно передавать несколько СЕ. Пусть в среднем на каждый вызов приходится семь ЗНСЕ. В этом случае по ОКС придется в течение секунды передавать: λ_зн = 7 x А/180 значащих СЕ. Подставим исход­ные данные: λ_зн =7 x 2500/180 = 97,2 (СЕ/с). Загрузка ОКС потоком ЗНСЕ составит:

В соответствии с Рекомендацией ITU-T Q.706 загрузка звена сиг­нализации потоком ЗНСЕ не должна превышать 0.2 Эрл. Для под­держки сигнального обмена на рассматриваемой станции необходимо иметь всего одно звено сигнализации.

Резервная производительность ОКС необходима для передачи команд управления сетью и обеспечения требуемого качества при мгновенном повышении интенсивности потока ЗНСЕ, а также при по­явлении ошибок в СЕ. Вызванные этими причинами перегрузки при­водят к дополнительной задержке в передаче ЗНСЕ и к уменьшению пропускной способности ОКС.

Кодирование, применяемое в ОКС № 7 [1], не позволяет исправ­лять обнаруженные ошибки. Поэтому используется механизм повто­рения сообщения, принятого с ошибкой, до тех пор, пока комбинация не будет принята без ошибок.

Сообщение, передаваемое в ОКС, может нести лишь часть ин­формации об обслуживании абонента на одном этапе. Поэтому важно передавать на 3-й уровень удаленной стороны сигнального тракта сообщения в той последовательности, которая характерна для сооб­щений, принятых от 3-го уровня на передающей стороне тракта. Ина­че нарушение последовательности сообщений об одном этапе соеди­нения или разъединения приведет к рассогласованию взаимодейст­вия абонентских подсистем ОКС № 7.

Контроль заданной на передающей стороне последовательности сообщений обеспечивается закреплением за каждой СЕ своего, уни­кального в данном цикле нумерации, номера и получением подтвер­ждения о безошибочном приеме СЕ с таким же номером. Если коли­чество ошибок при передаче в данном звене ОКС в течение заданно­го (достаточно небольшого) времени наблюдения велико, то это мо­жет говорить о неисправности элементов звена сигнализации. Если не принято специальных мер, то это приведет к бесконечному повто­рению одних и тех же сообщений и невозможности передачи новых сообщений, заявки о которых накапливаются на уровне 3. В борьбе с этим явлением на приемной стороне ведется контроль коэффициента ошибок. Если он в течение времени анализа превышает заданный порог, то на передающую сторону выдается сообщение с заявкой о неисправности звена сигнализации. По этой заявке на уровне 3 при­нимается решение о переключении нагрузки на резервное звено дан­ного направления или на обходное направление в сигнальной сети.