Файл: Телекоммуникационные системы и сети - КНИГА.doc

1) протоколы сетевого (3-го) уровня обеспечивают распределение сообщений и управление сетью сигнализации;

2) протоколы канального (2-го) уровня обеспечивают управление передачей сообщений между двумя пунктами сигнализации. Здесь формируется кадр определенного формата (сигнальная единица);

3) протоколы физического (1-го) уровня обеспечивают управление передачей и приемом битов информации по тракту передачи данных (определение моментов начала и окончания физического соединения, передача блоков данных по физическому каналу, управление каналом).

Связь между двумя концами канала по своей природе асинхронна. Для регулирования правильного взаимодействия двух концов ОКС необходимо обеспечить следующие меры:

1) СЕ, принятые с ошибками, должны быть опознаны;

2) процедура подтверждения должна указывать, приняты ли СЕ правильно;

3) СЕ должны быть пронумерованы для правильной доставки ин­формации на смежный вышестоящий уровень;

4) во всех СЕ должна содержаться фазирующая информация. Для реализации этих мер в СЕ добавляют управляющие поля (ППН, ОПН, ПБИ, ОБИ).

Сигнальные сообщения создаются верхними уровнями ОКС № 7. Они передаются далее на сетевой (3-й) и далее на канальный (2-й) уровни [1]. В составе СЕ содержится следующая информация:

- сигнальная, полученная от верхнего (4-го пользовательского) уровня;

- информация управления передачей, предназначенная для нор­мального функционирования звеньев сигнализации.

Функции 3-го уровня делятся на две группы (рис. 20.6):

1) обработка сигнальных сообщений;

2) управление сетью сигнализации.

В процессе обработки сигнальных сообщений на 3-м уровне реа­лизуются функции маршрутизации, классификации, распределения. Маршрутизация - это функции выбора исходящего направления и звена в нем для каждого сообщения.

Классификация (селекция, выделение) сообщений необходима для идентификации пункта назначения сообщения. Если пункт наз­начения, указанный в принятом сигнальном сообщении, находится на рассматриваемой ЦАТС сети, то принятое сообщение подлежит пе­редаче к подсистеме пользователя (уровень 4). Если сообщение не относится к данному пункту, то для него необходимо выбрать мар­шрут передачи.

Рис. 20.6. Функции сетевого уровня ОКС № 7: 1 - потоки сигнальных сообщений; 2 - управление, индикация

Распределение сообщений необходимо для доставки данного со­общения определенной подсистеме пользователей (на 4-м уровне может быть несколько подсистем пользователей: ЦСИО, аналоговой или аналого-цифровой телефонной сети, сети ПД с КК, сети связи с подвижными объектами и др.).

На 3-м уровне объединяются звенья сигнализации, образуя под­систему передачи сообщений. Управление сетью сигнализации состоит в управлении нагрузкой и реконфигурацией сети при пере­грузке и повреждениях ее элементов. Под реконфигурацией сети подразумевается преобразование маршрута потока сообщений, обеспечивающего обход неисправного или перегруженного эле­мента сети.

Рис. 20.7. Функции протоколов звена сигнализации ОКС № 7: 1 - потоки сигнальных сообщений; 2 - управление, индикация

В процессе управления сетью сигнализации реализуются функции управления нагрузкой, маршрутами и звеньями сигнализации. Под управлением нагрузкой сигнализации понимают ограничение потоков сообщений для предотвращения перегрузки направлений, звеньев и пунктов сети сигнализации.

Под управлением маршрутами сигнализации подразумевают вы­бор маршрута для сообщения по какому-либо критерию (например, по кратчайшему пути, по наименьшей загрузке).

Под управлением звеньями сигнализации понимают переключение пе­редачи сообщения на резервное звено, например между двумя рассмат­риваемыми пунктами сети сигнализации. Как было показано ранее, с по­мощью ППС в ОКС № 7 обеспечивается управление передачей сообще­ний между двумя пунктами сигнализации (способ от «звена к звену»). Функции защиты от ошибок в процессе доставки сигнальных сообще­ний реализуются протоколами канального (2-го) уровня (в терминах ITU-T - протоколами звена сигнализации).

Функции протоколов звена сигнализации ОКС № 7 таковы (рис. 20.7):

1) разделение СЕ с помощью флагов;

2) защита от ложных флагов;

3) защита от ошибок вставлением проверочных битов;

4) защита от ошибок путем повторной передачи СЕ;

5) обеспечение порядка следования путем нумерации СЕ в цикле;

6) сохранение порядка следования СЕ с помощью обмена под­тверждениями о номере принятой СЕ;

7) контроль коэффициента ошибок для обнаружения неисправ­ностей звена сигнализации;

8) контроль перегрузки звена сигнализации.

20.3. Способы защиты от ошибок в окс № 7

Известно несколько способов организации процесса обнаружения и исправления ошибок при пакетной передаче [4, 5]:

1) добавление в поле проверочных битов достаточного числа раз­рядов для исправления заданного количества ошибок (этот способ в У-ЦСИО не используется из-за того, что для заданного качества ис­правления ошибок требуется слишком большое количество прове­рочных битов, что снижает производительность ОКС до неприемле­мой величины);

2) обнаружение и исправление ошибок с помощью переспроса (с автоматическим запросом повторения - АЗП), т.е. с использованием решающей обратной связи.

Известно несколько вариантов второго способа:

а) принятый кадр (кадром называют объединение пакета данных и управляющего поля канального уровня) подтверждается специаль­ным кадром подтверждения (симплексный режим работы ОКС);

б) подтверждение вставляется в управляющее поле кадров, ко­торые тоже несут данные в обратном направлении (дуплексный ре­жим работы ОКС; такой вариант предполагает использование также специальных кадров подтверждения, если на соответствующей сто­роне звена сигнализации нет заявок на передачу данных);

в) выдача на передающую сторону только «отрицательного под­тверждения» в случае приема кадра с ошибкой;

г) выдача на передающую сторону только «положительного под­тверждения» в случае приема кадра без ошибок (кадры с ошибками стираются).

При выборе любого из этих способов обязательны перерывы в пе­редаче кадров, чтобы избежать перегрузки ОКС.

Поэтому на время перерыва в передаче необходимо сохранять кадры в буферной памяти передающей стороны ОКС до получения подтверждения о приеме без ошибок.

В сетях ПД с пакетной коммутацией находят применение три спо­соба формирования реакции передающей стороны на «положитель­ные» и «отрицательные подтверждения»:

1) протокол с остановками и ожиданием (ПОО);

2) протокол повторной передачи с N возвращениями, или непре­рывная передача (НП);

3) процедура выборочного повторения (ПВП).

Рис. 20.8. Временная диаграмма обмена кадрами для протокола ПОО:

t_п - время передачи кадра; t_p - время распространения сигнала в ОКС; t₀ - время обработки принятого кадра; T_ож.доп - допустимое время ожидания подтверждения

В случае использования ПОО после передачи очередного кадра передающая сторона звена сигнализации ждет подтверждения. По­вторная передача кадра будет выполнена после приема запроса по­втора (отрицательное подтверждение) либо после истечения задан­ного времени ожидания. Стирание данного кадра из буферной памяти передающей стороны происходит только после приема положитель­ного подтверждения. На рис. 20.8 приведена временная диаграмма обмена кадрами при ПОО.

Такой протокол используется при полудуплексной передаче, когда стороны А и Б попеременно используют ОКС для передачи кадров. Применение протокола ПОО для полного дуплекса (независимая пе­редача в обоих направлениях) резко снижает производительность ОКС, если t_p > t_п (t_р - среднее время распространения сигнала, t_п -среднее время передачи СЕ). Его можно использовать в случае пре­небрежимо малого времени распространения сигнала по физическо­му каналу (это характерно для коротких линий и низкой скорости пе­редачи).

В случае НП кадры передаются непрерывно (если они хранятся в буфере) каждый со своим порядковым номером, не ожидая под­тверждения (рис. 20.9). Устанавливается определенное допусти­мое время получения подтверждения на стороне А (Т_ож.доп).

Если после передачи некоторого кадра истекло время Т_ож.доп, то сторона А повторно передает неподтвержденный кадр и все другие, за ним следовавшие.

В реальных системах могут использоваться и не показанные на рис. 20.8 и рис. 20.9 варианты, например, положительное под тверждение получает не каждый кадр, а группа кадров (ОКС № 6 и ОКС № 7).

Рис. 20.9. Временная диаграмма обмена кадрами для протокола НП: а - получение запроса повтора, начиная с кадра А2, где ПТВА1 -подтверждение правильного приема кадра А1, ОПТВА2 - отрица­тельное подтверждение (прием кадра А2 с ошибкой); б - превыше­ние Т_ож.доп

Режим НП обеспечивает большую пропускную способность ОКС, чем режим ПОО.

При использовании ПВП повторяется только тот кадр, который по­лучил запрос повтора или для него истекло время ожидания подтвер­ждения. Такой режим увеличивает пропускную способность ОКС, но требует более сложных аппаратных средств на приеме. Такой прото­кол пока не нашел практического применения в сетях общего пользо­вания [6].