********
Реферат
Протокол ТфОП інтерфейсів V 5.1 і V 5.2
****
2007
Зміст
Інтерфейси V5.1 і V5.2. Загальні положення
Архітектура протоколу
Основи протоколу ТфОП
Стани FSM на стороні мережі доступу (PSTN _ AN)
Стани FSM на стороні АТС (PSTN _ LE)
Примітиви і сигнали, пов'язані з елементарними функціями
Повідомлення і їх структура
Загальний формат повідомлення та кодування інформаційних елементів
Ідентифікатори інформаційних елементів повідомлень
Однобайтові інформаційні елементи
Багатобайтові інформаційні елементи постійної довжини
Багатобайтові інформаційні елементи змінної довжини
Процедури протоколу ТфОП
Загальні відомості
Процедури обробки помилкових ситуацій
Процедури пов'язані із сигнальним шляхом
Процедури, не пов'язані із сигнальним шляхом
Використання таймерів
Інтерфейси V5.1 і V5.2. Загальні положення
V5 - технологія доступу до мережі. Стандарти V5 (V5.1-ETS 300 324-1 і V5.2-ETS 300 347-1) повинні забезпечити інтерфейс взаємодії між мережею доступу та телефонною станцією для підтримки вузькосмугових послуг зв'язку. Стандарти серії V5 визначають вимоги (електричні, фізичні, процедурні та протокол) для з'єднань мережі доступу та АТС. Мережа доступу - це система між АТС та кінцевим обладнанням користувача, частина, що замінює або всю локальну розподілену мережу. Вона забезпечує загальну взаємодію з такими пристроями, як аналоговий телефон ТфОП, аналогова чи цифрова офісна АТС, термінальне обладнання ISDN базового та первинного доступу, кінцеве обладнання локальної мережі та орендована лінійна апаратура. Вона також забезпечує мультиплексування, введення, висновок і передачу даних. Мережа доступу відповідає за розпізнавання тональних посилок доступу аналогових сигналів, їх тривалість, напругу і частоту імпульсів, за викличної тон, а також за конкретні характеристики послідовності передачі сигналів. АТС відповідає за управління викликами за допомогою забезпечення комутації, формування тональних посилок набору номера, декодування номера і т.д.
Є два типи V5: V5.1 і V5.2. Протокол V5.1 функціонує на одному потоці Е1, тоді як протокол V5.2 функціонує на групі потоків Е1 (до 16). Обидва ці протоколи можуть використовувати тимчасові інтервали 15, 16 і 31 для передачі сигналів (звичайно, з обмеженнями по розподілу сигналів по тимчасових інтервалах).
Рис 1. V5.1 і V5.2
Інтерфейс V5.1 функціонує на одному потоці Е1 для каналів даних та каналів управління. Він підтримує наступні послуги: зв'язок з ТфОП, базовий доступ ISDN і виділену лінію. Канали даних задаються заздалегідь. Тому, цей інтерфейс може підтримувати тільки до 30 каналів зв'язку з ТфОП або 15 каналів базового доступу ISDN.
Інтерфейс V5.2 може функціонувати на групі (до 16) потоків Е1. Тому, він може підтримувати до декількох тисяч каналів даних. Це пояснюється тим, що канали даних розподіляються динамічно по запиту, а також підтримується концентрація викликів на групі потоків. Коефіцієнт концентрації зазвичай становить приблизно 8. Через можливе існування численних каналів V5.2 забезпечує ідентифікацію окремих каналів, що дозволяє перевірити цілісність потоку. Окремі потоки можуть блокуватися для технічного обслуговування або коли характеристики середовища даних нижче задовільних. Крім того, цей протокол складається з протоколів захисту, призначених для захисту ланок сигналізації, динамічно перемикаючи канали управління з несправного потоку на інший справний потік. Цей протокол підтримує ISDN PRI на додаток до всіх послуг, підтримуваним V5.1.
Основні відмінності між протоколами V5.1 і V5.2:
V5.2 складається більше з визначення протоколів, а саме, протоколу призначення каналу (BCC - протокол), протоколу захисту та протоколу керування каналом.
V5.2 використовує додаткові резервні канальні інтервали для підвищення безпеки зв'язку.
V5.2 може підтримувати до 16 потоків Е1.
Визначено такі функції пов'язані з перенесенням інформації через інтерфейс V 5.2:
- Функції несучих каналів, які забезпечують двошвидкісний перенесення через інтерфейс інформації переданої / прийнятої користувачами по В-каналах портів ISDN або по каналах 64 кбіт / с з портів ТфОП;
- Функції підтримки D-каналів ISDN, що забезпечують двосторонній перенесення через інтерфейс інформації D-каналів портів ISDN (сигнальної інформації даних, переданих в пакетному режимі і даних, переданих в режимі трансляції даних);
- Функції підтримки сигналізації ТМЗК, які забезпечують двосторонній перенесення сигнальної інформації портів телефонної мережі загального користування;
- Функції управління портами, які забезпечують двосторонній перенесення через інтерфейс керуючої та контрольної інформації, пов'язаної з блокуванням і розблокуванням окремих користувальницьких портів ISDN і ТФОП, а так само з рядом функцій, специфічних для портів ISDN (активізацією / деактивізацію доступу, індикацією помилок, контролем характеристик роботи: управлінням потоком сигнальної інформації;
- Функції загального управління, що забезпечують управління реконфигурацией інтерфейсу, тимчасову блокування D-каналів окремих портів ISDN в умовах перевантаження, рестарт протоколу ТфОП і перевірку узгодженості обох сторін інтерфейсу V 5;
- Функції призначення канальних інтервалів ІКМ-трактів для несучих каналів, що надаються користувачам, що забезпечують концентрацію навантаження.
-Функції захисту службової інформації, які забезпечують перемикання логічних каналів сигналізації і управління на резервні фізичні канали при виявленні відмов ІКМ-трактів, а також контроль помилок протоколу і перезапуск коштів нумерації повідомлень;
-Функції тактирования, надають необхідну тактову інформацію передачі бітів, ідентифікації байтів і циклової синхронізації. Ця інформація може також використовуватися для організації синхронної роботи мережі доступу та АТС.
В інтерфейсі V5.1 виконуються лише деякі з цих функцій.
Архітектура протоколу
Структура інтерфейсу V5 складається з протоколів трьох рівнів: Рівень 1, Рівень 2 Рівень 3 (рисунок 2).
Рис 2. Структура протоколу V5
Рівень 1 відомий як фізичний рівень. Цей рівень визначає фізичні параметри, лінійне кодування, лінійну швидкість і т.д. Стандарти ETSI ETS 300 166 або ITU-T G.703 використовуються для визначення цих електричних і фізичних характеристик.
Рівень 2 відомий як рівень каналу передачі даних (ланки даних). Цей рівень визначає передачу цифрових даних з фізичної лінії і направляє інформацію між об'єктами рівня 3 через протокол V5. Протокол LAPV5, версія протоколу LAPD ETSI ETS 300 125 або ITU-T Q.920 і Q.921, управляє рівнем каналу передачі даних для забезпечення гнучкого мультиплексування різних потоків інформації. Для повідомлень ISDN інформація, що направляється по каналу D, мультиплексируются на рівні каналу передачі даних і без змін передається через інтерфейс V.5. Функція перетворення даних (mapping) використовується, коли кадри приймаються підрівнем LAPV5-EF від локальної АТС, і якщо адреса LAPV5-DL знаходиться в межах діапазону, зарезервованого для підрівня рівноправних даних, як визначено в адресі LAPS-EF, і повинні бути передані на підрівень LAPV5-DL.
Рівень 3 - мережевий рівень, що визначається стандартами ETSI ETS 300 324-1 (для інтерфейсів V5.1) і ETSI ETS 300 347-1 (для інтерфейсів V5.2). Цей рівень забезпечує створення, завершення і підтримка зв'язку в мережі між об'єктами зв'язку.
Мережевий рівень представлений наступними протоколами інтерфейсу V5.1:
-Протокол підтримки сигналізації ТМЗК;
-Службовий протокол управління, який реалізує функції управління призначеними для користувача портами і функції загального управління;
Мережевий рівень інтерфейсу V5.2, на додаток до вищеназваних, містить такі службові протоколи:
-Протокол призначення несучих каналів (ВСР);
-Протокол управління трактами інтерфейсу (Link Control);
-Протокол захисту (Protection Protocol).
Основи протоколу ТфОП
Протокол, що забезпечує перенесення через інтерфейс V 5 сигнальної інформації при обслуговуванні викликів абонентів ТМЗК, не управляє процедурами обробки виклику в мережі доступу і тому використовується спільно з національним протоколом сигналізації, реалізованим в АТС. Більшість сигналів не інтерпрітіруют протоколом ТфОП, а просто переноситься їм від призначеного для користувача порту мережі доступу до логічного оь'екту національного протоколу АТС і в зворотному напрямку.
Головна функція протоколу ТфОП - підтримка протоколу управління з'єднаннями телефонної мережі. З цією метою для кожного виклику абонента (як вихідного, так і входить) протокол ТфОП передбачає створення в інтерфейсі V 5 логічного з'єднання, званого сигнальним шляхом (signaling path) і використовує ресурс того С-шляху, який призначений для сигналізації ТМЗК. Крім того, протокол ТфОП може використовувати цей же З шлях і без створення в ньому сигнального шляху, коли виникає необхідність у передачі інформації, не пов'язаної з керуванням сполуками ТфОП (наприклад у передачі з боку мережі доступу до АТС даних про абонентської лінії).
Сигнальний шлях існує протягом усіх фаз з'єднання ТфОП і забезпечує прозорий обмін повідомленнями рівня 3 між логічними об'єктами протоколу ТфОП, розташованими по різні сторони інтерфейсу.
АТС, на відміну від мережі доступу, має повну інформацію про стан процесу обслуговування виклику і тому відповідає за забезпечення і підтримку послуг. Передавачі і приймачі многочастотного набору (DTMF), генератори тональних сигналів і автоінформатори повинні розміщувати на АТС. Це означає, що інформація про адресу в формі сигналів DTMF повинна передаватися «прозоро» між портом користувача та АТС, тоді як лінійні сигнали мають інтерпретуватися на мережі доступу і потім передаватися через інтерфейс V 5 допомогою повідомлень рівня 3.
Стани логічних об'єктів протоколу ТфОП
Протокол ТфОП представлений з кожного боку інтерфейсу V 5 одним або декількома логічними об'єктами, функціонування яких описується в термінах кінцевих автоматів.
Кінцевий автомат (FSM - Finite State Machine) - це модель процесу з кінцевим числом станів, з кінцевим числом вхідних / вихідних сигналів і з дискретним часом. Перехід FSM з одного стану до іншого може відбуватися тільки під впливом вхідного сигналу. Такою моделлю, як правило, описуються процеси в логічних об'єктах протоколів. Вихідними сигналами можуть бути повідомлення 3 рівні, примітиви та команди / відповіді з елементарними функціями логічних об'єктів, а вхідними сигналами - також і спрацьовування таймерів.
Стани FSM на стороні мережі доступу (PSTN _ AN)
«Поза обслуговування» (AN 0)
У цьому стані FSM перебуває, коли системою експлуатаційного управління ініційована процедура перезапуску. Всі порти ТфОП виведені з обслуговування.
«Нульове» (AN1)
У цьому стані порт неактивний - він не зайнятий обслуговуванням виклику, але здатний виявити (можливо вже існуюче) заняття лінії абонента.
«Мережа доступу ініціює створення сигнального шляху» (AN 2)
У цей стан FSM переходить, коли в порту виявлений сигнал «заняття». До АТС передається повідомлення ESTABLISH (створити сигнальний шлях), і від неї очікується підтвердження дає повідомлення ESTABLISH ACK. Якщо підтвердження не надходить, наприклад через перевантаження АТС, повідомлення ESTABLISH періодично повторюється з частотою, яка визначається таймером Т1.
У цій фазі обслуговування виклику може виникнути необхідність вирішення конфлікту із зустрічним викликом.
«Скасування створення сигнального шляху» (AN 3)
У стані AN 3 FSM переходить, якщо абонент дає відбій, коли повідомлення ESTABLISH передано до АТС, але підтвердження ESTABLISH ACK ще не отримано. При повторному занятті порту це стан використовується для обмеження кількості повідомлень ESTABLISH, які будуть передані у напрямку до АТС без отримання підтвердження (можливо, через перевантаження АТС). Після закінчення інтервалу часу, який визначається таймером Т1 (або Т2), FSM повертається в нульовий стан AN 1.
«Обробка даних про лінію» (AN 4)
У цьому стані FSM переходить, коли мережа доступу передала дані про абонентської лінії на АТС, і та веде їх обробку. У стан AN 4 можна перейти тільки зі стану AN 1, і перехід з нього можливий тільки в стан А N 1.
«Шлях активний» (AN 5)
Цей стан, в якому для даного порту активні нормальні функції сигналізації ТМЗК. У стані AN 5 користувач може встановлювати потрібне йому з'єднання, брати участь у сеансі зв'язку і припинити цей зв'язок.
«Порт блокований» (AN 6)
Перейти в цей стан FSM може з будь-якого іншого стану, а вихід з неї можливий тільки в нульовий стан AN 1. Коли порт блокований, його робота припиняється, і його можна деактивизировать, наприклад, шляхом відключення живлення.
«Мережа доступу вимагає звільнити сигнальний шлях» (AN 7)
У цей стан FSM переходить, коли мережа доступу передає до АТС повідомлення DISCONNECT (звільнити сигнальний шлях), і виходить з нього при прийомі від АТС повідомлення DISCONNECT COMPLETE (шлях звільнений). Якщо такого повідомлення немає, відповідне повідомлення передається в систему експлуатаційного управління.
Стани FSM на стороні АТС (PSTN _ LE)
«Поза обслуговування» (LE 0)
У цьому стані FSM перебуває, коли системою експлуатаційного управління ініційована процедура перезапуску. Всі порти ТфОП виведені з обслуговування.
«Нульове» (LE 1)
У цьому стані порт неактивний - він не зайнятий обслуговуванням виклику.
«АТС ініціює створення сигнального шляху» (LE 2)
У цьому стан FSM переходить, коли АТС, обслуговуючи вхідний дзвінок, займає порт і передає до мережі доступу повідомлення ESTABLISH (створити сигнальний шлях). Тут можлива ситуація, що вимагає вирішення конфлікту із зустрічним викликом.
«Мережа доступу ініціює створення сигнального шляху» (LE 3)
У цьому FSM переходить, коли мережа доступу передала АТС повідомлення ESTABLISH і чекає від неї підтверджує ESTABLISH ACK. Тут теж може виникнути ситуація, що вимагає вирішення конфлікту із зустрічним викликом.
«Шлях активний» (LE 4)
Цей стан, в якому для даного порту активні нормальні функції сигналізації ТМЗК. У стані LE 4 користувач може встановлювати потрібне йому з'єднання, брати участь у сеансі зв'язку і припинити цей зв'язок.
«АТС вимагає звільнити сигнальний шлях» (LE 5)
У цей стан FSM переходить, коли мережа доступу передає до АТС повідомлення DISCONNECT (звільнити сигнальний шлях), і виходить з нього при прийомі від АТС повідомлення DISCONNECT COMPLETE (шлях звільнений). Якщо такого повідомлення немає, відповідне повідомлення передається в систему експлуатаційного управління.
«Порт блокований» (LE 6)
Перейти в цей стан FSM може з будь-якого іншого стану, а вихід з неї можливий тільки в стан LE 1. Коли порт блокований, його робота припиняється.
Примітиви і сигнали, пов'язані з елементарними функціями
Примітив - це абстрактне представлення даних, несуть сигнал, повідомлення, команду або відповідь і передавемих від одного функціонального блоку до іншого, причому обидва ці блоку перебувають на одній і тій же стороні інтерфейсу V 5, а дані передаються через внутрішній інтерфейс. Таким функціональні блоком може бути логічний об'єкт протоколу (і його модель - FSM) або система експлуатаційного управління. Щоб FSM міг взаємодіяти з функціональними блоками свого боку інтерфейсу V 5, кожен з них повинен містити функції формування, передачі, прийому й обробки примітивів, які використовує цей FSM.
Ім'я примітиву починається з великої літери, ідентифікують ту групу функцій, з якими взаємодіє FSM, що використовує цей примітив. Потім, через дефіс, пишеться власне ім'я, і якщо воно містить більше одного слова, ці слова розділяються символом «_».
У наведених нижче таблицях прописні букви MDU - CTRL означають, що FSM взаємодіє з системою експлуатаційного управління його стороною інтерфейсу V 5.
Прописні букви FE означають сигнал, який відноситься до взаємодії FSM з функціями порту в мережі доступу або з логічним об'єктом національного протоколу в АТС.
Сигнали, які використовуються FSM на стороні мережі доступу при взаємодії з призначеним для користувача портом
Ім'я | Напрямок | Опис | |
FE-line_information | PSTN_AN ← SUB | Статус абонентської лінії змінився |
FE-line_signal
PSTN_AN ↔ SUB
Електричний сигнал до / від порту ТфОП
FE-subscriber_seizure
PSTN_AN ← SUB
Абонент вимагає створити сигнальний шлях
FE-suscriber_release
PSTN_AN ← SUB
Абонент дав відбій під час створення сігнальго шляху
SUB
Користувальницький порт
PSTN_AN
FSM протоколу ТфОП на стороні мережі доступу