СОДЕРЖАНИЕ
Классификация
Системы сигнализации можно классифицировать по нескольким основным характеристикам.
Внутриполосная и внеполосная сигнализация
Линейная или регистровая сигнализация
Связанная с каналом сигнализация в сравнении с сигнализацией по общему каналу
Сигнализация по общему каналу (CCS) использует канал сигнализации, который передает информацию сигнализации, относящуюся к нескольким каналам-носителям. Следовательно, эти несущие каналы имеют общий канал сигнализации.
Принудительная сигнализация
Принудительная сигнализация относится к сигнализации, при которой получение каждого сигнала из исходного регистра должно быть явно подтверждено до того, как следующий сигнал сможет быть отправлен.
Этот термин применим только в случае систем сигнализации, которые используют дискретные сигналы (например, комбинацию тонов для обозначения одной цифры), в отличие от систем сигнализации, ориентированных на сообщения (таких как SS7 и ISDN Q.931), где каждое сообщение может передавать несколько элементов формирования (например, несколько цифр вызываемого телефонного номера).
Абонентская и магистральная сигнализация
Примеры
Каждую систему сигнализации можно охарактеризовать по каждой из вышеперечисленных осей классификации. Несколько примеров:
В то время как системы сигнализации с общим каналом являются внеполосными по определению, а системы внутриполосной сигнализации также обязательно связаны с каналом, приведенный выше пример измерительного импульса демонстрирует, что существуют системы сигнализации, связанные с каналом, которые являются внеполосными.
Классификация видов сигнализации в телефонных сетях.
Под сигнализацией в сетях связи понимается совокупность сигналов, передаваемых между элементами сети, и способов их передачи для обеспечения установления и разъединения соединения при обслуживании вызовов, а также для передачи служебной информации.
Звеном сети электросвязи называется участок тракта передачи информации, ограниченный двумя смежными узлами коммутации или узлом коммутации и абонентским терминалом.
Рис. 1 Виды сигнализации в телефонных сетях свзязи.
Сигналы, передаваемые по телефонным каналам и линиям, разделяются на три группы: линейные сигналы, сигналы управления и информационные акустические сигналы.
В состав абонентской сигнализации включены все сигналы, передаваемые между абонентским терминалом и АТС. К ним относятся сигналы вызова станции, ответа станции, набора номера, посылки и контроля посылки вызова, занятости абонента и др
В состав межстанционной сигнализации включены все сигналы, передаваемые между коммутационными узлами. К таким сигналам относятся линейные сигналы и сигналы маршрутизации
Линейные сигналы используются между станциями для взаимного информирования о состоянии линии в процессе обслуживания вызова. К ним относятся сигналы занятия, подтверждения занятия, ответ вызываемого абонента, а также сигналы отбоя вызываемого и вызывающего абонента.
Сигналы маршрутизации (регистровые сигналы) предоставляют адресную информацию для маршрутизации вызовов к месту назначения. К ним относятся информация о номере вызываемого абонента, информация о категории и номере вызывающего абонента, частотный запрос АОН
Вследствие широкого распространения в недавнем прошлом координатных систем коммутации применительно к сигналам маршрутизации часто используют термины «регистровые сигналы», «регистровая сигнализация»
Общеканальная система сигнализации
В окс отсутствует строгое соответствие между сигналами и разговорными каналами. При этом маршрут передачи сигнальной информации в сети, может отличатся от маршрута информации пользовательской передачи.
В окс информация передается между станциями по специально организованной сети. В такой сети процесс коммутации станции является узловыми пунктами передачи сигнальной инфы. А сами АТС выступают в роле абонентов сигнальной сети.
В окс отсутствует разделение сигналов на линейные и регистровые. Сигнальная информация в окс кодируется последовательностью байтов, которая передается между узлами сети и обрабатывается в них. Преимущество окс : экономичность, скорость передачи, надежность, большая емкость канала, гибкость.
Система окс-7 была принята в 1980 г, как сигнализация для цифровой сети со скорость. Передачи сигнала 64 ккбит/с
Базовая структура окс №7
Имеется несколько групп пользователей, которую можно объединить названием подсистемы пользователя телефонию называют TUP –telephone user part.
Все указанные сети используют одну и ту же транспортную сеть, которая называется подсистема передачи сообщений MTP.
Эталонная модель взаимодествия таких систем:
Уровень 1. Определяет физические, электрические и функциональные характеристики информационной среды передачи. Элементом уровня 1 является канал связи для звена сигнализации.
Уровень 2. Определяет функции и процедуры, относящиеся к передаче сигнальных сообщений
Уровень 3. Определяет функции обработки сигнальных сообщений и управления сетью сигнализации.
Уровень 4. Определяет функции и процедуры сигнализации, характерные для определенного типа пользователя системы.
Рис 2. Функции в ОКС №7
Любая информация в окс №7 передается через звено сигнализации с помощью пакетов данных, называемых сигнальными единицами SU.
Которая состоит из поля сигнальной информации переменной длины нескольких полей фиксированной длины, в которых передается информация, служащая для управления передачей сообщений.
Различают три типа сигнальных единиц:
3)заполняющая сигнальная единица (Fill In Signal Unit), которая используется для обеспечения фазирования звена при отсутствии сигнального трафика.
Рассмотрим пример использования окс №7, при установления телефонного соединения между абонентами АТС.
Рис 3. Применения сигнализации ОКС №7
При установления соединения используется следующие сигналы:
RLG- (освобождение канала). Сигнал RLG посылается в ответ на сигнал CLF и указывает на то, что входящее соединение свободно.
При сигнализации CAS может, например, использоваться 16-й временной интервал цикла в цифровой системе передачи. В этом случае сигнальная информация проходит по тому же самому пути, что и речевая.
Рис 4. Схема сигнализации по связному и квазисвязному маршруту.
Поскольку звенья ОКС обладают большой пропускной способностью, то отсутствует необходимо связывать между собой все коммутационные станции отдельными звеньями сигнализации.
Например на рис б. отсутствует прямые сигналы сигнализации между АТС А и B
В этом случае один из узлов сети работает как транзитный узел. STP
Задача STP обработка адреса сигнального сообщения и его дальнейшая маршрутизацияю
Иерархия сети сигнализации.
Сети сигнализации состоят из 3х иерархических уровней.
Лекция 12. Принципы сигнализации, синхронизации и управления в цифровых сетях связи
Цель лекции: изучение классификацию видов сигнализации и способов передачи межстанционной сигнальной информации.
1) Классификация видов сигнализации.
2) Способы передачи межстанционной сигнальной информации.
3) Абонентская и линейная сигнализация.
12.1 Классификация видов сигнализации
Под сигнализацией в сетях связи понимается совокупность сигналов, передаваемых между элементами сети, и способов их передачи для обеспечения установления и разъединения соединения при обслуживании вызовов, а также для передачи служебной информации.
В зависимости от звена сети различают следующие виды сигнализации:
Сигналы, передаваемые по телефонным каналам и линиям, разделяются на три группы: линейные сигналы, сигналы управления и информационные акустические сигналы.
В состав абонентской сигнализации относятся: сигналы вызова станции, ответа станции, набора номера, посылки и контроля посылки вызова, занятости абонента и др. Эти сигналы называются абонентскими сигналами.
Они предоставляют адресную информацию, а также являются акустическим сопровождением линейных сигналов для информирования абонентов о состоянии обслуживания вызова.
Внутристанционная сигнализация зависит от архитектуры и принципов построения системы коммутации, используемой элементной базы и является специфической для каждого вида системы.
В состав межстанционной сигнализации включены все сигналы, передаваемые между коммутационными узлами. К таким сигналам относятся линейные сигналы и сигналы маршрутизации (их также называют сигналами управления или регистровыми сигналами).
Линейные сигналы используются между станциями для взаимного информирования о состоянии линии в процессе обслуживания вызова. К ним относятся сигналы занятия, подтверждения занятия, ответ вызываемого абонента, а также сигналы отбоя вызываемого и вызывающего абонента. Эти сигналы отмечают основные этапы установления соединения (исходное состояние, занятие, ответ, разъединение и др).
Сигналы маршрутизации (регистровые сигналы) предоставляют адресную информацию для маршрутизации вызовов к месту назначения. К ним относятся информация о номере вызываемого абонента, информация о категории и номере вызывающего абонента. Совокупность сигналов маршрутизации и способов их передачи образует регистровую сигнализацию.
12.2 Способы передачи межстанционной сигнальной информации
Сигнальная информация (линейные и регистровые сигналы) между станциями может передаваться тремя основными способами.
1. Передача сигналов непосредственно по телефонному каналу, где сигналы передаются постоянным током (ОС signaling) или токами тональной частоты (в пределах диапазона 300-3400 кГц). Системы сигнализации, использующие данный способ передачи сигналов, получили название внутриполосные системы сигнализации.
Данные системы сигнализации ассоциируются с аналоговыми декадно-шаговыми станциями, реализующими принцип непосредственного управления. На рис. 11.2 приведена иллюстрация способов сигнализации непосредственно по телефонному каналу.
Для этого способа сигнализации характерно, что в процессе обслуживания вызова сигнальная (сплошные линии) и полезная (пунктирные линии) информация проходит один и тот же путь как внутри станции, так и вне ее по межстанционным соединительным линиям.
2. Передача сигналов по выделенному сигнальному каналу, в качестве которого используется 16-й временной интервал в ИКМ тракте либо выделенный частотный канал вне разговорного спектра канала тональной частоты (ТЧ), например, 3825 Гц. Системы сигнализации, использующие данный способ передачи сигналов, получили название системы сигнализации по выделенному сигнальному каналу (ВСК).
Способ сигнализации по ВСК представлен на рисунке 11.3.
3. Передача сигналов по общему каналу сигнализации, где передача сигнальной информации осуществляется по тракту, который предоставляется для целого пучка телефонных каналов по принципу адресного использования. В данном случае сигналы передаются в соответствии со своими адресами и размещаются в общем буфере. Системы сигнализации, использующие данный способ передачи сигналов, получили название системы общеканальной сигнализации (ОКС). В системе ОКС тракты сигнализации и разговорные тракты разделены. Такое разделение происходит как внутри, так и вне станции, тем самым оптимизируются процессы управления, коммутации и сигнализации (см рисунок 11.4).
Абонентская сигнализация
Взаимодействие абонентского терминала со станцией. В понятие абонентской сигнализации включены все сигналы взаимодействия между терминалом и телефонной сетью. К ним относятся сигналы о состоянии абонентского терминала, номерная информация, набираемая абонентом, и сигналы информирования абонентов. Абонентская сигнализация характеризуется полной зависимостью от поведения абонентов.
Передача номера абонента по абонентской линии. В настоящее время на телефонной сети используется два способа набора номера вызываемого абонента: импульсный набор (декадным кодом) и тональный набор (многочастотным кодом).
При импульсном наборе импульсы посылаются путем поочередного размыкания и замыкания шлейфа со скоростью 10 импульсов в секунду.
Линейная сигнализация
Передача линейных сигналов может осуществляться следующими основными способами:
— передача сигналов постоянным током;
— одночастотная внеполосная передача сигналов (3825 Гц);
— одночастотная (2,600 Гц) или двухчастотная (1200 и 1600 Гц) внутриполостная передача сигналов;
— передача, сигналов по ИКМ трактам.
а) передача линейных сигналов по цифровым каналам систем передачи ИКМ-30 (сигнализация 2ВСК)
На цифровых СЛ, использующих системы передачи с ИКМ, применяет-сяпередача линейных сигналов по ИКМ трактам. Для передачи цифровых сигналов организуются сверхциклы, циклы и временные интервалы.
Во временных интервалах, соответствующих речевым каналам, пере-даются восьмибитовые комбинации, кодирующие отчеты аналоговых сигналов. Цикловая структура цифрового потока зависит от применяемых стандартов: например, ИКМ-30, ИКМ-24, ИКМ-15, ИКМ-12.
В цифровой системе ИКМ-30 для передачи сигнальной информации о состоянии 30 речевых каналов организуется сверхцикл, содержащий 16 циклов по 125 мкс каждый.
В 16-м ВИ всех циклов, кроме нулевого, организуется по 2 сигнальных канала. Каждый сигнальный канал имеет 4 бита: а, Ь, с и а (рисунок 11.9).
4.3 Линейная и регистровая сигнализация
Процесс передачи сигнальной информации, так называемых линейных и регистровых сигналов, между двумя коммутационными станциями показан на рис.4.7.
Регистровые сигналы используются только в фазе установления соединения, а также самого вызова для передачи адресной информации и данных о категории абонента. Линейные сигналы передаются в течении всего времени существования для контроля состояния линий. Состав межстанционных сигналов аналогичен составу при абонентской сигнализации [2].
Для организации линейной сигнализации используется передача сигналов следующими способами:
— передача сигналов постоянным током;
— одночастотная внеполосная передача сигналов (3825 Гц);
— одночастотная (2600 Гц) или двухчастотная (1200 и 1600 Гц) внутриполосная передача сигналов;
— передача сигналов по ИКМ трактам.
Рис.4.7. Пример межстанционной сигнализации
Способ передачи линейных сигналов постоянным током применялся при эксплуатации декадно-шаговых АТС. При этом передача сигналов может осуществляться как по двухпроводным СЛ (по разговорным проводам «а» и «b»), так и по трехпроводным СЛ (для расширения алфавита передаваемых сигналов дополнительно может быть использован провод «с»). Отличительными признаками различных линейных сигналов являются различные полярности, длительность и последовательность передачи сигналов. При данном способе передачи не всегда обеспечивается весь необходимый алфавит линейных сигналов.
При одночастотной внеполосной передаче сигналов частота выбирается вне спектра разговорного тракта 300-3400 Гц, например 3825 Гц. Данный способ передачи линейных сигналов используется на аналоговых межстанционных СЛ с ЧРК местного участка сети и относится к аналоговой системе сигнализации по одному выделенному сигнальному каналу (1ВСК). Линейные сигналы при этом различаются путем изменения длительности и числа частотных посылок.
Преимуществом одночастотной внеполосной передачи сигналов является простота реализации приемника линейных сигналов и отсутствие опасности ложных срабатываний из-за имитации сигналов разговорным током. Однако передача линейных сигналов вне полосы не дает возможности контролировать исправность разговорного канала на аналоговых узлах коммутации.
На внутризоновой и междугородной сетях связи используется одночастотная внутриполосная передача сигналов с использованием тональной частоты внутри спектра разговорного тракта 2600 Гц, т.е. выделенный сигнальный канал отсутствует. Выбор данной частоты был обоснован тем, что сигнальная частота должна находиться как можно дальше от центра распределения энергии разговорного сигнала для уменьшения опасности имитации линейных сигналов разговорным током. С другой стороны, частоты, расположенные вблизи от частоты среза (3400 Гц), нежелательны по причине недостаточной устойчивости остаточного затухания в этой области спектра канала. Данный способ передачи линейных сигналов применяется на аналоговых СЛ, например зоновых и магистральных, использующих системы передачи с ЧРК.
На цифровых СЛ, применяется передача линейных сигналов по ИКМ трактам с организацией сверхциклов, циклов и временных интервалов.
Во временных интервалах, соответствующих речевым каналам, передаются восьмибитовые комбинации, кодирующие отчеты аналоговых сигналов. Цикловая структура цифрового потока зависит от применяемых стандартов, например в системе ИКМ-30 в 16-м временном интервале для передачи сигнальной информации о состоянии 30 речевых каналов организуется сверхцикл, содержащий 16 циклов по 125 мкс каждый (рис.4.8.).
Рис.4.8. Цикловая структура цифровой системы передачи ИКМ-30
Рис.4.9. Передача сигнальной информации в системе ИКМ-30
Для защиты от случайных ошибок в приемнике линейных сигналов применяется так называемый временной фильтр. Его суть заключается в том, что изменение значения любого из битов а и b должно быть подтверждено в течение нескольких сверхциклов. Неподтвержденное изменение значения бита игнорируется.
При эстафетной сигнализации на каждой станции обрабатывается и передается вся адресная информация, необходимая для установления соединения (рис.4.10).
Рис.4.10. Эстафетная передача сигналов маршрутизации
На первом шаге абонент А набирает номер, который по АЛ передается в КС А. На КС А обрабатываются все цифры, которые затем передаются к КС Б. После приема цифр на КС Б управляющие устройства на КС А освобождаются.
На втором шаге КС Б обрабатывает все цифры и часть из них (4 знака номера абонента Б) передает в направлении к КС В. После приема цифр на КС В управляющие устройства на КС Б освобождаются. КС В обрабатывает номер абонента и передает сигналы «Посылки вызова» абоненту Б и «Контроль посылки вызова» абоненту А.
При сквозной сигнализации управляющие устройства станции вызывающего абонента (КС А) используются на все время установления соединения (рис.4.11).
Рис. 4.11. Сквозная передача сигналов маршрутизации
На первом шаге абонент А набирает номер, который по АЛ передается на КС А. Далее КС А передает на соседнюю КС Б лишь цифры, необходимые для маршрутизации к входящей КС (цифры 92). После приема цифр на КС Б управляющие устройства на КС А не освобождаются и готовы к передачи оставшихся цифр (3245).
На втором шаге КС Б на основе принятых цифр 92 устанавливает сквозное соединение между КС А и КС В, после чего управляющие устройства на КС Б освобождаются. КС А передает через КС Б к КС В оставшиеся цифры номера абонента. КС В обрабатывает номер абонента и передает сигналы: «Посылки вызова» абоненту Б и «Контроль посылки вызова» абоненту А.
При сквозной передаче сигналов маршрутизации повышается скорость их передачи.
Для передачи цифр телефонного номера достаточно иметь 10 комбинаций передаваемого сигнала. Однако помимо основной информации о маршруте соединения существует дополнительная информация, например сигнал повтора цифры, сигнал включения эхозаградителя и т.д. Таким образом, в реальности необходимо, чтобы кодируемый сигнал имел больше 10 возможных комбинаций.
На СТС России для регистровой сигнализации взяты частоты, используемые в протоколе передачи R1, рекомендованном МККТТ. Каждый сигнал является комбинацией двух частот из шести.
Ряд используемых частот 700, 900, 1 100, 1300, 1500 и 1700 Гц является одинаковым для прямого и обратного направлений передачи. Всего при этом можно образовать 15 возможных комбинаций. Любой знак передается в виде двухчастотного импульса длительностью 45 мс. Основными достоинствами многочастотной сигнализации являются быстродействие передачи, возможность проверки достоверности принятого сигнала и расширенный алфавит.
Общие понятия о СИГНАЛИЗАЦИЯ на сетях связи. Сигнализация R1
Цель работы: изучить классификацию и принципы организации сигнализации на телефонных сетях. Изучить особенности и характеристисигнализации типа R1.
Необходимость сигнализации по межстанционным соединительным линиям, как и сама концепция применения новейших технологий, совершенно естественно вытекает из невозможности организации непосредственного соединения каждого с каждым для миллионов абонентов, желающих связаться друг с другом.
Поэтому для выполнения всех этих функций требуется наличие надежной сигнализации между коммутационными узлами и станциями электросвязи.
Под сигнализацией в сетях связи понимается совокупность сигналов управления и взаимодействия, передаваемых между элементами сети с целью обеспечения установления и разъединения соединения при обслуживании вызовов, а также для передачи различной служебной информации
Основным назначением систем сигнализации является:
· обеспечение безошибочной передачи сигнальной информации;
· выявление и устранение отказов системы (сети).
В каждом телефонном соединении, в зависимости от участка сети, присутствуют три вида сигнализации: межстанционная, внутристанционная и абонентская. Рассмотрим их подробнее.
Абонентская сигнализация предназначена для взаимодействия на участке между абонентским терминалом и коммутационной станцией.
Межстанционная сигнальная информация может передаваться различными способами, которые можно разделить на три основных класса:
1. внутриполосные СС, передача сигнальной информации происходит непосредственно по телефонному каналу;
2. СС по спецальному (выделенному) каналу (ВСК) (например 16й КИ в тракте ИКМ либо канал 3825кГц в КТЧ и др.;
3. СС общеканальной сигнализации (ОКС), выделяется отдельный канал (64 кбит\с).
Все сигналы, используемые в различной сигнализации (по функциональному назначению) делятся на три категории.
Абонентские сигналы: управляют каналом передачи по абонентской линии и предоставляют адресную информацию для регистрации в местной системе коммутации, информируют абонента о состоянии соединения (акустические и зуммерные сигналы).
Линейные сигналы: управляют каналом передачи по каналам связи между станциями. Передаются как в прямом так и в обратном направлении. Эти сигналы отмечают основные этапы: исходное состояние, установление соединения, передача данных и установление соединения.
Регистровые сигналы: предоставляют адресую информацию для маршрутизации вызова к месту назначения (к примеру, информация о номере вызываемого абонента, информация о категории и номере вызывающего абонента, сигналы категории вызова и др.).
Адресная информация может посылаться между двумя станциями двумя способами:
— методом «от звена к звену», согласно которому вся адресная информация обрабатывается на каждой станции по пути следования и формируются сигнальные единицы
— методом «из конца в конец», когда осуществляется сквозная сигнализация, при которой транзитная станция обрабатывает только часть сигнальной информации, необходимая для передачи специальной информации пользователя. Этот метод в настоящее время используется чаще всего при передаче данных без проключения разговорного тракта.
Протокол сигнализации R1, являющийся первым региональным стандартом ITU-T и первоначально ориентированный на использование в Северной Америке, использует многочастотную регистровую сигнализацию с кодом «2 из 6» и внутриполосную линейную сигнализацию. R1 является системой сигнализации «от звена к звену» и обладает более высокой скоростью передачи сигнальной информации, чем у системы R2, однако информационные возможности у R1 несколько ниже, так как каждая комбинация частот имеет только одно значение.
Линейная сигнализация в системе R1 по аналоговым и цифровым каналам осуществляется по-разному. По аналоговым каналам передается непрерывный сигнал с частотой 2600±5 Гц в обоих направлениях. Сигнальный код аналоговой версии R1 показан в таблице 9.1.
| Состояние линии | Состояние сигнализации | |
| Сигнал в прямом направлении | Сигнал в обратном направлении | Направление |
| Контроль исходного состояния | ||
| Занятие | -> | |
| Задержка набора номера | ||
| Посылка вызова в прямом направлении | 65-135 мс | -> |
| Ответ |
При цифровом варианте линейный сигнал с частотой 2600 Гц обычно не передается по разговорным каналам, кроме случая, когда цифровые системы последовательно соединяются с аналоговыми каналами и образуют составной канал. Цифровой вариант системы R1 предназначен для использования в цифровом тракте 1544 кбит/с (система ИКМ-24, рекомендация G.733). Линейная сигнализация осуществляется по двум выделенным сигнальным каналам, для чего используется восьмой бит каждого канала 1 раз в шесть циклов, как было показано в таблица 9.1. Сигнальный код цифровой версии R1 показан в таблице 9.2.
| Состояние липни | Код временного интервала | ||
| Прямое направление | Обратное направление | ||
| А | В | А | В |
| Контроль исходного состояния | |||
| Занятие | |||
| Подтверждение занятия | |||
| Ответ | |||
| Отбой | |||
| Разъединение | 0 или 1 | 0 или 1 | |
| Подтверждение разъединения |
Для регистровой сигнализации R1 использует шесть частот (700, 900, 1100, 1300, 1500 и 1700 Гц) для передачи в прямом направлении адресной информации кодом «2 из б». Регистровые сигналы передаются в виде импульсов, состоящих из комбинации двух частот, и пауз между импульсами. Сигнальный код регистровой сигнализации подобен коду для системы №5. Длительность сигнала начала набора КР равна 100±10 мс. Все другие сигналы имеют длительность 68±7 мс. Интервал между сигналами должен составлять б8±7 мс.
1. Нарисовать временную диаграмму сигналов системы R1 (аналоговой) в обоих направлениях для последовательности состояний: Контроль исходного состояния ® Занятие ® Начало набора номера ® Посылка вызова в прямом направлении (№335-12-12) ® Ответ абонента Б ® Отбой вызванного абонента ® Разъединение.
2. Нарисовать временную диаграмму сигналов системы R1 (цифровой) в обоих направлениях для последовательности состояний по п.1.
В отчете необходимо представить:
1. Перечень основных характеристиксистемы сигнализации R1.
2. Результаты расчетов п. 1 и 2 практической части.
1. Дайте опредление понятию сигнализации в телефонных сетях.
2. Какие виды сигнализации вы знаете? Дайте краткую харакетиристику каждому виду сигнализации.
3. Какие типы сигналов используются в сигализации? Приведите примеры сигналов каждого типа.
4. Дайте характеристику системе сигнализации R1.
5. Какие способы представления и передачи сигналов используют аналоговая и цифровая системы сигнализации R1?
