Управление сетью сигнализации ОКС№7

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 16:10, 6 января 2015.
Данная статья была согласована с её автором Р.А. Бельферым 28 апреля 2012 года.

__NUMBEREDHEADINGS__

Управление сетью сигнализации

Под функцией управления сетью сигнализации принимаются алгоритмы и протоколы их реализации в процессе эксплуатации по поддержанию работоспособности ОКС №7 и восстановлению ЗС и пунктов сигнализации (при отказах, перегрузках и др.) Восстановление нормальных условий выражается в изменении состояния ЗС и пунктов сигнализации, которые вызывают изменения маршрутов при использовании таблицы маршрутизации. На рис. 8 (глава 17) приведен формат сообщения MSU, выполняющего функцию МТР по управлению сетью сигнализации. Индикация вида службы управления сетью сигнализации устанавливается в поле индикатора вида службы SI. В поле сигнальной информации SIF содержатся сообщения управления сетью сигнализации, включающие идентификатор сообщения (группа сообщений и тип сообщения этой группы сообщений) и информацию, относящуюся к этому сообщению. Реализация функций управления сетью сигнализации осуществляется в результате обмена между пунктами сигнализации этими сообщениями управления сетью. Поле выбора звена сигнализации используется не для разделения нагрузки в сообщении ISUP между ЗС, а для выполнения команд по управлению сетью (например, перевод трафика на резервное звено ЗС). Поэтому здесь это поле называется SLC (Signaling Link Code- код звена сигнализации), а не SLS.

Функции управления сетью сигнализации подразделяются следующим образом: управление сигнальным трафиком; управление звеньями сигнализации; управление маршрутами сигнализации. Эти функции используются каждый раз, когда в сети происходит какое-нибудь событие (например, отказ или восстановление ЗС). Прежде, чем перейти к анализу каждой из этих функций приведем краткое описание некоторых из основных состояний ЗС, маршрута сигнализации и пункта сигнализации.

Каждое ЗС рассматривается уровнем МТР3 как доступное или недоступное для переноса сигнального трафика. В частности, ЗС становится недоступным, если оно находится в состоянии:

  • отказа (при высокой интенсивности ошибок, превышении отведенного времени для начального фазирования, превышении допустимого времени перегрузки и др.);
  • деактивации, т.е. удалении из работы (при получении указания от системы эксплуатационного управления и др.);
  • заблокировано (при обнаружении отказа собственного процессора уровня МТР3 или такого же процессора на удаленном конце ЗС и др.).

Сигнальный маршрут рассматривается уровнем МТР3 как доступный, ограниченно доступный или недоступный. Переход в каждое из этих состояний происходит при получении определенных сообщений MSU в режиме управления сетью.

Пункт сигнализации может быть недоступным и доступным. Различают недоступность собственно пункта сигнализации и недосягаемость смежного пункта сигнализации. Пункт сигнализации становится недоступным, когда все подсоединенные к нему ЗС недоступны. Смежный пункт сигнализации рассматривается как недосягаемый, если все звенья, ведущие к нему напрямую недоступны. Любое изменение статуса ЗС, сигнальных маршрутов или пунктов сигнализации требует применения указанных выше функций управления сетью сигнализации-управления сигнальным трафиком, управления ЗС и управления сигнальным маршрутом.

Управление сигнальным трафиком

Процедуры управления сигнальным трафиком применяются (в случаях неисправности устройств сети или перегрузок) при необходимости перевода трафика из нормального звена (звеньев) и маршрута (маршрутов) на одно или несколько резервных звеньев или маршрутов, для перезапуска пункта сигнализации или для временного ограничения интенсивности сигнального трафика в случае перегрузки в пункте сигнализации. Рассмотрим некоторые из этих процедур.

Процедуры перевода трафика на резервное ЗС и возврата на исходное ЗС

На рис.1 показан перевод трафика на резервное ЗС. На рис. 1,а показан обмен сообщениями о переводе на резервное ЗС, несущее собственный трафик в том же пучке ЗС, что и недоступное звено (т.е. в том же маршруте). На рис. 1,б показан обмен сообщениями о переводе на резервное ЗС, находящееся в альтернативном маршруте.

Рис. 1. Перевод трафика на резервное ЗС

Инициирующий перевод трафика на резервное ЗС SP передает в сторону противоположного SP команду о переводе трафика на резервное звено сигнализации COO (Changeover order). В ответ он должен получить команду подтверждения перевода трафика COA (Changeover Acknowledgement). Эти команды (сообщения) относятся к режиму управления сетью и содержат в поле SI заголовка (рис. 8, глава 17) соответствующее значение (0000). Всё поле SIF, кроме этикетки сообщений управления сетью используется для размещения команд управления сетью сигнализации. Каждая команда управления, кроме идентификатора типа, включает в своих форматах другие параметры.

Формат команд COO и COA включает номер последней успешно принятой MSU противоположной стороны ЗС. Это позволяет предотвратить потери, дублирования или нарушения очередности передачи сообщений. Процедура перевода трафика на резервное звено использует этот параметр для считывания сообщения из буферной памяти недоступного ЗС в буферную память резервного ЗС. Эти считанные сообщения являются неподтвержденными удаленной стороной и подлежат передаче по резервному ЗС. Значение в поле кода звена сигнализации (SLС) идентифицирует недоступное ЗС.

В некоторых случаях (например, из-за отказа сигнального терминала) может возникнуть ситуация, в которой на соответствующей стороне недоступного звена невозможно будет определить номер последней MSU, успешно принятой по недоступному каналу. В этом случае используется процедура аварийного перевода трафика на резервное ЗС. При этом используются команды ЕСО (Emergency Changeover Order) и ECA (Emergency Changeover Acknowledgement).

В формате этих сообщений в отличие от сообщений СОА и СОО отсутствует поле номера последней успешно принятой MSU. Процедура возврата трафика на исходное звено применяется для перевода сигнального трафика с резервного ЗС на ставшее вновь доступным исходное ЗС. Ранее недоступное ЗС становится вновь доступным, т.е. после восстановления, разблокирования или отмены запрета доступа. По резервному ЗС на удаленный пункт сигнализации передается команда CBD (Changeback Declaration) о возврате на исходное ЗС, указывающее на то, что никаких сообщений потока трафика, подлежащего возврату по этому звену, больше передавать не будет. Пункт сигнализации возобновляет перенос трафика по ставшему вновь доступным ЗС после получения команды CBA (Changeback Acknowlegement) подтверждения возврата на исходное ЗС от удаленного пункта сигнализации. Сообщение подтверждения указывает, что сигнальные сообщения соответствующего потока, направляемые на удаленный пункт сигнализации по резервному ЗС были приняты. Приняв команду СВА, пункт сигнализации возобновляет перенос трафика по вновь ставшему доступным ЗС. Время ожидания ответного сообщения СВА ограничено таймером Т4 = 0,5 – 1,2 сек; если за время Т4 сообщение СВА не поступает, то сообщение СВD повторяется. При повторной попытке запускается таймер Т5 = 0,5 – 1,2 сек. Если ответное сообщение СВА опять не поступает, то трафик возобновляется, но при этом извещается система техобслуживания. Команды СВD и СВА представляют собой также сообщения эксплуатационного управления сетью сигнализации.

Процедура вынужденной ремаршрутизации и управляемой ремаршрутизации

Рис. 2. Процедура вынужденной ремаршрутизации и управляемой ремарщрутизации

Целью процедуры вынужденного изменения маршрутизации (ремаршрутизации) является восстановление способности переноса сигнальных сообщений между двумя смежными пунктами в направлении к определенному пункту назначения. Процедура управляемой маршрутизации применяется, когда сигнальный маршрут в направлении определенного пункта назначения вновь оказывается доступным (например, после устранения отказов в удаленных элементах сети сигнализации), и становится возможной процедура обратного перевода трафика с резервного на нормальный сигнальный маршрут. Пример указанных процедур приведен на рис. 2.

Процедура вынужденной ремаршрутизации инициируется в пункте SP A при приеме сообщения TFP (Transfer Prohibited) о запрещении переноса со стороны смежного транзитного пункта сигнализации STP B. Это сообщение указывает на невозможность доставки MSU к пункту назначения SP D из-за отказа звеньев сигнализации SP D-STP B и SP D-STP C.

В пункте сигнализации, получившем сообщение TFP, выполняется следующая последовательность действий:

  • останавливается перенос сигнального трафика по недоступному сигнальному маршруту (SP A-STP B-SP D), после чего в буфере ЗС сохраняется часть не переданного трафика;
  • определяется резервный сигнальный маршрут (SP A-STP C-SP D);
  • перенос сигнального трафика восстанавливается, начиная с содержимого буфера ЗС, по пучку ЗС, относящемуся к резервному сигнальному маршруту. Формат сообщения TFP включает поле адреса пункта назначения, к которому относится это сообщение (в данном случае адрес SP D).

Процедура управляемой ремаршрутизации (восстановление маршрута) инициируется в пункте сигнализации при приеме сообщения TFA (Transfer Allowed), которое указывает на восстановление возможности доставки сообщения к пункту назначения (SP D). Эта ситуация возникает при восстановлении ЗС между STP B и SP D. Формат сообщений TFA (указанных на рис. 2 в скобках) отличается от TFP только значением в поле типа сообщения.

Процедура перезапуска МТР

Пункт сигнализации недоступен, когда все подсоединенные к нему ЗС недоступны. За время такой изоляции состояния смежных и удаленных пунктов сигнализации, а также пучков ЗС могли измениться. Восстановление такого пункта сигнализации требует процедуры выдержки времени, в течение которой необходимо уточнить состояние ЗС и пунктов сигнализации в таблице маршрутизации. Такая процедура перезапуска МТР предусматривает ее завершение, если активизировано достаточное количество ЗС, при котором не возникает повторного отказа этого пункта сигнализации. В случае кратковременной изоляции пункта сигнализации (менее 500-1200 мсек) процедура перезапуска не производится.

Рис. 3. Процедура перезапуска МТР

Во время перезапуска производится обмен сообщениями управления сетью между пунктом перезапуска и смежными пунктами. Определено максимальное время, в течение которого перезапуск должен быть успешно завершен. На рис. 3,а приведена структура сети и состояния ЗС перед первым этапом перезапуска STP D. На первом этапе смежные с STP D пункты сигнализации используют сообщения TFP о состоянии их пунктов взаимодействия (рис. 3,б). Пункт SP F сообщает в TFP недоступность SP B. Остальные смежные пункты сообщений TFP не направляют. Формат TFP описан выше.Первый этап завершается приемом пункта перезапуска сообщения TRA (Traffic Restart Allowed) о разрешении перезапуска трафика. Эти сообщения поступают по всем активизированным ЗС. Формат TRA включает только поле типа сообщения. Сообщение TRA указывает, что вся информация о недоступных направлениях передана. Как видно из рис. 3,б), если направление доступно, то сообщение TRA передается без предварительной передачи TFP. По таким сообщениям TRA система управления перезапуском пункта сигнализации оценивает степень завершенности процесса уточнения состояния данных таблицы маршрутизации. После завершения первого этапа или по истечении выдержки времени Т20=59-61сек, отведенной для процедуры, пункт перезапуска STP D передает всем смежным пунктам, доступным по прямым ЗС, сообщения TRA. Это указывает на завершение второго этапа (рис. 3,в). Во время второй фазы пункт перезапуска информирует смежные пункты о ЗС, которые в состоянии недоступности (TFP сообщает о недоступности пункта SPE).

Третий этап (рис. 3,г) завершает перезапуск STP D передачей сообщения TRA всем смежным пунктам по доступным ЗС. Запускается таймер (67-69 сек) для каждого переданного сообщения TRA и возобновляется нормальная работа подсистемы MTP.

Процедура управляемого переноса

Рис. 4. Пример процедуры управляемого переноса
Процедура управляемого переноса в межународной сети используется с целью доставки с помощью сообщения TFC (Transfer Control) индикации перегрузки от пункта сигнализации, где обнаружена перегрузка, к исходящему пункту сигнализации. В формат сообщения TFC кроме типа сообщения входит поле, содержащее адрес пункта назначения, к которому относится сообщение.

В приведённом примере процедуры управляемого переноса (рис. 4) таким пунктом является STP F.

Недоступность подсистемы ISUP

Если МТР3 получает МSU, где в поле индикатора вида службы SI обнаруживается, что указанному там значению не соответствует ни одно из принятых подсистем, он не может доставить это сообщение никуда. В этом случае исходящему SP передается сообщение управления МТР3 «недоступность подсистемы ISUP» - UPU (Use Part Unavailable). В формат сообщения UPU входят два поля-идентификатор подсистемы пользователя и причина недоступности. Например, если пункт SP A отправляет сообщение ISUP кпункту SP B, в котором подсистема ISUP недоступна или отсутствует, МТР3 в пункте SP B передает SP А сообщение UPU со значением поля «идентификатор подсистемы пользователя», равным ISUP (0101). В поле «причина недоступности» указывается, почему эта подсистема недоступна.

Управление звеньями сигнализации

Управление звеньями сигнализации включает:

  • активацию звена сигнализации;
  • восстановление звена сигнализации;
  • деактивацию звена сигнализации;
  • активацию пучка звеньев сигнализации;
  • назначение звена передачи данных (т.е. канала без сигнального терминала). Все перечисленные функции, кроме последней, выполняются с помощью обмена сообщениями второго уровня (МТР2), т.е. сигнальными единицами состояния звена (LSSU).

Процедура назначения звена передачи данных осуществляется с помощью сообщений управления сетью сигнализации на уровне МТР3. Автоматическое назначение звеньев передачи данных в качестве звена сигнализации может применяться при выполнении процедур выключения сигнального звена. Для замены такого ЗС может быть выбрано любое звено передачи данных, которое входит в группу разговорных каналов между пунктами сигнализации.

После того, как канал передачи первичного тракта выбран пунктом сигнализации для использования в качестве звена сигнализации в сторону удаленного пункта передается сообщение DLC (Signaling Data Link Connection Order) подключить назначенное звено передачи данных к сигнальному терминалу. В формате сообщения DLC содержится поле идентификатора звена передачи данных. В ответ на сообщение DLC встречный пункт передает одно из трех сообщений-результат попытки подключить звено передачи данных:

  • подключение произведено CSS (Connection-Successful);
  • подключение не произведено CNS (Connection-not-successful);
  • подключение невозможно CNP (Connection-not-possible).

Управление сигнальными маршрутами

Функция управления сигнальными маршрутами используется для обеспечения надежного обмена между пунктами сигнализации информацией о недоступности сигнальных маршрутов. Информация недоступности, ограниченной или полной доступности сигнальных маршрутов передается в рамках процедур запрещения, ограничения и разрешения переноса сообщений. Некоторые элементы управления маршрутизацией были рассмотрены в предыдущих подразделах управления сетью сигнализации при управлении сигнальным трафиком.

Рис. 5. Пример выполнения процедуры проверки пучка сигнальных маршрутов

Кроме этих процедур в управление сигнальными маршрутами входит также процедура проверки (тестирования) пучка сигнальных маршрутов. Эта процедура позволяет SP определить возможность переноса сигнального трафика к определённому SP через смежный STP.

На рис. 5. приведен пример выполнения процедуры проверки пучка сигнальных маршрутов. Процедура использует сообщение тестирования пучка маршрутов для пункта назначения, перенос к которому запрещён RST (Signalling-route-set-test-signal for prohibited destination) и сообщения TFP и TFA, описанные ранее при выполнении процедур вынужденной и управляемой ремаршрутизации.

Процедура проверки пучка сигнальных маршрутов применяется для восстановлении информации о досягаемости направлений, которая потенциально могла быть утеряна вследствие отказов в сети сигнализации (на рис. 5. отказ ЗС STP D – SP В и STP D – STP С). Сообщение RST передается исходящим SP (в STP D) после приема TFP относительно SP назначения стороны смежного STP (SP B в примере).

Сообщения RST передаются с периодичностью (30-60 сек) до приема сообщений TFA из STP D, указывающего на то, что пункт назначения (SP B) вновь стал досягаем. В формат сообщения RST входит поле, содержащее адрес пункта назначения, к которому относится это сообщение (в примере адрес SP B).

Тестирование звена сигнализации

После успешного выполнения процедур включения или восстановления звено сигнализации переходит в состояние обслуживания сигнального трафика. Однако доступным для переноса сигнального трафика подсистем-пользователей ЗС становится только после успешного проведения тестирования. Процедура тестирования сигнального звена приведена в рекомендации ITU-Т Q.707. Тест сигнального звена проводится независимо с обеих его сторон и заключается в передаче через регулярные промежутки времени Т2 (30-90сек) специальных сообщений.

Пункт сигнализации, инициировавший процедуру тестирования, передает встречному пункту сообщение тестирования звена сигнализации (SLTM, Signaling link test message). Это сообщение содержит тестовую информацию (произвольную последовательность битов), которая выбирается по усмотрению инициирующей стороны, и идентификатор звена в поле SLC. Получив сообщение SLTM, смежный пункт сигнализации передает по этому же звену сообщение подтверждения (SLTA, Signaling link test acknowledgement message), содержащее ту же тестовую информацию, которая была в сообщении SLTM.

Процедура тестирования звена считается успешно проведенной, если принятое сообщение подтверждения SLTA удовлетворяет следующим критериям:

  • идентификатор звена SLC соответствует сигнальному звену, по которому было принято сообщение SLTA;
  • код исходящего пункта сигнализации ОРС определяет пункт сигнализации на дальнем конце звена;
  • тестовая информация, содержащаяся в сообщении SLTA аналогична переданной в SLTM.

Если же сообщение SLTA не удовлетворяет вышеуказанным критериям или, если ответное сообщение вообще не было получено в течение времени Т1(4-12с), тест рассматривается как неуспешный и повторяется еще раз. В случае повторения отрицательного результата, звено выводится из обслуживания, и производится попытка его восстановления; при этом должна быть оповещена система эксплуатационного управления.

Сообщения группы тестирования и технического обслуживания сети сигнализации переносятся по звену, подлежащему тестированию, в значащих сигнальных единицах. Эти сообщения отличаются от других индикатором подсистемы (SI).

Этикетка сообщений тестирования и технического обслуживания сети сигнализации имеет ту же структуру, что и этикетка сообщений управления сетью сигнализации. Код заголовка данной группы сообщений Н0=0001. Сообщения тестирования SLTM и подтверждения тестирования SLTA сигнального звена входят в группу тестирования звена сигнализации с индикатором вида службы SI=0001 (см. рис. 8, глава 17).

Пример отказа и восстановления сигнального звена сигнализации между исходящим и транзитным пунктами сигнализации

В разделах 1 и 2 настоящей главы показано функционирование некоторых отдельных функций по управлению сетью сигнализации. В настоящем и следующем разделах приводится описание использования этих функций при отказе и восстановлении:

  • звена сигнализации между исходящим и транзитными пунктами;
  • транзитного пункта сигнализации.

Приведем алгоритм обмена сообщениями управления сетью сигнализации при отказе сигнального звена между исходящем и транзитным пунктами сигнализации, атакже алгоритм при восстановлении работоспособности звена сигнализации. Рассмотрению подлежит участок сети ОКС№7, приведенный на рис. 6.

Алгоритм при отказе звена сигнализации

При отказе звена (АВ) между исходящим и транзитным пунктами сигнализации предпринимаются следующие действия (рис. 6):

Рис. 6. Участок сети ОКС№7
  • в соответствии с данными таблицы №1 (глава 17) пункт А переводит трафик звена АВ на звено АС, а пункт В переводит трафик звена ВА на звено ВС. Перевод трафика производится с помощью процедуры перехода на резервное сигнальное звено и предусматривает обмен сообщениями СОО и СОА через транзитный пункт С (см. рис. 1, б). После завершения считывания сообщений из буфера звена АВ и переноса их в буфер передачи звена АС в пункте А производится перезапуск трафика по звену АС; аналогичные действия производятся и в пункте В. Маршрут переноса сообщения из А в F удлиняется и проходит теперь через три транзитных пункта;
  • кроме того, пункт В передает к пункту С сообщение запрещения переноса TFP относительно пункта назначения А (см. рис. 2);
  • после приема сообщения TFP пункт С начинает периодически передавать к пункту В сообщения тестирования пучка сигнальных маршрутов RST относительно пункта назначения А (см. рис. 5).

Восстановление звена сигнализации

При восстановлении звена (АВ) между исходящим и транзитным пунктами сигнализации предпринимаются следующие действия - пункт В инициирует процедуру возврата на нормальное звено, передавая пункту А через пункт С сообщение СВD с идентификатором звена АВ. При приеме подтверждения СВА от пункта С в пункте В производится перезапуск сигнального трафика по звену АВ. Кроме того, со стороны пункта В к пункту С передается сообщение TFA относительно пункта назначения А т.е. TFA(A), после приема которого пункт С останавливает передачу сообщений SRT к пункту В.

Пример отказа и восстановления транзитного пункта сигнализации

Приведем алгоритм обмена сообщениями управления сетью сигнализации при отказе транзитного пункта сигнализации, а также алгоритм при его восстановлении. Рассмотрению подлежит участок сети ОКС№7, приведенный на рис. 7.

Отказ транзитного пункта сигнализации

Рис. 7. Отказ транзитного пункта сигнализации D

При отказе транзитного пункта сигнализации D предпринимаются следующие действия (рис. 7):

  • в пункте сигнализации В, Си F инициируется процедура перехода с блокированных звеньев BD, CD и FD на резервные звенья первого приоритета ВЕ, СЕ и FE соответственно. Пункты B,C и D отправляют сообщения COO впункт D через пункт E о переключении соответствующих ЗС. По причине отказа пункта D вышеуказанные пункты не получат ответных сообщений СОА и произведут перезапуск трафика (как показано на рис. 7) по истечении выдержки времени Т2=0,2-2сек. Кроме того, пункт Е передает сообщения запрещения переноса TFP в пункты В, С и F относительно пункта D. При приеме TFP пункты B, C и F начинают передавать к пункту Е сообщения тестирования пучка сигнальных маршрутов к пункту D, т.е. RST (см. рис. 5);
  • в пункте В после приема от пункта Е сообщения TFP относительно D производится обновление маршрутных таблиц с целью отклонения трафика, направляемого к D, вследствие чего к пункту С передается сообщение TFP относительно пункта D. Аналогичные действия производятся в пункте С, который передает сообщение TFP к В;
  • получив от С сообщение TFP, пункт В отмечает пункт назначения D как недоступный и передает сообщение TFP к пункту А. Аналогичные действия производятся в пункте С, который передает сообщение TFP к пункту А. Приняв сообщения TFP от пунктов В и С, пункт А определяет, что пункт назначения D стал недосягаем, и останавливает передачу к нему сигнального трафика;
  • аналогичным образом, передачей от звена к звену сообщений TFP относительно отказавшего пункта D, пункты A и Е оповещаются о его недосягаемости и начинают тестирование пучков маршрутов в его направлении через соответствующие смежные пункты.

Восстановление транзитного пункта

При восстановлении транзитного пункта D предпринимаются следующие действия:

  • определив досягаемость пункта D, пункты сигнализации В, С и F передают к нему сообщения разрешения перезапуска трафика TRA (см. рис. 3,б);
  • при срабатывании или остановке таймера Т20 транзитный пункт D рассылает сообщения TRA всем смежным пунктам (см. рис. 3,г);
  • в пунктах В, С и F выполняются контролируемые выдержкой времени Т4 и Т5 (см. разд. 1.1, подраздел 1) процедуры возврата с резервных на исходные (нормальные звенья). Контроль выдержкой времени используется по той причине, что пункт D все еще недосягаем через Е в пунктах В, С и F в результате ранее принятых от него сообщений запрещения переноса TFP;
  • пункт Е передает к пунктам В, С и F сообщения разрешения переноса TFA относительно пункта назначения D, при приеме которых пункты B, C и F, в свою очередь, направляют сообщения TFA к смежным с ними пунктами. Передачей сообщений TFA от звена к звену производится оповещение всех пунктов о том, что пункт D стал доступным;
  • при приеме сообщений TFA в каждом из пунктов прекращается передача сообщений тестирования RST пучка маршрутов относительно пункта D;
  • в пунктах B, C и F производится перезапуск трафика, который в нормальных условиях передается через транзитный пункт D.