Подсистема передачи сообщений / Message Transfer Part (mtp)

Подсистема передачи сообщений передает сообщения в сигнальных единицах различной длинны. Сигнальная единица формируется функциями уровня 2. Сигнальная единица содержит управляющую информацию для обмена сообщениями. Существует три различных типа сигнальных единиц:

• значащая сигнальная единица / Message Signal Units (MSU),

• сигнальная единица состояния звена / Link Status Signal Units (LSSU),

• заполняющая сигнальная единица / Fill-In Signal Units FISU).

Используя значащие сигнальные единицы, подсистема передачи сообщений передает сообщения пользователя, т. е., сообщения подсистем пользователя (уровня 4) и сообщения управления сетью сигнализации (уровня 3). Сигнальная единица состояния звена служит для передачи информации о работе звена сигнализации (например, о процессе фазирования), а заполняющая сигнальная единица используется для поддержки цикла подтверждения, когда нет пользовательских сообщений. Рис. 10 иллюстрирует основной формат сигнальных единиц.

F	CK	SIF	SIO	Res	LI	FIB	FSN	BIB	BSN	F
8	16	8n, n2	8	2	6	1	7	1	7	8

Первый передаваемый бит

Основной формат значащей сигнальной единицы (MSU)

F	CK	SF	Res	LI	FIB	FSN	BIB	BSN	F
8	16	8 или 16	2	6	1	7	1	7	8

Первый передаваемый бит

Формат сигнальной единицы состояния звена (LSSU)

F	CK	Res	LI	FIB	FSN	BIB	BSN	F
8	16	2	6	1	7	1	7	8

Первый передаваемый бит

Формат заполняющей сигнальной единицы (FISU)

Рис.10 Основной формат сигнальных единиц

F - Флаг / Flag (F) - 8 бит

CK - Проверочные биты / Check Bits (CB) - 16 бит

SIF - Поле сигнальной информации / Signaling Information Field (SIF) - (2 272) октет

SIO - Байт служебной информации / Service Information Оctet (SIO) - 8 бит

SF - Поле состояния / Status Field (SF) - 8 бит или 16 бит

FIB - Прямой бит-индикатор / Forward Indicator Bit (FIB) - 1 бит

FSN - Прямой порядковый номер / Forward Sequence Number (FSN) - 7 бит

BIB - Обратный бит-индикатор / Backward Indicator Bit (BIB) - 1 бит

BSN - Обратный порядковый номер / Backward Sequence Number (BSN) - 7 бит

LI - Индикатор длины / Length Indicator (LI) -6 бит

Res - Резерв

Рис. 11 иллюстрирует формат сигнальных единиц для звеньев сигнализации со скоростью передачи 2.0 Мбит/сек.

F	CK	SIF	SIO	Res	LI	FIB	Res	FSN	BIB	Res	BSN	F
8	16	8n, n2	8	7	9	1	3	12	1	3	12	8

Первый передаваемый бит

Формат значащей сигнальной единицы (MSU 2.0 Mbit/s)

F	CK	SF	Res	LI	FIB	Res	FSN	BIB	Res	BSN	F
8	16	8 или 16	7	9	1	3	12	1	3	12	8

Первый передаваемый бит

Формат сигнальной единицы состояния звена (LSSU 2.0 Mbit/s)

F	CK	Res	LI	FIB	Res	FSN	BIB	Res	BSN	F
8	16	7	9	1	3	12	1	3	12	8

Первый передаваемый бит

Формат заполняющей сигнальной единицы (FISU 2.0 Mbit/s)

Рис.11 Формат сигнальных единиц для скорости передачи 2.0 Мбит/сек.

Сигнальные единицы различаются по длине. Для того, чтобы отделить одну сигнальную единицу от другой, каждая сигнальная единица начинается и заканчивается флагом. Завершающий флаг одной сигнальной единицы обычно является открывающим флагом следующей сигнальной единицы. Однако, в случае перегрузки звена сигнализации, могут посылаться несколько последовательных флагов. Флаг используется для фазирования. Код флага 01111110. Для предотвращения ошибочного выделения флага из информационной последовательности применяется стаффинг - т. е. на передаче в информационную последовательность, содержащую шесть (6) и более единиц подряд после каждой пятой (5) единицы вставляется ноль (0), который на приеме, после анализа на флаг, отбрасывается.

Прямой порядковый номер (FSN)

Прямой порядковый номер назначается последовательно каждой сигнальной единице, которая передается. На принимающей стороне он используется для управления правильным порядком приема сигнальных единиц и для надежной защиты от ошибок передачи. Для прямых порядковых номеров доступны номера от 0 до 127.

Обратный порядковый номер (BSN)

Обратный порядковый номер применяется для подтверждения приема сигнальных единиц внутри контекста управления ошибками. Он содержит прямой порядковый номер сигнальной единицы в противоположном направлении, ( в направлении, которое принимает подтверждение). Серии ранее принятых сигнальных единиц могут также быть подтверждены одним обратным порядковым номером.

Обратный бит-индикатор (BIB)

Обратный бит-индикатор используется основным методом защиты от ошибок. Ошибочная сигнальная единица с инвертированным обратным бит-индикатором требует повторной передачи для исправления ошибки.

Прямой бит-индикатор (FIB)

Прямой бит-индикатор используется основным методом защиты от ошибок. Он показывает, была ли сигнальная единица передана первый раз или она была передана повторно для исправления ошибки (с инвертированным обратным бит-индикатором).

Индикатор длины (LI)

Индикатор длины используется для обеспечения различия между тремя сигнальными единицами. Он отображает число байтов между полем проверочных битов и полем индикатора длины. Поле индикатора длины содержит значения, соответствующие типу сигнальной единицы:

• 0 = для заполняющей сигнальной единице

• 1 или 2 = для сигнальной единице состояния звена

• более чем 2 = для значащей сигнальной единице.

Максимальное значение поля индикатора длины - 63 (даже если поле сигнальной информации содержит более чем 63 байта).

Байт служебной информации (SIO)

Байт служебной информации существует только в значащих сигнальных единицах. 4 бита индикатора службы (ИС) и 2 (из 4) бита индикатора сети (СИ) объединяются в байт служебной информации / Service Indicator Octet (SIO).Байт служебной информации используемый функцией отбора SP для определения "Пользователя". При этом индикатор службы устанавливается для каждого пользователя подсистемы передачи сообщений". Он информирует подсистему передачи сообщений, какая подсистема должна получить передаваемое сообщение, например, TUP, SCCP, ISDN. Индикатор сети определяет, какая сеть используется, например, международная или национальная. Он определяет, включаются ли национальные или международные сигнальные отношения (маршрутирование) и дает возможность сообщению быть идентифицированным для национального или для международного трафика, что важно для национальных международных центров коммутации.

Подсистема передачи сообщений обрабатывает оба эти элемента информации.

Структура и коды байта служебной информации приведены на рис. 12.

Индикатор сети (СИ)		Резерв		Индикатор службы (ИС)
D	C	B	A	D	C	B	A
Сообщения управления сетью				0	0	0	0
OMAP: тестирование и техобслуживание				0	0	0	1
SCCP: управление соединениями сигнализации				0	0	1	1
TUP: пользователи телефонии				0	1	0	0
ISUP: пользователь ISDN				0	1	0	1
DUP(C): пользователи данных (каналы)				0	1	1	0
DUP(R): пользователи данных (регистрация)				0	1	1	1
Reserved: резерв тестирования подсистемы пользователя				1	0	0	0
B-ISDN: подсистема пользователя ISDN (широкополосная)				1	0	0	1
S-ISDN: подсистема пользователя ISDN (спутниковая)				1	0	1	0
0	0	Международная сеть
0	1	Резерв международного использования
1	0	Национальная сеть
1	1	Резерв национального использования

Рис. 12 Структура и коды байта служебной информации

Поле сигнальной информации (SIF)

Поле сигнальной информации существует только в значащих сигнальных единицах. Оно содержит фактическое сообщение пользователя. Кроме сообщения пользователя поле сигнальной информации включает в себя адрес назначения, которому сообщение должно быть передано. Максимальная длина поля сигнальной информации - 272 октета (один октет = 8 битам), что позволяет отдельной значащей сигнальной единице размещать информационные блоки длиной до 268 октетов и 4 октета адреса. Формат и код информации пользователя в информационном блоке определяется отдельно для каждой подсистемы пользователя.

Проверочные биты (CK)

Проверочные биты формируются на передающей стороне в зависимости от контекста сигнальной единицы и добавляются к сигнальной единице. Порядок формирования проверочных битов определен в рекомендации Q.703. На принимающей стороне подсистема передачи сообщений по проверочным битам определяет, правильно ли, без ошибок была принята сигнальная единица. На основании этой проверки сигнальная единица получает положительное (позитивное) или отрицательное (негативное) подтверждение (или запрос повтора).

Поле состояния (SF)

Поле состояния существует только в сигнальной единице состояния звена. Оно содержит индикаторы состояния для фазирования, передачи или для приема указаний звену.

Адресация сигнальной единицы специфицируется этикеткой маршрутирования. Этикетка маршрутирования - это компонент каждого сообщения пользователя, и она передается в поле сигнальной информации (SIF) после байта служебной информации и занимает 4 октета. Этикетка маршрутирования в значащей сигнальной единице содержит следующие поля (см. рис. 13):

• код пункта назначения / Destination Point Code (DPC)

• код исходящего пункта / Originating Point Code (OPC)

• поле выбора звена сигнализации / Signaling Link Selection (SLS)

Информация пользователя

SLS

OPC

DPC

SIO

Рис. 13 Этикетка маршрутирования значащей сигнальной единицы

SLS - Выбор звена сигнализации / Signaling Link Selection (SLS) - 4 бита

OPC - Код исходящего пункта / Originating Point Code (OPC) - 14 бит

DPC - Код пункта назначения / Destination Point Code (DPC) - 14 бит

SS №7 рассматривает адресацию сообщений на нескольких уровнях. Для маршрутирования сообщения к соответствующему пункту назначения сигнализации подсистема передачи сообщения рассматривает код пункта назначения в совокупности с кодом исходящего пункта. Поле адреса вызываемого абонента (поле номера вызываемого абонента) в подсистеме пользователя телефонии TUP и подсистеме пользователя ISDN (ISUP) используется для маршрутирования вызова к соответствующему назначению. Возможности различных механизмов адресации SS №7 определяются структурой сообщения сигнализации.

Коды пунктов сигнализации

Каждому пункту сигнализации в сети сигнализации №7 в соответствии с планом нумерации присваивается свой код. Подсистема передачи сообщений использует этот код для маршрутирования сообщений. Код пункта назначения в значащей сигнальной единице определяет пункт сигнализации, к которому это сообщение передается. Код исходящего пункта специфицирует пункт сигнализации, от которого сообщение исходит.

Каждый пункт сигнализации (SP) и транзитный пункт сигнализации (STP), если он интегрирован с этим SP, в пределах одной сети должен иметь единственный и неповторимый код. Код, включенный в этикетку маршрутирования, используется функцией маршрутирования MTP для направления исходящих сообщений к их назначению в сети. Этот код пункта называется кодом пункта назначения / Destination Point Code (DPC) . Этикетка маршрутирования также содержит код пункта, генерирующего значащую сигнальную единицу. Комбинация кода исходящего пункта / Originating Point Code (OPC) и DPC определяет сигнальное отношение (т.е. пункты сигнализации, между которыми производится обмен информацией пользователя MTP. DPC используется функцией отбора приемника SP/STP для определения, адресовано ли сообщение данному SP или требует дальнейшего маршрутирования.

DPC определяется и включается в этикетку маршрутирования 4-м уровнем, "Пользователем" MTP. Это справедливо и для OPC, однако, если OPC - постоянен, он может включаться и MTP.

Содержимое поля (4 бита) выбора звена сигнализации / Signaling Link Selection (SLS) определяет маршрут сигнализации, по которому сообщение передается. Поле выбора звена сигнализации используется для распределения нагрузки на звенья сигнализации между двумя пунктами сигнализации.

Сигнальная единица состояния звена и заполняющая сигнальная единица не требуют этикетки маршрутирования, так как они обмениваются только между соседними подсистемами передачи сообщений уровня 2.

Сообщение сигнализации представляет собой информацию 3-го и 4-го уровней, описывающую процедуры вызова, управление транзакциями и т.д., которая передается с помощью функции передачи сообщения как единый информационный элемент.

Каждое сообщение содержит информацию службы, состоящую из индикатора службы, определяющего подсистему пользователя и информацию сети, состоящую из индикатора сети, определяющего, передается ли сообщение к международной или национальной подсистеме пользователя.

Информация сообщений сигнализации включает в себя пользовательскую информацию, например такую как один или более параметров управления вызовом телефонного соединения или передачи данных, информацию управления и техобслуживания и т.д., а так же информацию, идентифицирующую тип и формат сообщения. Она так же включает в себя этикетку, разрешающую сообщению быть:

- маршрутированным функциями 3-го уровня через сеть сигнализации к его назначению;

- направленным на приеме в подсистему пользователя - в подсистему, для которой это сообщение передано.

Для маршрутирования сообщений сигнализации используется четыре вида этикеток:

- тип А для сообщений управления MTP;

- тип В для TUP;

- тип С для сообщений ISUP (относящихся к каналу);

- тип D для сообщений SCCP.

Типы этикеток приведены на рис. 14.

Сообщения управления MTP: Этикетка типа А

Информация управления

SLC

Код исходящего пункта

Код пункта назначения

Сообщения TUP: Этикетка типа B

Информация сигнализации	CIC		Код исходящего	Код пункта
		SLS	пункта	назначения

Сообщения ISUP: Этикетка типа С

Информация сигнализации

CIC

SLS

Код исходящего пункта

Код пункта назначения

Сообщения SCCP: Этикетка типа D

Информация сигнализации

SLS

Код исходящего пункта

Код пункта назначения

Рис. 14 Типы этикеток SS №7

Код звена сигнализации (SLC) - для сообщений, относящихся к звену сигнализации соответствующего сигнального соотношения с целью управления ими. В случае сообщений для уровня 3 подсистемы передачи сообщений, поле селекции звена сигнализации (SLS) соответствует коду звена сигнализации / Signaling Link Code (SLC), который указывает звено сигнализации между пунктом назначения и исходящим пунктом, к которым относится сообщение.

Селекция звена сигнализации (SLS) - для сообщений, относящихся к звену сигнализации с целью передачи сигнальных сообщений. Используется, в случае необходимости, для осуществления разделения нагрузки.

Сигнализация №7 поддерживает два базовых метода распределения нагрузки:

- между звеньями в одном и том же пучке,

- между звеньями в разных пучках.

Код идентификации канала (CIC) - для идентификации коммутируемого канала пользователя в сообщениях соединения.

Подсистема передачи сообщений отвечает за передачу и прием сигнальных единиц, за исправление ошибок передачи, за управление сетью сигнализации и за фазирование. Эти функции расположены на функциональных уровнях 1, 2 и 3.

Передача сигнальной единицы

От подсистемы пользователя к подсистеме передачи сообщений сообщения посылаются следующего содержания: индикатор длины, этикетка маршрутирования, индикатор службы, сетевой индикатор и информация пользователя. Процесс передачи подсистемой передачи сообщений сообщения пользователя начинается на уровне 3 (см. рис. 10).

Функция маршрутирования сообщений (уровень 3) определяет сигнальное звено, на которое сообщение пользователя будет передано.Для этого нализируется код пункта назначения / Destination Point Code (DPC) и поле выбора звена сигнализации / Signaling Link Selection (SLS) в этикетке маршрутирования сообщения пользователя, а затем сообщение передается соответствующему звену сигнализации (уровень 2).

Функция управления передачей (уровень 2) назначает следующий прямой порядковый номер Forward Sequence Number (FSN) и прямой бит-индикатор / Forward Indicator Bit (FIB) сообщения пользователя. Кроме того, она включает обратный порядковый номер / Backward Sequence Number (BSN) и обратный бит-индикатор / Backward Indicator Bit (BIB) как подтверждение для последней полученной значащей сигнальной единицы. Функция управления передачей направляет формируемую значащую сигнальную единицу на передачу и в буфер повторной передачи. Все переданные значащие сигнальные единицы сохраняются в буфере повторной передачи до их правильного приема, подтвержденного принимающей стороной. Только после этого они удаляются из буфера.

Генератор проверочных битов и флага (уровень 2) генерирует проверочные биты для защиты от ошибок при передаче значащей сигнальной единицы и устанавливает флаг для разделения сигнальных единиц. Защита от ошибок осуществляется с помощью 16 проверочных битов, передаваемых в конце каждой сигнальной единицы. Проверочные биты формируются оконечным устройством передающей части звена сигнализации. Они являются единичным дополнением суммы (по модулю 2) остатка после умножения битовой последовательности сигнальной единицы, расположенной между последним битом открывающего флага и первым битом контрольной суммы (не включая их) на x¹⁶ и затем деления полученного результата (по модулю 2) генератором полинома на x¹⁶+x¹²+x⁵+1.

С тем, чтобы какая-нибудь часть передаваемого кода, тождественная флагу (01111110), на приеме ошибочно не принималась за флаг, все сообщение перед добавлением флага проверяется, нет ли в сообщении более пяти последовательных единиц (1). Там, где встречаются такие последовательности, после пяти последовательных 1 автоматически вставляется Ноль (0). На принимающей стороне, после выделения флага, ноль, следующий за пятью 1, автоматически удаляется и сообщение пользователя получает свой первоначальный вид.

Полную значащую сигнальную единицу генератор проверочных битов и флага передает уровню 1. На уровне 1 значащая сигнальная единица посылается в звено данных сигнализации.

Прием сигнальной единицы

Пройдя звено данных сигнализации, битовый поток принимается на уровне 1 и передается на уровень 2.

Функция обнаружения флага (уровень 2) проверяет полученный битовый поток на флаги. Последовательность между двумя флагами соответствует одной сигнальной единице.

Функция фазирования (уровень 2) посредством сигнальных единиц состояния звена управляет процедурой начального фазирования передающей и принимающей сторон.

Функция обнаружения ошибок, используя переданные проверочные биты (уровень 2) путем обратного преобразования проверяет, правильно ли была принята сигнальная единица. Правильная сигнальная единица передается на управление приемом, ошибочная сигнальная единица отвергается. О получении ошибочной сигнальной единицы сообщается монитору интенсивности ошибок, контролирующему интенсивность ошибок на принимающей стороне. Если порог (определенная величина) интенсивности ошибок превышается, с помощью монитора интенсивности ошибок об этом сообщается управлению состоянием звена сигнализации. Управление состоянием звена сигнализации формирует сообщение "Звено сигнализации не работает" и посылает его на уровень 3.

Функция управления приемом (уровень 2) проверяет, содержит ли принятая сигнальная единица ожидаемый прямой порядковый номер и ожидаемый прямой бит-индикатор. В случае, и если принятая значащая сигнальная единица корректна, функция управления приемом передает сообщение пользователя на уровень 3 и формирует положительное подтверждение правильно принятой значащей сигнальной единицы. Если прямой порядковый номер принятой значащей сигнальной единицы не согласуется с ожидаемым или функция управления приемом обнаруживает ошибку, она запрашивает повторную передачу этой и всех последующих значащих сигнальных единиц (см. "Исправление ошибок передачи").

Функция выделения сообщений (уровень 3) принимает правильно принятое сообщение пользователя. Сначала она определяет, принадлежит ли сообщение пользователя одной из подсоединенных подсистем пользователя или оно должно быть маршрутировано другому звену сигнализации (квази-связанное сообщение). Этот предварительный отбор осуществляется функцией выделения сообщений путем анализа кода пункта назначения. Сообщение пользователя, которое только проходит через пункт сигнализации (транзитный пункт сигнализации) передается функцией выделения сообщений функции маршрутирования сообщений, где оно обрабатывается как подлежащее передаче сообщение пользователя.

Полученное сообщение пользователя, предназначенное для одной из подсоединенных подсистем пользователя, передается функции распределения сообщений (уровень 3). Функция распределения сообщений анализирует байт служебной информации / Service Information Оctet (SIO) и определяет подсистему пользователя, куда должно быть доставлено сообщение пользователя.