Выполнила студентка гр. ТЭ763 А.Е. Бондаренко

ФАКУЛЬТЕТ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

КАФЕДРА ТКС

 

Контрольная работа № 1 по дисциплине

«СИГНАЛИЗАЦИЯ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯХ»

Вариант 8

 

Выполнила студентка гр. ТЭ763 А.Е. Бондаренко

Проверила Е.А. Ленковец

 

Минск 2010

1. Приципы тестирования ОКС №7. Тестовое оборудование ОКС №7

 

Как известно, система сигнализации ОКС 7 обладает рядом преимуществ по сравнению с предыдущими системами. Это объясняется высокой производительностью, и как следствие, высокой скоростью соединения, надежностью, обеспечиваемой резервированием и введением альтернативных маршрутов, экономичностью, связанной с использованием общего канала сигнализации для большого количества соединений, а также гибкостью системы – независимостью от типа обслуживаемого трафика, трафика сети ТфОП, ISDN, или другого цифрового телекоммуникационного оборудования. В связи с этим для анализа ОКС 7 необходима и специфическая линейка средств контроля (СК), позволяющих осуществлять внедрение и эксплуатацию систем сигнализации на телекоммуникационных сетях России.

В данном вопросе рассматриваются различные аспекты контроля ОКС 7 на примере средств измерений, анализа, тестирования и мониторинга. При этом учитываются некоторые отличия построения системы сигнализации ОКС 7 от семиуровневой эталонной модели взаимодействия открытых систем, связанные с тем, что она фактически соответствует лишь ее четырем уровням, а именно:

- уровень 1 подсистемы MTP, определяющий физические, электрические, и функциональные характеристики звена данных сигнализации, соответствует физическому уровню ВОС;

- уровень 2 подсистемы MTP, гарантирующий точность сквозной передачи через сигнальное звено, осуществляет управление потоком, подтверждение правильности последовательности сообщения, и проверку ошибок, соответствует, канальному уровню ВОС;

- уровень 3 подсистемы MTP, обеспечивающий маршрутизацию сообщений между пунктами сигнализации в сети ОКС 7, переадресовывая трафик от неисправных звеньев сигнальных пунктов и управляя трафиком при перегрузке, соответствует сетевому уровню ВОС;

- уровень 4, включающий разнообразные подсистемы пользователей, например, подсистему пользователя сети с интеграцией служб (ISUP), подсистему возможностей транзакций (TCAP) и т. д., определяет функции и процедуры сигнализации, характерные для определенного типа пользователя системы, тем самым, соответствуя верхним уровням ВОС.

Исследования, проводимые на сети ОКС 7, в общем случае сводятся к анализу его подсистем, используя для этого типовые СК (табл. 1), которые, как было отмечено выше, необходимы как на этапе развертывания сети сигнализации ОКС 7, так и в процессе ее эксплуатации.

 

Таблица 1. Средства контроля ОКС 7

Уровень 1	Уровень 2	Уровень 3	Уровень 4
1586 T(E) SunSetxDSL SunLite E1 SunSet E1e ТИС-E1 SunSet E20 Lite 3000	ТИС-E1, E2, E3 SunSet E20 Lite 3000 MPA-7x00 SNT7531(STA-7) GHEPARDO	ТИС-E1, E2, E3 SunSet E20 Lite 3000 MPA-7x00 SNT7531(STA-7) GHEPARDO	SunSet E20 Lite 3000 MPA-7x00 SNT7531(STA-7) GHEPARDO MasterQuest

 

В соответствии с принятым подходом, рассмотрим функциональные возможности данных СК на различных этапах исследования ОКС 7.

На первом уровне осуществляется проверка цифрового канала на соответствие требованиям таких стандартов, как G.821, G.826, M.2100, а при развертывании или вводе нового направления, выполняется еще и тестирование кабеля. Здесь и далее, чтобы не расширять спектр затронутых в данной статье вопросов, рассматривается только медный кабель, который предполагается использовать для организации сети сигнализации ОКС 7 на предмет возможной работы высокоскоростного цифрового оборудования.

В принципе, существуют два варианта организации цифрового тракта, реализуемые по вновь проложенным и по существующим кабелям, для нахождения возможных повреждений в процессе эксплуатации которых, используются СК 1586 T(E) – фирмы Motech Industries и SunSetxDSL – компании Sunrise (табл. 1). Первое представляет собой средство измерений (СИ) уровня передаваемого сигнала, частоты, отношения сигнал/шум и многих других параметров, а второе сочетает в себе как СИ, позволяющее проводить отмеченные измерения, так и средство тестирования (СТ) прямых проводов на предмет работы по ним высокоскоростного цифрового оборудования xDSL. Таким образом, основным отличием последнего СК от аналогичных средств является наличие сменных модулей, позволяющих осуществлять контроль параметров разнообразных систем абонентского доступа (ADSL, IDSL, SDSL, HDSL) и рефлектометра, служащего для выявления локальных неоднородностей и места неисправности кабеля, обнаружения параллельного подключения, определения расстояния до повреждения и решения ряда других задач.

Наиболее существенные функциональные возможности СК, позволяющих производить тестирование уже организованного тракта E1 представлены в табл. 2.

Таблица 2. Возможности анализаторов потока E1

Тип оборудования/ Производитель	SunLite E1   Sunrise	SunSet E1e   Sunrise	SunSet E20   Sunrise	ТИС-E1   ЗАО"Технодалс"	Lite 3000   NetTest
Функции:
1.Прием/передача Е1	+	+	+	+	+
2.Тестирование E1	+	+	+	+	+
3.Измерение уровня и частоты сигнала E1	+	+	+	+	+
4.Кодирование:HDB3, AMI	+	+	+	+	+
5.Анализ FAS,MFAS, CRC-4	+	+	+	+	+
6. Мониторинг CAS	+	+	+	+	+
7.Генерирование тест-последовательностей	+	+	+	+	+
8.Внесение ошибок в канал	+	+	+	+	+
9.Исследование выбранного ТЧ канала: измерения, прослушивание	+	+	+	+	+
10.Измерение задержки сигнала	+	+	+		+
11.Измерение фазовых дрожаний	-	-	-	+	- (ожидается)
12.Имитация неисправностей	-	+	+	+	+
13.Анализ цифрового импульса по маске	-	+	+	-	- (ожидается)
14.Гистограммный анализ	+	+	+	+	+
15. Удаленное управление		+	+	+	+
16. Подключение принтера	+	+	+	+	+

Приведенные в табл. 1 СК могут осуществлять сбор контролируемых параметров и выводить их на печать, либо на жесткий диск компьютера. Рекордсменом из всех портативных СК по времени работы от аккумулятора является Lite 3000 – до 10 часов, а по габаритам – миниатюрный SunLite E1. Единственным из представленных средств, в стационарном режиме (от сети переменного тока) работает только ТИС-E1, позволяя при этом, как и Lite 3000 проводить измерения фазовых дрожаний. Важной особенностью стационарного и портативных СК является включение в их состав средств анализа (СА). Последние позволяют установить соответствие цифрового импульса регламентирующей маске, выполнить анализ кодовых последовательностей и провести гистограммный анализ.

Так как всесторонние исследования первого уровня ВОС чрезвычайно важны для определения возможности работы по каналу связи, функции тестирования и анализа потока E1, поддерживаются всеми приборами. Переход к следующим уровням контроля возможен только при соответствии нормам, результатов полученных измерений и тестирования.

Рекомендацией Q.780 определено, что для тестирования ОКС 7 применяются два вида тестов:

- аттестационный (Validation testing (VAT));

- тест на совместимость (Compatibility testing (CPT)).

Первый вид тестирования применяется при вводе в эксплуатацию какого-то пункта сигнализации – SP или STP. Это вновь вводимое оборудование должно удовлетворять соответствующим рекомендациям МСЭ-Т.

Второй вид тестирования применяется для исследования на совместимость вновь вводимой или уже находящейся в эксплуатации станции сети сигнализации ОКС 7. Ниже мы ограничимся описанием второго вида тестирования – на совместимость.

В состав этого вида исследования сети сигнализации ОКС 7 входит ее "стрессовое" тестирование, которое необходимо для анализа не только какого-то определенного участка сети, но и для возможности проверить ее поведение в целом. При этом виде тестирования анализатор должен обеспечить выполнение следующих функций:

- пропадание/дублирование сообщений,

- замена одного сообщения другим,

- ввод лишних сообщений,

- имитация перегрузки каналов, либо отключения их,

- имитация параметров готовности сигнального канала, внесение ошибок в передаваемые пакеты,

- ввод задержки в передачу.

Все это позволяет определить насколько готова сеть к эксплуатации, так как создаваемые сегодня сети сигнализации должны, для надежности функционирования, осуществлять полное резервирование при подключении пунктов сигнализации, а также обладать способностью самозалечивания и гибкого управления сигнальным трафиком.

На втором уровне осуществляется проверка протокола сигнализации в соответствии с рекомендацией Q.781. Согласно ей для организации теста необходим симулятор MTP3 и анализатор протокола уровня 2. Схема испытания соответствует рис. 1.

 

Рис. 1. Тестирование уровня 2

 

При испытании анализатор звена сигнализации используется для декодирования последовательности сигнальных единиц и предоставляет оператору возможность убедиться, что сигнальный протокол был правильно соблюден. В табл. 3 представлен ряд анализаторов протоколов, которые могут быть использованы как для тестирования уровня 2, так и для тестирования последующих уровней системы сигнализации ОКС 7.

Таблица 3. Анализаторы протоколов

Тип оборудования/ Производитель	SunSetE20   Sunrise	GHEPARDO   Sunrise	Lite3000   NetTest	MPA7x00   NetTest	SNT 7531 (STA-7)   ЛОНИИС	ИС-E1, E2,E3   ЗАО"Технодалс"
Возможности:
MTP	+	+	+	+	+	+
MAP	+	+	+	+	+	-
TUP	+	+	+	+	+	-
ISUP	+	+	+	+	+	+
SCCP	+	+	+	+	+	-
TCAP	+	+	+	+	+	-
INAP	-	+	-	+	+	-
MUP	-	-	+	+	+	-
HUP	-	-	+	+	+	-
Число каналов

 

В качестве анализатора для уровня 2 возможно использование любого из перечисленных в этой таблице анализаторов, предварительно определившись с тем, для каких целей будет использоваться анализатор протоколов ОКС 7, так как, в общем, анализаторы протоколов сигнализации используются в процессе:

- Пуско-наладочных работ и приемосдаточных испытаний, при которых происходит детальное сравнение сигнального протокола со спецификациями во время инсталляции или обновления протокола или коммутационного оборудования;

- Исследования и поиска неполадок путем проведения детального анализа сигналов во время эксплуатации;

- Анализа производительности, подсчетом типов сообщений на канал/направление;

- Разработки оборудования;

- Эксплуатации для ежедневного контроля работы оборудования в сети.

Из всего списка СК, служащих для анализа ОКС 7 (табл. 3), следует выделить Lite 3000, по той причине, что, несмотря на небольшие размеры, он является универсальным и незаменимым в небольших телекоммуникационных компаниях. Lite 3000 способен не только заниматься анализом Е1, полноуровневым мониторингом ОКС 7, но и исследовать CAS сигнализации, R2, R1.5, DTMF, мониторинг и эмуляцию по S- и U-интерфейсам ISDN BRI… Развитая система помощи позволяет оперативно анализировать трафик протоколов сигнализации. Но, тем не менее, его, как и SunSet E20 и многие другие приборы, нельзя в полной мере отнести к протокол-анализаторам, которые должны обладать более мощными возможностями. В частности можно отметить многоканальную и многопротокольную работу, гибкую систему фильтрации, длительный сбор статистики, что очень важно при анализе реальной сети ОКС 7, когда необходимо найти какую-то определенную информацию из огромного числа информационных элементов передаваемых по сети сигнализации, и без этой возможности, можно потерять значительное время. Поэтому пользующиеся заслуженной популярностью Lite 3000 и SunSet E20, являясь универсальными анализаторами сигнализации, больше предназначены для небольших телекоммуникационных компаний. Поскольку технология ОКС 7 представляет собой сетевую технологию, для анализа происходящих в сети процессов, требуется многоканальный контроль.

Одним из мощнейших анализаторов сигнализации в мире, имеющим возможность анализа до 24-х полнодуплексных каналов, является многоканальный анализатор протоколов МРА-7x00 производства компании NetTest (табл. 3). При всем этом он прост в эксплуатации и позволяет производить детальный анализ сигнальных протоколов в цифровых сетях ОКС7. Его назначение – это пуско-наладочные работы, анализ производительности, эксплуатация и выявление неполадок в сетях ОКС 7. Что не маловажно, он способен анализировать и российскую версию ISUP.

В качестве имитаторов уровня 3 можно использовать рассматриваемые ниже анализатор SNT-7531, разработанный ЛОНИИС, и GHEPARDO, компании Sunrise (табл. 3).

Тестирование уровня 3 (Q.782) возможно лишь тогда, когда полностью исследован уровень 2. В качестве необходимых устройств для уровня 3 необходим симулятор верхних уровней и анализатор протокола. В качестве симулятора наиболее подходят протокольные анализаторы SNT-7531 и GHEPARDO. В качестве анализатора протокола возможно использование любого из приборов приведенных в табл. 3.

Рис. 2 показывает вариант включения анализаторов протоколов сигнализации на сети ОКС 7.

Анализатор SNT-7531, разработанный ЛОНИИС является специализированной ЭВМ, который был создан с учетом особенностей России и включает в себя всю национальную специфику ОКС 7, что не мало важно для потребителей. Он обладает широко развитой системой помощи и дает исчерпывающую информацию по выводимой информации, что позволяет работать с ним специалисту не самому большой квалификации, обслуживающей сеть сигнализации №7.

В режиме эмулятора MTP/симулятора ISUP прибор SNT 7531 имеет возможность имитации работы станции по заранее заданным тестовым сценариям (возможность их редактирования), которые выполнены в соответствии с рекомендациями ITU-T Q.784. Этот прибор незаменим: при отладке программно-аппаратных средств реализации протоколов сигнализации во вновь разрабатываемых или адаптируемых коммутационных узлах и разрешение конфликтных ситуаций, при установке новых цифровых систем коммутации в окружении существующих аналоговых и цифровых АТС предыдущих поколений.

 

Рис. 2. Тестирование уровня 3

 

Для тестирования уровня 3 системы сигнализации ОКС 7 также возможно использование анализатора протоколов GHEPARDO, который более детально рассмотрен ниже.

Для выполнения тестирования на уровне 4 в соответствии с рекомендациями Q.783 - Q.787 необходим симулятор верхних уровней, генератор вызовов, протокольный анализатор и система мониторинга, в качестве которого можно использовать программное обеспечение станции, которое позволяет выполнять трассировку вызовов, но, к сожалению, эти возможности обычно ограничены и не позволяют отслеживать все сбойные ситуации. Поэтому для этих целей рекомендуется воспользоваться монитором сигнализации MasterQuest, производимым компанией NetTest, для тестирования сигнального трафика использовать анализаторы протоколов, которые представлены в табл. 3, а для имитации работы станций и генерации вызовов - SNT-7531 и GHEPARDO. На рис. 3 в качестве примера показана схема тестирования подсистемы ISUP (Q.784).

 

Рис. 3. Тестирование уровня 4

 

Анализатор протоколов GHEPARDO, компании Sunrise, является мощнейшим, по своим возможностям, прибором, способным в полной мере провести анализ общеканальной сигнализации ОКС 7. Он прост в использовании, благодаря web-интерфейсу, в качестве которого может использоваться любой из известных браузеров (Microsoft Internet Explorer, Netscape Communicator, Sun Hot Java и другие). Анализатор протоколов GHEPARDO обладает также следующими функциональными возможностями:

Поддержка большого количества протоколов сигнализации.

Мультиинтерфейс (T1, E1, ISDN PRI(BRI)).

Одновременное задание до 4 различных тестов, одновременное подключение к 16 потокам E1 и 240 сигнальным каналов, задание тестов по времени.

Симуляция различных уровней ОКС 7 (эмуляция SP, STP) и генерация большого числа вызовов (до 10000), с распределение их по направлениям, с последующим декодированием полученной трассировки вызовов.

Автоматическая запись и вывод полученных результатов в графическом виде, корреляция статистики.

Все отчеты в формате Web, гибкая фильтрации и многое другое.

На завершающем этапе в соответствии с рекомендацией Q.788 проводят тестирование "из конца в конец". Пример самой простой схемы тестирования показан на рис. 4. Как видно из него для его проведения необходимы СК, в качестве которых выступают имитаторы терминала, которые будут заниматься генерированием необходимой нагрузки, анализаторы протоколов, а также система мониторинга, обеспечивающая трассировку вызовов. В качестве подобного оборудования возможно использование систем мониторинга протоколов сигнализации GHEPARDO, производства Sunrise или MasterQuest, производимая компанией NetTest, последняя наиболее предпочтительна, так как является практически безграничной по наращиванию системой. В качестве имитаторов оконечных устройств может выступать реальное оборудование, либо симулятор. Соединение ISU - ISU (International switching center (Международный пункт сигнализации)) должно быть протестировано.

Рис. 4. Тестирование "из конца в конец"

2. Задача

Сигнальная единица №120 передаётся по международной сети для подсистемы ISUP. Сформировать данную СЕ и получить на неё квитанцию с отрицательным подтверждением.

Решение

Форматы значащей и заполняющей СЕ представлены на рисунке 5. Значения полей приведены ниже.

F
BIB	BSN
FIB	FSN
	LI
SK
SK
F

F
BIB	BSN
FIB	FSN
	LI
SSF	SI
SIF
CK
CK
F

 

а б

Рисунок 5 – а - формат значащей сигнальной единицы MSU; б - формат заполняющей сигнальной единицы FISU

Флаг (Flag - F) отмечает начало сигнальной единицы. От­крывающий флаг данной сигнальной единицы обычно является закрывающим флагом предшествующей сигнальной единицы. Закрывающий флаг отмечает конец сигнальной единицы. По­следовательность битов во флаге следующая: 01111110.

Для исключения имитации флага информацией, содержа­щейся в другой части сигнальной единицы, передающая часть оконечного устройства звена сигнализации (функции уровня 2) вставляет «О» после каждой последовательности из пяти «1» пе­ред присоединением флага и передачей сигнальной единицы. В приемной части оконечного устройства звена сигнализации по­сле обнаружения и отделения флага каждый нуль, следующий за пятью «1», изымается. Такая операция называется бит-стаффингом.

Порядковая нумерация сигнальных единиц включает пря­мой порядковый номер - ППН (Forward Sequence Number - FSN) и обратный порядковый номер - ОПН (Backward Sequence Num­ber - BSN), FSN - порядковый номер сигнальной единицы, в со­ставе которой он передается на противоположный пункт сигна­лизации. BSN - это порядковый номер подтверждаемой сиг­нальной единицы, которая принята с противоположного пункта сигнализации. Поля FSN и BSN занимают по 7 бит и представ­ляют собой двоичные числа в циклически повторяющейся по­следовательности от 0 до 127.

Биты-индикаторы включают прямой бит-индикатор - ПБИ (Forward Indicator Bit - FIB) и обратный бит-индикатор - ОБИ (Backward Indicator Bit - BIB). FIB и BIB совместно с FSN зания числа байтов, следующих за байтом индикатора длины и предшествующих проверочным битам, и является одним из дво­ичных чисел в интервале от 0 до 63 (так как занимает 6 бит). Индикатор длины идентифицирует три типа сигнальных единиц следующим образом:

LI = 0, если это заполняющая сигнальная единица FISU;

LI = 1 или 2, если это сигнальная единица состояния звена LSSU;

LI >2, если это значащая сигнальная единица MSU.

В национальных сетях сигнализации в случае, когда поле сигнальной информации занимает 62 байта и более (в некоторых случаях оно может быть до 272 байтов), индикатор длины при­нимает значение до 63.

Следует отметить, что индикатор LI не используется для оп­ределения длины сигнальной единицы (для этого служат флаги), а определяет тип сигнальных единиц.

Байт служебной информации (Signalling Information Octet - SIO) делится на индикатор службы (Service indicator- SI) и поле подвида службы (subservice field - SSF). Индикатор службы служит для установления соответствия сигнальной информации конкретной подсистеме пользователя и содержится только в значащих сигнальных единицах. Индикатор службы SI (4 млад­ших бита SIO) кодируется следующим образом:

0000- управление сетью сигнализации;

0001 - тест звена сигнализации;

0011 - SCCP - подсистема управления соединением сигна­лизации;

0100 - TUP - подсистема пользователя телефонии;

0101 - ISUP - подсистема пользователя ISDN; Остальные кодовые комбинации - резерв.

Поле подвида службы SSF (4 старших бита SIO) содержит индикатор сети (биты С и D) и два резервных бита (биты А и В).

Индикатор сети позволяет отличить международные сообщения от национальных. Поле SSF кодируется так:

биты DCBA.

SSF = 00XX - международная сеть;

01XX - резерв (только для международного применения);

10ХХ - национальная сеть (в России и Республике Беларусь -междугородная сеть);

11ХХ - резерв для национального применения (в России и Республике Беларусь - местная сеть).

Поле сигнальной информации (Signalling Information Field - SIF). Это поле предназначено для передачи полезной информа­ции по звену сигнализации.

Проверочные биты (Check Bits - СК) - это 16 битов ин­формации для обнаружения ошибок, полученные путем линей­ных операций над предыдущими битами сигнальной единицы.

В сигнальных единицах состояния звена LSSU поле сигнальной информации SIO и байт служебной информа ции SIF заменяются полем состояния (Status Field - SF), которое формируется оконечным устройством звена сигнализации и со­держит 8 или 16 байтов. Данное поле используется для контроля ошибок звена сигнализации. В заполняющих сигнальных едини­цах FISU поля SIO и SIF вообще отсутствуют.

Квитанция является заполняющей сигнальной единицей, поэтому в квитанции LI=0.

Решение задачи представлено на рисунке 6.

128	64	32	16	8	4	2	1
		X	X
SIF
SK
SK

 

128	64	32	16	8	4	2	1
SK
SK

 

а б

Рисунок 6 – а - Заданная по условию сигнальная единица; б - Отрицательная квитанция на 120ю сигнальную единицу

3. Задача

Выведена следующая информация в шестнадцатеричном виде:

								3А
0B			0A
		0F	0A

Информацию представить в двоичном виде, используя материалы таблиц 1 и 2 методических указаний, провести анализ данного сообщения. Маршрут данной СЕ проходит через 4 STP. По коду селекции SLS определить и зарисовать маршрут СЕ.

Решение

Сигнальная информация, передающаяся от подсистемы ISUP, представляется в виде значащих сигнальных единиц (MSU). Все поля в значащей сигнальной единице имеют фикси­рованную длину, за исключением поля сигнальной информации SIF. Поле SIF содержит информацию, предоставляемую подсис­темой пользователя (в данном случае подсистемой ISUP) для передачи.

Поле сигнальной информации состоит из этикетки маршру­тизации, кода идентификации канала, типа сообщения и пара­метров. Параметры подразделяются на обязатель­ную фиксированную часть, обязательную переменную часть и необязательную часть.

Код идентификатор канала (Circuit identification code -CIC) имеет длину два байта и указывает номер разговорного ка­нала между двумя станциями, к которому относится сообщение.

- Код идентификатор канала (CIC) используется для оп­ределения принадлежности сообщения ISUP конкретному вызо­ву, так как сигнализация по общему каналу отделена от пользо­вательских каналов.

- CIC присваивается по соглашению между двумя связан­ными станциями для каждого пользовательского канала и дейст­вует только на этом участке.

- Присвоенный CIC на связанных АТС должен быть «при­вязан» к «позиционным» номерам канала на АТС-А и АТС-В.

- Поле CIC в SIF занимает 2 байта, но информация CIC составляет только 12 бит, а четыре бита являются пустыми.

Так, если используется цифровой тракт 2,048 Мбит/с, то пять младших битов CIC кодируют в двоичном виде речевой временной интервал. Оставшиеся же 7 битов используются, ко­гда необходимо определить, какому ИКМ-потоку принадлежит данный речевой интервал.