Функции протокола q. 9 31

Сетевой уровень системы DSS-1 (уровень 3) содержит функции, обеспечивающие создание, сопровождение и завершение соединений, предоставляемых сетью пользователям ISDN в режиме коммутации каналов, а также доступ пользователей к средствам пакетной коммутации, т.е. набор функций, связанных с обслуживанием вызовов от пользователей ISDN. Обмен необходимой для этого сигнальной информацией между функциями уровня 3, размещенными в оборудовании пользователя и в оборудовании сети, осуществляется через интерфейс «пользователь—сеть» с помощью сообщений сетевого уровня. Обмен сообщениями между функциями уровня 3, размещенными по разные стороны интерфейса, происходит с привлечением услуг уровня 2, причем взаимодействие между смежными уровнями (как на стороне пользователя, так и на стороне сети) описывается примитивами с префиксом DL. Сообщение уровня 3, подлежащее передаче через интерфейс, поступает к уровню 2 в примитиве DL-DATA-REQUEST (или DL-UNIT-DATA-REQUEST) и помещается в информационное поле кадра, который передается через интерфейс с привлечением услуг уровня 1. Функции уровня 2 на противоположной стороне интерфейса доставляют содержимое информационного поля принятого кадра (т.е. сообщение) в уровень 3 в примитиве DL-DATA-INDICATION (или DL-UNIT-DATA-IN­DICATION).

Функции уровня 3 включают в себя:

• маршрутизацию сигнальных сообщений;

• передачу (в виде относительно небольших блоков данных) информации «пользователь—пользователь», как при наличии, так и при отсутствии соединения, установленного путем коммутации каналов;

• мультиплексирование в одном звене данных сообщений, от­носящихся к разным коммутируемым связям;

• сегментацию и сборку сообщений для их транспортировки уровнем звена данных;

• обнаружение ошибок в сообщениях уровня 3, интерпретацию ошибок, обнаруженных уровнем 2, и реакцию на эти ошибки;

• доставку сообщений в том же порядке, в каком они были пере­даны.

Уровень 3 системы DSS-1 может быть описан в терминах сообщений и процедур, определяющих логическую последовательность событий при предоставлении услуг пользователям.

Форматы сообщений

Сообщение уровня 3 протокола DSS-1 содержит в себе некоторое количество информационных элементов, среди которых есть обязательные для всех сообщений, обязательные для некоторых со­общений и необязательные. Если в сообщении отсутствует, хотя бы один обязательный для него информационный элемент, оно счита­ется несоответствующим спецификациям DSS-1.

Для всех сообщений используется общий формат, изображенный на рисунке 2. Биты нумеруются справа налево, первым передается бит 1 и байт с номером 1.

Дискриминатор протокола	Байт 1
				Длина метки соединения (в байтах)	Байт 2
Значение метки соединения	Байт 3
	Тип сообщения	Байт 4
Другие информационные элементы (если требуются)	.…

Рисунок 2- Общий формат сообщений уровня 3 протокола DSS-1

Любое сообщение уровня 3 обязательно должно содержать три следующих информационных элемента: дискриминатор протокола, метку соединения и тип сообщения. Количество, содержание и обязательность/необязательность других информационных элементов зависит от типа сообщения.

Первым элементом каждого сообщения является однобайтовый дискриминатор протокола (PD — protocol discriminator). Назначение этого элемента — отделить сообщения DSS-1, связанные с процедурами управления соединениями (процедурами обслужива­ния вызовов), от любых других сообщений, которые могут быть переданы по сигнальному каналу. Дискриминатор протокола также позволяет раз­личать сообщения управления соединениями ISDN и сообщения, используемые в других системах, применяющих Q.931, таких как АТМ и Frame relay. Для каждого случая дискриминатор кодируется уникальной последовательностью битов. В частности, для сообще­ний, связанных с управлением соединениями ISDN в режиме ком­мутации каналов, дискриминатор протокола кодируется последо­вательностью 00001000.

Следующий элемент — метка соединения (CR — call reference) — является целым числом, используемым для идентификации коммутируемой связи, к которой относится сообщение. Значение метки уникально на той стороне интерфейса, которая явилась инициатором этой связи, и только внутри одного логического соединения уровня 2. Метка присваивается на время жизни обслуживаемого вызова, имеет смысл только в данном интерфейсе и остается неизменной до окончания обслуживания вызова, после чего она может использоваться для идентификации других соединений.

Формат информационного элемента «метка соединения» показан на рисунке 3. Первые четыре бита первого байта указывают длину метки, а остальные биты первого байта — запасные. Для базового доступа метка соединения может иметь значение от 1 до 127, а располагается метка в битах 7—1 байта 2. Для первичного доступа возможные значения метки соединения — от 0 до 2¹⁵-1, а занимает метка два байта.

Если инициатором вызова является пользователь, то он назначает метку соединения из своего пула номеров. Если вызов поступает от сети, то метку соединения назначает входящая АТС. Возможна ситуация, когда и пользователь, и АТС выбирают одно и то же значение метки соединения для разных коммутируемых связей. Чтобы можно было различить эти две связи, в качестве последнего бита байта 2 формата метки соединения используется флажок. Флажок указывает, ка­кой стороной звена данных назначена данная метка: исходящей (0) или удаленной (1). (Здесь специально употребляется слово «флажок», в отличие от слова «флаг», используемого, когда речь идет о разделении кадров уровня 2.)

				Длина метки соединения
0/1 Флажок	Первый байт значения метки соединения
Второй байт значения метки соединения (если есть)

Рисунок 3- Формат информационного элемента «метка соединения»

Третий информационный элемент — тип сообщения (МТ — message type) — служит для идентификации имени и, следовательно, функции отправляемого сообщения (например, SETUP, DIS­CONNECT и т.п.). Поле типа сообщения состоит из одного байта, последний бит которого зарезервирован для применения в будущем при увеличении длины поля. Коды типов сообщений приведены в таблице 1. Все эти типы образуют пять категорий сообщений:

• сообщения фазы, используемые в процедурах создания со­единения. Таково, например, сообщение SETUP, которое посылается пользователем к АТС (или АТС к пользовате­лю) в качестве запроса соединения;

• сообщения, передаваемые в фазе установленного соедине­ния. Таково, например, сообщение USER INFORMATION, которое может быть отправлено во время разговора/пере­дачи данных для пересылки информации «пользователь-пользователь»;

• сообщения фазы разъединения (разрушения соединения). Таково, например, сообщение DISCONNECT, которое по­сылается пользователем к АТС (или АТС к пользователю), чтобы инициировать процедуру освобождения ресурсов, за­нятых в соединении;

• прочие сообщения, например, сообщение INFORMATION, которое может быть отправлено пользователем или АТС для передачи дополнительной к уже предоставленной другими сообщениями информации;

• национальные сообщения с кодом типа сообщения 00000000, обозначающим, что следующее поле является полем типа сообщения, который определен оператором сети.

Другие информационные элементы делятся на две категории: однобайтовые и переменной длины более одного байта.

Существует два типа однобайтовых информационных элемен­тов. Тип 1 изображен на рисунке 4.

	Идентификатор информационного элемента	Содержимое информационного элемента

Рисунок 4- Однобайтовый информационный элемент: тип 1

Значение 1 бита 8 указывает на то, что элемент относится к категории однобайтовых, а биты 5—7 используются в качестве идентификатора элемента. В битах 1—4 кодируется содержимое информационного элемента.

Таблица 1- Коды типов сообщений Q.931

Сообщение	Сокращение	Биты
		6 6
Передается вызывной сигнал	ALERT
Связь устанавливается	CALPRC
Соединить (ответ)	CONN
Соединение готово	CONACK
Особенности маршрута	PROG
Запрос связи	SETUP
Запрос принят	SETACK
Разъединить	DISC
Дополнительная информация	INFO
Освободить ресурсы	RLSE
Ресурсы освобождены	RLCOM

Тип 2 показан на рисунке 5. Здесь также значение 1 бита 8 указывает на то, что информационный элемент относится к категории однобайтовых. Оставшаяся часть байта, используется исключительно в качестве идентификатора информационного элемента.

	Идентификатор информационного элемента

Рисунок 5- Однобайтовый информационный элемент: тип 2

На рис.6 показана структура информационного элемента переменной длины. Бит 8 первого байта имеет значение 0, отличая эту категорию информационных элементов от однобайтовых информационных элементов. Оставшаяся часть первого байта служит для идентификации информационного элемента. Второй байт определяет длину содержимого информационного элемента, а третий и последующие байты представляют содержимое, которое может размещаться в нескольких полях.

	Идентификатор информационного элемента	Байт 1
Длина содержимого информационного лемента (в байтах)	Байт 2
Содержимое информационного элемента	Байт 3

Рисунок 6- Информационный элемент переменной длины

Ниже рассматриваются основные информационные элементы протокола DSS-1.

Информационный элемент средства доставки информации(bearer capability) описывает характеристики средств доставки, запрашиваемые у сети вызывающим пользователем. Этот информационный элемент посылается также и вызываемой стороне с целью обеспечить согласованную работу терминалов. Если на исходящей стороне соединения речевой сигнал преобразуется в цифровую форму с помощью определенного алгоритма кодирования, то, чтобы принимающая сторона была в состоянии декодиро­вать цифровой сигнал правильно и произвести его обратное преобразование в аналоговый сигнал, ей должно быть известно, как сигнал кодировался на передающем конце.

В информационном элементе «средства доставки» содержатся сведения о требованиях к этим средствам:

• вид информации, например, речь, 3.1 кГц аудио, или 7 кГц аудио;

• режим переноса информации — коммутация каналов или па­кетов;

• пропускная способность канала (64 Кбит/с, 384 Кбит/с);

• стандарт кодирования;

• протокол обработки информации пользователя, уровень 1 (стандарт адаптации скоростей, алгоритм сжатия и т.п.);

• скорость передачи данных терминалом пользователя.

Структура информационного элемента «средства доставки информации» приведена на рисунке 7.

1 Ext	Стандарт кодирования	Вид информации	Байт 3
1 Ext	Режим передачи	Скорость передачи информации в канале	Байт 4
0|1 Ext	0 1 Идентификатор уровня 1	Протокол уровня 1 обработки информации пользователя	Байт 5
0|1 Ext	синхр/ асинхр	1/0	Скорость передачи информации терминалом пользователя	Байт 5а

Рисунок 7- Информационный элемент «средства доставки информации»

Параметр стандарт кодирования (coding standard) присутствует в поле содержимого не только информационного элемента «средства доставки информации», но и некоторых других информационных элементов. Значения этого параметра: 00 — стандарт ITU-T; 01 — стандарт IOS/IEC 10 — национальный стандарт; 11 — специальный сетевой стандарт.

Параметр вид информации (information transfer capability) принимает одно из следующих значений: 00000 — речь; 01000 — неограниченная цифровая информация; 01001 — ограниченная цифровая информация; 10000 — аудио в полосе 3.1 Кгц.

Параметр режим передачи (transfer mode) кодируется следующим образом: 10 — пакетный режим; 00 — канальный режим. Параметр скорость передачи информации (information transfer rate) может иметь, в частности, такие значения: 00000 — пакетный режим; 10000 — канальный режим 64 Кбит/с; 10011 — канальный режим 384 Кбит/с. Параметр протокол обработки информации пользователя, уровень 1 (user information layer 1 protocol) может принимать, например, значения: 00001 — адаптация скоростей согласно рекомендациям V.I 10 и X.30 ITU-T; 00010 — кодирование по m-закону; 00011 — кодирование по А-закону. Параметр скорость передачи информации терминалом пользователя (user rate) присутствует только тогда, когда предыдущий параметр имеет значение 00001. В этом случае, например, скорости 56 Кбит/с соответствует код 01111.

Параметр синхр/асинхр может принимать значения: 0 — синхронные данные; 1 —асинхронные данные. Параметр соглашение о передаче звуковых сигналов может принимать значения: 0 — передача не воз­можна; 1 — передача возможна.

Номера вызываемого и вызывающего абонентов (called and calling party numbers). Эти информационные элементы содержат сведения о типе номера (международный, междугородный, местный) и о плане нумерации. Наиболее часто используется национальный план нумерации, обычно соответствующий рекомендациям ITU-T E.164 и E.163. Могут использоваться и другие планы нумерации, такие как X.121 (общий план нумерации, используемый в сетях данных), F.69 (телексный план нумерации) или частный план нумерации ведомственной сети.

Параметр тип номера может иметь значения: 001 — международный номер; 010 — национальный номер; 100 — абонентский (списочный) номер; 011 — номер сетевой службы (оператора). Возможное значение параметра идентификация плана нумерации: 0001 — план нумерации ISDN/телефонная сеть общего пользования. Каждая цифра номера кодируется как символ семибитового международного алфавита № 5 и занимает один байт.

0|1 Ext	Тип номера	Идентификация плана нумерации	Байт 3
Ext	Индикатор предоставления	0 0 0 Резервные	Индикатор верификации	Байт 3а
	Цифры номера	Байт 4

Рисунок 8- Формат номера вызывающего абонента

Информационный элемент номер вызывающего абонента (рисунок 8) содержит, кроме того, параметры индикатор предостав­ления (00 — предоставление разрешается; 01 — представление ограничено) и индикатор верификации (00 — дан пользователем, сетью не проверялся, 01 — дан пользователем, проверен сетью , 10 — дан пользователем, проверить не удалось, 11 — дан сетью). Отметим, что верификация номера имеет большое значение в соединениях с терминальным оборудованием пользователя, которое не обслуживается персоналом (компьютеры, устройства факсимильной связи) и используется только для приема вызовов.

Информационный элемент идентификация канала (channel iden­tification) указывает тот канал в интерфейсе, который должен использоваться для связи (рисунок 9). В данном элементе содержится следующая информация: а) интерфейс BRI или PRI, б) идентифицированный канал является или не является D-каналом, в) идентифицированный канал является В1-каналом или В2-каналом, г) идентифицированный канал является блоком каналов Н0, Н10, Н11 и т.д.

	Идентификатор информационного элемента 0 0 1 1 0 0 0	Байт 1
Длина содержимого	Байт 2
Ext	Идентификация интерфейса	Тип интерфейса	резервный	Идентификатор предпочтения	Индикация D- канала	Выбор информационного канала	Байт 3
Ext	Стандарт кодирования	Номер/ таблица	Тип канала/ тип элемента таблицы	Байт 3.2
Номер канала	Байт 3.3

Рисунок 9- Информационный элемент «идентификация канала»

Параметр идентификация интерфейса определяет способ идентификации интерфейса. Параметр тип интерфейса имеет следующие значения: 0 — базовый доступ и 1 — первичный доступ.

Параметр индикатор предпочтения имеет значения: 0 — предпочтение указанному каналу, 1 — приемлем только указанный канал. Параметр выбор информационного канала идентифицирует В-канал в базовом доступе: 01 — В1-канал, 10 — В2-канал, 11 —любой канал. Параметр стандарт кодирования имеет значения: 00 — кодирование МККТТ, 01 — стандарт ISO, 10 — национальный стандарт. Параметр номер канала идентифицирует В-канал в первичном доступе. Параметр номер/таблица определяет идентификацию В-канала и имеет значения: 0 — идентифицируется номером в следующем байте; 1 — идентифицируется таблицей в следующих байтах.

Информационный элемент отображение (display) содержит символы ASCII/IA5, которые посылаются пользователю для отображения на экране терминала.

Информационный элемент совместимость в верхних уровнях (high layer compatibility) используется для проверки совместимости терминалов пользователей в верхних уровнях модели взаимодействия открытых систем (модели OSI). Проверка совместимости выполняется на стороне вызывающего пользователя и/или на стороне вызываемого пользователя. Код в этом информационном элементе идентифицирует услугу предоставления связи (teleservice), примерами являются телефонная и факсимильная связь, услуги обработки сообщений Х.400 или видеотекст. Формат информационного элемента приведен на рисунок 10. Идентификация характеристик верхних уровней кодируется следующим образом: 0000001 — телефония; 0000100 — 2/3 группа устройств факсимильной связи; 0110001 — те­летекс; 0110101 — телекс.

Ext	Стандарт кодирования	Интерпретация	Способ представления профиля протокола	Байт 3
0|1 Ext	Идентификация характеристик верхних уровней	Байт 4

Рисунок 10- Формат информационного элемента

«совместимость в верхних уровнях»

Информационный элемент услуга клавиатуры (key pad facility) несет в себе символы ASCII/IA5, которые вводятся через клавиатуру терминала. Он может поддерживать операцию, при которой пользователь запрашивает услугу сети путем введения этого информационного элемента в сообщение INFORMATION. Сеть отвечает сообщением INFORMATION с информационным элементом «display» или «signal». Пользователь может затем вводить дальнейшую информацию. Такого рода услуга может быть использована, например, для запроса второго соединения во время удержания первого соединения.

Информационный элемент совместимость в нижних уровнях (low layer compatibility) используется с той же целью, что и информационный элемент совместимости в верхних уровнях, однако его содержимое анализируется не только вызываемой и вызывающей сторонами, но также и сетью (для проверки соответствия предоставляемым средствам доставки информации).

Состояние соединения (call state) — данный информационный элемент содержит сведения о текущем состоянии процесса управления соединением, как на стороне пользователя, так и на сетевой стороне.

Причина (cause) — данный информационный элемент используется для передачи информации о причинах и источниках некоторых сообщений и для передачи диагностической информации.

Прогресс-индикатор (progress indicator) — данный информационный элемент используется для уведомления об изменениях характеристик соединения, происходящих по мере его продвижения по выбранному маршруту, и о местах, где происходят эти изменения. Формат «прогресс-индикатора» представлен на рисунке 11.

Ext	Стандарт кодирования	резервный	Место	Байт 3
Ext	Описание изменения	Байт 4

Рисунок 11- Формат «прогресс-индикатора»

Параметр описание изменения может принимать одно из следующих значений: 0000001 — соединение проходит не только через ISDN; 0000010 — вызываемое оборудование не относится к ISDN; 0000011 — вызывающее оборудование не относится к ISDN; 0001000 — возможна передача по В-каналу акустических сигналов.

Информационный элемент дополнительные данные (more data) передается в сообщении USER INFORMATION и указывает на то, что за этим сообщением последует еще одно сообщение USER INFORMATION. Этот информационный элемент сетью не анализируется.

Рассмотрим теперь понятие подмножество кодов. Формат информационного элемента переменной длины предусматривает семь битов для идентификатора информационного элемента. Таким образом, в этой категории может быть идентифицировано до 128 раз­личных информационных элементов. Число битов, выделенных для этой цели в однобайтовом информационном элементе, зависит от его типа: 3 бита выделены в типе 1 и 7 битов — в типе 2. Таким обра­зом, в этой категории могут быть идентифицированы, по крайней мере, 8 различных информационных элементов. Комбинируя две категории, возможно идентифицировать до 136 информационных элементов, хотя на практике это число сокращается до 133, т.к. некоторые значения резервируются. Группа из 133 идентификаторов информационных элементов и именуется подмножеством кодов.

Количество информационных элементов, идентифицируемых в пределах сообщения, может быть увеличено за счет образования нескольких подмножеств кодов. Тогда один и тот же код может определять один информационный элемент в одном подмножестве кодов и другой информационный элемент — в другом подмножестве. Этот принцип иллюстрируется примером на рисунок 7. Идентификатор информационного элемента в подмножестве кодов 0, кодируемый 1101100, обозначает элемент «номер вызывающего абонента». Такой же код, 1101100, может быть использован в другом подмножестве кодов (подмножество 5 на рисунок 12) для идентификации совершенно другого информационного элемента. В данном примере код 1101100 используется для идентификации информа­ционного элемента «время», указывающего время посылки сообщения. Такой же код может быть использован снова в других подмножествах кодов для идентификации других информационных элементов.

Подмножество кодов 0		Подмножество кодов 5
Идентификатор информационного элемента		Идентификатор информационного элемента
Код	Имя		Код	Имя
	Номер вызывающего абонента			Время

Рисунок 12- Многократное использование кодов идентификатора информационного элемента

Для того, чтобы такой метод многократного использования кодов работал, необходимо, чтобы каждая сторона, отправляющая или принимающая сообщение, абсолютно точно знала, какое именно подмножество кодов применяется. Это относится и к оборудованию пользователя, и к оборудованию сети.

В протоколе DSS-1 принят следующий метод. Подмножество кодов 0 определяется в качестве начального подмножества. Если какое-либо оборудование нуждается в использовании информационного элемента, идентифицируемого кодом из другого подмножества (например, из подмножества 5), это достигается путем передачи однобайтового информационного элемента типа 1, именуемого shift (сдвиг), который показан на рисунок 13. Бит 8 кодируется «1» для индикации однобайтового информационного элемента. Биты 5—7 являются идентификатором информационного элемента «сдвиг» и кодируются 001 для указания на переход от текущего подмножества кодов к новому подмножеству, номер которого указывается в битах 1-3.

	Идентификатор сдвига	Индикатор блокированного/ неблокированного сдвига	Идентификация нового подмножества кодов

Рисунок 13- Информационный элемент сдвига

Бит 4 указывает, распространяется ли запрошенный сдвиг на всю оставшуюся часть сообщения (процедура блокированного сдвига) или на один информационный элемент (процедура неблокированного сдвига). В процедуре блокированного сдвига новый номер подмножества кодов применяется ко всей оставшейся части сообщения или пока не поступит запрос на дальнейший сдвиг. В процедуре неблокированного сдвига новый номер подмножества кодов применяется только для идентификации следующего за элементом «сдвиг» информационного элемента, после чего автоматически про­исходит возврат к подмножеству кодов 0.