5. Протоколы сигнализации ведомственных цифровых сетей связи

5.1. Региональный протокол межстанционной сигнализации DPNSS

5.2. Стандартный протокол межстанционной сигнализации QSIG

Одна из особенностей сетей связи России – наличие значительного числа ведомственных сетей, созданных министерствами обороны, внутренних дел, ФСБ, МЧС, Государственным таможенным комитетом и многими другими ведомствами. Суммарная емкость этих сетей очень велика. Поэтому одной из актуальных проблем развития всех видов ведомственных сетей является их совместимость с общегосударственными, что должно предусматриваться еще на этапе планирования ведомственной сети.

Трудности при реализации проектов и планов ведомственных сетей, в том числе и в интересах национальной безопасности, известны во всем мире. По сведениям аналитиков [16], более 31 % проектов таких сетей замораживаются изза значительного перерасхода бюджета. Почти 53 % проектов завершаются относительной неудачей – их бюджет перерасходуется в среднем на 189 %. Только 16,2 % проектов укладываются в срок и в бюджет.

Анализ последних инсталлированных систем показывает, что успех в построении ведомственной сети во многом определяется обоснованностью системнотехнических решений, заложенных при ее планировании. При этом ядром данных решений справедливо считаются узлы коммутации (АТС и ЦСК), система сигнализации и использующие ее тракты средства сетевого управления, формирующие корпоративную коммутируемую среду, характеристики которой во многом определяют показатели качества обслуживания пользователей и корпоративных приложений [3–10].

Ниже будут рассмотрены две важных,  с точки зрения развития систем сигнализации, технологии. С одной стороны, эти разработки показали, что СС 7 – не единственный путь развития систем сигнализации. С другой стороны, в приведенных технологиях в полной мере проявились основные принципы построения и функционирования современных систем сигнализации, отразились требования перспективных ЦСС по информативности, производительности, гибкости, масштабируемости, надежности и удобству использования.

5.1. Региональный протокол межстанционной сигнализации DPNSS

Цифровая система сигнализации DPNSS (Digital Private Netwqrk Signalling System) была разработана компаниями British Telecom, GPT и Mitel в начале 1980х годов для поддержания межстанционных соединений на сети правительственной связи Великобритании [5].

Необходимость разработки данной системы была вызвана тем, что существовавшая в то время общеканальная система сигнализации СС 7 имела всего лишь одну подсистему пользователя TUP, поддерживавшую процессы установления соединений с коммутацией каналов в сети телефонной связи общего пользования. Сложность и недостаточная степень специализации протокола СС 7 того времени не в полной мере удовлетворяли потребностям местных и ведомственных (корпоративных) сетей связи.

Архитектура технологии сигнализации на основе протоколов DPNSS изображена на рисунке 5.1.

На первом уровне DPNSS может использовать как канальный интервал № 16 цикла ИКМ 30/32 [5], так и ОКС по физически независимому каналу передачи данных, включая каналы, образованные модемами, работающими по аналоговым линиям со скоростью передачи 9,6 кбит/с. Для версии системы сигнализации с применением аналоговых каналов передачи данных принято название APNSS (Analog Private Network Signalling System).

Рис. 5.1. Архитектура технологии сигнализации на основе протоколов DPNSS

Протокол физического уровня DPNSS не предусматривает создание резервных трактов сигнализации.

На втором уровне протокол DPNSS использует многочастотную сигнализацию «2 из 6» методом «импульсный челнок». При этом каждый кадр передается повторно до тех пор, пока не будет получено положительное подтверждение.

На третьем уровне протокол DPNSS имеет набор сигнальных сообщений, поддерживающих более 40 дополнительных услуг (сервисов). Кроме того, отдельные фирмы производители учрежденческопроизводственных АТС (УПАТС) расширяют количество сигнальных сообщений для поддержки новых дополнительных системных услуг.

Несмотря на открытость протокола DPNSS, следует отметить следующие его недостатки:

• отсутствие поддержки 1го и 2го уровней протокола DPNSS крупнейшими мировыми производителями микросхем (Mitel, Infineon и др.) для межстанционного взаимодействия;
• структура протокола DPNSS и кодирование в стандарте Великобритании принципиально отличаются от того, что было рекомендовано МСЭ для ЦСИС;
• протокол DPNSS не поддерживает протоколы абонентской сигнализации DSS1;
• челночная передача прямых и обратных сигналов на разных частотах (12 частот) является дорогой технологией, так как требует 12 различных частотных фильтров;
• передача линейных и регистровых сигналов осуществляется по разным трактам (линейные сигналы передаются по ОКС, а регистровые сигналы – по внутриканальному тракту).

Анализ данных недостатков показывает, что в настоящее время применение этого протокола для ведомственной (корпоративной) сети связи нецелесообразно по ряду причин.

Вопервых, отсутствие резервных трактов сигнализации снижает живучесть сети в целом. Это существенный довод против использования DPNSS в телекоммуникациях специального назначения

Вовторых, многочастотная система регистровой сигнализации, которая была блестящим техническим решением своего времени, сегодня является экономически не оправданной.

Здесь следует заметить, что на АТС телефонных сетей общего пользования аналоговые двухчастотные посылки, формируемые многочастотными датчиками этих станций, преобразуются в цифровую форму с помощью стандартной ИКМ. Полученные в результате дискретные сигналы коммутируются на цифровые каналы для дальнейшей их передачи на противоположную станцию, что обеспечивает требуемый уровень помехозащищенности. В ведомственных сетях могут использоваться речепреобразующие устройства (например в технике автоматического засекречивания), которые в силу заложенных в них алгоритмов могут внести искажения в многочастотные сигнальные сообщения.

Втретьих, в ведомственных сетях возможен вариант передачи двухчастотных посылок с помощью отдельных устройств (многочастотных датчиков и приемников), называемых «аппаратурой тонального вызова», например, АТВ12. Такой способ организации обмена сигнальными сообщениями приведет к удорожанию ведомственной сети, так как потребует внедрения этих устройств практически на всех АМТС для обеспечения взаимодействия.

Вчетвертых, разработка и внедрение ведомственных АМТС с функциями ЦСИС будут затруднены изза необходимости решения проблемы организации взаимодействия протоколов DPNSS и DSS1.

Впятых, разделение трактов передачи сигналов линейной и регистровой сигнализации создает определенные трудности при эксплуатации ведомственной сети. Это разделение не является чисто цифровой технологией, повышающей эффективность использования производительности управляющих устройства современных цифровых систем коммутации. Такой подход – пережиток аналогоцифрового периода развития сетей связи.

Несмотря на отмеченные недостатки, большое значение рассмотренной технологии заключается в том, что разработчиками предусмотрены меры, обеспечивающие наращивание производительности системы сигнализации исходя из потребностей ЦСС. Для местных и ведомственных сетей DPNSS располагала в свое время достаточным набором услуг и гибкостью по отношению к используемой среде передачи сигнальной информации. Кроме того, эта технология заложила основы для создания системы сигнализации QSIG.

5.2. Стандартный протокол межстанционной сигнализации QSIG

До конца 70х годов XX века отдельные территориально разнесенные УПАТС, обслуживающие одну организацию (корпорацию), взаимодействовали между собой  либо через ТфОП, либо с помощью выделенных аналоговых или цифровых соединительных линий [5]. По мере роста объема передаваемой информации и расширения возможностей коммутационной техники постепенно формировались сложные и масштабные корпоративные телекоммуникации. Эти информационные инфраструктуры нуждались в разработке надежной системы сигнализации с минимальным расходом пропускной способности каналов и линий связи. Еще одним условием, поставленным перед разработчиками новой системы сигнализации, являлось обеспечение ее согласованности с протоколами DSS1 ЦСИС.

В результате исследований был создан протокол сигнализации QSIG (Qreference point SIGnalling system), спецификации на который стали международным стандартом. Таким образом, протоколы QSIG являются стандартными протоколами для сопряжения коммутационных систем корпоративных сетей связи. Как показывает практика, являясь современной, мощной и интеллектуальной системой сигнализации, QSIG обеспечивает взаимодействие УПАТС различных производителей по аналоговым и цифровым каналам связи.

Первые международные стандарты для QSIG были опубликованы в начале 1990х годов Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (European Telecommunication Standards Institute, ETSI). Данная система названа QSIG, так как ее основной протокол разработан для интерфейса в опорной точке Q (рис. 5.2). В этой точке, определенной стандартом ENV 41 004, реализуется интерфейс, через который УПАТС включается в корпоративную сеть с интеграцией служб.

В специальной литературе может встретиться и другое название системы сигнализации  QSIG – «ведомственная интегральная система сигнализации № 1» (Private Integrated Signalling System Number 1, PSS1). Такое название выбрано ETSI по аналогии с названием протокола DSS1 ЦСИС.

Рис. 5.2. Подключение УПАТС к ТфОП

При разработке QSIG двенадцать ведущих поставщиков УПАТС подписали Меморандум о взаимопонимании (MoU), который вступил в силу с 1 февраля 1994 года. Этот договор обязал подписавших его участников реализовать единый межстанционный интерфейс с первичной скоростью передачи 30B + D, обеспечивающий организацию базовых соединений в корпоративной ЦСС. При этом частные процедуры и дополнительные услуги QSIG производители имели право разработать и реализовать самостоятельно.

На сегодняшний день на базе поступивших предложений сформирован общий стандарт QSIG. Спецификации протоколов системы сигнализации QSIG представлены в таблице 5.1.

Практика показывает, что при внедрении QSIG не предъявляется никаких особых требований к топологии сети, стандарт поддерживает любую сетевую конфигурацию. Не существует ограничений на количество узлов сети и план нумерации. Гибкость и протокола QSIG обеспечивает использование самых разных физических интерфейсов, включая аналоговые 2/4проводные  линии, цифровые арендованные проводные (в том числе волоконнооптические), радио и спутниковые линии.

Ряд корпораций в Европе и РФ при построении своих информационных инфраструктур рассматривают QSIG как серьезную альтернативу СС 7. Данную систему сигнализации планируют использовать для организации взаимодействия систем коммутации в цифровых сетях специальной связи с интеграцией служб.

Таблица 5.1

Спецификации протоколов системы сигнализации QSIG