5. Протокол QSIG

5.1. Модель протокола QSIG

5.2. Функциональное описание подсистем

5.3. Услуги и дополнительные сетевые услуги QSIG

5.4. Протокол DPNSS

5.1. Модель протокола QSIG

Еще в 1988 году, в целях построения единого европейского рынка, устранения технических барьеров в торговле и усиления конкурентоспособности Европейского Союза на мировом рынке, было принято решение о создании европейских стандартов для учрежденческих сетей связи. Было решено считать рекомендации ITU-T по ISDN (Голубая книга 1988 года) отправной точкой разработки будущих стандартов, которые позднее стали известны как QSIG.

Но уже тогда авторы проекта QSIG ориентировались не только на выбранный в качестве эпиграфа тезис Квинтилиана. Будучи действительно весьма похожим на рассмотренный в двух предыдущих главах протокол DSS-1, протокол QSIG все-таки отличается от него в области поддержки дополнительных услуг и механизма организации ввода новых услуг. Тем не менее, соответствие эпиграфу выражается и в объеме данной главы, которая действительно меньше каждой из двух глав о DSS-1.

Первые европейские стандарты для QSIG были опубликованы в начале 1990 годов, и ссылки на них появились в официальном журнале Европейского Сообщества (European Community’s Official Journal), как того требовали директивы этого Сообщества. Детальная техническая разработка стандарта выполнялась в Европейской Ассоциации производителей Вычислительной Техники (ЕСМА), а затем, когда сфера деятельности СЕРТ, в конце концов, перешла к ETSI, удалось объединить различные (и до некоторой степени конфликтующие) интересы ETSI, CENELEC и ЕСМА в современные спецификации QSIG.

До недавнего времени территориально разнесенные учрежденческие АТС (УАТС), обслуживающие нужды одного предприятия, соединялись между собой либо через телефонную сеть общего пользования (ТфОП), либо с помощью выделенных аналоговых или цифровых соединительных линий (tie lines). По мере роста объема и расширения спектра деловой информации (не только телефонная связь между абонентами, но и обмен данными, видео изображениями и мультимедийной информацией) постепенно образовывались современные сложные корпоративные сети связи (рис. 5.1).

Преимущества построения собственной корпоративной сети обусловлены низкими эксплуатационными затратами, возможностью управления сетью и ее услугами в соответствии с деловыми потребностями данной корпорации, повышением надежности и конфиденциальности связи, а также возможностью увеличения количества услуг, предоставляемых пользователям. Созданный специально для таких корпоративных сетей протокол QSIG, обеспечивающий совместную работу УАТС различных производителей, является современной, мощной и интеллектуальной системой сигнализации, спроектированной специально для удовлетворения требований в отношении многофункциональных услуг учрежденческо-производственной связи.

Протокол QSIG был назван так из-за того, что он специфицирован для интерфейса в опорной точке Q. Другое название — PSS1-Private Integrated Signalling System Number 1 (ведомственная интегральная система сигнализации №1) — было выбрано по аналогии с названием протокола DSS-1. В опорной точке Q, определенной стандартом ENV41004, находится интерфейс, через который учрежденческая АТС включается в корпоративную сеть интегрального обслуживания (рис. 5.1,5.2).

По поводу разработки и сопровождения QSIG двенадцать ведущих поставщиков УАТС подписали Меморандум о взаимопонимании (MoU), который вступил в действие с 1 февраля 1994 года и обязал подписавших его участников реализовать интерфейс с первичной скоростью передачи по ETS 300 Oil, обеспечить базовое соединение по ETS 300 172, ввести общие процедуры по ETS 300 239 и дополнительные услуги QSIG настолько, насколько каждый из участников считает это экономически приемлемым.

Применение QSIG не предъявляет никаких особых требований к топологии сети, оно возможно в любой сетевой конфигурации. Не существует ограничений и на количество узлов сети, и на план нумерации, которые могут быть использованы в сети QSIG. Так как QSIG определяется для логической опорной точки Q, протокол допускает использование самых разных физических интерфейсов, включая: аналоговые 2/4-проводные линии, цифровые арендованные линии, интерфейсы с первичной и базовой скоростями передачи, линии радиосвязи и спутниковой связи, а также коммутируемые каналы виртуальной учрежденческой сети (VPN), предоставляющей для связи между УАТС ресурсы сети общего пользования.

Рис. 5.1. Современная корпоративная сеть

Рис. 5.2. Уровни протокола QSIG в опорной точке Q

Близость QSIG к системе сигнализации DSS-1, рассмотренной в двух предыдущих главах, уже отмечалась. Протоколы физического уровня и уровня звена данных в QSIG и DSS-1 практически идентичны, и это обеспечивает совместимость услуг ISDN общего пользования и услуг корпоративных сетей интегрального обслуживания.

На уровне 3 протоколы QSIG и DSS-1 различаются. В отличие от DSS-1, протокол QSIG не рассчитан на использование в абонентском интерфейсе, но зато может обеспечивать транзитную связь и связь между разными корпоративными сетями. Имеются существенные различия в составе и способах реализации протоколами DSS-1 и QSIG дополнительных услуг. Кроме дополнительных услуг, поддерживаемых DSS-1 и рассмотренных в предыдущей главе, QSIG предусматривает услуги, специально ориентированные на пользователей систем учрежденческо-производственной связи: идентификацию имени, вмешательство в соединение, временный запрет входящей связи с определенными уровнями активизации и отмены, замену тракта, услуги оператора, услуги мобильной связи, завершение соединений, не состоявшихся из-за отсутствия ответа и т.п. Но гораздо более существенной, по мнению автора, является заложенная в QSIG возможность формировать новые услуги по индивидуальным заказам операторов. Для этого имеется особый механизм — глобальные функциональные процедуры (QSIG-GF), представляющие собой стандартизированный способ поддержки нестандартных услуг, о котором будет сказано ниже.

Технические средства протокола QSIG совершенствуются и в области развития стандартизированных услуг. Форум IPNS проводит дальнейшую разработку QSIG в направлениях расширения услуг УАТС в корпоративной сети и ввода функций, обеспечивающих автоматическое распределение вызовов, мобильность абонентов, использование QSIG в качестве протокола доступа к услугам виртуальных частных сетей VPN, предоставляемым сетью общего пользования, использование QSIG в качестве протокола связи между УАТС и услугами ЦЕНТРЕКС, развитие QSIG применительно к широкополосному интерфейсу P-NNI и др. Во всех этих случаях требуется только один протокол QSIG, поскольку он обладает достаточной функциональностью, чтобы поддерживать соединения как между узлами внутри сети, так и в точках доступа к другим сетям.

5.2. Функциональное описание подсистем

В отличие от DSS-1, QSIG является симметричным протоколом, обеспечивающим взаимодействие между равноправными узлами сетей, т.е. обе стороны интерфейса идентичны. Уровень 3 протокола QSIG состоит из двух подуровней: QSIG-BC и QSIG-GF.

Подуровень QSIG-BC (Basic Call) предназначен для управления так называемым базовым соединением, т.е. соединением без предоставления дополнительных услуг. Подуровень обеспечивает совокупность процедур, предназначенных для установления, поддержки и разрушения базового соединения. Базовым соединением можно считать услугу, предоставляющую пользователю связь какого-либо определенного вида, например, телефонную, факсимильную, видеотелефонную и т.д. QSIG-BC определен в ETS 300 172.

Подуровень QSIG-GF (Generic Functional), уже упоминавшийся в предыдущем параграфе, предназначен для управления дополнительными услугами и использует для транспортировки сигнальной информации специальный механизм переноса сообщений.

Для предоставления конкретной дополнительной услуги может быть использована как ассоциированная с базовым соединением процедура передачи сигнальной информации QSIG-GF (пользователь имеет возможность запросить дополнительную услугу на том или ином этапе базового соединения), так и независимая от базового соединения процедура.

Возможны два варианта организации управления дополнительными услугами: сигнальная информация переносится либо информационным элементом facility в сообщениях управления базовым соединением, либо, если в данный момент такие сообщения использовать невозможно, специальным сообщением FACILITY QSIG-GF.

На уровне приложений модели OSI функционирует протокол управления дополнительными услугами, который использует сервисные элементы удаленных операций (ROSE — Remote Operation Service Elements), сервисные элементы ассоциированного управления (ACSE — Association Control Service Elements) и сервисные элементы диалога (DSE — Dialogue Service Elements), координируемые специальными функциями (coordination function). Читатель, вероятно, помнит, что о ROSE и ACSE уже шла речь при описании ТСАР (глава 10 тома 1) и DSS-1 (глава 4 тома 2). В настоящее время ROSE определен в рекомендации ITU-T Х.219, а ACSE — в рекомендации Х.217. Что касается DSE, то сервисные элементы диалога определяются в стандартах QSIG-GF.

Продолжая аналогию с ОКС-7, отметим традиционную для протоколов пакетной передачи информации поддержку двух видов связи: с установлением соединения (и, как правило, с управлением последовательностью сообщений и подтверждений) и без установления соединения. Реализация этих функций на уровне 3 QSIG-GF возложена на управляющий функциональный блок GFT-Control (рис.5.3). В отличие от DSS-1 протокол QSIG-GF поддерживает как ориентированный на соединение, так и не ориентированный на соединение механизм переноса информации для независящих от базовой связи дополнительных услуг и дополнительных сетевых услуг (ANF). QSIG не допускает наличия двух независимых подсистем для обслуживания базового соединения, в то время как в ОКС-7 для этих целей могут существовать и TUP, и ISUP.

На рис. 5.3 представлены следующие основные компоненты архитектуры QSIG:

Рис. 5.3. Транзитное соединение (QSIG-GF)

SCM включает в себя функции уровня 2 и управления уровнем 1. Так как физический уровень протокола QSIG постоянно активизирован, то в части управления этим уровнем функции SCM сводятся к контролю работоспособности и обработке аварийных ситуаций. Процедуры уровня 2 традиционно опираются на протокол HDLC. Их можно считать полностью адекватными аналогичным процедурам уровня звена в интерфейсе «пользователь-сеть» первичного доступа ISDN (рекомендации ITU-T Q.920/Q.921).

Управление протоколом (protocol control) полностью опирается на рекомендацию Q.931 в части кодировки сообщений и содержит некоторые расширения, связанные, в основном, с возможностью обслуживания нескольких физических первичных трактов одним звеном сигнализации (например, расширенное поле метки соединения, расширенное поле идентификации канала). Имеются также расширения в части контроля последовательности сообщений, связанные с симметричностью конфигурации интерфейса и с возможностями транзита. Управление коммутируемыми соединениями также базируется на рекомендации Q.931, однако содержит расширения, связанные с симметрией интерфейса, возможностью межсетевого взаимодействия и возможностями транзита.

Так, процедуры Q.931 применимы для интерфейса базового доступа «пользователь-сеть» как в конфигурации «точка-точка», так и в многоточечной конфигурации с использованием вещательного режима, а для интерфейса первичного доступа — только в конфигурации «точка-точка». Процедуры ориентированы на ограниченное число идентифицируемых каналов В в базовом доступе, а также на строго определенное расположение каналов В и D в физической структуре интерфейса на первичной скорости. QSIG же позволяет поддерживать несколько физических первичных трактов с помощью одного звена сигнализации, причем исключительно в режиме «точка-точка». При этом общее число обслуживаемых каналов В не ограничивается, а нумерация их производится непрерывно от 1 до N.

Принимая во внимание вышеизложенные различия, степень совпадения QSIG-BC и DSS-1 (включая SCM и функции уровня 2, соответственно) приблизительно можно оценить в 95% (вспомним еще раз эпиграф к данной главе).

Взаимодействие составляющих QSIG-GF можно наглядно проследить на примере транзитного соединения, показанного на рис. 5.3. Как видно из рисунка, в QSIG-GF функции управления транзитом осуществляет GFT-Control, аналогично тому, как в QSIG-BC это делает процедура управления базовым соединением. Прикладной уровень с сетевой точки зрения является прозрачным для двух оконечных УАТС, участвующих в предоставлении услуги. GFT-Control и DSE функционально соответствуют спецификациям DSS-1, описанным в Q.932. Однако в данном случае различий значительно больше. Во-первых, несколько различаются требования к функциям и процедурам управления протоколом (protocol control) в части включения информационного элемента facility в сообщения управления базовым соединением. Во-вторых, процедуры DSE и GFT-Control имеют отличия от процедур Q.932, связанные с транзитом и с возможностью межсетевого взаимодействия. В-третьих, имеются различия в кодировке для некоторых дополнительных услуг. Ситуация усугубляется несовпадением перечней и описаний дополнительных услуг QSIG и DSS-1.

Во всей этой главе QSIG рассматривался в сравнении с DSS-1 что было сделано, в основном, в целях сокращения объема книги, хотя проведенное сравнение имеет и самостоятельный смысл. Однако для предоставления читателю более или менее полезных спецификаций уровня 3 протокола QSIG целесообразно рассмотреть информационные элементы, входящие в состав сигнальных сообщений, и типы этих сообщений.

В сообщениях уровня 3 протокола QSIG используются следующие информационные элементы (ср. с параграфом 4.3):

Дискриминатор протокола (protocol discriminate r). Данный информационный элемент используется для того, чтобы отличить сообщения, связанные с процедурами управления соединениями, от других блоков данных, также использующих услуги уровня 2. Кодирование и использование данного информационного элемента осуществляется в соответствии с п. 12.2 стандарта ETS 300 172.

Метка соединения (call reference). Данный информационный элемент используется для идентификации того соединения (или запроса услуги/отказа от услуги), к которому относится содержащее этот элемент сообщение. Кодирование и использование данного информационного элемента осуществляется в соответствии с п. 12.3 стандарта ETS 300 172. В состав элемента входит «флажок», который имеет значение «О» в сообщениях стороны, назначившей метку, и значение «1» в сообщениях встречной стороны. Значение метки соединения всегда занимает два байта, что отличает QSIG от DSS-1, в котором метка соединения имеет длину один байт для базового доступа и 1 или 2 (по умолчанию) байта для доступа на первичной скорости. Значение метки соединения устанавливается вызывающей стороной на время связи. Глобальная метка имеет значение «0». Оборудование, которое принимает сообщение с глобальной меткой, интерпретирует его как сообщение, относящееся ко всем соединениям, метки которых связаны с соответствующим соединением уровня 2.

Тип сообщения (message type). Данный информационный элемент служит для идентификации имени и, следовательно, назначения передаваемого сообщения. Кодирование и использование этого информационного элемента осуществляется в соответствии с п.12.4 стандарта ETS 300 172.

Информационные элементы, приведенные в табл. 5.1, относятся к кодовой таблице подмножества кодов 0 и во многом схожи с аналогичными информационными элементами протокола DSS-1. Интересно отметить, что хотя кодировки и принципы формирования сообщений в DSS-1 и QSIG практически одни и те же, существуют некоторые различия, часть из которых тесно связана с применением протокола QSIG именно как межстанционного. Важным является то, что QSIG всегда использует двухбайтовую метку соединения. Характерно также, что QSIG допускает присутствие информационного элемента Progress-indicator только в сообщениях ALERTING, PROGRESS и CONNECT, тогда как DSS-1 — еще и в сообщениях DISCONNECT и SETUP ACKNOWLEDGE. Это различие обусловлено отсутствием необходимости передавать по разговорным каналам межстанционных соединительных линий корпоративной сети ISDN акустические сигналы «Занято» или «Ответ станции».

Кроме того, в QSIG используются два информационных элемента, которые отсутствуют в протоколе DSS-1, но содержатся в альтернативной кодовой таблице подмножества кодов 5:

Таблица 5.1. Перечень информационных элементов QSIG