SS7 nəyə lazımdır: CAS-a qarşı ümumi kanal siqnalizasiyası

Siz stansiyaların zəng haqqında CAS ilə necə razılaşdığını artıq bilirsiniz: TS16-dakı abcd bitləri və ya R2 tonları. Bu işləyir, lakin belə siqnalizasiyanın hədləri var (pstn kursunun 48-ci dərsi). Bu dərs ss7 kursunu açır və «onun əvəzinə nə fikirləşdilər» sualına cavab verir. İdeya sadədir: çoxlu səs kanalı üçün mesajların bir ümumi kanalı. Ona ümumi kanal siqnalizasiyası deyilir, konkret sistemə isə SS7 (ingiliscə Signalling System No. 7; eyni adlar: SS7 = CCS7 = No.7 = N7). Biz onun nə verdiyini, ISDN-dəki D kanalından nə ilə fərqləndiyini və neçə səs kanalına qənaət etdiyini araşdıracağıq.

Məqsəd və nə bilmək lazımdır

Dərsdən sonra siz:

• CAS-ın dörd həddini adlandıra və ümumi siqnalizasiya kanalının hər birinə qarşı nə verdiyini deyə biləcəksiniz;
• SS7 ideyasını izah edə biləcəksiniz: çoxlu səs kanalına bir siqnalizasiya linki, siqnalların əvəzinə sahələri olan mesajlar, öz qovşaqları olan ayrıca siqnalizasiya şəbəkəsi;
• ISDN-dəki D kanalını (abunəçi sahəsində ümumi kanal) SS7-dən (stansiyalar arasında ümumi kanal) fərqləndirə biləcəksiniz;
• SS7-nin dörd üstünlüyünü deyə biləcəksiniz: qurulma daha sürətlidir, məlumat daha çoxdur, verilənlər bazalarına sorğular, səs kanalını tutmadan siqnalizasiya;
• N E1 axınında səs kanallarının sayını hesablaya biləcəksiniz: CAS olduqda 30 × N, bir siqnalizasiya linki olduqda 31 × N − 1;
• SS7 mesajı ilə nəyi ötürmək olduğunu, dörd abcd biti ilə isə nəyi ötürmək olmadığını deyə biləcəksiniz.

Əvvəlcədən nə bilmək lazımdır: telbasics kursundan — TS16, CAS və CCS (33-cü dərs); pstn kursundan — siqnalizasiya növləri, CAS, abcd bitləri, R2 MFC və CAS-ın hədləri (42–48-ci dərslər, xüsusən 43, 44, 45 və 48); isdn kursundan — D kanalı (2-ci dərs) və ISDN protokollarının səviyyələri (5-ci dərs). ss7 kursundan — heç nə: bu, 1-ci dərsdir.

Həyatdan tapşırıq

Aytən operatorun mühəndisidir. Ona Bakı — Gəncə istiqamətini 490 səs kanalı üçün çəkmək lazımdır. CAS olduqda hər E1 axınına 30 kanal düşür: 490 / 30 = 16.3, deməli, 17 axın lazımdır. Rəhbərlik üç arzu əlavə edir. Birincisi: qəbul edən stansiya yalnız «kanal məşğuldur» deyil, həm də zəng edənin nömrəsini, onun kateqoriyasını və ayrılmanın səbəbini görsün. İkincisi: stansiya birləşdirməzdən əvvəl verilənlər bazasından nömrənin daşınıb-daşınmadığını soruşa bilsin (pstn kursunun 27-ci dərsi). Üçüncüsü: alınarsa, istiqamət 16 axına sığsın. Bu üç arzunun hamısı bir məsələyə söykənir — stansiyalar arasında siqnalizasiya necə qurulub.

İkinci misal — taksi. Hər maşının damında öz lampası var: «boşdur» və ya «məşğuldur». Dispetçer yalnız bunu bilir, o da yalnız məhz bu maşına baxanda. İndi isə parkın hamı üçün bir radiosu var. Hər cümlə maşının nömrəsindən başlayır və istədiyiniz qədər ətraflı ola bilər: «12-ci maşın, filan ünvan, sifariş ləğv olundu». Dispetçer maşını göndərməzdən əvvəl ünvanı bazada yoxlayır, radio isə maşın boş dayananda da işləyir. Damdakı lampa — CAS-dır. Bütün park üçün radio — ümumi kanal siqnalizasiyasıdır. Dərsin sonunda siz bu mənzərəni E1 axını ilə tutuşduracaqsınız.

Biz artıq nəyi bilirik: CAS və onun hədləri

telbasics kursunun 33-cü dərsində TS16-nı istifadə etməyin iki üsulunu gördünüz. CAS olduqda 30 kanalın hər birinin TS16-da öz payı var — dörd abcd biti, hər kanala 2 kbit/s, kanalı isə siqnalın yerləşdiyi yerə görə tanıyırlar. CCS olduqda bütün TS16 bir ümumi kanaldır və hər mesaj hansı kanaldan söhbət getdiyini özü bildirir. pstn kursunun 48-ci dərsi CAS-ın dörd həddini adlandırdı. Onları ümumi kanalın cavabı ilə birlikdə təkrar edək.

Hər həddin ətraflı təhlili 48-ci dərsdədir. Burada ümumi nəticə vacibdir: CAS kanalın vəziyyəti haqqında danışır, stansiyalara isə zəng haqqında danışmaq lazımdır.

Ümumi kanal siqnalizasiyası və SS7

Ümumi kanal siqnalizasiyası (common-channel signalling, CCS) — bir kanalın çoxlu səs kanalı haqqında nişanlanmış mesajları, lazım gələndə isə başqa məlumatları da, məsələn şəbəkənin idarə olunması üçün olanları, daşıdığı üsuldur (Q.700 tövsiyəsi onu belə təyin edir). Bənzətmə — taksi parkının radiosu: bir rabitə, hər cümlədə maşın adlandırılır.

SS7 — ITU-T-nin Q.7xx seriyalı tövsiyələrində təsvir olunmuş ümumi kanal siqnalizasiyasının konkret sistemidir; eyni ad müxtəlif cür yazılır: SS7 = CCS7 = No.7 = N7. Q.700-ə görə onun vəzifələri: rəqəmsal şəbəkələr və proqramla idarə olunan stansiyalar üçün universal ümumi kanal sistemi olmaq; o, telefon rabitəsinə, ISDN-ə və kanal kommutasiyalı verilənlər ötürülməsinə xidmət edir, həmçinin stansiyalar və ixtisaslaşmış mərkəzlər arasında başqa məlumatları da etibarlı daşıyır. Etibarlı — düzgün ardıcıllıqla, itkisiz və təkrarsız deməkdir. Adların haradan gəldiyini və standartın hansı variantlarının olduğunu 2-ci dərs izah edəcək.

SS7-nin üç əsas tərkib hissəsi var. Onlara növbə ilə baxaq.

1. Siqnalizasiya linki (signalling link) — mesajların getdiyi kanal. E1 axınında bu, 64 kbit/s-lik bir taymslotdur. Rəqəmsal traktda linkin standart sürəti 64 kbit/s-dir; E1 axınında standart yer TS16-dır, əgər o əlçatmazdırsa, 64 kbit/s-lik kanal üçün yararlı istənilən taymslot uyğundur (Q.702, bənd 5.1). Taymslotu linkə tamamilə verirlər: orada siqnalizasiyadan başqa heç nə getmir (Q.702, bənd 1.6). Bir link eyni anda çoxlu səs kanalına xidmət edir. Hər linkdə xətaların aşkar edilməsi və düzəldilməsi var (Q.700, bənd 1.2).
2. Mesaj — tipi və sahələri olan məlumat hissəsi. Kiçik cədvəldən bir kombinasiya əvəzinə (CAS-dakı kimi) mesajda bir neçə sahə olur və onların arasında mesajın aid olduğu səs kanalının nömrəsi də var.
3. Siqnalizasiya şəbəkəsi (signalling network) — SS7-nin işlədiyi qovşaqlar və onlar arasındakı linklər (Q.700, bənd 2.1). Bu, səs kanalları şəbəkəsinin üstündəki ikinci şəbəkədir, öz qovşaqları ilə.

Siqnal əvəzinə mesaj

CAS siqnalı — vəziyyətdir: kanal boşdur, məşğuldur, cavab verib. Dörd abcd biti nömrəyə, kateqoriyaya və ya səbəbə yetmir, orada heç bir sahə yoxdur. SS7 mesajı başqa cür qurulub: onun tipi və sahələr toplusu var. ISUP-da (bu ad irəlidədir: 35-ci dərs) zəng üçün belə sahələr var: zəng edilənin nömrəsi, zəng edənin nömrəsi, zəng edənin kateqoriyası, ayrılmanın səbəbi. Onlar Q.763-də təsvir olunub (bənd 3.9–3.12).

Nümunənin təhlili: iki siqnal əvəzinə iki mesaj

message 1 (set up the call)         message 2 (end the call)
  channel     12                      channel     12
  called      5550123                 cause       called party busy
  caller      5550100
  category    ordinary subscriber

Bu, ideyanı başa düşmək üçün şərti qeyddir, standartın formatı deyil. Sətir-sətir:

1. channel 12 — hər mesajda səs kanalı adlandırılıb. CAS-da nömrə yoxdur, kanalı siqnalın yerləşdiyi yer müəyyən edir.
2. called 5550123 — zəng edilənin nömrəsi tam halda. CAS-da onu ayrı-ayrı mübadilələrdə rəqəm-rəqəm ötürürlər.
3. caller 5550100 və category ordinary subscriber — zəng edən haqqında məlumat. Dörd bit üçün belə yer yoxdur. R2-də zəng edənin nömrəsi yalnız milli variantlarda var (pstn kursunun 47-ci dərsi).
4. cause called party busy — ayrılmanın səbəbi. CAS-da «ayrılma» sadəcə bitin dəyişməsidir, səbəbsiz.

💡 «Bu CAS-dır, yoxsa ümumi kanal?» sualının yaxşı yoxlaması: siqnalda kanalın nömrəsini tapmaq olurmu? Yox — kanalı yer müəyyən edir, bu CAS-dır. Əgər nömrə mesajın özündə göstərilibsə, bu ümumi kanaldır.

Siqnalizasiya şəbəkəsi

CAS-da kanalın siqnalı səslə eyni kabeldən gedir və onların yolu birdir. SS7-də belə deyil. Linklər və qovşaqlar ayrıca şəbəkə təşkil edir və mesajın yolu səsin yolu ilə üst-üstə düşməyə bilər. Qovşaqlar stansiyalar, mesajları yalnız irəli ötürən tranzit qovşaqlar (onlara STP deyilir: 3-cü dərs), verilənlər bazaları olan qovşaqlar və şəbəkənin istismar və xidmət mərkəzləri ola bilər (Q.700, bənd 2.2.1). A stansiyasından B stansiyasına mesaj belə tranzit qovşaqdan keçə bilər, səs isə öz kanallar dəstəsi ilə birbaşa gedir. Mesaj yollarının hansı olduğunu 4-cü dərs izah edəcək.

Sxemi zəngin addımları kimi nömrələrlə oxuyurlar: ① A stansiyası 12-ci kanalda yeni zəng haqqında mesaj yazır; ② o, siqnalizasiya linkləri ilə gedir, bu sxemdə STP tranzit qovşağı vasitəsilə; ③ B stansiyası mesajla cavab verir; ④ səs 12-ci kanalla stansiyalar arasında birbaşa gedir. Siqnalizasiya şəbəkəsinin hər qovşağının öz unikal ünvanı var (Q.700, bənd 2.2.1); onun necə qurulduğunu 10–12-ci dərslər izah edəcək.

D kanalı və SS7: eyni üsul iki yerdə

isdn kursunun 5-ci dərsində D kanalı abunəçi sahəsində ümumi siqnalizasiya kanalı adlandırıldı: xəttin bütün B kanalları üçün bir kanal. SS7 — stansiyalar arasında eyni üsuldur. İdeya birdir, yerlər müxtəlifdir.

İki ISDN abunəçisi arasında zəng üç sahədən keçir: bir tərəfdə D kanalı, stansiyalar arasında SS7, digər tərəfdə D kanalı. Hər sahədə öz mesajları var və sərhəddəki stansiya birini digərinə çevirir (buna 54-cü dərs həsr olunub).

💡 «D kanalı da SS7-dir?» Xeyr. İdeya eynidir (mesajların ümumi kanalı), lakin D kanalı abunəçi xəttində işləyir və Q.931 mesajlarını daşıyır, SS7 isə stansiyalar arasında işləyir.

SS7-nin dörd üstünlüyü

1. Qurulma daha sürətlidir. Nömrənin rəqəmləri adətən ayrı-ayrı mübadilələrdə birər-birər deyil, bir mesajla gedir (hissə-hissə də ola bilər: 39-cu dərs). Saniyələr burada çəkilmir: vaxt xətdən və qovşaqlardan asılıdır, yoxlanmış ümumi rəqəmimiz isə yoxdur. Ona görə mübadilələri sayırıq (aşağıdakı nümunə).
2. Məlumat daha çoxdur. Mesajda zəng edilənin nömrəsi, zəng edənin nömrəsi, kateqoriya, ayrılmanın səbəbi var — və sonradan əlavə ediləcək hər şey: yeni sahə cədvəldən yeni kombinasiya tələb etmir.
3. Verilənlər bazalarına sorğular. Stansiya bazadan soruşa və cavabı mesajla ala bilər: məsələn, nömrənin hara daşındığını (pstn kursunun 27-ci dərsi). Belə sorğulardan pulsuz nömrələr, nömrənin daşınması və mobil rabitə istifadə edir — bu adlara hələ rast gələcəksiniz. Q.700 (bənd 1.1) tətbiqlər sırasında şəbəkə verilənlər bazalarına müraciəti və mobil şəbəkələri göstərir.
4. Səs kanalını tutmadan siqnalizasiya. Mesaj zəngə aid olmaya da bilər: Q.700 (bənd 1.1) deyir ki, SS7 həm kanallarla əlaqəli, həm də onlarla əlaqəsiz siqnalizasiyanı əhatə edir. Bazaya sorğu və ya şəbəkənin idarə olunması üçün mesaj bir dənə də olsun səs kanalını tutmadan gedir.

Birinci üstünlüyə nümunə: 12 rəqəmli nömrədə mübadilələrin sayı.

number of 12 digits
CAS (R2 MFC):   13 handshakes one after another (12 digits + category)
common channel:  1 message with the whole number

Ümumi kanalın qiyməti odur ki, o ümumidir. Siqnalizasiya linki çoxlu səs kanalına birdir və o sıradan çıxsa, siqnalizasiya bu kanalların hamısı üçün birdən keçməyəcək. Ona görə SS7-ni adətən ehtiyat linklərlə və mesajların dolama yollara avtomatik keçirilməsi ilə tətbiq edirlər (Q.700, bənd 1.2). Bunun necə qurulduğunu 5–7 və 28-ci dərslər izah edəcək.

Hesablama: N E1 axını neçə kanal verir

E1 axını 32 taymslotdur. TS0 sinxronizasiya üçündür (telbasics kursunun 32-ci dərsi), qalan 31-i 64 kbit/s-lik kanallar daşıya bilər. CAS olduqda hər axında TS16 siqnalizasiya ilə məşğuldur, səsə isə 30 taymslot düşür. SS7 olduqda linkə axınlar qrupu üçün bir taymslot lazımdır. Məsələn, birinci axının TS16-sı. Qalan axınlarda TS16-nı səsə vermək olar: G.704 (bənd 5.1.2) siqnalizasiya lazım deyilsə, bəzi hallarda TS16-nı 64 kbit/s-lik kanal kimi istifadə etməyə yol verir.

E1 stream = 32 timeslots; TS0 is synchronization, 31 can carry 64 kbit/s

CAS:  every stream spends its TS16 on signalling
      voice channels = 30 x N

SS7:  one signalling link = one timeslot (for example TS16 of stream 1)
      voice channels = 31 x N - 1
      gain           = (31 x N - 1) - 30 x N = N - 1

Kiçik N üçün rəqəmlər (skriptlə hesablama):

N   CAS (30 x N)   SS7 (31 x N - 1)   gain
1   30             30                 0
2   60             61                 1
4   120            123                3
8   240            247                7
16  480            495                15

N = 1 olduqda qazanc yoxdur: yeganə TS16 hər halda linklə məşğuldur.

Nümunənin təhlili: Aytən istiqaməti hesablayır

need: 490 voice channels

CAS:  30 x N >= 490        N = 17   (17 x 30 = 510)
SS7:  31 x N - 1 >= 490    N = 16   (16 x 31 - 1 = 495)

check: CAS, N = 16: 480 < 490;  SS7, N = 15: 15 x 31 - 1 = 464 < 490
saved: 1 E1 stream

Sətir-sətir:

1. CAS üçün kanallar 490-dan az olmamalıdır: 490 / 30 = 16.3, yuxarı yuvarlaqlaşdırırıq — 17 axın (510 kanal).
2. SS7 üçün 31 × N − 1 ≥ 490, yəni N ≥ 491 / 31 ≈ 15.84 — bunu da yuxarı yuvarlaqlaşdırırıq: 16 axın 16 × 31 − 1 = 495 verir.
3. Sərhədlərin yoxlanması: CAS üzrə 16 axın cəmi 480 kanal verir, SS7 üzrə 15 axın isə 464. Daha az alınmaz.
4. Yekun: istiqamət 17 əvəzinə 16 axına sığdı. Qazanc — bütöv bir E1 axınıdır.

⚠️ Kanallar üzrə qazanc azdır (N − 1) və zəmanətli deyil: 480 və ya 600 kanal üçün axınların sayı hər iki halda eynidir. SS7-yə keçidin əsas səbəbi — yuxarıdakı dörd üstünlükdür. Üstəlik, biz ideal hesabladıq: bütün qrup üçün bir link. Praktikada linkləri adətən ehtiyatlayırlar (Q.700, bənd 1.2), hər əlavə link isə daha bir taymslot tutur: müxtəlif axınlarda iki link olduqda kanallar 31 × N − 2 olacaq.

Nə xarab ola bilər və bunu necə tapmaq olar

⚠️ Yeni başlayanın tez-tez buraxdığı səhv — səsli təmiz E1 axınını siqnalizasiyanın sazlığı hesab etməkdir. SS7-də səs və siqnalizasiya ayrı yaşayır: axın qaydasında ola bilər, link isə sıradan çıxa bilər. Linkin vəziyyətinə ayrıca baxırlar.

Təcrübə

1. Proqnozlaşdırın. 8 E1 axını CAS olduqda və birinci axının TS16-sında bir siqnalizasiya linki olduqda neçə səs kanalı verəcək?
2. Yoxlayın. 30 × N və 31 × N − 1 düsturları ilə hesablayın. Qazanc N − 1 ilə üst-üstə düşdümü?
3. İzah edin. Bu məlumatlardan hansını dörd abcd biti ilə ötürmək olar, hansını isə yalnız mesajla: kanalın tutulması, zəng edənin nömrəsi, zəng edilənin cavabı, ayrılmanın səbəbi, verilənlər bazasına sorğu?
4. Dəyişdirin. Linki ikinci linklə, başqa axının TS16-sında ehtiyatladılar. İndi 8 axında neçə kanal var?
5. Özünüz edin ⭐. Sifarişçi 480, 490 və 600 kanal istəyir. CAS olduqda və bir link olduqda neçə axın lazımdır? Hansı sifarişlərdə SS7 bir axına qənaət edir?

Özünüyoxlama

Sual 1. ISDN-dəki D kanalı da SS7-dir?

Təhlil. Xeyr. İdeya ümumidir: çoxlu səs kanalı üçün mesajların bir kanalı. Lakin D kanalı abunəçi sahəsində işləyir və Q.921 üzərindən Q.931 mesajlarını daşıyır, SS7 isə stansiyalar arasında işləyir.

Sual 2. E1 axınları sazdır, qəza yoxdur, lakin heç bir yeni zəng keçmir. SS7 olduqda bu niyə mümkündür?

Təhlil. Siqnalizasiya linki ayrıca obyektdir. O, axın təmiz olanda da sıradan çıxa bilər, onda yeni zənglər haqqında mesajlar heç bir kanalda çatmır. CAS olduqda hər kanalın siqnalizasiyası səslə eyni axında gedir, ona görə sağlam axın yaxşı əlamətdir. SS7 olduqda linkin vəziyyətinə ayrıca baxırlar.

Təcrübəyə cavablar. 1 — CAS: 30 × 8 = 240; bir link: 31 × 8 − 1 = 247. 2 — qazanc 247 − 240 = 7, yəni N − 1. 3 — abcd bitləri ilə kanalın tutulmasını, cavabı (kanalın vəziyyətlərini) ötürmək olar; zəng edənin nömrəsini, ayrılmanın səbəbini və bazaya sorğunu — yalnız mesajla. 4 — 31 × 8 − 2 = 246: ikinci link daha bir taymslot tutur. 5 — 480 kanal: CAS 16 axın (480), SS7 də 16 (495); 490: CAS 17, SS7 16; 600: CAS 20, SS7 də 20 (619). Axın yalnız 490 halında qənaət edilir.

Təkrar və növbəti dərsə keçid meyarı

Növbəti dərsə keçin, əgər köməksiz:

• CAS-ın dörd həddini adlandırıb ümumi siqnalizasiya kanalının hər birinə qarşı nə etdiyini deyə bilirsinizsə;
• sahələri olan mesajın dörd bitdən ibarət siqnaldan nə ilə fərqləndiyini, siqnalizasiya linkinin və siqnalizasiya şəbəkəsinin nə olduğunu izah edə bilirsinizsə;
• D kanalının harada, SS7-nin isə harada işlədiyini deyə bilirsinizsə;
• CAS və bir link olduqda N E1 axınında səs kanallarının sayını hesablaya və N = 1 olduqda niyə qazanc olmadığını deyə bilirsinizsə.

Sonra — 2-ci dərs: SS7-nin adları və ITU-T standartları. 3-cü dərsdə siqnalizasiya şəbəkəsinin qovşaqları ilə tanış olacaqsınız.

Standartlar və mənbələr

• ITU-T Q.700 (03/93), «Introduction to CCITT Signalling System No. 7»: bənd 1.1 (SS7-nin vəzifələri, tətbiq sahələri, 64 kbit/s, kanallarla əlaqəli və əlaqəsiz siqnalizasiya), bənd 1.2 (ümumi kanal siqnalizasiyasının təyini, linklərin ehtiyatlaşdırılması), bənd 2.1 (siqnalizasiya şəbəkəsi), bənd 2.2.1 (siqnalizasiya şəbəkəsinin qovşaqları), bənd 2.2.3 (mesaj ya iki qovşaq arasında birbaşa, ya da başqa qovşaqlar vasitəsilə gedir).
• ITU-T Q.702 (11/88), «Signalling data link»: bənd 1.6 (link kanalı siqnalizasiyadan başqa heç nə daşımır), bənd 2.1.1 (standart sürət 64 kbit/s), bənd 5.1 (2048 kbit/s axında link: TS16 standart taymslotdur, əks halda istənilən yararlı).
• ITU-T G.704 (10/98): bənd 5.1.2 (siqnalizasiya lazım deyilsə, TS16 64 kbit/s-lik kanal kimi), bənd 5.1.3.1 (ümumi kanal siqnalizasiyası üçün TS16).
• ITU-T Q.763 (12/99): bənd 3.9–3.12 — parametrlərin formatları: zəng edilənin nömrəsi, zəng edənin nömrəsi, zəng edənin kateqoriyası, səbəb.
• Əvvəlki dərslərdən: TS16 — telbasics kursunun 33-cü dərsi; CAS və onun hədləri — pstn kursunun 42–48-ci dərsləri; D kanalı — isdn kursunun 2 və 5-ci dərsləri.
• 30 × N və 31 × N − 1 hesablamaları və mesajların şərti qeydi — bu dərsin hesablaması və illüstrasiyasıdır, standartın mətni deyil. Birləşmənin qurulma vaxtları verilmir: bizdə yoxlanmış rəqəm yoxdur.