Zeichengabe. KURZFASSUNG 38 Seiten INHALT. 1 Übersicht Allgemeines...3

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1 KURZFASSUNG 38 Seiten INHALT 1 Übersicht Allgemeines Signalisierung zwischen Endgerät und Vermittlungsstelle Gleichstromzeichengabe (IW) Mehrfrequenzzeichengabe (MFV) Digital Signalling System No.1 (DSS1) Signaltöne und Ansagen Zentralkanal-Signalisierung zwischen Vermittlungsstellen Allgemeines verfahren Nr ZGV7 Netz Netzelemente eines netzes Netzstruktur eines netzes ZGV7 Verfahren Aufbau einer Message Signalling Unit Message Transfer Part MTP ISDN User Part und Signalling Connection Control Part Nachrichten des ISDN-Anwenderteils - ISUP Signalling Connection Control Part SCCP Kontrollfragen Bilder und Tabellen Abkürzungen Literatur KZF f.doc

2 1 Übersicht Unter Signalisierung 1 werden alle Informationen verstanden die nicht dem Austausch von Nutzinformationen zwischen Teilnehmern dienen. Die 2 ist Teil der Signalisierung und dient dem Aufbau und Abbau von Nachrichtenverbindungen. Besondere Bedeutung hat die dadurch, dass mit ihrer Hilfe die Zusammenarbeit verschiedener Techniken in einem Netz ermöglicht wird. Aus diesem Grund gibt es verschiedene systeme, die sich nach folgenden Kriterien unterscheiden der Kennzeichenmenge, d.h. dem Vorrat an Zeichen, der für die verwendet werden kann, den benutzten Kanälen o bei Inband-Signalisierung (kanal- oder leitungsgebundener Signalisierung) werden Signalisierinformationen im Nutzkanal ausgetauscht, o bei Outband-Signalisierung werden Signalisierinformationen außerhalb des Nutzkanals übermittelt, meist in einem gemeinsamen Zeichenkanal; dem Übermittlungsmodus im Vermittlungsnetz o schritthaltend mit dem Verbindungsaufbau jeweils Ende-zu-Ende o zeitlich unabhängig von Steuervorgängen zwischen einzelnen Knoten des Vermittlungsnetzes der Zuordnung zu den Nutzkanälen zwischen Verarbeitungseinheiten, die jeweils fest einem Nutzkanal zugeordnet sind (= kanalgebunden bzw. Channel Associated Signalling, CAS), zwischen wenigen Verarbeitungseinheiten, die wahlweise für kurze Zeit einzelnen Nutzkanälen (= zentralkanal bzw. Common Channel Signalling, CCS) zugeordnet werden. Schlüsselwörter abschnitte, prinzipien, Gleichstromzeichengabe, Mehrfrequenzzeichengabe, Digital Signalling System No 1, Zentralkanal-verfahren Nr. 7, Signalling Point, Message Signalling Unit, Message Transfer Part, ISDN User Part, Signalling Connection Control Part, Global Title Translation 1 Der englische Begriff Signalling wird sowohl für Signalisierung als auch für verwendet. 2 Durch werden Informationen zur Steuerung der Vermittlungstechnik übermittelt. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 2

3 2 Allgemeines Unterschied zwischen Signalisierung und Im Rahmen der Verbindungssteuerung unterscheidet man zwei Gruppen von Steuerinformationen: Verbindungsaufbau und Verbindungsabbau (= ) Steuerung von Teilnehmer-Zusatzdiensten Unter Signalisierung 3 werden alle Informationen verstanden die nicht dem Austausch von Nutzinformationen zwischen Teilnehmern dienen. Die ist Teil der Signalisierung und dient dem Aufbau und Abbau von Nachrichtenverbindungen. (1) Im Rahmen der Verbindungssteuerung unterscheidet man folgende drei bzw. Signalisierungsabschnitte: zwischen Teilnehmer und Vermittlungsstelle, innerhalb einer Vermittlungsstelle, zwischen Vermittlungsstellen. Teilnehmer Vermittlungsstelle Vermittlungsstelle Teilnehmer TIF analog KN NIF NIF KN TIF analog TIFBA TIF PRA SP SP TIF BA TIF PRA Rechner- Steuerung Rechner- Steuerung auf Teilnehmer-Leitungen ZG in VSt auf Vermittlungsleitungen ZG in VSt auf Teilnehmer-Leitungen Bild 1 abschnitte Während die in der Vermittlungsstelle durch das Systemdesign bestimmt wird, sind die auf den beiden anderen abschnitten tatsächlich eingesetzten verfahren weltweit stark reglementiert. Sie sind in der Regel vom wirtschaftlich vertretbaren Aufwand in Abhängigkeit von den technologischen Möglichkeiten und der Einsatzhäufigkeit bestimmt. Daher ist die auf den Teilnehmeranschlussleitungen zwischen Vermittlungsstellen und den daran angeschlossenen analogen Endgeräten auch deutlich einfacher, als die zwischen den ISDN-Vermittlungsstellen den daran angeschlossenen digitalen Endgeräten oder zwischen den Vermittlungsstellen selbst. Im Euro-ISDN werden zwischen Teilnehmer und Vermittlungsstelle die analoge Impulswahl, die analoge Tastwahl (Mehrfrequenzverfahren) und das digitale Signalisierungsverfahren EDSS1 verwendet und zur Signalisierung zwischen Vermittlungsstellen das verfahren Nr. 7. Besondere Bedeutung hat die dadurch, dass mit ihrer Hilfe die Zusammenarbeit verschiedener Techniken in einem Netz ermöglicht wird. Aus diesem Grund gibt es verschiedene systeme, die sich nach folgenden Kriterien unterscheiden der Kennzeichenmenge, d.h. dem Vorrat an Zeichen, der für die verwendet werden kann, den benutzten Kanälen o bei Inband-Signalisierung (kanal- oder leitungsgebundener Signalisierung) werden Signalisierinformationen im Nutzkanal ausgetauscht, 3 Der englische Begriff Signalling wird sowohl für Signalisierung als auch für verwendet. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 3

4 o bei Outband-Signalisierung werden Signalisierinformationen außerhalb des Nutzkanals übermittelt, meist in einem gemeinsamen Zeichenkanal; dem Übermittlungsmodus im Vermittlungsnetz o schritthaltend mit dem Verbindungsaufbau jeweils Ende-zu-Ende o zeitlich unabhängig von Steuervorgängen zwischen einzelnen Knoten des Vermittlungsnetzes der Zuordnung zu den Nutzkanälen o zwischen Verarbeitungseinheiten, die jeweils fest einem Nutzkanal zugeordnet sind (= kanalgebunden bzw. Channel Associated Signalling, CAS), o zwischen wenigen Verarbeitungseinheiten, die wahlweise für kurze Zeit einzelnen Nutzkanälen (= zentralkanal bzw. Common Channel Signalling, CCS) zugeordnet werden. (2) Unabhängig von den bereits genannten Möglichkeiten können für den Austausch von Steuerzeichen zwischen zwei Vermittlungsstellen zwei Prinzipien unterschieden werden: die ausschließliche Zuordnung eines weges zu einem Nutzweg, als kanalgebundene Signalisierung oder Channel Associated Signalling CAS bezeichnet, wo der Steuerungskanal entweder nur vor einer Verbindung oder zu Beendigung der Verbindung genutzt werden kann und die wahlweise Zuordnung eines weges zu einem Nutzweg, als Zentralkanalsignalisierung oder Common Channel Signalling CCS bezeichnet, wo der Steuerungskanal auch während einer Verbindung zur Verfügung steht. SP Kanal A Kanal B Sprache/Daten Signalisierung Sprache/Daten Signalisierung SP SP schnittstelle Nutzkanal A Nutzkanal B Nutzkanal X Sprache/Daten Sprache/Daten Sprache/Daten schnittstelle schnittstelle schnittstelle SP Signalling Point Kanal X Sprache/Daten Signalisierung Signalling Point Signalling Point zentraler Zeichenkanal Signalisierung Signalling Point Bild 2 prinzipien (3) Bei kanalgebundenen Systemen ist jeder Nutzverbindung ein individueller weg zugeordnet, der ausschließlich für den Verbindungsaufbau und abbau zur Verfügung steht. Die Signalisierungszeichen müssen je Übertragungsschnittstelle generiert, auf der Empfängerseite von den Nutzsignalen getrennt und als Signalisierungszeichen erkannt werden. Bei zentralen systemen werden die Steuerrechner der einzelnen Vermittlungsstellen über einen für viele Nutzwege verfügbaren weg direkt miteinander verbunden. Zentrale kanäle können nicht nur für den Verbindungsaufbau und abbau benützt werden, sondern auch während einer bestehenden Nutzverbindung oder ohne eine solche aufgebaut zu haben; außerdem entfällt die Zeichenumsetzung beim "Sender und beim Empfänger. Der Einsatz eines zentralen Zeichenkanals bedeutet also, dass sämtliche vermittlungstechnische Zeichen, die für eine Verbindung zu übertragen sind, über einen, für viele Sprechwege gemeinsamen, Zeichenkanal übertragen werden. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 4

5 3 Signalisierung zwischen Endgerät und Vermittlungsstelle Seit Einführung des Fernsprech-Selbstwählverkehrs im Ortsbereich in Graz - hat sich die zwischen den Teilnehmern (Tln) und der Ortsvermittlungsstelle (OVSt) im Prinzip nicht verändert, da im Wesentlichen nur drei informationen zu übertragen sind: Belegen (Verbindungswunsch), Wählen (Ziffern der gewünschten Rufnummer) und Auslösen (Beenden der Verbindung). (4) Erst durch den Einsatz rechnergesteuerter Vermittlungsstellen und des ISDN ist es möglich neben diesen Grundfunktionen auch Zusatzdienste mit Hilfe des Teilnehmerapparates zu aktivieren bzw. wieder zu deaktivieren, so dass es heute mehrere Verfahren für die auf Teilnehmerleitungen gibt: die Gleichstromzeichengabe (IW) durch Ablaufen der Wahlscheibe wird der Mirophon-Speisestrom entsprechend der gewählten Ziffer unterbrochen die Mehrfrequenzzeichengabe (MFV) durch Drücken einer Taste des Tastwahlblocks wird eine Kombination aus zwei Frequenzen innerhalb des Sprachfrequenzbandes zur VSt gesendet das Digital Signalling System No. 1 (DSS1) durch Drücken einer Taste des Tastwahlblocks wird ein Datenpaket mit der entsprechenden Zifferninformation zur VSt gesendet 3.1 Gleichstromzeichengabe (IW) (5) Da der Tln mit der OVSt über die zweiadrige Teilnehmeranschlussleitung (TASL) galvanisch verbunden ist, wird zur Signalisierung der ohnehin für das Mikrophon des Telefonapparates notwendige Speisestrom zur mit verwendet. Das Abheben des Handapparates schließt die Stromschleife im Fernsprechapparat und wird in der OVSt als "Belegen" erkannt. Dieses Kriterium bewirkt einerseits, dass die nachfolgenden Schaltglieder für den Aufbau einer abgehenden Verbindung belegt werden, andererseits, dass der zugehörige Leitungsausgang zu dem Teilnehmeranschluss abgetrennt wird, so dass der Telefonapparat für ankommende Verbindungen "besetzt" ist. Zur Übertragung der einzelnen Wahlziffern wird mit der Nummernscheibe wird lediglich die Schleife entsprechend der gewählten Ziffer rhythmisch unterbrochen. Bei direkt gesteuerten Vermittlungssystemen werden diese Wählimpulse unmittelbar zur Steuerung der nachfolgenden Koppelanordnungen verwendet; bei indirektoder registergesteuerten, so wie bei rechnergesteuerten Vermittlungssystemen werden die Wahlimpulse zwischengespeichert und umgerechnet ehe sie zur Einstellung des Koppelnetzes verwendet werden. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 5

6 Aufziehen nsa nsr nsi nsi + nsr Ablaufen Bild 3 Der nsa-kontakt schließt für die Dauer der Nummernschalterbetätigung Mikrofon, Fernhörer und Gabelübertrager kurz - kleiner Schleifenwiderstand, geringe Wahlgeräusche und kleine Induktivität.. Der nsi-kontakt unterbricht die Schleife entsprechend der gewählten Ziffer vermehrt um 3 Impulse - Öffnung: 60 ms, Schließung: 40 ms. Der nsr-kontakt unterdrückt die zwei zusätzlichen Ziffern, um die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Ziffern künstlich zu ver- t längern - Zwischenwahlzeit > 400 ms. Schleifenzeichengabe (IW) 3.2 Mehrfrequenzzeichengabe (MFV) Bei indirekt gesteuerten oder rechnergesteuerten Vermittlungssystemen müssen die Wahlziffern zwischengespeichert werden. Es bietet sich daher bei diesen Systemen an, den Wählvorgang zu beschleunigen. Hierzu wird in Verbindung mit einem Tastwahlblock im Telefonapparat ein Mehrfrequenzverfahren (MFV) benutzt, bei dem jeder Ziffer eine bestimmte Doppelfrequenz zugeordnet ist. Die Wahlaufnahme in der VSt erfolgt in solchen Fällen zentralisiert in Registern oder Rechnern. Bild 4 Frequenz (Hz) A B C # D Signalfrequenzen des Mehrfrequenzverfahrens (MFV) 3.3 Digital Signalling System No.1 (DSS1) (6) Das Konzept der Diensteintegration erfordert nicht nur erweiterte möglichkeiten im Netz selbst, sondern auch im Netzzugang, der Schnittstelle zwischen Teilnehmer und Netz. Für den Anschluss digitaler Endgeräte an eine ISDN-Vermittlungsstelle wurde daher ein Zentralkanal-verfahren entwickelt welches nicht nur die erforderlichen Aufgaben wie z.b. Steuerung von Nutzverbindungen und Zusatzdiensten, zwischen Endgeräten oder Informationsaustausch zwischen Endgeräten und VSt ohne aufgebauter Nutzverbindung erfüllt, sondern im Kanalmultiplex mit den vorhandenen Nutzkanälen eines ISDN- Teilnehmeranschlusses auf der Anschlussleitung eingesetzt werden kann. Es wird als Digital Signalling System No.1 oder D-Kanal-Protokoll bezeichnet. Beim ISDN-Basisanschluss z.b., sind nur zwei Nutzkanäle zu bedienen - im Gegensatz zu mehre- POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 6

7 ren hundert bei Zentralkanalzeichengabe zwischen Vermittlungsstellen. Das wesentlich geringere Nachrichtenaufkommen resultiert in einfacheren Prozeduren und Protokollen. Das DSS1 ist streng am OSI-Referenzmodell orientiert und nützt die Schichten 1 bis 3, während die Schichten 4 bis 7 den Anwenderprozessen vorbehalten sind. Die Schicht 1 stellt die Bitübertragungsebene dar. Da beide B-Kanäle, der D-Kanal, sowie Steuerinformationen (zusammen 160 kbit/s) über die zweidrähtige Teilnehmeranschlussleitung übertragen werden, wird der Leitungscode 2B1Q eingesetzt, der die Arbeitsgeschwindigkeit auf 80 MHz reduziert. Die Schicht 2 erfüllt die Aufgaben der Datenübertragung und damit folgende Funktionen: Aufbau und Aufrechterhalten der virtuellen Datenstrecke zwischen Endgeräten und Netz, Aufrechterhalten der Nachrichtensynchronität und Trennen der Nachrichten, so wie Sichern der Nachrichten bezüglich Folge und Übertragungsfehler. Das Sichern auf Übertragungsfehler erfolgt mittels des HDLC-Verfahrens, wobei korrekt empfangene Nachrichten quittiert werden. Bleibt die Quittung über einen vorgegebenen Zeitraum aus, wiederholt der Sender die nicht quittierte Nachricht. Die Schicht 3 enthält die Anwenderprozeduren und die eigentliche logische zwischen Endgerät und Vermittlungsstelle. Über sie wird der Nachrichtenaustausch für folgende Funktionen abgewickelt: Auf- und Abbau von Nutzkanalverbindungen Unterhalten bestehender Nutzkanalverbindungen Aktivieren und Deaktivieren von Dienstmerkmalen Steuern der aktuellen Nutzung von Dienstmerkmalen Teilnehmer zu Teilnehmer 3.4 Signaltöne und Ansagen Neben den Schaltkennzeichen, die zur Steuerung der am Verbindungsauf- und abbau beteiligten Schaltglieder dienen, werden Signaltöne (Hörtöne) und ggf. Hinweisansagen eingespeist, die den Teilnehmer über bestimmte Betriebszustände informieren. Da die Signaltöne der Benutzerführung dienen, ist ihre Einheitlichkeit wegen der internationalen Verbreitung des Telefons von großer Bedeutung. (7) Entsprechend den einschlägigen ITU-T-Empfehlungen werden in den ISDN Vermittlungsstellen Signaltöne mit folgender Bedeutung angelegt: Wählton: 425 Hz Dauerton Aufforderung für den A-Tln, mit dem Wählen zu beginnen. Sonderwählton: Hz Dauerton Grundsätzlich dieselbe Funktion wie der Wählton, jedoch wird der Teilnehmer darauf aufmerksam gemacht, dass er einen Zusatzdienst (z.b. Anrufumleitung) aktiviert hat. Freiton: 425 Hz, 1s Ton, 5s Pause Information für den A-Tln, dass der angerufene Anschluss erreicht wurde, der B-Tln frei ist und gerufen wird. Teilnehmerbesetzt: 425 Hz 400ms Ton 400msPause Der gerufene Teilnehmer ist besetzt. Gassenbesetzt: 425 Hz, 200ms Ton, 200ms Pause Es ist kein Weg zum gerufenen Teilnehmer frei POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 7

8 Aufschalteton: 425 Hz, 3mal 150ms Ton mit 2 mal 150ms Pause, zwischen den Gruppen 1950ms Pause Macht den A-Tln und den B-Tln darauf aufmerksam, dass sich ein Dritter auf ein bestehendes Gespräch geschaltet hat; dies kann im Normalfall nur ein Bediensteter der Fernmeldeverwaltung mit entsprechenden technischen Geräten. Anklopfton: 425 Hz, 40ms Ton, 1959ms Pause Ein dritter Teilnehmer versucht einen der beiden sprechenden Teilnehmer zu erreichen. Spezialinformationston: 950, 1400 und 1800 Hz je 330ms in unmittelbarer Folge, zwischen Tonfolgen 1000ms Pause Der gewählte Anschluss ist nicht beschaltet (z.b. aufgelassener Teilnehmeranschluss oder geänderte Rufnummer). In Österreich ab 1980 in der analogen Vermittlungstechnik eingeführt. Positiver Quittungston: Hz, 1000ms Ton, 5000ms Pause Die vom Teilnehmer veranlasste Aktivierung eines Zusatzdienstes wurde vom System durchgeführt. Negativer Quittungston: Hz, 400ms Ton, 400ms Pause Die vom Teilnehmer veranlasste Aktivierung eines Zusatzdienstes kann vom System nicht ausgeführt werden (z B Fehlmanipulation, Nichtberechtigung usw.). Televoting Quittungston: "Ding - Dong", ähnlich einer Türglocke. Ergänzend zu den Hörtönen gibt es bei modernen Systemen noch sog. Ansagen. Diese werden über digitale Ansagegeräte eingespeist und informieren den A-Teilnehmer entweder ü- ber den Zustand der technischen Einrichtungen, oder über die Situation des B-Teilnehmers. 4 Zentralkanal-Signalisierung zwischen Vermittlungsstellen 4.1 Allgemeines Aufgaben der Signalisierung zwischen Vermittlungsstellen (8) Die Signalisierung zwischen Vermittlungsstellen ermöglicht die Zusammenarbeit verschiedener Techniken in einem Netz bzw. in verschiedenen Netzen. Aus diesem Grund gibt es unterschiedliche Signalisierungssysteme und Alphabete für die zwischen Vermittlungseinrichtungen, von denen sich für moderne, digitale Vermittlungssysteme (z.b.: ISDN, GSM, ATM) das Zentralkanal-verfahren Nr. 7 (ZGV7) 4 durchgesetzt hat. Das system Nr. 7 wurde bereits Anfang der 80er Jahre in den USA für digitale Vermittlungsstellen eingesetzt. Es war das erste Zentralkanal-system welches Nutzwege und Signalisierungswege getrennt voneinander behandelte. Kennzeichnend für das Verfahren ist die Übertragung von Signalisierungsinformationen für viele Nutzkanäle gemeinsam in speziellen 64-kbit/s-Signalisierungskanälen, den zentralen Kanälen (ZZK). 4 Die Signalisierung für den Auf- und Abbau von 64-kbit/s-Nutzkanalverbindungen und zur Steuerung von ISDN- Diensten erfolgt auf der Basis des ITU-T-verfahrens Nr. 7 (ZGV7) und nicht auf Basis des D- Kanalprotokolls. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 8

9 Im ISDN und in anderen digitalen Vermittlungssystemen, in denen das Zentralkanal- verfahren Nr. 7 eingesetzt wird, gibt es zwischen den Vermittlungsstellen separate Signalisierungswege, so dass neben dem Transportnetz ein netz mit 64 kbit/s-kanälen entsteht. Es entstehen dadurch quasi zwei Netze bzw. Netzebenen. In einer Netzebene erfolgt die Verbindung der Vermittlungsstellen mit Nutzkanälen (Nutzkanalnetz), d.h. in dieser Ebene werden die Teilnehmer miteinander verbunden. In der anderen Netzebene sind die Vermittlungsstellen, eigentlich ihre Steuerungen über spezielle Schnittstellen sog. Signalisierungspunkte (Signalling Points, SP) durch Signalisierungskanäle verbunden. Das Konzept für die zentrale besteht aus: zentraler Zeichenverarbeitung auf der gehenden Seite, zentraler Zeichenübertragung, zentraler Zeichenverarbeitung auf der kommenden Seite. VSt A VSt B Koppelnetz Nutzkanal- Schnittstelle Nutzkanal Sprache/Daten Nutzkanal- Schnittstelle Koppelnetz schnittstelle zentraler kanal schnittstelle Steuerung Steuerung Bild 5 Prinzip eines verfahrens mit zentralem Kanal (9) Wesentliche Funktionen und Merkmale eines verfahrens mit zentralem Kanal sind: abschnittsweise Übertragung von nachrichten zwischen den beteiligten VSt über zentrale Zeichenkanäle (ZZK), Überwachung und Steuerung des netzes (Fehlerlokalisierung, Ersatzschaltung von defekten strecken usw.), Ende-zu-Ende-, d. h. Austausch von nachrichten zwischen Ursprungs- und Zielvermittlungsstelle für die Abwicklung von ISDN-Dienstmerkmalen. die Signalisierungsverbindungen sind keinen Kanälen zugeordnet, sie werden von den Nutzverbindungen nach Bedarf genutzt. das netz selbst verbindet die Steuerrechner der Vermittlungseinrichtungen und ist damit ein Rechnernetz. die Datenübertragung im netz erfolgt in Paketen variabler Länge, sog. Signalling Units. (10) Die Protokolle des systems Nr. 7 sind in die Schichten des Referenzmodells für offene Kommunikationssysteme (OSI-Referenzmodell) eingeordnet, umfassen vier Schichten. Die unteren drei Schichten sorgen für die gesicherte Übermittlung der Signalisierungsnachrichten zwischen den Vermittlungsstellen. Zusätzlich bestehen bei dem ITU-T- system Nr7 Signalisierungsbeziehungen zwischen den beiden Endpunkten der Signalisierung (z.b. VSt des A-Tln und VSt des B-Tln). Diese Ende-zu-Ende-Beziehungen sind notwendig, um die im ISDN definierten Zusatzdienste abwickeln zu können. Für den Auf- und Abbau von Ende-zu-Ende-beziehungen ist eine Schicht-4-lnstanz vorhanden. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 9

10 Der ISDN-Anwenderteil bedient sich für den abschnittsweisen Aufbau des Nachrichtentransferteils (Link-by-Link-Signalisierung) und für die Abwicklung der ISDN-Leistungsmerkmale des Transportfunktionsteils (Ende-zu-Ende-Signalisierung). Das OSI-Referenzmodell Das OSI-Referenzmodell für die Zentralkanalzeichengabe umfasst mehr als die unteren drei Schichten. Die unteren drei Schichten sorgen für die gesicherte Übermittlung der Signalisierungsnachrichten zwischen den Vermittlungsstellen. Zusätzlich bestehen bei dem ITU-T- system Nr7 Signalisierungsbeziehungen zwischen den beiden Endpunkten der Signalisierung (z.b. VSt des A-Tln und VSt des B-Tln). Diese Ende-zu-Ende-Beziehungen sind notwendig, um die im ISDN definierten Zusatzdienste abwickeln zu können. Für den Auf- und Abbau von Ende-zu-Ende-beziehungen ist eine Schicht-4-lnstanz vorhanden. OSI Schicht Funktion Nr.-7-Schicht Aufgabe 5 Kommunikationsschicht ISDN-Anwenderteil, Bearbeiten von nachrichten UP (Steuerung von Nutzverbindungen und (Schichten 4 und 5) Dienstmerkmalen), Interface zu anderen systemen 4 Transport- Ende-zu-Ende- Auf- und Abbau von beziehun- schicht 3 Vermittlungsschicht 2 Sicherungsschicht Transport, TF netz, MTP Schicht 3 strecke, MTP Schicht 2 gen zwischen Vermittlungsstellen Routing von nachrichten, Verteilen von nachrichten an angeschlossene Anwenderteile, netz- Management Trennen und transparente Übertragung der Datenpakete (Signal Units), Fehlererkennung und Korrektur 1 Bitübertragungsschicht kanal, Zugriff über das Koppelnetz, physikalische MTP Schicht 1 Bitübertragung MTP Message Transfer Part, Nachrichtenübertragungsteil TF Transport Functions, Transportfunktionen UP User Part, Anwenderteil Tabelle 1 Funktionen des verfahrens Nr. 7 im OSI-Referenzmodell Der ISDN-Anwenderteil benutzt diese Ende-zu-Ende-Beziehungen, um die Zusatzdienste im ISDN zu steuern. Wird z.b. ein Rückruf von einem A-Tln eingeleitet, muss nur die VSt des B- Tln hiervon informiert werden, aber nicht alle verwendeten Transitvermittlungsstellen. Wird der Rückruf dem A-Tln zugestellt, erfolgt erneut eine Verkehrslenkung, d.h. der eingeschlagene Weg durch das Netz kann sich vom ursprünglich gewählten Weg vor dem Einleiten des Leistungsmerkmals unterscheiden. Um den Weg durch das Netz von einem A-Tln zu einem B-Tln zu finden (Verkehrslenkung), bedient sich der ISDN-Anwenderteil des Nachrichtentransferteils (der Schicht 3). Zum Nachrichtentransferteil werden die ISDN- Signalisierungsinformationen transportiert und dieser sorgt dafür, dass die Nachrichten das Signalisierungsziel erreichen. Der ISDN-Anwenderteil bedient sich für den abschnittsweisen Aufbau des Nachrichtentransferteils (Link-by-Link-Signalisierung) und für die Abwicklung der ISDN-Leistungsmerkmale des Transportfunktionsteils (Ende-zu-Ende-Signalisierung). POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 10

11 4.2 verfahren Nr. 7 Die Signalisierung für den Auf- und Abbau von 64-kbit/s-Nutzkanalverbindungen und zur Steuerung von ISDN-Diensten erfolgt auf der Basis des ITU-T-verfahrens Nr. 7 (ZGV7) und nicht auf der Basis des D-Kanalprotokolls. Das system Nr. 7 wurde bereits Anfang der 80er Jahre in den USA in der digitalen Vermittlungstechnik eingesetzt. Es ist inzwischen die internationale Basis für den Austausch von Signalisierungsnachrichten zwischen digitalen Vermittlungsstellen geworden. Das verfahren Nr. 7 ist ein Zentralkanal-system bei dem Nutzwege und Signalisierungswege voneinander getrennt sind; das bedeutet, dass es nicht nur ein Nutzkanalnetz gibt sondern auch ein davon logisch getrenntes netz. Kennzeichnend für das Verfahren ist die Übertragung von Signalisierungsinformationen für viele Nutzkanäle gemeinsam in speziellen 64-kbit/s- Signalisierungskanälen, den zentralen Kanälen (ZZK). (11) Wesentliche Funktionen und Merkmale des systems Nr. 7: eine Signalisierungsverbindung zentraler Zeichenkanal ZZK - ist keinem Nutzkanal fest zugeordnet, sonder kann von mehreren 100 Nutzverbindungen nach Bedarf genutzt werden die Signalisierungsverbindungen verbinden die Steuerrechner der Vermittlungsstellen und bilden dadurch ein Rechnernetz - netz die Übertragung der nachrichten erfolgt im netz mit Paketen variabler Länge und mit einer Geschwindigkeit von 64 kbit/s. die Übertragung der nachrichten zum Verbindungsaufbau und Verbindungsabbau erfolgt abschnittsweise, d.h. von einer VSt zur nächsten die Übertragung der nachrichten zur Aktivierung bzw. Deaktivierung von ISDN-Zusatzdiensten erfolgt zwischen Ursprungs- und Zielvermittlungsstelle sog. Ende-zu-Ende- Übertragungsfehler in nachrichten werden durch Wiederholung behoben defekte strecken werden durch Ersatzschaltungen neutralisiert. Die Protokolle des systems Nr. 7 können in die Schichten des Referenzmodells für offene Kommunikationssysteme (OSI-Referenzmodell) eingeordnet werden, entsprechen ihnen aber nicht zur Gänze. Das system Nr. 7 ist in den ITU-T-Empfehlungen Q.700 und folgende (Specification of Signalling System No. 7) beschrieben. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 11

12 4.2.1 ZGV7 Netz Signalisierungsnetz zentraler kanal 64 kbit/s Betriebs- und Wartungszentrum Nutzkanalnetz Nutzkanäle á 64 kbit/s SP...Signalling Point, STP...Signalling Transfer Point, VSt...Vermittlungsstelle Bild 6 Nutzkanalnetz und netz (12) Die Signalisierung des verfahren Nr.7 wird in getrennten 64-kbit/s-Kanälen geführt, die den Nutzkanälen eines Primärsystems entsprechen. Die Signalisierungskanäle können dadurch wie Nutzkanäle behandelt werden, d.h. sie können durch die Koppelnetze vermittelt werden, ohne dass die Signalisierungsinformation der Kanäle bearbeitet wird. Dadurch können die Signalisierungsnachrichten zu sog. schnittstellen in den Vermittlungsstellen geleitet werden, welche man Signalisierungspunkte (Signalling Points SP) nennt Netzelemente eines netzes (13) Ein netz (Signalling Network) besteht aus folgenden Bestandteilen: Signalling Points (SP): ZGV7-Knoten sie sind der Überbegriff für die folgende Einsatzfälle o Signalling End Points (SEP): ZGV7-Knoten sind Quellen und Senken für informationen, sie senden und empfangen Messages für Anwenderprozesse. o Signalling Transfer Points (STP): ZGV7-Transit-Knoten sind eine spezifische Einrichtung des ZGV7-Netzes zur Vermittlung bzw. Weiterleitung von Messages in Richtung Ziel-SP. Signalling Links: kanäle (Verbindungen zwischen den SP bzw. STP) Über eine leitung können die Messages mehrerer 100 Nutzkanäle 5 übertragen werden. Aus diesem Grund sind spezielle Sicherheitsmaßnahmen vorgesehen. o Beim ZGV7-Verfahren bestehen diese Maßnahmen darin fehlerhafte Messages wiederholen zu können. o Das ZGV7-Netz erlaubt es, jeden SP über zwei, voneinander unabhängige Wege erreichen zu können. 5 Faustregel: 1 Signalisierungskanal für 10 PCM-Basissysteme POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 12

13 Die Signalisierungspunkte sind die Nr.7-Instanzen der an der Signalisierung beteiligten Vermittlungsstellen, während die STP die Nr.7-Instanzen der weiterleitenden Vermittlungsstellen sind. Die Rollen des SP und STP können prinzipiell je Verbindung betrachtet werden und von Verbindung zu Verbindung wechseln. Eine Vermittlungsstelle, die ein Endpunkt der Signalisierung ist, kann theoretisch für eine andere Verbindung ein Transferpunkt sein, praktisch gibt es eine gewisse Hierarchie der Signalisierungsinstanzen. Die Instanzen der Nr.7- Signalisierung bilden zusammen mit den kanälen ein eigenes Signalisierungsnetz, welches völlig getrennt von dem Nutzwegenetz betrachtet werden kann. Die Verbindungen im Nutzwegenetz werden durch die Signalisierungsnachrichten über das Signalisierungsnetz gesteuert. Netzadressen Jeder ZGV 7 Netzknoten SEP und STP erhält eine eigene Adresse, den sog. Pointcode. Der Pointcode besteht aus 14 Bit = Netzadressen. Innerhalb eines MTP-Netzes ist diese Kennung eindeutig. Dieser Nummernvorrat reicht aber für eine weltweit eindeutige Kennung nicht aus. o Jede Signalisierungsnachricht enthält ein Adressfeld. Hier wird der SPC des Ziel-Signalling Points eingegeben. In diesem Fall fungiert der SPC des Zieles als Destination Point Code DPC. o Jede Signalisierungsnachricht enthält auch ein Feld für den Absender, damit eine Antwort adressiert werden kann. In diesem Fall wird der SPC des Ursprung-Signalling Point eingetragen. In diesem fall fungiert der SPC des Ursprungs als Originating Point Code OPC. Das weltweite SS7-Netz ist in zwei funktional voneinander unabhängige Ebenen gegliedert: o in eine internationale Ebene o in eine nationale Ebene Müssen nachrichten von einem Netz in ein anderes übergeben werden, wie das z.b. bei einer Verbindung von Deutschland nach Österreich notwendig ist, kann die Nachrichtenübergabe nur an einem MTP mit Gatewayfunktion erfolgen. Dieser MTP besitzt für jedes angeschlossene ZGV7-Netz eine eigene SP-Adresse die durch den Netzwerkindikator von den Adressen des eigenen Netzes unterschieden wird. Der Network Indikator besteht aus zwei Bit = 4 Netzadressen Betriebsweisen endpunkt A endpunkt B VSt A Nutzkanalbündel VSt B Nutzkanalbündel (mit assoziierter ) VSt D Nutzkanalbündel (mit assoziierter ) Bild 7 endpunkt C transferpunkt Betriebsweisen eines zentralen Zeichenkanals POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 13

14 (14) Zentrale Zeichenkanäle können nach folgenden drei Gesichtspunkten betrieben werden: assoziierte Betriebsweise bei ihr werden die Signalling Links mit den Nutzkanalbündeln mitgeführt und verbinden zwei SP direkt, d.h. ohne Zwischenschaltung eines STP - sie wird für Leitungsbündel mit vielen Leitungen verwendet quasi assoziierte Betriebsweise bei ihr wird der Signalling Link nicht mit den Nutzkanalbündeln mitgeführt, sondern läuft über mindestens einen signalling transfer point (STP) - sie wird für Leitungsbündel mit wenigen Leitungen verwendet dissoziierte Betriebsweise bei ihr sucht sich jede nachricht ihren eigenen Weg durch das Netz. Da einander Messages bei dieser nicht verbindungsorientierten Betriebsweise überholen können sind umfangreiche Steuermechanismen zu Wiederherstellung der Nachrichtenfolge notwendig. Diese Betriebsweise wird daher in der Praxis nicht eingesetzt Netzstruktur eines netzes Komplexe Netze wie das ISDN sind in mehrere Hierarchiestufen wie z.b.: in Orts- und Fernebene eingeteilt. Das Signalisierungsnetz spiegelt diese Hierarchie in der Aufteilung der SP und STP nicht wider. Die Signalisierungsendpunkte (Signalling Points SP) sind die Ortsund Fernvermittlungsstellen welche Signalisierungsnachrichten erzeugen und verarbeiten. Die Signalisierungstransferpunkte (Signalling Transfer Points STP) sind Signalisierungsinstanzen, in denen zwar die nachrichten, aber nicht die Nutzkanäle der betrachteten Verbindung geschaltet werden. Mit anderen Worten gesagt, können für eine bestimmte Verbindung die Durchgangsvermittlungsstellen sowohl Signalisierungspunkte als auch Signalisierungstransferpunkte sein je nach dem, ob die Nutzkanäle in dieser Vermittlungsstellen geschaltet werden (SP) oder nicht (STP). Die Kommunikationsbeziehungen beginnen und enden immer in Teilnehmervermittlungsstellen (TVSt), auch internationale Verbindungen beginnen in einer Teilnehmervermittlungsstelle des Ursprungslandes und enden in einer Teilnehmervermittlungsstelle des Ziellandes. In diesen Vermittlungsstellen beginnen oder enden Signalisierungsaktivitäten, sie sind immer Endpunkte für die Signalisierung. nationale STP - Ebene Mated Pairs voll vermascht Mated Pairs: Wien Graz Klagenfurt Innsbruck Salzburg Linz regionale SP - Ebene lokale SP - Ebene Bild 8 ZGV7 Netzhierarchie in Österreich POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 14

15 Die ZGV 7 Netzstruktur besteht entsprechend ITU-T aus drei Ebenen. Im ISDN-Festnetz der Telekom Austria sind jedoch nur zwei Ebenen realisiert die nationale STP-Ebene, bestehend aus zwei Mated Pairs und die lokale SP-Ebene, der alle Vermittlungsstellen des Netzes angehören. (15) Zur Übertragung der ZGV-7-nachrichten werden normale 64 kbit/s-kanäle verwendet. Ein solcher zentraler kanal kann die Steuerungsinformationen führ viele hundert Nutzkanäle übertragen. Daher müssen Vermittlungsstellen, welche die SP innerhalb des Signalisierungsnetzes bilden, aus Sicherheitsgründen immer an zwei unterschiedlichen Vermittlungsstellen mit Signalling Transfer Points (STPs) angeschlossen sein. Ausfälle im Transferbereich der Signalisierung können relativ einfach durch entsprechende Umwegschaltung der Signalisierungskanäle behoben werden. Da normale 64-kbit/s-Kanäle verwendet werden, können diese durch die umliegenden Vermittlungsstellen über deren Koppelnetze geschaltet werden und so Ausfälle bestimmter Trassen umgangen werden. Sicherungskonzept Über eine leitung können die Messages mehrerer 100 Nutzkanäle 6 übertragen werden. Aus diesem Grund sind spezielle Sicherheitsmaßnahmen vorgesehen. Beim ZGV7-Verfahren bestehen diese Maßnahmen darin fehlerhafte Messages wiederholen zu können siehe Basisverfahren und PCR-Verfahren. Das ZGV7-Netz erlaubt es, jeden SP über zwei, voneinander unabhängige Wege erreichen zu können. MATED STP PAIR signalling route A - B MATED STP PAIR SP signalling route set A - B SP signalling link set A - B QUAD LINKS (B LINKS) Bild 9 signalling route A - B Sicherungsmaßnahmen im netz ZGV 7 Grundbaustein (16) Dem oben erwähnten Sicherungskonzept entsprechend, wird das netz aus folgendem Grundbaustein zusammengesetzt: Jeder Signalling Point wird über sog. A-Links an zwei Signalling Transfer Points angeschlossen, welche als Mated Pair bezeichnet werden. Jedes Mated Pair ist über zwei strecken, sog. C-Links untereinander verbunden. Jedes Mated Pair ist mit weiteren Mated Pairs über sog. B-Links vermascht. 6 Faustregel: 1 Signalisierungskanal für 10 PCM-Basissysteme POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 15

16 MATED STP PAIR MATED STP PAIR SP C LINKS C LINKS SP ACCESS LINKS QUAD LINKS (B LINKS) Bild 10 ZGV 7 Grundbaustein ZGV 7 Netzhierarchie des TA-Netzes Die Telekom Austria hat in Österreich nur zwei Netzebenen realisiert: Die STP-Ebene sie besteht aus einem Mated Pair West (Salzburg) und einem Mated Pair Ost (Graz); über diese beiden Mated Pairs werden nicht nur alle Signalisierungsverbindungen innerhalb des eigenen Netzes abgewickelt, sondern auch alle Verbindungen zu anderen ZGV-7-Netzen geschaltet. Die SP-Ebene jede Vermittlungsstelle des TA-Netzes besitzt einen Signalling Point; die Verbindung zwischen den Signalling Points des eigenen Netzes und den Signalling Points anderer Netze wird immer über die Mated Pairs der STP-Ebene abgewickelt. Signalisierungskanäle STP STP STP STP Signalisierungsnachrichten zum Nutzkanal-Aufbau Tln A SP A SP B Tln B Bild 11 VSt A Nutzkanal VSt B innerhalb des netzes der Telekom Austria Verbindungen zu anderen netzen Andere Netze werden über eine ausreichende Anzahl von Nutz- und Signalisierungskanälen mit dem ISDN verbunden. Für die Signalisierung bedeutet das ebenfalls eine Vernetzung mit den entsprechenden Signalisierungsnetzen der Nachbarländer. Aber auch die Mitbewerber der Telekom Austria und die Mobilnetze A1-, max.mobil, one und tele.ring sind über Nr.7- Signalisierungskanäle miteinander verbunden. Nur durch diese Vernetzung der Signalisierungsnetze ist es möglich, dass sich das ISDN der Telekom Austria, die Netze der anderen alternativen Netzbetreiber und die Mobilnetze für den Kunden als ein einiges Netz 7 darstellen. 7 Die Teilnehmer dieser Netze können einander mit Kennzahlen entsprechenden dem Adressierungsplan E.164 erreichen, sind also alle Teilnehmer des Fernsprechnetzes. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 16

17 (17) Um die Vernetzung mehrerer netze durchführen zu können, besteht die Möglichkeit jedem STP vier SP-Adressen zuzuordnen, wobei jede Adresse einem anderen netz angehört. Müssen mehr als vier Netze miteinander verknüpft werden, erfolgt diese Maßnahme über sog. -Übergangsnetze. Unter Übergangsnetz wird eine Gruppe von stand alone STPs verstanden, die von den Gateway-STPs der anderen Netze über eine der vier möglichen Netzadressen angesprochen werden. Mittels einer Bewertung der B-Rufnummer wird die SP-Adresse jenes STPs im Übergangsnetz bestimmt, der die information an das Zielnetz übergibt. Für eine weltweit eindeutige Kennzeichnung eines SP im Besonderen notwendig bei GSM wird der sog. Global Title verwendet, welcher sich aus der nationalen SP-Adresse und einer entsprechenden Adresserweiterung durch die Landeskennzahl errechnen lässt. Über die Signalisierungskanäle des systems Nr. 7 werden auch die Elemente des Intelligenten Netzes erreicht. Diese erlauben es, Dienste statt Endeinrichtungen zu adressieren, abhängig von Parametern wie Aufenthaltsort des Anrufers, Datum, Uhrzeit wird ein entsprechender Anschluss selektiert. Das Intelligente Netz wird durch spezielle Zugangskennzahlen erreicht und ermittelt aufgrund der Dienstparameter die Rufnummer der Zielendeinrichtung. Für diese Steuerung sind nur Signalisierungskanäle notwendig, die Durchschaltung der Nutzkanäle erfolgt mit den Netzelementen des jeweils beteiligten Netzes. Internationales netz NAT2 NAT1 INAT2 INAT1 Telekom Austria Netz INAT1 INAT2 NAT1 frei NAT2 zu den eigenen SPs NAT1 INAT1 NAT2 INAT2 INAT2 INAT1 NAT1 NAT2 - Übergangsnetz INAT1 INAT2 NAT2 NAT1 Bild 12 NAT2 INAT2 NAT1 frei INAT1 zu den eigenen SPs Alternativer Netzbetreiber A NAT2 INAT2 NAT1 frei INAT1 zu den eigenen SPs Alternativer Netzbetreiber B Netzzusammenschaltung auf Signalisierungsebene POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 17

18 ZGV 7 Übergangsnetz STP STP ZGV 7 Signalisierungsnetz der TA STP STP STP Signalisierungsnachrichten zum Nutzkanal-Aufbau STP ZGV 7 Signalisierungsnetz des ANB STP STP STP STP STP STP Signalisierungsnachrichten zum Nutzkanal-Aufbau Signalisierungsnachrichten zum Nutzkanal-Aufbau Tln A SP SP SP SP NÜP / PoI Tln B Teilnehmer - VSt A Nutzkanalnetz der TA Netz-Übergabe-Punkt Gateway Point of Interconnection Teilnehmer - VSt A VSt B Nutzkanalnetz des ANB Gateway VSt B Eigentumsbereich der TA Eigentumsbereich des ANB Bild 13 zwischen Netzen Die Netz- bzw. Bereichskennzahl des Partnernetzes definiert die SP-Adresse im Übergangsnetz. Jeder Netzbetreiber muss mindestens ein Mated Pair im Übergangsnetz haben welches die B-Rufnummer in eine Signalisierungsadresse des eigenen Netzes umsetzt ZGV7 Verfahren ZGV7 Anwender POTS ISDN GSM IN SSx MAP INAP TUP ISUP TC TC TC SCCP MTP POTS plain ordinary telephone services ISDN Digitalnetz mit Diensteintegration IN intelligent network TUP telephone user part ISUP ISDN user part MAP mobile application part INAP intelligent network application part TC transaction capabilities MTP message transfer part SCCP signalling connection control part GSM global system for mobile communication SSx supplementary services (z.b. CCBL = completion of call to busy subscriber Bild 14 Architektur des ZGV7 POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 18

19 (18) Der Nachrichtenaustausch zwischen den Vermittlungsstellenrechnern wird mittels sog. nachrichten (Message Signalling Units MSU) abgewickelt. Eine MSU besitzt variable Zeichenlänge, so dass Mehrzeichennachrichten (multi-unit-messages) nicht erforderlich sind und besteht aus Nachrichtenübertragungsteil (Message Transfer Part - MTP) und Signalling Information Field (SIF) in der Regel als Anwenderteil (User Part - UP) bezeichnet. Bei ISDN enthält das Signalling Information Field einer MSU je nach Aufgabenstellung entweder: ISDN-Userpart ISUP Unterstützung nutzkanalbezogener Signalisierungsnachrichten o Steuerung von Nutzkanalverbindungen, sowohl für ISDN- als auch für analoge Telefone o Abwicklung von verbindungsbezogenen Zusatzdiensten wie z.b.: Konferenzgespräch (Conference Calling, CONF) Signalling Connection Control Part SCCP Unterstützung nicht nutzkanalbezogener Signalisierungsnachrichten auf dem seinerseits Anwender höherer Schichten im Sinne des OSI-7 Schichtenmodells aufgebracht werden, wie o Transaction Capabilities Part TC der Funktionen und Prozeduren zur Übermittlung nicht verbindungsbezogener Informationen zwischen verschiedenen Netzelementen enthält wie z.b.: o Aktivierung des Zusatzdienstes CCBS (Call Completion to Busy Subscriber) o Datenbankabfrage im Intelligent Network IN mittels Intelligent Network Application Part INAP o Kommunikation mit Mobilnetzen (z.b.: GSM) mittels Mobile Application Part MAP Aufbau einer Message Signalling Unit Message Transfer Part F CK User Part SIO LI F I B B FSN I B BSN F -Informationen SIF SLS OPC DPC Bild 15 Aufbau einer MSU Die Felder des MTP (Message Transfer Part) haben folgende Bedeutung: F (Flag = 8 bit): Jede Zeicheneinheit beginnt mit einem Flagbit, das für alle Zeicheneinheiten das gleiche Bitmuster hat. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 19

20 BSN (Backward sequence number = 7 bit): Mit der Rückwärts-Folgenummer werden empfangene Zeicheneinheiten der Gegenseite quittiert. Deshalb sind keine eigenen Quittungszeichen notwendig. BIB (Backward indicator bit = 1 bit): Das Rückwärts-lndikatorbit dient zur Gut-Schlecht-Quittierung empfangener Zeicheneinheiten. Bei einer Zeichenstörung wird das Rückwärts-lndikatorbit invertiert. Diese Inversion wird bei allen folgenden Zeicheneinheiten beibehalten. Das BIB wird erst dann wieder invertiert, wenn eine gestörte Zeicheneinheit empfangen wird. FSN (Forward sequence number = 7 bit): Mit der Vorwärts-Folgenummer werden die Zeicheneinheiten von O bis 127 zyklisch durchnumeriert. Die FSN dient auf der Empfangsseite zur Kontrolle der Zeichenreihenfolge und zur Quittierung. FIB (Forward indicator bit = 1 bit): Das Vorwärts-lndikatorbit dient ebenso wie das BIB zur Steuerung der Zeichenwiederholung. Es hat im störungsfreien Betrieb den gleichen Zustand wie das empfangene Rückwärts-lndikatorbit BIB. Ll (Length indicator = 6 bit): Der Längenindikator gibt die Anzahl der Bytes im Informationsfeld an. Sl (Service indicator = 4 bit): Im Feld Dienstindikator steht, zu welchem Anwenderteil (User part) das Zeichen gehört (z. B. Telephone user part oder ISDN user part). Nl (National indicator = 2 bit): Mit Hilfe des Nationalindikators werden nationale und internationale Nachrichten unterschieden. CK (Check bits = 16 bit): Zur Fehlererkennung enthält jede Zeicheneinheit im letzten Feld 16 Prüfbits (HDLC- Verfahren). Die Felder des SIF (Signalling Information Field) bzw. UP (User Part) haben folgende Bedeutung: OPC Originating Point Code Adresse (Pointcode) des sendenden Signalling Points bestehend aus 14 Bit = Netzadressen DPC Destination Point Code Adresse (Pointcode) des empfangenden Signalling Points bestehend aus 14 Bit = Netzadressen SLS Signalling Link Selection Field enthält den Circuit Identification Code CIC welcher die betroffene Vermittlungsleitung definiert: o CIC-Bezeichnungen sind netzbetreiberspezifisch o Zwischen zwei Netzknoten darf es nicht zwei Nutzkanäle mit dem gleichen CIC geben. o Jeder Nutzkanal muss in beiden durch ihn verbundenen Netzknoten den gleichen CIC haben POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 20

21 o Innerhalb eines MTP-Netzes ist jeder Nutzkanal eindeutig durch seinen CIC und den Signalling Point Codes SPC der durch ihn verbundenen Netzknoten identifiziert. SI Signalling Information enthält: Message Type Field welches ein Oktett lang und in jeder Nachricht enthalten ist; es definiert die Signalisierungsnachricht wie z.b.: die IAM (Initial Address Message), CON (Connect Message) und REL (Release Message) so wie das Nachrichtenformat. Message Length Field welches die Länge der Signalisierungsnachricht angibt Message Content Field welches den eigentlichen Nachrichteninhalt enthält, bestehend aus: o Mandatory Fixed Part er enthält z.b.: Angaben über die physikalische Beschaffenheit des Nutzkanals, der Teilnehmereigenschaften, etc. o Mandatory Variable Part er enthält z.b.: die Wahlinformation für den gerufenen Teilnehmer, soweit sie beim Aussenden der IAM Bereits vorliegen o Optional Part er enthält z.b.: die Rufnummer des rufenden Teilnehmers Message Transfer Part MTP (19) Die Message-Transfer-Part-Funktion (MTP), also der Beförderungsteil des verfahrens Nr. 7 hat folgende Aufgaben: Abschnittsweiser Austausch von informationen, message signalling u- nits (MSU), oder kurz messages über das netz zwischen ZGV7-Knoten mittels des point code (PC). Fehlersicherung (HDLC-ähnliche Fehlersicherungsprozeduren). Fehlerfreier und zuverlässiger Nachrichtentransport sowie Sicherstellung der richtigen zeitlichen Reihenfolge von Nachrichten auch bei Ausfall eines Teils der strecken. Die Schicht 1 des Nachrichtentransferteils legt die elektrischen und funktionalen Eigenschaften des Zeichenkanals fest. Verwendet werden normalerweise 64-kbit/s-Kanäle, die auch in den Koppelnetzen der beteiligten Vermittlungsstellen vermittelt werden. Im einfachsten Fall wird die Signalisierung in einem Kanal eines mehrkanaligen Systems, beispielsweise Kanal 1 eines Primärsystems übertragen. Manchmal werden die Signalisierungskanäle in eigenen Signalisierungssystemen übertragen, die nur Signalisierungskanäle transportieren. Wie oben bereits angesprochen können die Signalisierungskanäle wie Nutzkanäle von digitalen Vermittlungsstellen auch vermittelt werden, was insbesondere für Ersatzschaltungen bei Ausfall von Signalisierungstrassen interessant ist. Der Nachrichtentransferteil (MTP), Schicht 2 Die Schicht 2 des Nachrichtentransferteils sorgt für die gesicherte Übermittlung der Nachrichten der höheren Schichten. Die Sicherung erfolgt abschnittsweise. Durch das Protokoll der Schicht 2 wird sichergestellt, dass die Nachrichten vollständig, in der richtigen Reihenfolge und unverfälscht übermittelt werden. Hierzu werden die Nachrichtenblöcke durch Flags voneinander getrennt, nummeriert und durch Anfügen von Blockprüfzeichen gesichert. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 21

22 (20) Funktionen der Schicht 2: Trennen der Blöcke (Zeicheneinheiten Signal Units) durch Flags Transparente Übertragung Fehlererkennung durch Prüfzeichen in jeder Zeicheneinheit Fehlerkorrektur durch Wiederholen der Übertragung und Sicherung der Reihenfolge durch laufende Nummerierung und Quittungsgabe. (21) Der Aufbau der Nachrichtenblöcke unterscheidet drei Typen: Message signalling unit (MSU) mit diesem Nachrichtentyp werden Signalisierungsnachrichten der Schicht 3 übertragen. Link status signalling unit (LSSU) mit ihr werden Zustandsangaben zur strecke übertragen, beispielsweise Überlast und Blockierungssituationen u.ä. Fill-in signalling unit (FISU) für Synchronisationszwecke zwischen den MTP- Instanzen wenn keine Signalisierungsnachrichten übertragen werden. Message Signalling Unit MSU Flag CK Signalling Information Field SIF XX LI F I B FSN B I B BSN Flag Standard-Kopf Fill in Signalling Unit FISU Flag CK XX LI F I B FSN B I B BSN Flag Standard-Kopf Link Staus Signalling Unit LSSU Flag CK Status Field (SF) XX LI F I B FSN B I B BSN Flag Standard-Kopf BSN Backward Sequence Number FSN Forward Sequence Number BIB Backward Indication Bit FSN Forward Indication Bit LI Length Indicator CK Check Bits Bild 16 Aufbau der MTP-Transportblöcke Die Basisstruktur dieser Signalisierungsblöcke entspricht der Struktur von HDLC-Blöcken. Am Anfang und am Ende eines jeden Blockes wird ein Blockbegrenzungszeichen (Flag) gesendet. Es besteht aus der Folge Bei allen Zeichen zwischen den beiden Flags wird nach jeder fünften 1 eine log. 0 eingeblendet. Beim Empfänger werden die zusätzlich eingeblendeten log. 0 wieder entfernt. Nach dem Startflag folgt ein Standardkopf bestehend aus BSN (Backward sequence number), BIB (Backward indication bit), FSN (Forward sequence number), FIB (Forward indication bit) und dem LI (Length indicator). BSN und FSN entsprechen den Empfangs- und Sendefolgenummern bei herkömmlichen HDLC-Verfahren, sie werden zwischen 0 und 127 vergeben und dienen der Reihenfolgesicherung. BIB und FIB dienen zusammen mit den BSB und FSB als Quittungsindikatoren. Der Längenindikator LI gibt die Länge des MTP-Blockes an und unterscheidet die drei Blocktypen (FISU: LI=0, LSSU: LI= 1..2 und MSU: LI= ). Längere MSU werden mit einheitlich LI=63 übertragen, die tatsächliche Länge wird durch die Auswertung des Endeflags ermittelt. Die Signalisierungsnachrichten werden im SF (Status Field) bzw. im SIF (Signalling information field) übertragen. Die anschließenden Prüfzeichen dienen der gesicherten Übertragung der Blöcke. Die Check bits (CK) entsprechen den Blockprüfzeichen (Frame Checking Sequence) bei HDLC- Verfahren. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 22

23 Sicherungskonzept (Sicherheitsmaßnahmen für die Übertragung von Signalling Units) (22) Zur Korrektur fehlerhafter blöcke (Error control) wurden vom ITU-T zwei Verfahren spezifiziert: Das Basisverfahren (Basic error control method): es wird auf Übertragungsabschnitten mit Laufzeiten <15 ms eingesetzt und Das PCR-Verfahren (PCR = Preventive cyclic retransmission) für Laufzeiten >15 ms, z.b.: bei langen internationalen Verbindungen und insbesondere bei Satellitenstrecken. Bei beiden Verfahren werden fehlerhafte blöcke durch Kontrolle der 16 Prüfbits erkannt. Hat die Empfangsseite einen Fehler festgestellt, so ignoriert sie alle nachfolgend eintreffenden blöcke solange, bis der ursprünglich fehlerhaft empfangene block fehlerfrei eintrifft. Die Fehlerkorrektur wird grundsätzlich durch Wiederholen der gestörten blöcke durchgeführt. Beim Basisverfahren werden fehlerfrei empfangene einheiten positiv quittiert, während bei gestört empfangenen einheiten durch eine explizite negative Quittung (= Invertieren des Backware indicator bit) eine Wiederholung der einheit eingeleitet wird. Dazu werden auf der Sendeseite alle einheiten bis zu ihrer Quittierung gespeichert. Um die ursprüngliche Reihenfolge der blöcke sicherzustellen, werden im Falle einer Störung auf der Empfangsseite solange alle nachfolgenden einheiten unterdrückt, bis die erwartete ursprünglich gestörte einheit, die durch ihre laufende Nummer gekennzeichnet ist, empfangen wird. Die Sendeseite wiederholt sowohl die gestörte als auch alle nachfolgenden einheiten. Erst wenn alle zwischengespeicherten einheiten wiederholt sind, wird auf der Sendeseite das Aussenden neuer blöcke fortgesetzt. Da bei diesem Prinzip auf der Empfangsseite von der Fehlererkennung bis zum Eintreffen des wiederholten Nachrichtenteils eine Verzögerungszeit auftritt, die mindestens gleich der Schleifenlaufzeit ist, ist das Basisverfahren für lange Übertragungswege ungeeignet. Sender Übertragungsweg Empfänger CRC S Daten CRC S Daten CRC E Sender löscht Nachricht mit dieser Nummer aus dem Sendespeicher positive Quittung CRC S = CRC E Übertragung OK Sender wiederholt ab dieser Nummer alle Nachrichten Bild 17 negative Quittung ZGV7 Basisverfahren CRC S = CRC E Übertragung OK Beim PCR-Verfahren wird dagegen diese Verzögerungszeit erheblich reduziert, weil hier eine vorbeugende zyklische Zeichenwiederholung der jeweils noch nicht quittierten einheiten vorgenommen wird. Diese Wiederholung wird immer dann durchgeführt, wenn gerade keine neuen blöcke zu senden sind und im Wiederholspeicher gespeicherte einheiten noch nicht quittiert sind. Wenn während eines Wiederholzyklus ein neuer block zu senden ist, wird der Wiederholzyklus unterbrochen, der neue block gesendet und anschließend der Wiederholzyklus fortgesetzt. Der neue block wird am Ende des Wiederholzyklus bereits wiederholt. Dieses Verfahren beruht auf der Überlegung, dass vielfach die Datenrate, mit der die zu ü- bertragenden einheiten anfallen, kleiner ist als die Datenrate des Übertragungskanals. POEL TELEKOMMUNIKATION 2007 Seite 23