„System Nerwowy” Sieci

Aby jakakolwiek komunikacja mogła zaistnieć – na przykład prosta rozmowa telefoniczna – sieć musi mieć sposób na wymianę informacji sterujących. Ten proces, nazywany sygnalizacją, jest systemem nerwowym sieci. Obsługuje zadania takie jak wykrycie podniesionej słuchawki, przesłanie wybranych cyfr i wskazanie, czy linia jest zajęta. Istnieją dwie fundamentalnie różne filozofie przesyłania tych sygnałów sterujących: w skojarzeniu z kanałem lub we wspólnym, oddzielnym kanale.

Sygnalizacja Skojarzona z Kanałem (CAS)

Sygnalizacja skojarzona z kanałem (ang. Channel Associated Signaling) to metoda, w której informacja sygnalizacyjna dla danego kanału rozmównego jest przesyłana albo w tym samym kanale, albo przez dedykowany zasób sygnalizacyjny, który jest z nim na stałe powiązany. Można to porównać do przekazywania notatki osobie, z którą rozmawiasz – wiadomość sterująca podróżuje tą samą ścieżką co rozmowa.

Jak Działa CAS?

W systemach cyfrowych, takich jak europejska hierarchia E1, używano do tego celu dedykowanej szczeliny czasowej (TS16), której bity były podzielone, aby obsługiwać potrzeby sygnalizacyjne 30 kanałów rozmównych. W systemach północnoamerykańskich (T1) często stosowano tzw. sygnalizację przez „kradzież” bitu, gdzie co pewien czas „kradziono” jeden bit z danych głosowych, aby przenieść informację o stanie linii.

Wady i Zalety CAS

• Zaleta - Wbudowany test łącza: Ponieważ sygnalizacja używa tej samej ścieżki co rozmowa, pomyślne zestawienie połączenia automatycznie potwierdza ciągłość całego toru transmisyjnego.
• Zaleta - Zlokalizowane awarie: Usterka na jednej ścieżce sygnalizacyjnej zazwyczaj wpływa tylko na skojarzony z nią kanał rozmówny, a nie na cały system.
• Wada - Powolność: Przesyłanie informacji sygnalizacyjnych, zwłaszcza cyfr adresu, było bardzo powolne. Przesłanie jednej cyfry mogło zająć 150 ms, co skutkowało długim czasem zestawiania połączeń.
• Wada - Niewydajność: Sygnalizacja jest nieefektywna, ponieważ albo pogarsza jakość głosu („kradzież” bitów), albo zajmuje pasmo dla każdego kanału, nawet gdy jest on nieaktywny.
• Wada - Ograniczona informacja: Ilość informacji, jaką można było przesłać, była skrajnie ograniczona, najczęściej do podstawowych stanów (słuchawka podniesiona/odłożona, cyfry). Uniemożliwiało to implementację zaawansowanych usług.

Sygnalizacja we Wspólnym Kanale (CCS)

Sygnalizacja we wspólnym kanale (ang. Common Channel Signaling) zrewolucjonizowała telekomunikację poprzez całkowite oddzielenie sieci sygnalizacyjnej od sieci transmisyjnej (głosowej/danych). Wszystkie wiadomości sygnalizacyjne dla dużej liczby kanałów rozmównych są kierowane przez oddzielną, współdzieloną, szybką sieć danych. Można to porównać do posiadania dedykowanej, szybkiej firmy kurierskiej wyłącznie dla wiadomości sterujących, co pozostawia główne drogi całkowicie wolne dla ruchu użytkowników.

Jak Działa CCS?

Najbardziej rozpowszechnionym systemem CCS jest System Sygnalizacji nr 7 (SS7). W SS7 sygnalizacja odbywa się za pomocą pakietów danych zwanych wiadomościami, które są wymieniane między procesorami sterującymi centralami. Pojedyncze łącze sygnalizacyjne o przepływności 64 kbit/s może obsłużyć sterowanie dla tysiąca lub więcej kanałów rozmównych.

Wady i Zalety CCS

• Zaleta - Szybkie zestawianie połączeń: Ponieważ sygnalizacja jest przesyłana przez szybkie łącze danych, czas zestawiania połączeń został drastycznie skrócony, z wielu sekund często do poniżej jednej sekundy.
• Zaleta - Wydajność: Jedno łącze sygnalizacyjne obsługuje setki kanałów rozmównych, uwalniając całą ich przepustowość dla danych użytkownika. Koniec z „kradzieżą” bitów oznacza lepszą jakość głosu.
• Zaleta - Elastyczność i Potęga: Wiadomościowy charakter CCS pozwala na przesyłanie bogatego i rozbudowanego zestawu informacji. Ta elastyczność umożliwiła wprowadzenie wszystkich nowoczesnych usług telekomunikacyjnych, takich jak identyfikacja numeru dzwoniącego, SMS, numery 800, roaming w sieciach komórkowych i wiele innych.
• Wada - Brak wbudowanego testu łącza: Ponieważ ścieżka sygnalizacyjna jest oddzielna, zestawienie połączenia nie testuje integralności kanału rozmównego. Mogą być wymagane osobne procedury testu ciągłości.
• Wada - Scentralizowany punkt awarii: Awaria wspólnego łącza sygnalizacyjnego mogłaby potencjalnie zablokować wszystkie kanały rozmówne, które ono obsługuje. Ryzyko to jest w praktyce minimalizowane przez stosowanie wysoce redundantnych, zduplikowanych łączy sygnalizacyjnych, prowadzonych fizycznie różnymi trasami.

W Skrócie: CAS kontra CCS