第三部分 V5接口概述.docx
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第三部分V5接口概述
第三部分
V5接口概述
课程说明
3
课程介绍
3
课程目标
3
第一节V5接口基本原理
4
1.1概述
4
1.1.1V5接口的由来
4
1.1.2引入V5接口的优势
4
1.1.3V5接口的基本内容
5
1.1.4V5.2接口的实现
6
1.2V5.2接口传送的协议
8
1.2.1PSTN协议
8
1.2.2BCC协议
10
1.2.3控制协议
11
1.2.4链路控制协议
12
1.2.5保护协议
13
1.3PSTN呼叫控制流程
14
1.4V5接口几个概念
17
1.5V5接口的应用
21
小结
22
第二节V5接口对接介绍
23
2.1协议结构
23
2.1.1V5接口的物理层
24
2.1.2V5接口的数据链路层
27
2.1.3V5接口的网络层
37
2.2V5接口流程
45
2.2.1V5接口启动流程
45
2.2.2链路身份标识流程
51
2.2.3重新启动流程
54
2.2.4加速同步规程
57
2.3PSTN呼叫流程
60
2.3.1用户启动的PSTN呼叫
60
2.3.2网络启动的PSTN呼叫
60
2.3.3用户启动的呼叫释放
61
2.3.4网络启动的呼叫释放
61
2.4ISDN呼叫流程
62
2.4.1ISDN呼叫流程简介
63
2.4.2用户启动的ISDN呼叫
63
2.4.3网络启动的ISDN呼叫
64
2.4.4用户启动的ISDN呼叫释放
65
2.4.5网络启动的ISDN呼叫释放
65
2.5对接隐含参数
66
2.5与异种机对接注意事项
70
2.5.1FXX
70
2.5.2SXX
71
2.5.3EXX
71
2.5.45XX
72
小结
74
课程说明
课程介绍
本教材介绍了V5接口的基本原理,主要内容包括:
✓V5接口概述
✓V5接口的三层结构与对接介绍
课程目标
完成本课程学习,学员能够:
✓了解V5接口的基本原理
✓掌握V5接口的数据配置方法
✓掌握用户端口的数据配置方法
✓掌握V5接口查询和维护
✓掌握用户端口的查询和维护
✓了解V5接口的三层结构
✓掌握正常的V5接口对接流程
✓掌握正常的呼叫流程
第一节V5接口基本原理
$本节内容主要讲述V5接口的产生、基本的体系结构、所包含的基本协议、工作流程等原理性的内容,重点要求掌握V5接口标识、物理/逻辑C通道、主/次链路等概念,并明晰哪些参数值需要由AN与LE共同协商决定。
1.1概述
1.1.1V5接口的由来
V5接口是专为接入网发展而提出的本地交换机和接入网之间的接口。
90年代,美国贝尔通信研究所(BELLCORE)把交换机与接入设备之间的模拟连接改变为TR303接口的标准化的数字连接,解决了过去模拟连接传输性能差、设备费用高、数字业务发展难等问题。
1993-1994年,欧洲电信标准化组织(ETSI)颁布了V5接口标准,使该接口更加完善、通用性更好。
鉴于V5接口的重要性和接入网发展的迫切性,国际电信联盟(ITU-T)于1994-1995年以加速程序通过了V5接口规范,包括V5.1(ITU-T建议G.964)和V5.2接口规范(ITU-T建议G.965)。
我国相应的V5接口标准经过多次评审和修改,于1996年10由电信总局发布,12月由原邮电部颁布并在1997年3月起实施(YDN020-1996,YDN021-1996)。
1.1.2引入V5接口的优势
V5.2接口是一个适应范围很广、标准化程度相当高的数字接口,其主要优点表现在以下几个方面:
(1)V5.2接口的通用性、开放性和标准化
引入V5.2接口可以有效地取代交换机原有的模拟接口、各种专线及ISDN用户接口。
由于V5接口是统一和开放的,不同厂家的交换设备和不同厂家的接入网设备可以互相组合,利于在平等的基础上公平竞争,使网络运营者能够选择最好的系统设备组织接入网。
(2)丰富的综合业务接入能力
V5.2接口适应接入网范围内的多种传输媒介、多种接入配置和多种业务需求,支持模拟用户的接入、ISDN接入以及数字租用线业务等,通过标准的2048kbit/s速率接口,利用双绞线、同轴电缆或光纤传输,保证网络宽带化、数字化的延伸。
(3)促进业务的提供与接入的分离,优化网络结构
整体综合低成本和持续发展能力是网络竞争力的核心,它要求稳妥地处理网络继承与发展的矛盾、新需求与老设备的矛盾,充分满足整网在演进发展过程中对成本、效益、效率、服务、质量、安全等诸要素的需求。
V5.2标准接口的引入促进业务和接入的分离,有效地解决因业务升级、网络结构优化所带来的矛盾。
业务层次集中、种类丰富、接入点分散,结合标准的传输体制SDH使网络结构层次清晰,组网灵活。
业务层和接入层各自自由发展,保证网络的可持续发展性。
使用V5接口可以使大容量交换局替代众多的中、小容量局,简化网络拓扑。
1.1.3V5接口的基本内容
V5接口是接入网和交换机之间的接口,属于业务节点接口(SNI),包括V5.1接口与V5.2接口。
V5.1接口由一个2048kbit/s链路构成,用于支持模拟电话接入、基于64kbit/s的ISDN基本接入等业务。
这些接入类型都具有指配的承载通道分配能力,用户端口与承载通道一一对应,即用户端口与承载通道有固定的对应关系,因此在AN内无集线能力。
V5.1接口使用一个时隙(TS16)传送信令,其它时隙除TS0外传送话音信号。
V5.2接口按需要由1到16个2048kbit/s链路构成,它除了支持V5.1接口的接入类型外,还支持ISDN一次群速率接入。
V5.2接口支持的接入类型具有灵活的、基于呼叫的承载通路动态分配能力,即用户端口与承载通道是动态的对应关系,因此在AN内和V5.2接口上具有集线能力。
由于V5.1接口的局限性,目前很少使用;接入网与交换机之间普遍采用V5.2接口;以下内容主要讨论V5.2接口。
1.1.4V5.2接口的实现
如前面所述:
根据需要,一个V5接口由1到16个2048Kbit/s链路组成,当超过16个2M时,可以开2个或2个以上的V5接口。
而具体需要多少个2M则有实际用户数与相应集线比决定,一般来讲一个V5接口在集线比1:
4的情况下可以带2000用户。
从物理结构上来讲,一个V5.2接口由1到16个2M接口组成,在C&C08交换机(STE)和HONET中,这些2M接口是由2M链路板提供的见图1-1。
这些2M可以用75Ω同轴电缆或120Ω双绞电缆连接。
如果距离较远,可以使用PDH,SDH等透明传输系统。
图1-1V5.2接口的实现
每个2M链路包含32路时分复用信号,每路信号占用一个时隙TS(TimeSlot),按顺序编号为TS0,TS1......TS31。
每个2M各时隙的用途如下:
TS0:
2M信号的同步及差错检测。
TS1-TS14,TS17-TS30:
用来传送PSTN话路信号或运载ISDN的B通道,我们把这些时隙(或电路)称为承载通道。
PSTN电话中的拨号音与双音拨号的号码就是通过承载通道来传递的。
TS16,TS15,TS31:
这三个时隙可以用来作为承载通道;也可以用来传递V5信令,此时称为物理通信通道或物理C通道(C:
Communication)。
PSTN电话中的脉冲拨号的号码就是通过物理C通道来传递的。
对于V5接口中任意一个2M中的时隙,TS0除外,要么是承载通道,要么就作为物理C通道,但不能即做承载通道又做物理C通道,见图1-2。
一个V5接口可以根据需要配置多条2M链路;相应地,也可以根据需要配置多个物理C通道。
物理C通道的配置数量视V5接口的信令信息量而定。
图1-2V5.2接口的时隙分配
物理C通道主用时隙的次序为(见图1-2):
·主链路的TS16,次链路的TS16;
·剩下链路的TS16,如果还需要,则
·一个链路的TS15,如果还需要,则
·相同链路的TS31,如果还需要,则
·另一个链路的TS15,……,直到分配完毕。
1.2V5.2接口传送的协议
所谓V5接口的信令,实际是指V5接口协议的消息;V5协议包含5个不同的子协议,它们分别是:
üPSTN协议
ü控制协议(CONTROL)
ü链路控制协议(LINKCONTROL)
ü承载通道控制协议(BEARERCHANNELCONTROL)
ü保护协议(PROTECTION)
以下从功能方面对这五个协议进行描述:
1.2.1PSTN协议
电话用户的呼叫是由交换机受理和控制的;一次呼叫的过程是主叫摘机,拨被叫号码,被叫应答,开始讲话,挂机.对应于用户的这些操作,交换机应完成以下步骤:
1.送拨号音
2.收号
3.号码分析
4.呼叫被叫用户
5.被叫应答
6.拆线
对于与交换机直接相连的用户(用户A),交换机可以直接监视用户的状态并进行呼叫处理;但对于接入网用户(用户B),交换机无法直接监视其状态;接入网用户的状态是由AN监控的,当接入网用户的线路状态改变时(比如摘机,挂机,脉冲信号等),则由AN对其解释,并以PSTN消息的形式将用户线路状态在V5接口的信令通道上传递到LE侧,然后由LE侧进行相应的呼叫处理;如果交换机正在处理的呼叫的被叫为接入网用户,交换机也会在V5接口的信令通道上发相应的PSTN消息到AN侧。
因此PSTN协议用于在V5.2接口上传送PSTN的模拟线路状态。
将AN用户的线路状态信令(模拟信号)转化成V5消息(PSTN协议消息,数字信号)传到LE。
AN把用户线路信号解释成PSTN消息,经过中继传送到LE,LE来处理呼叫,并提供收号器、信号音发生器等资源设备。
图1-3用户话机与交换机的连接
关于V5接口的消息
一个完整的V5消息包括协议鉴别语,第三层地址,消息类型及相关信息单元,在此只对各协议的消息类型做简单介绍
PSTN消息类型:
消息类型
名称
方向
ESTABLISH
建立
双向
ESTABLISHACK
建立确认
双向
SIGNAL
信号
双向
SIGNALACK
信号确认
双向
DISCONNECT
拆线
双向
DISCONNECTCOMPLETE
拆线完成
双向
STATUSENQUIRY
状态查询
LE->AN
STATUS
状态
AN->LE
PROTOCOLPARAMETER
协议参数
LE->AN
图1-4PSTN协议消息类型
1.2.2BCC协议
仅靠PSTN协议并不能完成对接入网用户的呼叫处理;对于接入网用户的每次呼叫,交换机侧启用BCC协议给用户端口分配一个承载通道,用户所听到的拨号音由交换机侧经该承载通道用户端口传递到接入网侧,而用户的双音频拨号则由AN侧经同一承载通道传递到LE侧(用户的脉冲拨号则经信令通道传递到LE侧,LE收到第一位号码后切断拨号音);在呼叫结束后,BCC协议则释放该承载通道。
承载通道的分配与用户端口没有对应关系,或者说是动态的;V5.2接口的集线功能,就是以这种方式实现的。
1个V5接口可以有几百个BC(承载通道),以集线比1:
5可接几千个话机,在LE控制下,BCC协议决定怎么分配这些BC,AN侧没有权利来分配这些BC。
BCC协议只支持AN用户端口和V5.2接口之间的连接。
不支持在接入网内的交换(即接入网内用户端口到用户端口的连接)。
当业务需要多时隙捆绑连接时,应由V5接口上的一个2M链路提供,因此V5接口不支持2M链路间的多时隙捆绑连接。
BCC协议的消息类型和相关信息单元
消息
名称
方向
ALLOCATION
分配
LE->AN
ALLOCATIONCOMPLETE
分配完成
AN->LE
ALLOCATIONREJECT
分配拒绝
AN->LE
DEALLOCATION
解除分配
LE->AN
DEALLOCATIONCOMPLETE
解除分配完成
AN->LE
DEALLOCATIONREJECT
解除分配拒绝
AN->LE
AUDIT
审计
LE->AN
AUDITCOMPLETE
审计完成
AN->LE
ANFAULT
AN故障
AN->LE
ANFAULTACK
AN故障确认
LE->AN
PROTOCOLERROR
协议差错
AN->LE
图1-5BCC协议消息类型
从以上对PSTN及BCC协议的描述可以看出,接入网用户从发起呼叫到呼叫结束,在V5接口上只需启用PSTN和BCC协议即可。
在一般情况下,这两个子协议的信息量也比其它子协议的信息量大,尤其是PSTN子协议。
1.2.3控制协议
控制协议由用户端口控制和V5接口控制两部分组成:
用户端口控制协议用于用户端口的阻塞控制(PSTN)和激活控制(ISDN),以实现对用户端口的维护;V5接口公共控制协议规定了V5接口重新指配和重新启动的实现,以及完成变量和接口ID的核实和解除用户端口阻塞等功能,以实现V5接口上的维护。
CONTROL协议的消息和相关信息单元
消息类型
解释
方向
PORTCONTROL
端口控制
双向
PORTCONTROLACK
端口控制确认
双向
COMMONCONTROL
公共控制
双向
COMMONCONTROLACK
公共控制确认
双向
图1-6CONTROL协议消息类型
1.2.4链路控制协议
链路控制协议:
用于每个2M链路的识别、控制,故障时进行阻塞。
由于每个V5接口可以有1~16个2M组成,因此为了区分每个2M,V5接口给不同2M以不同的链路标识,同一个2M在AN与LE侧链路标识必须相同,同时为了防止出现同一个2M在AN与LE侧链路标识不相同的情况,链路控制协议可以执行链路身份识别程序:
对同一个2M在AN侧与LE侧的链路标识进行识别。
同时为了防止某些2M故障而影响业务,链路控制协议还需要进行链路维护:
故障时使其脱离业务,故障恢复时使其重返业务:
当任一条2M链路出现故障时,将由LE决定进行链路阻塞,释放该链路上用于业务的可交换连接,并在同一V5.2接口上的其它链路上重建半永久连接等连接。
链路阻塞和解除阻塞
从AN到LE存在两种不同类型的阻塞请求:
可延迟的和不可延迟的阻塞请求。
AN可以申请不可延迟的阻塞请求,是否接受阻塞请求由LE决定,然后,LE将释放该链路上所有可交换连接,在同一V5.2接口的其它链路上重建半永久连接,然后向AN发送“阻塞指示”。
AN也可以申请可延迟的链路阻塞请求,LE接收到该消息后禁止该链路上所有未分配的承载通路用于进一步分配,并等待到所有承载通路(分配用于即时业务)被解除分配。
之后,LE半永久的连接的保护。
完成上述过程后,LE向AN发送“阻塞指示”。
当不可延迟的阻塞请求被LE拒绝,而且从AN来看,这个链路阻塞是紧急和必要的,AN能够立即阻塞V5.2接口上的链路。
在V5.2接口只有一个2048kbit/s链路的情况下,也使用这个规程。
此时一个链路的阻塞将导致整个接口业务的中止。
链路控制协议的消息类型及相关信息单元:
消息
名称
方向
LINKCONTROL
链路控制
双向
LINKCONTROLACK
链路控制确认
双向
图1-7LINKCONTROL协议消息类型
1.2.5保护协议
一个V5.2接口最多由16个2048Kbit/s链路构成,根据V5.2协议结构,一条通信通道(也叫C路径)可以传送与多个2048Kbit/s链路有关联的信息,一条通信路径的故障将影响大量用户的业务,特别对于BCC协议、控制协议和链路控制协议,在有关通信路径出现故障情况下,所有的用户端口将受到影响。
比如:
如果BCC协议的通信路径出现故障,V5接口将无法分配承载通道,接入网用户的呼叫也不可能进行。
为了提高V5.2接口的可靠性,V5.2接口提供出现故障情况时的通信路径切换的保护程序。
当V5.2接口检测到链路故障或链路阻塞时,LE或AN中的系统管理自动触发保护切换程序,或者根据维护需要由操作者通过管理接口触发,将C路径切换到正常的备用C通道上面去。
保护机制将用于保护所有活动的C通路。
保护机制还将保护用于控制保护切换的保护协议C路径本身。
保护协议不保护承载通道,也就是在承载通路所属的2048KBIT/S链路出现故障的情况下,这些承载通路上的用户连接将出现故障。
用户必须重新发起呼叫,在其它承载通路上进行连接。
保护协议仅在V5.2接口由多个2048Kbit/s链路构成时使用。
每一个由多个2048Kbit/s链路构成的V5.2接口,必须具有保护组一(主、次链路),如果指配,则具有保护组二。
保护协议的消息类型和信息单元:
消息类型
名称
方向
SWITCHOVERREQ
切换请求
AN->LE
SWITCHOVERCOM
切换命令
LE->AN
OSSWITCHOVERCOM
OS切换命令
LE->AN
SWITCHOVERACK
切换确认
AN->LE
SWITCHOVERREJ
切换拒绝
双向
PROTOCOLERROR
协议差错
AN->LE
RESETSNCOM
复位序号命令
双向
RESETSNACK
复位序号确认
双向
图1-8保护协议消息类型
1.3PSTN呼叫控制流程
V5.2用户呼叫需要BCC协议、PSTN协议和国内呼叫实体之间共同配合完成,V5.1用户由于承载通路已与AN用户端口一一对应连接,没有承载通路连接协议进行动态分配承载通路的过程,下面各图举例表示PSTN协议,承载通路连接协议与国内协议之间的消息交互流程。
如果是V5.1接口的呼叫,流程中没有承载通路连接协议信息流程配合。
AN作为主叫的PSTN呼叫流程如图1-9所示:
图1-9AN用户作为主叫的PSTN呼叫流程
图中示例的双音信号透过承载通道由LE侧的双音收号器进行接收。
AN用户起始呼叫,互不控制释放形式,主叫先挂机,略去回发的信号确认消息。
对于AN用户被呼叫的情况,呼叫流程大致与AN起呼相同,只是呼叫起始建立的信号顺序、信息单元有所区别,呼叫建立阶段信号流程如图1-10。
图1-11AN用户作为被叫的PSTN呼叫流程
1.4V5接口几个概念
(1)通信路径(C路径:
CommunicationPath)
物理C通道是V5接口上指配用来运载V5消息或ISDND通路消息的64kbit/s时隙。
对于在物理C通道上的各类消息来说,相当于各有一条通路,称为C路径,比如有控制协议的C路径,保护协议的C路径等。
对于C路径我们可以这样来理解,对照OSI七层结构,整个V5协议分为3层:
物理层(由2M链路板构成),数据链路层(即C路径),网络层(即V5的5个子协议),因此有一种网络层的协议就有一条C路径与之对应。
正常情况下,有些V5子协议的C路径信息量较少,单独将它们放在一条物理C通道上运载就显得通道利用率不高,因此可以将V5的各类消息以及ISDND通路消息可以复用在一个或若干个物理C通道上传递,即在一个物理C通道上可以运载多条C路径,以此来提高物理C通道的利用率。
在一个物理C通路上运载的C路径组合(不包括用于保护协议的C路径)构成一个逻辑C通路,见图1-12和图1-13。
一个V5.2接口可以有多个逻辑C通道。
V5接口各协议的C路径除保护协议的C路径外,只能在一条物理C通道上运载,即在V5接口上,对于这四个协议只有一条逻辑C通道包含其C路径。
对于ISDN用户,一个或多个端口的每一个ISDNDs类型、p类型、f类型都构成一个C路径。
图1-12C路径、逻辑C通道与物理C通道的关系
(一)
图1-13C路径、逻辑C通道与物理C通道的关系
(二)
由于一个V5接口可以有多条逻辑C通道,为了区分不同的逻辑C通路,V5接口采用不同的逻辑C通道标识来区分,因此同一个V5接口中不允许出现标识相同的两条逻辑C通道。
(2)链路标识
由于V5.2接口由多个2M链路组成,为了唯一地确定一个2M,在两侧对每个2048Kbit/s链路指定一个链路标识(链路ID),为0~255之间一个整数值,而且两侧必须相等,在同一个V5.2接口内不能重复。
(3)主链路与次链路
主链路是多链路V5.2接口中的一个2048kbit/s链路,其TS16用于运载保护协议、控制协议、链路控制协议和BCC协议的C路径。
或者说:
运载保护协议、控制协议、链路控制、和BCC协议的时隙(物理C通道)所在的链路为主链路。
PSTN信令协议及ISDN的C路径也可以运载在主链路的TS16上。
次链路的TS16运载保护协议并作为主链路TS16上其它C路径的备用C通路。
每个V5.2接口只能有一条主链路和一条次链路。
(4)主用C通路与备用C通路
主用C通路是正在运载逻辑C通路的物理C通路。
当主用C通路停止运载逻辑C通路时,它就成为一个备用C通路;反之,一旦备用C通路运载逻辑C通路时,就成为主用C通路。
主用C通路也叫活动C通路。
(5)保护组
保护组指V5.2接口上的物理C通道的组合。
分为保护组一和保护组二。
保护组一由主链路和次链路的物理C通道组成,即一条主用物理C通道,一条备用物理C通道。
其余的物理C通道构成保护组二,保护组二最多三条备用。
一个V5.2接口肯定有保护组一。
根据需要,也可以建立保护组二。
综合以上几点:
PSTN协议和ISDN的C路径既可以在保护组一的物理C通道上运载,也可以在保护组二的物理C通道上运载;保护协议的C路径在主次链路的TS16上同时运载;其它协议的C路径只在主链路的TS16上运载。
(6)相关概念之间的关系
我们以图1-14说明以上概念之间的关系:
本地交换机和接入网之间有一个V5接口,使用6个2M链路,链路标识(区分2M)依次为0,1,2.......5;其中链路标识为0,2的两条链路分别为主链路和次链路;PSTN协议的C路径在标识为3的链路的TS16上运载;接入网的ISDN用户分为两组,两组用户端口的D通路分别在标识为3,4的链路上运载,链路标识为5的Ts16作为保护组二的备用C通道。
图1-14V5.2接口举例
根据以上说明,可以得出:
该V5.2接口采用保护组二,共5个物理C通道(其中保护组一2个),3个逻辑通道。
图1-15V5.2接口相关概念的关系
1.5V5接口的应用
一个AN可以有多个V5接口,能够连接到一个或多个LE上;一个V5接口的所有链路必须全部连接到一个LE上。
如下图所示,AN1通过两个V52接口和LE1连接(分别有16个及2个2M链路);AN2则通过两个V5.2接口与LE1和LE2连接(分别有8个2M和16个2M)。
图1-16多个V5接口的应用
一个用户端口只能通过一个V5接口提供接入服务。
即使接入网与LE之间有多个V5接口,它们之间也没有互助关系。
如图1-16所示,用户A、B、C和D、E分别通过接口1及接口2与交换机LE1连接,即LE1分别通过这两个V5.2接口向这些用户提供业务。
如果接口1中断,则A、B、C的业务中断,但D、E不受影响。
反之亦然。
无论LE或AN都可以有多个V5接口,为了区分不同的V5接口,采
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