Система цифровой сигнализации частных линий связи (DPNSS)

Введение

Система цифровой частной сетевой сигнализации (DPNSS) — это сетевой протокол, используемый на цифровых магистральных линиях для подключения к АТС. Он поддерживает определенный набор функций взаимодействия сетей. DPNSS была первоначально разработана компанией British Telecom. Спецификация протокола определена в документе BTNR188. В настоящее время спецификация находится в ведении Консультативного комитета по сетевой совместимости.

История

DPNSS была разработана в начале 1980-х годов компанией BT или ее предшественником Post Office Telecommunications, поскольку признавалось, что новый продукт Digital Private Circuit Primary Rate под названием 'Megastream' должен был охватить рынок как для передачи данных, так и голоса, причем последний был значительно больше из-за рынка PBX. В то время BT определяла, какую сигнализацию можно использовать на своих выделенных линиях, и, хотя доля компании в продажах PBX была незначительной, производители PBX попросили ее разработать стандарт, чтобы предотвратить создание множества несовместимых протоколов PBX. В соответствии с правилами либерализации того времени (1979 г.) BT было запрещено производить, продавать или поставлять PBX более чем на 200 абонентов. Цифровые PBX на основе PCM только начинали появляться на рынке, представленные моделями Plessey PDX (лицензионная версия ROLM CBX) и GEC SL1 (лицензионная версия Northern Telecom SL1). Было признано, что корпоративные клиенты захотят объединить эти системы в сеть по всей стране. В то время межсоединение с использованием сигнализации 'CAS' было медленным, а межрегистровая сигнализация MF5, разработанная на основе протоколов сигнализации PSTN, была сложной и не поддерживала достаточного количества функций. Поддержка DPNSS как собственного протокола сигнализации BT также отличала услуги частных каналов связи BT от услуг ее нового конкурента Mercury Communications. DPNSS представляла собой активное (и успешное) сотрудничество между производителями PBX и BT, которое началось относительно медленно (BT и Plessey), но быстро расширилось с участием MITEL, GEC, Ericsson, Philips и, в конечном итоге, Nortel, что позволило создать мощный и многофункциональный протокол. BT и некоторые британские производители продвигали DPNSS в ECMA и CCITT (ITU), но в конечном итоге стандартизационные органы предпочли Q931 и QSig, и DPNSS была признана устаревшей. Тем не менее, элегантность протокола и его совместимость с функциями PBX обеспечили его распространение в Европе, в отличие от гораздо более медленного внедрения QSig. Также предпринимались попытки (в 1984 году) внедрить DPNSS в Северной Америке. К сожалению, структура создания стандартов в Северной Америке, по-видимому, препятствовала сотрудничеству производителей, а организация по стандартизации ANSI не проявляла интереса к созданию стандартов взаимодействия PBX. Версия 1 BTNR188 (DPNSS) была выпущена в 1983 году, а последняя версия DPNSS, выпущенная в 1995 году (версия 6), включала совместимость с функциями ISDN, представленными в V5. Облегченная версия DPNSS под названием 'APNSS' была разработана с использованием аналоговых линий (иногда сжатых) и модема для поддержки сигнализации D-канала.

DPNSS was developed in the early 1980s by BT, or its forerunner, Post Office Telecommunications in recognition that the emerging Digital Private Circuit Primary Rate product 'Megastream' had to address the market for both data and voice, the latter being significantly greater because of the market for PBXs. At the time, BT dictated what signalling could be used on its leased lines and, whilst it only had a minority interest in the sales of PBXs, was requested by the PBX manufacturers to produce a standard to prevent the creation of a plethora of conflicting PBX protocols being developed. Under the liberalization rules of the day (1979), BT was barred from manufacturing, selling or supplying PBXs of more than 200 extensions. Digital (PCM based) PBXs were just starting to come into the marketplace with the Plessey PDX (a licensed version of the ROLM CBX) and the GEC SL1 (a licensed version of the Northern Telecom SL1). It was recognised that corporate customers would wish to network these systems across the country. At the time, 'CAS' inter node signaling was slow and inter register signaling MF5, developed from PSTN signalling protocols, was complex and would not support sufficient features. The support for DPNSS as BT's own signalling protocol also differentiated BT's private circuit's services from those of its emerging rival Mercury Communications. DPNSS was an active (and successful) collaboration between PBX manufacturers and BT which started relatively slowly (BT & Plessey) but quickly snowballed with MITEL, GEC, Ericsson, Philips and eventually Nortel all joining to create a powerful and feature rich protocol. BT and some of the UK manufacturers championed DPNSS into ECMA and CCITT (ITU) but it was eventually deprecated by the standards bodies in favour of Q931 and QSig. Nevertheless, the elegance of the protocol and its compatibility with PBX features ensured the adoption DPNSS actually grew in Europe, compared to the much slower take up of Qsig. There were also attempts (during 1984) to take DPNSS into North America. Unfortunately the structures for the creation of standards in North America seemed to prevent manufacturer collaboration as a route forward and the ANSI standards body was not interested in creating PBX interworking standards. Version 1 of BTNR188 (DPNSS) was issued in 1983; the last version of DPNSS to be released 6 in 1995 included compatibility with ISDN features released in V5. A lightweight version of DPNSS 'APNSS' was developed using analogue trunks (Sometimes compressed) and a modem to support D channel signalling.

Обзор Протокола

Слой 1 (CCITT) ITU G703 определяет физический и электрический интерфейс. G704 определяет структуру кадра для передачи потока данных 2,048 Мбит/с по каналу связи. G732 определяет распределение этой структуры кадра на 32 дискретных 64 Кбит "канала", из которых 0 используется для синхронизации кадров, а 16 (только по соглашению) выделяется для сигнализации общего канала. Речь передается в формате G711. На слое 2 временной слот 16, 64 Кбит/с работает по протоколу HDLC LAPB, поддерживая до 60 PVC или DLC (соединений каналов передачи данных) (30 непосредственно связанных с каналами передачи и 30 для несвязанных сообщений), как это описано в спецификации. Следовательно, при максимальной загрузке каждый потенциальный канал трафика может иметь два одновременных канала данных для обмена сообщениями. Следует отметить, что HDLC работает как система статистического мультиплексирования. При низкой загрузке трафика одно сообщение об установлении соединения получит доступ к полной пропускной способности 64 Кбит/с (с учетом служебной информации). DPNSS – это протокол 3-го уровня, функционирующий как сигнализация общего канала. Функциональность разделена на уровни (что, запутанно, не имеет отношения к уровням модели OSI). Уровни 1–6 обеспечивают простое установление соединения (вызов/разрыв соединения) и являются минимальными требованиями для соответствия PBX протоколу DPNSS. Остальные уровни предназначены для телефонных функций, дополнительных услуг или административных функций. Следует отметить, что поддержка "уровней" PBX не обязательно является последовательной. Некоторые уровни взаимозависимы, но PBX может не поддерживать некоторые уровни (выше 6) и поддерживать другие. DPNSS – это протокол с обязательным подтверждением, то есть на каждую отправленную инструкцию необходимо получить соответствующий ответ от другого PBX, иначе сообщение будет повторно отправлено (до истечения времени ожидания). Это означает, что при взаимодействии двух PBX функции, инициированные на PBX A, должны быть подтверждены PBX B, даже если эта функция не поддерживается. DPNSS передает свои протокольные сообщения в виде коротких строк текста IA5. Поэтому его гораздо проще интерпретировать в исходном виде, чем Q931/Qsig или H323/H450, и он является предшественником простого текстового формата SIP.

Layer 1(CCITT) ITU G703 defines the physical and electrical interface. G704 defines the Frame structure of the 2,048 Mbs sent across the link. G732 defines the allocation of that frame structure into the 32 discrete 64 Kbit 'channels', of which 0 is used for alignment of the frames and 16 is (by convention only) allocated to common channel signalling. Speech is carried as G711. Layer 2 Timeslot 16, 64Kbs operates as HDLC LAPB, to support up to 60 PVCs or DLCs (data link connections) (30 directly associated with the bearer channels and 30 for unrelated messages) as the specification describes them. Therefore, at maximum operation, each potential traffic channel can have two simultaneous data channels available for messages. Note that HDLC operates as a statistical multiplexing system. When traffic deltas are low, a single call establishment message will have access to the full 64Kbs (allowing for overheads). DPNSS is a layer 3 protocol functioning as common channel signalling. The functionality is divided into Levels (confusingly nothing to do with OSI layers.) Levels 1 6 deal with simple call establishment (make call/break call) and are the minimum requirements by which a PBX can be said to be DPNSS compatible. The remaining levels are allocated to telephony features, supplementary services or to administrative features. Note that support of 'levels' by a PBX is not necessarily incremental. Some levels are interdependent but a PBX may omit support of some levels (above 6) and support others. DPNSS is a compelled protocol in that each instruction issued must be met with an appropriate response from the other PBX otherwise the message is re transmitted (until timer expiry). This means that when interworking two PBXs features invoked on PBX A must be acknowledged by PBX B even if that feature is not supported. DPNSS carries its protocol messages as short strings of IA5 text. It is therefore much easier to interpret in its native form than Q931/Qsig or H323/H450 and a precursor to the plain language format of SIP.

Практические советы

Поскольку HDLC может успешно работать в условиях невысокого качества передачи данных (с большим количеством ошибок), DPNSS будет функционировать по каналу связи 2 Мбит/с, работающему без надлежащей синхронизации (плезиохронно), и по соединениям низкого качества (включая соединения с плохо обжатыми разъемами). При настройке АТС для работы с соединением DPNSS один из концов должен быть определен как первичный или "А". Это требование протокола и никак не связано с синхронизацией канала связи. Однако такие плохо синхронизированные каналы не рекомендовались к использованию из-за проблем, возникающих при передаче факсимильных сообщений и/или другой модемной связи, которые не были учтены в спецификации протокола.

DPNSS и VoIP

Для протокола, разработанного в 1980-х годах, DPNSS изначально сильно отличается от VoIP. Однако многие гибридные VoIP-АТС, предлагаемые производителями по всему миру, оснащены встроенными платами DPNSS. В противном случае необходим преобразователь протоколов. Коммерчески доступное оборудование позволяет преобразовывать DPNSS в Q. Sig. Важно отметить, что также возможно туннелирование DPNSS и сопутствующего PCM (G711) по IP-сети. Это может быть реализовано как соединение точка-точка, где IP-сеть передает пакетизированную речь со скоростью N x 64 Кбит/с и отдельный IP-канал сигнализации для передачи номинальных 64 Кбит/с сигналов DPNSS. Более сложное решение использует интеллектуальные функции на границе IP-сети для маршрутизации голоса к нужному узлу. Это и есть Voice VPN. Следует отметить, что это не следует путать с технологией "Voice VPN", использовавшейся до появления VoIP и основанной на интеллектуальной маршрутизации вызовов в TDM-платформах коммутации, таких как Nortel DMS100 и узлы АТС клиентов.

Критика

Некоторые критики DPNSS утверждают, что он определен слишком расплывчато и допускает излишнюю свободу в интерпретации форматов сообщений и таймеров. Также часто ошибочно полагают, что DPNSS является полупроприетарным и позволяет подключать только АТС одного производителя, например, Siemens к Siemens, Mitel к Mitel и так далее. Однако опыт показывает, что это не соответствует действительности: платформа FeatureNet компании BT (Nortel DMS100), работающая по стандарту DPNSS, успешно взаимодействовала со многими типами АТС, представленными на рынке Великобритании. Более того, при первой коммерческой реализации DPNSS (в правительственной телефонной сети GTN в 1983 году) компания BT настояла на использовании АТС разных производителей для построения ядра сети, чтобы на практике продемонстрировать совместимость оборудования.