Протоколы сигнализации на мобильных сетях

Введение

Сотовая связь - весьма заметное явление в технике связи. В настоящее время информационный сектор является самым динамичным в мировой экономике. В свою очередь, в информационном секторе наиболее быстро развивается сотовая связь. Связь - одна из основных составляющих инфраструктуры, она должна обеспечивать передачу и распределение всевозможных информационных потоков, необходимых для удовлетворения нужд народного хозяйства, производства и населения.

Последние десятилетия характеризуются все более значительным воздействием компьютерных технологий на телефонию. Это обусловлено и появлением новых идей в области протоколов межстанционной сигнализации. Появление систем коммутации с программным управлением привело к идее принципиально новой системы сигнализации по общему каналу.

Качественную передачу информационных сигналов в сетях подвижной связи обеспечивает ее собственная система управления. Информация, служащая для управления системой, называется сигнальной информацией. В качестве эталонной системы для передачи сигнальной информации используется эталонная модель OSI (Open System Interconnection - открытая система взаимных соединений). В этом контексте открытой называется система, которая может взаимодействовать с другими в соответствии с заранее определенными протоколами. Модель задает набор стандартных процедур, устанавливающих правила обмена сигнальной информацией между терминалами, процессорами, сетями. Благодаря взаимному использованию этих процедур каждая система оказывается открытой для других систем.

Для управления сетями подвижной связи используют систему общеканальной сигнализации ОКС №7, которая разработана и развивается в соответствии с эталонной моделью OSI. Система ОКС №7 содержит подсистему сетевых услуг и подсистемы пользователя, различные для разных стандартов.

Система ОКС №7 соответствует требованиям к протоколу общеканальной сигнализации и обладает огромным потенциалом:

многоуровневая архитектура протокола ОКС №7, возможна модернизация отдельных компонентов, протокола сигнализации, не затрагивая других его частей;

универсальность системы сигнализации для разнообразных применений, включая телефонию, передачу данных, услуги ISDN, услуги для абонентов сетей мобильной связи, а также функции сетевого управления, эксплуатации и технического обслуживания;

обеспечение надежности связи, при которой потеря одного звена сигнализации не должна оказывать значительное отрицательное влияние на качество обслуживания в сети связи;

наличие качественных спецификаций, достаточно исчерпывающих для того, чтобы обеспечить различным производителям АТС самостоятельное введение протокола ОКС №7.

Разработанная по этим требованиям система общеканальной сигнализации №7 стала применяемым во всем мире стандартом для международных и национальных телефонных сетей.

Протокол ОКС №7 обеспечивает все преимущества ОКС 6 по обслуживанию вызовов и предоставляет также новые возможности по созданию телекоммуникационных услуг. Это осуществляется, в частности, с помощью подсистемы обеспечения возможностей транзакций (ТСАР) и организуемых на базе прикладной подсистемы подвижной связи стандарта GSM (МАР), прикладной подсистем интеллектуальной сети INAP и др.

Целью разработки протокола ОКС №7 является высокая надежность передачи информации с минимальной задержкой, без потерь и без дублирования сигнальных сообщений. Основополагающим документом, описывающим систему сигнализации №7, является рекомендации ITU (International Telecommunication Union - Международный Союз Электросвязи).

Система сигнализации №7 оказалась системой, обладающей огромным потенциалом. Она не только позволила обеспечить потребности передачи сигнальной информации для существующего к тому времени уровня развития связи, но и явилась одной из предпосылок появления новых услуг связи.

В последнее время интерес к системе сигнализации ОКС №7 в России значительно возрос, и обусловлено это широким внедрением цифровых систем коммутации, поддерживающих ОКС №7 , и созданием цифровых сетей связи на всех уровнях иерархии Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации (ВСС РФ)

1.Общая часть

.1 архитектура ОКС №7

.1.1 Преимущества общеканальной сигнализации

Сущность ОКС№7 заключается в передаче всех линейных и управляющих сигналов, необходимых для функционирования множества речевых каналов по одному каналу передачи данных. При этом все сигналы собираются в пакеты - сигнальные единицы и снабжаются заголовком. Система сигнализации ОКС №7 ориентирована на использование каналов передачи данных со скоростью 64 Кбит/с.

ОКС является внеполосной сигнализацией. Внеполосная сигнализация устанавливает отдельный цифровой канал для обмена сигнальной информацией. Этот канал называется сигнальным звеном. Сигнальное звено используется для переноса всех необходимых сигнальных сообщений между узлами. Таким образом, использование сигнального звена для установки вызова, набора цифр, резервирования соединительного пути и передачи другой информации между коммутаторами, лучше, чем использование тракта, который, в конце концов, переносит речь.

ОКС №7 имеет следующие преимущества:

поддерживает передачу большого объема данных при высоких скоростях

­        скорость - в большинстве случаев время установления соединения не превышает одной секунды;

­         высокая производительность - один канал сигнализации способен одновременно обслужить множества телефонных разговоров;

­         экономичность - по сравнению с традиционными системами сигнализации сокращается объем оборудования на коммутационной станции;

­         надежность - достигается за счет возможности альтернативной маршрутизации в сети сигнализации;

­         гибкость - система предает любые данные, не только для телефонии, но и данные цифровых сетей с интеграцией служб (ЦСИС), сетей подвижной связи, интеллектуальных сетей и др.

­         может использовать наземные и спутниковые физические каналы передачи данных.

Сейчас ОКС №7 является обязательным элементом следующих цифровых сетей связи:

­        телефонной сети общего пользования - ТФОП;

­         цифровой сети с интеграцией служб - ЦСИС;

­         сети связи с подвижными системами - ССПС);

­         интеллектуальной сети - ИС.

Взаимодействие данных сетей также осуществляется посредством ОКС №7 с использованием специализированных протоколов TUP, ISUP, MAP, INAP (Рисунок 1.1)

Рисунок 1.1. Взаимодействие цифровых сетей по протоколам ОКС №7

.1.2 Взаимодействие ОКС №7 с эталонной моделью ВОС

Одна из проблем развития связи заключается в обеспечении совместимости средств связи, разрабатываемых разными производителями. Для решения этой проблемы средства связи должны работать по определенным правилам, которые закреплены в международных рекомендациях и стандартах, использующих универсальный язык и способы описания. Для описания функциональной архитектуры средств, связи используется эталонная модель взаимодействия открытых систем ВОС(Open System Interconnection, OSI -в английской аббревиатуре) (Рисунок 1.2).

Эталонная модель ВОС имеет следующие семь уровней:

Уровень 1: Физический (Physical Layer)

Содержит функции, которые обеспечивают использование физической среды для передачи битов. (коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель, спутниковый канал). К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных (полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и др.). А также определяются характеристики электрических сигналов, передающих дискретную информацию, например, крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов.

Уровень 2: Канальный (Date Link Layer)

Задачами этого уровня являются - проверка доступности среды передачи ,а также обнаружение и коррекция ошибок. На канальном уровне последовательность из нулей и единиц собирается в структурированные группы - кадры или пакеты.

Уровень 3: Сетевой (Network Layer)

Этот уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей. Внутри сети доставка данных обеспечивается соответствующим канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень, который и поддерживает возможность выбора маршрута передачи сообщения.

На сетевом уровне определяются два вида протоколов. Первый вид - сетевые протоколы (routed protocols) - реализуют продвижение пакетов через сеть (IP - в стеке протоколов TCP/IP и IPX стека Novell), и протоколы маршрутизации (routing protocols) - протоколы обмена маршрутной информацией.

IP и IPX -протоколы не гарантируют доставку пакетов до узла назначения, но стараются это сделать

Уровень 4: Транспортный (Transport Layer)

Транспортный уровень отвечает за то, что данные будут гарантированно доставлены по сети без искажений. Транспортные протоколы - TCP и UDP стека TCP/IP и SPX стека Novell выполняют эту задачу. На этом уровне принимающая станция генерирует подтверждение того, что пакет получен полностью.

Уровень 5: Сеансовый (Session Layer)

Обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляя средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, а не начинать все сначала.

Уровень 6: Представление данных (Presentation Layer)

Уровень представления данных переводит данные в формат, который могут прочитать получатель и отправитель. В дополнение к этому возлагается сжатие и кодирование информации.

Уровень 7: Прикладной (Application Layer)

Прикладной уровень - это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например, с помощью протокола электронной почты. К функциям уровня 7 причисляют также связанные с сообщением характеристики обработки, необходимые для управления процессом связи, как например, вид сообщения, требования к качеству, имя и адрес партнера по связи или процесса обработки на ЭВМ, разрешение (право) и защита данных (засекречивание).

Рисунок 1.2. Эталонная модель ВОС

Каждый уровень добавляет к данным собственный заголовок. Когда данные поступают на каждый уровень, из этого заголовка извлекается содержащаяся в нем информация. Иногда в этой информации имеется дополнительный заголовок, сообщающий уровню, что он должен передать данные дальше - вверх или вниз - по модели. В конце концов, данные попадают на нужный уровень.

В данной модели более низкий уровень всегда предоставляет услуги более высокому уровню. Сообщения, используемые для взаимодействия между разными уровнями одной системы, называются примитивами. А сообщения, используемые для взаимодействия между одинаковыми уровнями разных системам, называются протоколами.

.1.3 Принципы построения систем сигнализации по общему каналу

Системы сигнализации появились вместе с телефонной сетью. В системах телефонной связи сигнальная информация передавалась в тех же каналах, что и разговорная. Этого было достаточно, поскольку сигнальная информация составляла ничтожную часть от разговорной. С появлением систем передачи, обеспечивших уплотнение физических линий и организацию множества каналов в каждой из них, объем сигнальной информации начал увеличиваться, и для сигнальной информации стали выделять отдельные каналы. Появилась широко распространенная и сегодня система сигнализации по двум выделенным сигнальным каналам.

С развитием цифровых сетей, дополненных новыми услугами, появлением ЦСИС, ИС и т.д. возможности 2ВСК также оказались исчерпанными, и были разработаны системы сигнализация по общему каналу (ОКС). В основе ОКС лежит принцип отделения системы сигнализации от телефонной связи, в том числе и на уровне построения сети. Последнее означает, что сеть системы сигнализации ОКС не обязательно совпадает с сетью телефонной связи.

Основными элементами сети ОКС № 7 являются пункты сигнализации (SP - Sig- nalling Point) и транзитные пункты сигнализации (STP - Signalling Transfer Point). Очевидно, что STP дает возможность оптимизировать построение сети. Для построения сети ОКС № 7, как правило, используются два варианта: квазисвязанный и связанный. Квазисвязанной сеть ОКС № 7 называется тогда, когда топологически сеть ОКС № 7 не совпадает с базовой (например, телефонной) сетью. Соответственно сеть ОКС № 7 называется связанной в противном случае.

Такое построение сети ОКС № 7 стало возможным благодаря принципам реализации общего канала сигнализации. В отличие от 2ВСК, где для целей сигнализации был выделен 16-й канальный интервал для всех каналов, образующих 30-канальный тракт ИКМ, сигнальная информация ОКС № 7 может передаваться в любом из каналов, в том числе и не принадлежащем заданной 30-канальной группе. Система ОКС базируется на адресации сообщений, и с этой целью в ОКС № 7 предусматриваются следующие разновидности сигнальных единиц:

- заполняющая сигнальная единица (FISU - Full-in Signal Unit);

сигнальная единица (LSSU - Link Status Signal Unit);

- информационная сигнальная единица (MSU - Message Signal Unit).

Сигнальная единица FISU передается в канале ОКС № 7 постоянно при отсутствии какой-либо информации и имеет длину 6 октетов (байтов). Сигнальная единица LSSU включает в себя FISU и информацию о состоянии линии SF (Status Field), содержащуюся в одном или двух октетах. Таким образом, длина LSSU составляет 7 или 8 октетов.

Сигнальная единица MSU включает в себе FISU, октет служебной информации (SIO-Service Information Octet) и информационную часть (SIF - Service Information Field) размером от 2 до 272 октетов. Таким образом, длина MSU может достигать 279 октетов.

Для последующего рассмотрения построения сети ОКС № 7 принципиально важной является организация адресации сообщений в системе сигнализации. Адресация сообщений в ОКС № 7 имеет два уровня. Первый определяет статус сети, к которой направляется сообщение. Статус сети идентифицируется в октете служебной информации SIO. Второй уровень определяет непосредственно исходящий пункт сигнализации ОКС №7. Под пунктом сигнализации вес те КС №7 (SР -Signalling Point) понимается любой объект (АТС, Центр коммутации подвижной связи и т.д.) оснащенный программно-аппаратными средствами ОКС №7.

ОКС №7 - эта система передачи данных (сигнальной информации, информации дополнительных услугах, тарификации, эксплуатационной информации и т.д.) на скорости 64 кбит/с.

С помощью протокола МТР (Message Transfer Part) - передачи сообщений реализуются физический, канальный и сетевой уровни модели взаимодействия открытых систем (ВОС). Протокол МТР в соответствии с изложенным имеет три подсистемы. При этом МТР1 определяет физические и электрические характеристики канала, МТР2 - процедуры передачи сообщений между двумя соседними пунктами "сигнализации, обнаружения и устранения ошибок, МТРЗ обеспечивает управление передачей сигнальных сообщений в сети ОКС № 7, маршрутизацию, техобслуживание, ограничение нагрузки.

Протокол ISUP (Integrated Service User Part) - пользователя ЦСИС - обеспечивает поддержку всех 22 дополнительных видов обслуживания ЦСИС в цифровой сети и основного телефонного соединения. Ранее для поддержки функций телефонного соединения использовался специальный протокол TUP (Telephone User Part), но в российской сети его функции выполняются с помощью ISUP.

Протокол SCCP (Signalling Connection Control Part) - управления сигнальными сообщениями дополняет функциональные возможности МТРЗ и обеспечивает управление передачей сигнальных сообщений в сети ОКС № 7, имеющей пункты переприема (транзита), и при взаимодействии ОКС № 7 различных сетей, например ТфОП и ССПС. ТСАР Протокол (Transaction Capability Application Part) - возможностей транзакций - является прикладным протоколом, обеспечивающим интерфейс необходимого протокола пользователя и его взаимодействие с SССР.

Протокол INAP (Intelligent Network Application Part) - пользователя интеллектуальной связи функции и процедуры системы сигнализации ОКС № 7 в интеллектуальной сети.

Протокол ОМАР (Operation and Maintenance Application Part) -пользователя сети управления и тех эксплуатации - обеспечивает необходимые функции и процедуры системы сигнализации ОКС № 7 в сети управления и тех эксплуатации.

Протокол МАР (Mobiie Application Part) - пользователя сотовой сети - обеспечивает функции и процедуры системы сигнализации ОКС №7 в сотовых сетях подвижной связи стандарта GSM.

Протокол CAP (CAMEL Application Part) - пользователя услуг IN в сотовых сетях - обеспечивает функции и процедуры системы сигнализации ОКС № 7 при взаимодействии интеллектуальных сетей и сотовых сетей подвижной связи стандарта GSM. CAMEL расшифровывается как Customized Applications for Mobile network Enhanced Logic, т.е. протокол расширенной логики услуг для пользователей мобильных сетей . Но ОКС №7 разработана с учетом ее согласования с эталонной моделью ВОС. Система ОКС №7 также построена по многоуровневому принципу, включает четыре уровня, три из которых входят в состав подсистемы переноса сообщений MTP(Message Transfer Part - MTP) и подсистемы управления сигнальными соединениями SCCP(Signaling Connection Control Part - SCCP). Подсистемы пользователей образуют на четвертый функциональный уровень.

Но уровни модели ОКС №7 не идентичны уровням эталонной модели ВОС (Рисунок 1.3).. Нижние уровни ОКС №7 и ВОС (1 и 2)полностью согласуются. Третий уровень ОКС №7 - сеть сигнализации, не обеспечивает все функции сетевого уровня модели ВОС: не выполняются полностью функции маршрутизации. Возможности, которые содержатся на сетевом уровне модели ВОС распределены в ОКС №7 между третьим уровнем MTP и SCCP.

SCCP обеспечивает обращение подсистемы передачи сообщений к сетевой услуге. Высшие уровни модели ВОС непосредственно связываются с SCCP. Подсистема передачи сообщений MTP вместе с подсистемой управления сигнальными соединениями SCCP образуют подсистему сетевых услуг (Network Service Part - NSP). В целом модель состоит из двух основных частей:

·   подсистем пользователей и приложений;

·   подсистемы передачи сообщений MTP.

Подсистемы пользователей ОКС №7:

MTP                   передачи сообщений

SCCP                  управления соединением сигнализации

TCAP                  обработки транзакций

MAP                   пользователя подвижной связи (GSM)

ISUP                   пользователя ЦСИС

TUP                    телефонного пользователя

MUP                   пользователя подвижной связи (NMT)

HUP                    передачи сигналов управления в процессе разговора (NMT)

INAP                   пользователя интеллектуальной сети (IN)

OMAP                техобслуживания и эксплуатации

Подсистема передачи сообщений MTP является единой транспортной платформой, над которой расположены подсистемы пользователей и приложений (TUP, ISUP, MAP, MUP, HUP, INAP, OMAP, SCCP, TCAP), предназначенные для обеспечения соответствующих услуг связи.

Верхние уровни в протоколе ОКС7 включают в себя ТСАР и другие подсистемы, упомянутые выше, а также сервисные элементы прикладного уровня (ASE), подсистему эксплуатационного управления (ОМАР) и другие прикладные подсистемы. Эти уровни используют услуги, предоставляемые МТР и SCCP.

ISUP протокола ОКС7 реализует функции сигнализации, необходимые для обслуживания вызовов в сети ISDN, а также для поддержки дополнительных услуг ISDN, являясь пользователем подсистемы МТР и подсистемы SCCP.

ТСАР реализует функции, которые можно использовать в одном узле для того, чтобы вызвать выполнение процедуры в другом узле. Механизм предоставления услуг интеллектуальной сети (IN), поддерживаемый одним из сервисных элементов прикладного уровня (ASE) - подсистемой INAP, опирается на ТСА.

1.2 Подсистема пользователя цифровой сети с интеграцией служб ISUP

.2.1 Назначение подсистемы ISUP

Подсистемы пользователей и приложений ОКС №7 соответствуют верхним уровням модели ВОС. Эти подсистемы являются завершенными элементами и независимыми друг от друга. Пользователи ОКС №7 соединяются напрямую с МТР или SCCP для обеспечения сигнальной услуги "из конца в конец". Некоторые части пользователей и/или приложений одновременно могут работать по одному и тому же соединению с МТР или SCCP.

Подсистема телефонного пользователя TUP была разработана для управления установлением и разъединением телефонных соединений. В дополнение к управлению основными телефонными услугами подсистема TUP определяет процедуры и форматы для дополнительных услуг.

Подсистема пользователей данных DUP была определена на ранней стадии разработки ОКС №7 (рекомендации Q.747 или Х.61) для управления и разъединения соединений передачи данных с коммутацией каналов. Распространение подсистема DUP получила незначительное, и только некоторые операторы сетей реализовали выделенные сети передачи данных с коммутацией каналов. В настоящее время наиболее бурно развиваются сети с коммутацией пакетов, для которых не применима данная подсистема пользователя.

С внедрением технологии ISDN, предоставляющей наряду со всеми телефонными услугами и широкий спектр нетелефонных услуг, была разработана новая подсистема пользователя сети с интеграцией служб (Integrated Service User Part - ISUP). Эта подсистема полностью удовлетворяет требованиям, как по обслуживанию телефонных вызовов, так и по передаче данных, использует более современные решения, чем те, которые были определены для TUP. Подсистема ISUP устраняет необходимость в подсистемах TUP, она содержит все их функции, но эти функции реализуются более гибко. В связи с этим при внедрении ОКС №7 на ВСС РФ принято решение не использовать подсистему TUP, хотя на международной сети остается возможность работы с другими сетями, использующими подсистему TUP.

Подсистема ISUP разработана для обеспечения функций установления соединений с возможностью предоставления абонентам услуг ISDN. ISUP обеспечивает кроме сигнальных услуг, ориентированных на передачу голоса, также дополнительные функции для поддержки неголосовых соединений и тех услуг ISDN, которые используют передачу данных "из конца в конец".

Подсистема ISUP может быть использована в сетях ISDN, сетях подвижной связи, сетях передачи данных для обслуживания как абонентов ISDN, так и аналоговых абонентов.

ISUP может пользоваться транспортными услугами либо МТР, либо SCCP. Услуги МТР используются при транспортировке сигнальных сообщений, относящихся к вызову между оконечными станциями ISDN, в то время как SCCP используется для дополнительных сигнальных услуг и сигнализации "из конца в конец". Оконечные пользователи ISDN пользуются услугами через их оконечные станции. В свою очередь, оконечные станции ISDN предоставляют эти услуги, используя услуги ISUP сети ОКС №7. В итоге для оконечного пользователя ISDN подсистема ISUP не заметна.

.2.2 Услуги ISDN

Внедрение подсистемы ISUP позволяет предоставлять услуги ISDN в следующем объеме:

• услуги по передаче информации: речь (с коммутацией каналов); аудиосигнал 3,1 кГц (с коммутацией каналов) - обеспечивает возможность передачи нетелефонной информации, совместимой с речевым каналом (факс, модемная связь); цифровая информация 64 кбит без ограничений (с коммутацией каналов); пакетный режим в В и D каналах;

• услуги предоставления связи (теле услуги): телефония 3,1 кГц; телефония 7 кГц; телефакс группы 4; телетекст 64 кбит/с; видеотекс; телефакс групп 2/3; видео телефония;

• дополнительные услуги, отдельно не предоставляются, но позволяют иметь больше возможностей при предоставлении теле услуг:

·   прикладные услуги идентификации номера: прямой набор DDI, мультиплексированный номер MSN; определение номера вызывающей линии CLIP; запрет идентификации номера вызывающей линии CLIR; определение номера вызываемой линии COLP ; запрет идентификации номера вызываемой линии COLR; определение злонамеренного вызова MCID.

·   прикладные услуги направления вызова: передача вызова (СТ); перенаправление вызова при занятости СРВ (call forwarding busy); перенаправление вызова при не ответе CFNR (call ; forwarding no reply); безусловное перенаправление вызова CPU (call forwarding unconditional); отклонение вызова CD (call deflection); поиск линии (Ш); явная передача вызова (ЕСТ); одноразовая передача вызова (SCT);

·   прикладные услуги завершения вызова: вызов с ожиданием CW (call waiting); удержание вызова HOLD (call hold); завершение вызовов при занятости абонентов (CCBS); портативность терминала ТР (terminal portability);

·   многосторонние прикладные услуги: конференцсвязь CONF (conference call add on); трехсторонняя связь 3PTY (three party);

·   прикладные услуги общих интересов: замкнутая группа CUG (closed user group); выделенный план нумерации PNP (private numberation plan); многоуровневые приоритет и прерывание (MLPP);

·   прикладные услуги оплаты: международная телекоммуникационная платежная карта; уведомление об оплате, во время соединения AOC-D (advice of charge: charging information during the call); уведомление об оплате во время установленных соединений AOC-S (advice of charge: charging information at call set-up time); уведомление об оплате при завершении соединения АОС-Е (advice of charge: charging information at the end of the call); обратная оплата REV;

·   прикладная услуга передачи дополнительной информации: сигнализация пользователь--пользователь UUS (user-to-user signaling).

.2.3 Структура сообщений подсистемы ISUP

Сигнальная информация, передающаяся от подсистемы ISUP, представляется в виде значащих сигнальных единиц (MSU). Все поля в значащей сигнальной единице имеют фиксированную длину, за исключением поля сигнальной информации SIF. Поле SIF содержит информацию, предоставляемую подсистемой пользователя (в данном случае подсистемой ISUP) для передачи. Длина этого поля от 2 до 272 байтов.

Поле сигнальной информации состоит из этикетки маршрутизации, кода идентификации канала, типа сообщения и параметров. Параметры подразделяются на обязательную фиксированную часть, обязательную переменную часть и необязательную часть, как это имело место для SCCP и было показано. Код идентификации канала (CIC) имеет длину два байта и указывает номер разговорного канала между двумя станциями, к которому относится сообщение. Так, если используется цифровой тракт 2,048 Мбит/с, то пять младших битов CIC кодируют в двоичном виде речевой временной интервал. Оставшиеся же 7 битов используются, когда необходимо определить, какому ИКМ-потоку принадлежит данный речевой интервал.

Код типа сообщения состоит из поля в один байт и обязателен для всех сообщений. Этот код однозначно определяет функциональное назначение и общую структуру каждого сообщения ISUP.

Любое сообщение включает ряд параметров. Каждый параметр имеет название, которое кодируется одним байтом. Длина параметра может быть фиксированной или переменной.

Активное использование переменных и необязательных полей в сообщениях ISUP позволяет иметь гораздо более гибкую и адаптируемую к изменениям подсистему, чем TUP. В этом отношении используемые в ISUP принципы форматирования подобны принципам, описанным для SCCP в предыдущем разделе. Однако соединения SCCP не относятся к разговорному каналу и при этом используется местный условный номер для идентификации конкретной транзакции, а подсистема ISUP поддерживает канальный подход идентификации транзакции. То есть в сообщении ISUP используется номер разговорного канала для идентификации информации, относящейся к этому каналу. По этой причине в ISUP (как и в TUP) применяется код идентификации канала CIC.

.2.4 Сообщения подсистемы ISUP

Подсистему ISUP определяют используемые сообщения, параметры этих сообщений и процедуры управления вызовом между абонентами сети ISDN. В (Таблице 1) приведены сообщения подсистемы ISUP в соответствии с рекомендацией Q.767 для международного и национального использования, их обозначения и коды. В российской версии протокола ISUP-R введены некоторые дополнительные сообщения, которые разрешены для национального использования.

.3 Прикладные подсистемы пользователей сетей подвижной связи

В настоящее время в России активно развиваются системы сотовой подвижной связи, в которых используются пять основных стандартов:

• аналоговые стандарты NMT-450 и AMPS

• цифровые стандарты GSM, D-AMPS и CDMA.

Эти стандарты, в отличие от других, нашли широкое применение во многих странах мира, особенно европейских.

Для применения на федеральном уровне в России разрешается использовать стандарты GSM и NMT-450. Федеральным сетям GSM и NMT-450 выделены междугородные коды АВС=902 и 901 соответственно. В данных кодах каждой сети оператора подвижной связи выделяется двух- или трехзначный код в зависимости от емкости сети. При включении сети подвижной связи (СПС) в местную сеть может использоваться также нумерация местной сети,

При взаимодействии сетей СПС со станциями ТФОП используются системы сигнализации. рекомендованные для цифровых станций ТФОП. в том числе и ISUP-R. Для взаимодействия сетей операторов СПС также используются специальные прикладные подсистемы пользователей ОКС №7:

• для сетей стандарта GSM - подсистема MAP (Mobile Application Part)

• для сетей стандарта NMT-450 - подсистемы MUP (Mobile User Part) и HUP (Hand-Over User Part).

.3.1 Прикладная подсистема МАР пользователя мобильной связи стандарта GSM

Цифровые сотовые сети подвижной связи стандарта GSM содержат следующие элементы (рис. 1.4.):

• коммутационный центр подвижной связи MSC Mobile Switching Center) - выполняет функции установления соединений как между подвижными абонентами сети СПС, так и между абонентами сети СПС и ТФОП;

• базовая станция BS (Base Station) - реализует радиоинтерфейс с подвижным абонентом;

• контроллер базовых станций BSC (Base Station Controller) - обеспечивает управление базовыми станциями и связь с коммутационным центром;

• основной или домашний регистр местоположения HLR (Home Location Register) - содержит базу данных об абонентах, зарегистрированных в данном коммутационном центре;

• гостевой регистр местоположения VLR (Visitor Location Register) - содержит базу данных об абонентах, посетивших зону обслуживания данного коммутационного центра;

• центр аутентификации AC (Authentication Center) - обеспечивает проверку полномочия подвижного абонента и осуществления его доступа к сети связи;

• регистр идентификации оборудования EIR (Equipment Identity) - содержит базу данных, необходимых для управления идентификацией оборудования.

Рис. 1.4. - Схема построения сети подвижной связи стандарта GSM

Как указывалось выше, одним из протоколов поддержки функционирования сотовых телефонных сетей стандарта GSM является прикладная система ОКС №7 MAP. Эта подсистема базируется на протоколе ТСАР и используется для передачи информации роуминга и другой сигнальной информации из одной сотовой сети в другую (рис. 1.5.). Роуминг (от англ. to roam -бродить) - это предоставление связи подвижным абонентам при их перемещении между сетями GSM различных операторов (различными MSC).

Пользователи МАР

Рис. 1.5. - Архитектура протоколов ОКС №7 для поддержки услуг сотовой сети GSM

Подсистема МАР обеспечивает не только передачу информации между сотовыми системами, но и организует активацию тех или иных операций с удаленного конца. Например, при поступлении определенных сообщений из другой сотовой сети активизируются услуги сотовой сети, которой принадлежит вызывающий абонент, а также сообщаются в обратном направлении результаты активации тех или иных услуг.

Первоначальные спецификации подсистемы МАР были представлены в рекомендации МККТТ Q.1051 Синей книги. В дальнейшем все исследования подсистемы проводились ЕТSI. Подробную информацию о подсистеме МАР читатель может найти в документе ETS 300 599 (GSM 09.02). Национальные спецификации МАР соответствуют данным рекомендациям [14].

К основным процедурам МАР относятся:

• регистрация местоположения абонента для сохранения возможности осуществления исходящих и приема входящих вызовов в пределах всей сети, что обеспечивает возможность роуминга;

•        перерегистрация и стирание предыдущей информации о местоположении абонента;

•       дополнительные виды обслуживания;

•       изменение абонентских данных в регистрах HLR и VLR;

•       передача информации о тарификации и др.

Для реализации роуминга подвижному абоненту сети GSM присваиваются следующие основные номера и идентификаторы:

. Международный идентификатор подвижного абонента (International Mobile Subscriber Identificator - IMSI) - записывается в ПЗУ SIM карты, вставляемой в подвижную станцию (ПС). IMSI включает:

• код страны подвижной связи MCC - 3 знака (для России в соответствии с рекомендацией Е.212 МСС=250);

• код сети оператора MNC - 2 знака;

• номер абонента в сети оператора MSIN - 10 знаков.

. Номер сети общего пользования MS - соответствует телефонной нумерации каждой сети оператора СПС.

. Временный роуминговый номер (Mobile Station Roaming Number) - выделяется при установлении входящего соединения к абоненту-роумеру на время установления соединения, но не больше 30 с. Блок номеров MSRN выделяется из общей телефонной нумерации сети оператора СПС.

Информация о местоположении абонента должна обновляться в регистре HLR каждые несколько минут. Для этой цели прикладная подсистема МАР с помощью сообщений ТСАР передает информацию в базу данных HLR из базы данных VLR коммутационного узла, в котором временно находится мобильный абонент. Когда вызываемому абоненту поступает входящий вызов, регистр HLR определяет, каким образом можно соединиться с абонентом в зависимости от его текущего местоположения. По мере перемещения абонента из одной зоны в другую содержимое HLR постоянно обновляется с помощью сообщений ОКС №7. Такой механизм позволяет мобильному абоненту абсолютное свободное передвижение в пределах всей сети без риска потерять входящие вызовы.

Рис. 1.6. Процедуры взаимодействия сетей GSM при роуминге

На рис. 1.6. показаны основные процедуры взаимодействия сетей (GSM при входящем вызове к подвижному абоненту, который находится в данный момент в другой зоне:

- прибывший подвижный абонент фиксируется ближайшей базовой станцией в визитной сети GSM, по радио интерфейсу с базовой станцией передается его идентификатор IMSI;

- осуществляется процедура обновления данных местоположения подвижного абонента:

полученный IMSI абонента из VLR коммутационный центр визитной сети MSC 2 передает в регистр HLR; HLR проверяет право абонента на роуминг и передает подтверждение на обновление данных.

Затем следует процедура запроса/передачи абонентских данных (данные об услугах, параметры аутентификации абонента);

- в опорную сеть поступает вызов к абоненту, находящемуся в сети другого оператора GSM;

, 5, 6 - процедуры запроса/передачи временного роумингового номера MSRN для установления соединения;

- установление соединения по номеру MSRN, выделенному для подвижного абонента в зависимости от национального или международного роуминга, либо через междугородную, либо через международную сети.

Для обеспечения передачи информации между элементами сотовой сети коммутационные центры MSC, шлюзовые коммутационные центры GMSC (Gateway MSC), а также базы данных (HLR, VLR, EIR) могут выполнять функции пунктов сигнализации в сети ОКС №7.

Помимо подсистем TCAP и MTP протокол MAP также использует подсистему управления соединениями сигнализации SCCP, причем только не ориентированные на соединение классы услуг (классы 0 и 1). Основная задача SCCP при передаче сообщений роуминга заключается в пересчете глобального заголовка (Global Title - GT) в маршрутную информацию, т.е. в коды пунктов сигнализации на сети ОКС №7. SCCP обеспечивает пересчет GT в соответствии с несколькими планами нумерации. Для СПС стандарта GSM используются планы нумерации, определенные в следующих рекомендациях МСЭ-Т:

• Е.163/164 - план нумерации телефонной сети и ISDN;

• Е.214 - план нумерации ISDN и наземной подвижной сети;

• Е.212 - план нумерации наземной подвижной сети (IMSI).

Параметры сообщений SCCP, которые используются подсистемой МАР для обеспечения роуминга, включают данные с учетом специфики подвижной связи. Например, параметр "Адрес вызываемой/вызывающей стороны" включает глобальный заголовок GT, равный 0100, номер подсистемы SSN определяет устройства СПС, которые обмениваются сообщениями (MSC, HLR, VLR, EIR). Само сообщение SCCP содержит данные, которые передаются между пользователями прикладных подсистем и обрабатываются только в устройствах СПС.

2. Расчетная часть

.1 Разработка структурной схемы программы

Схема 2.1 Структурная схема программы

Структурная схема программы демонстрирует взаимосвязь отдельных модулей программы. Связь между подпрограммами, написанными на HTML, осуществляется с помощью тега <A HREF=’XXX.HTML’>…</A>. Для того чтобы осуществить связь с другими файлами, содержащими модули программы, написанные не на HTML(в данном случае это Видео.ppt и Тест.exe) используется следующий синтаксис этого тега<A HREF=’Имя папки/’>…</A>.

Пример скрипта, написанного на HTML

Диплом (ОКС №7):

<Html>

<body bgcolor="tan" vlink=brown alink=red>

<DIV align=middle>

<BR><BR><center><IMG alt="" border=0 height=40="Диплом/Images\kkk.gif" ></center>

<BR><BR><BR><STRONG><FONT color=darkgreen face=Arial ><FONT=5><FONT size=5><center>Протоколы сигнализации на мобильных сетях.</center></FONT></FONT>

</FONT></STRONG><FONT><FONT=5> </FONT></FONT>

</DIR>

<DIR><BR><hr size=3 color=green>

<DIR><BR><BR><BR><FONT face=Arial size=4><b><center>

Мы рады предложить Вам небольшой курс по изучению протоколов сигнализации на мобильных сетях. Он основан на изучении нескольких протоколов. Также предлагаем Вам просмотреть "видео", состоящее из набора слайдов, с помощью которых Вы сможете пополнить полученные при изучении теоретического материала знания. Для проверки полученных знаний о протоколах сигнализации, можете воспользоваться преложенным нами тестом.

</center></b></FONT><BR><BR><BR><center>

<TABLE BORDER=1>

<TR><a href="Диплом/lessons_frame.html">

<TD STYLE=filter:glow(strength=5,color=brown)>

<font size=7>ПУСК</font></a></TABLE></center>

</DIR>

</DIR>

</DIR>

</DIR>

</DIR></DIR></DIV></center>

</body></html>

2.2 Разработка блок-схемы программы «Тест»

Схема 2.2 Блок-схема программы «Тест»

информационный сигнал сеть связь

Блок-схема программы «Тест» демонстрирует переход от запуска программы до завершения тестирования.

Пример скрипта программы:

unit Test;

interface, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,, ExtCtrls, ComCtrls, StdCtrls, Buttons;= class(TForm): TSpeedButton;: TSpeedButton;: TSpeedButton;: TProgressBar;: TMemo;: TRadioGroup;: TEdit;: TTimer;: TLabel;: TImage;Timer1Timer(Sender: TObject);SpeedButton2Click(Sender: TObject);SpeedButton3Click(Sender: TObject);SpeedButton1Click(Sender: TObject);

{ Private declarations }

{ Public declarations };= record: string;: string;: string;: string;: string;: Byte;;

Arr = array[1..30] of Rec;

{-------------------- Глобальные переменные --------------------}

a,b,c,d,e,f,h,j,k,l:byte;,Ocenka,Full,FIO:string;,Otv:set of byte;

{---------------------------------------------------------------}

{-------------------- Используемые константы -------------------}: Arr = (

//1

(vopros: 'Межстанционная сигнализация по способу передачи сигнальной информации делится на:';: 'три класса';: 'два класса';: 'черыре класса';: 'пять классов';: 1),

//2

(vopros: 'Подссистема сетевых услуг соответствует следующим эталонной модели OSI:';: '1,2,3 и 4 уровням';: '1,2 и 3 уровням';: '5,6 и 7 уровнам';: '3,4 и 5 уровнями';: 2),

//3

(vopros: 'Метка маршрутизации состоит из:';

var1: 'OPS';: 'DPS';: 'DPS,OPS,SLS';

var4: 'OPS,DPS';: 3),

//4

(vopros: 'Подсистема передачи сообщений МТР состоит из:';: 'Трёх уровней';: 'Одного уровня';: 'Двух уровней';: 'Пяти уровней';: 1),

//5

(vopros: 'Подсистема сетевых услуг соответствует следующим уровням эталонной модели OSI:';: '1,2,3,4 уровням ';: '5,6,7 уровням';: '1,2,3 уровням';: '3,4,5,6 уровням';: 3),

//6

(vopros: 'Подсистема сетевых услуг включает в себя:';

var1: 'MTP';: 'SCCP';: 'SCCP и ISUP';: 'MTP и SCCP';: 4),

//7

(vopros: 'ОКС №7 поддерживает:';: 'Передачу большого объёма информации';: 'Передачу большого объёма информации, гикость, надёжность и т. д.';: 'Экономичность, скорость';: 'Высокую производительность';: 2),

//8

(vopros: 'Скорость передачи сигнального сообщения в большинстве случаев не превышает:';: '1 сек.';: '100 сек.';

var3: '1 мин.';: '100 мс.';: 1),

//9

(vopros: 'Поле SIF MSU содержит:';

var1: 'Информацию подсистемы пользователя';: 'Информацию подсистемы пользователя и метку маршрутизации';: 'Проверочные биты';: 'Прямой бит индикации';: 2),

//10

(vopros: 'В базовом методе исправления ошибок используются:';: 'Положительные подтверждения';: 'Отрицательные подверждения';: 'Положительные и отрицательные подтверждения';: 'Работа без подтверждений';: 3),

//11

(vopros: 'Система ОКС №7 состоит из подсистем:';: 'MTP, SCCP, ПП';: 'MTP, ПП';

var3: 'MTP, SCCP';: 'MTP';

otvet: 1),

//12

(vopros: 'SCCP сообщение содержится в:';

var1: 'SIO, MSU';: 'CK, MSU';: 'SIF, MSU';: 'CK, LSSU';

otvet: 3),

//13

(vopros: 'Подсистема передачи сообщений МТР состоит из:';: 'Одного уровня ';: 'Двух уровней';: 'Пяти уровней';: 'Трёх уровней';: 4),

//14

(vopros: 'Длина поля SLS для сообщения SCCP составляет:';: '14 бит';: '4 бита';: '8 бит';: '1 бит';: 2),

//15

(vopros: 'Подсистема МТР обеспечивает функцию:';: 'Управление сигнальным сообщеним';: 'Маршрутизация сигнального сообщения';: 'Надёжность передачи сигнального сообщения';: 'Выбор альтернативного сигнального пути';: 3),

//16

(vopros: 'Сколько классов услуг предоставляет подсистема SCCP:';: 'Четыре класса';: 'Шесть классов';: 'Три класса';: 'Семь классов';: 1),

//17

(vopros: 'Какая из подсистем осуществляет трансляцию глобального наименования GGT в поля DPS и SSN:';

var1: 'MTP';: 'ISUP';: 'MTP, SCCP';

var4: 'SCCP';: 4),

//18

(vopros: 'Для всех приложений ОКС №7 подсистема ТСАР обращается непосредственно к услугам';

var1: 'MTP2';: 'MTP3, SCCP';: 'MTP3';: 'SCCP';: 4),

//19

(vopros: 'Функции каких подсистем пользователя реализует ISUP';

var1: 'DUP';: 'TCAP';: 'DUP, TUP';

var4: 'DUP, TCAP';: 3),

//20

(vopros: 'Длина сообщения ISUP, включая заголовки подсистемы МТР3, является переменной. Её максимальное значение равно:';: '272 байта';: '222 байта';: '122 байта';: '722 байта';: 1),

//21

(vopros: 'Проверочные биты служат для:';: 'Исправления ошибок';: 'Повторной передачи информации';: 'Обнаружения ошибок';: 'Фазирования звена сигнализации';: 3),

//22

(vopros: 'Байт служебной информации служит для определения:';: 'Международной или национальной сети';: 'Конкретной подсистемы пользователя и подведения службы';: 'Конкретной подсистемы пользователя';: 'Подсистемы пользователя ТФОП';: 2),

//23

(vopros: 'Прямой и обратный биты индикации указывают:';: 'СЕ передаётся впервые или необходима повторная передача о запрете передачи СЕ';: 'СЕ передаётся впервые';: 'СЕ передаётся вторично';: 'Повторить СЕ';: 1),

//24

(vopros: 'Сообщение ТСАР состоит из информационных элементов, включающих: ';: 'Метку маршрутизации';: 'Метку маршрутизации, параметр длины и содержание';: 'Метку маршрутизации и содержание';: 'Параметр длины и содержание';: 2),

//25

(vopros: 'Маршрутизация сигнального сообщения основана на анализе:';: 'Байта служебной информации';: 'Кода пункта назначения';: 'Поля селекции';: 'Этикетки маршрутизации сообщения';: 4),

//26

(vopros: 'Различают следующие типы сообщений переносимых В ЗНСЕ:';: 'Сообщения предназначены для установления и разъединения соединений';: 'Сообщения предназначены для установления, разъединения, управления';: 'Сообщения предназначены для установления и управления соединений';: 'Сообщения предназначены для разъединения соединений';: 2),

//27

(vopros: 'Надёжность передачи сигнального сообщения достигается за счёт возможности:';: 'Выхода на сеть общего пользования';: 'Обходного пути в сети сигнализации';: 'Альтернативной маршрутизацией в сети сигнализации';: 'Установление резервного сигнального соединения';: 3),

//28

(vopros: 'Сигнальное звено выполняет следующие функции:';: 'Деление передаваемой информации на СЕ';: 'Обнаружение ошибок';: 'Деление на СЕ, обнаружение и исправление ошибок, отказов';: 'Исправление ошибок';: 3),

//29

(vopros: 'Подсистема передачи сообщений делится на уровни:';: 'Звена передачи, сигнального звена сети сигнализации';: 'Звена передачи данных сигнализации';: 'Сети сигнализации';: 'Сигнального звена';: 1),

//30

(vopros: 'второй класс услуг SCCP это:';: 'Основной класс услуг, неориентированных на соединение';: 'Основной класс услуг, ориентированных на соединение';: 'Класс услуг с контроллем последовательности доставки сообщений';: 'Класс услуг, ориентированных на соединение, с управлением потоками';

otvet: 2)

);: TForm3;

{$R *.dfm}TForm3.Timer1Timer(Sender: TObject);.Position:=ProgressBar1.Position + 4;ProgressBar1.Position=100 then.SpeedButton1.Click;;end;TForm3.SpeedButton2Click(Sender: TObject);;;TForm3.SpeedButton3Click(Sender: TObject);i:byte;edit1.Text='' then('Не Введена Фамилия'):=edit1.Text;.SpeedButton3.Visible:=false;.Label1.Visible:=false;.Edit1.Visible:=false;.Memo1.Visible:=true;.ProgressBar1.Visible:=true;.RadioGroup1.Visible:=true;.SpeedButton1.Visible:=true;.SpeedButton2.Visible:=true;.Enabled:=true;.OnTimer(sender);;:=random(30);:=0;:='';:=1;:=[1..30];;not(b in vopr) do:=random(30)+1;:=vopr-[b];.Lines.Text:=('1. '+tes[b].vopros);:=random(4)+1;i of

: begin.Items.Strings[0]:=tes[b].var1;.Items.Strings[1]:=tes[b].var2;.Items.Strings[2]:=tes[b].var3;.Items.Strings[3]:=tes[b].var4;:=1;:=2;:=3;:=4;;

: begin.Items.Strings[0]:=tes[b].var2;.Items.Strings[1]:=tes[b].var3;.Items.Strings[2]:=tes[b].var4;.Items.Strings[3]:=tes[b].var1;:=2;:=3;:=4;:=1;;

: begin.Items.Strings[0]:=tes[b].var1;.Items.Strings[1]:=tes[b].var3;.Items.Strings[2]:=tes[b].var4;.Items.Strings[3]:=tes[b].var2;:=1;:=3;:=4;:=2;;

: begin.Items.Strings[0]:=tes[b].var3;.Items.Strings[1]:=tes[b].var4;.Items.Strings[2]:=tes[b].var2;.Items.Strings[3]:=tes[b].var1;:=3;:=4;:=2;:=1;; end;;end;TForm3.SpeedButton1Click(Sender: TObject);i:byte;RadioGroup1.ItemIndex=0 then c:=h;RadioGroup1.ItemIndex=1 then c:=j;RadioGroup1.ItemIndex=2 then c:=k;RadioGroup1.ItemIndex=3 then c:=l;.ItemIndex:=0;c<>tes[b].otvet then inc(d,1); //проверяем ответe<30 then beginnot(b in vopr) do:=random(30)+1;:=vopr-[b];(e,1);.Position:=0;.Lines.Text:=(inttostr(e)+'. '+tes[b].vopros);:=random(4)+1;i of

: begin.Items.Strings[0]:=tes[b].var1;.Items.Strings[1]:=tes[b].var2;.Items.Strings[2]:=tes[b].var3;.Items.Strings[3]:=tes[b].var4;:=1;:=2;:=3;:=4;;

: begin.Items.Strings[0]:=tes[b].var2;.Items.Strings[1]:=tes[b].var3;.Items.Strings[2]:=tes[b].var4;.Items.Strings[3]:=tes[b].var1;:=2;:=3;:=4;:=1;;

: begin.Items.Strings[0]:=tes[b].var1;.Items.Strings[1]:=tes[b].var3;.Items.Strings[2]:=tes[b].var4;.Items.Strings[3]:=tes[b].var2;:=1;:=3;:=4;:=2;;

: begin.Items.Strings[0]:=tes[b].var3;.Items.Strings[1]:=tes[b].var4;.Items.Strings[2]:=tes[b].var2;.Items.Strings[3]:=tes[b].var1;:=3;:=4;:=2;:=1;; end;e=30 thenelse begin.Caption:='Закончить тест';.Enabled:=false;.Visible:=false;.Visible:=false;.Visible:=false;d<=3 then Ocenka:='5';(d>3) and (d<7) then Ocenka:='4';(d>=7) and (d<15) then Ocenka:='3';d>=15 then Ocenka:='2';:=FIO+' ваша оценка '+Ocenka;.label1.Caption:=Ocenka;.Visible:=true;.OnClick:=SpeedButton2Click;;end;end.

.3 Разработка программы

.3.1 Листинг программы

Объём программы написанной на языке HTML составляет 20 страниц, объём теста, написанного на языке Delphi, составляет 10 страниц, объём видеоизображения составляет 29 слайдов.

.3.2 Инструкция по эксплуатации программы

Инструкция по эксплуатации обучающей программы «Протоколы сигнализации на сотовых сетях»: программа «Протоколы сигнализации на сотовых сетях » запускается файлом “Диплом (ОКС №7).html” с диска, на котором имеется эта программа или с любой папки на компьютере, куда будет скопирована.

3. Специальная часть

.1. Вопросы охраны труда и техники безопасности

.1.1 Общая характеристика условий применения (Оценка степени “дружественности” интерфейса)

Программное обеспечение играет важную роль в обеспечении безопасности жизнедеятельности. Хороший интерфейс человек-компьютер, дружественность программы и удобство работы с ней во многом является залогом успешной и долгой работы пользователя, сохранения его здоровья. Это позволяет исключить возможные ошибки, нервные срывы и различные заболевания. Очень большое значение имеет то, в каких программных оболочках работает программа, как организован ввод исходных данных (клавиатура, встроенные базы данных, речевая связь и т. д.) и вывод результатов, режим ввода (диалоговый, форматный или бесформатный, табличный и др.), время, затрачиваемое на ввод, решение задачи и просмотр ее результатов, наличие звукового сопровождения при работе программы, подсказок.

Результатом данной дипломной работы является разработка электронного учебного пособия с возможностью самоконтроля.

Так как электронный учебник имеет в своём составе интерфейс между пользователем и персональной ЭВМ, то на пользователя оказывают влияние такие факторы как цвет элементов изображения, цветовая контрастность и размер выводимых на экран символов. Данные параметры определяются техническими возможностями видеомонитора и соответствующими ГОСТами и санитарными нормами и правилами. Выбор цветов и размеров элементом изображения, а также их особенности (мерцание, повышенная или пониженная яркость и т.п.) зависят от разработчиков программного обеспечения.

Интерфейс данной дипломной работы, представляет собой интерфейс окон, в которых осуществляется обработка той или иной информации. Данные окна имеют стандартный интерфейс Windows 9х, который признан во всем мире стандартом де-факто. Настройка его на потребности конкретного пользователя осуществляется при помощи Windows-средств и путем изменения параметров самих окон. В разработанных окнах все элементы имеют стандартный размер цвет и шрифт, что способствует облегчению их восприятия. Можно сделать вывод, что данная работа соответствует современным требованиям, предъявляемым к графическим интерфейсам.

.1.2 Требования к помещениям для эксплуатации ВДТ и ПЭВМ

Помещения с ВДТ и ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение.

Естественное освещение должно обеспечивать коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 1.2% в зонах с устойчивым снежным покровом и не ниже 1.5% на остальной территории.

Расположение рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ для взрослых пользователей в подвальных помещениях не допускается.

Площадь на одно рабочее место с ВДТ или ПЭВМ для взрослых пользователей должна составлять не менее 6.0 м2, объем - не менее 20 м3.

Производственные помещения, в которых для работы используются преимущественно ВДТ и ПЭВМ (диспетчерские, операторские, расчетные и др.), учебные помещения (аудитории вычислительной техники, дисплейные классы и др.), не должны граничить с помещениями, в которых уровни шума и вибрации превышают нормируемые значения (механические цеха, мастерские, гимнастические залы и т.п.).

Для внутренней отделки интерьера помещений с ВДТ и ПЭВМ, должны использоваться диффузно-отражающие материалы с коэффициентом отражения для потолка - 0.7-0.8; для стен - 0.5-0.6; для пола - 0.3-0.5.

Поверхность пола в помещениях эксплуатации ВДТ и ПЭВМ должна быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной для очистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами.

.1.3 Требования к шуму и вибрации

При выполнении основной работы на ВДТ и ПЭВМ (диспетчерские, операторские, расчетные, кабинеты и посты управления, залы вычислительной техники и др.), во всех учебных и дошкольных помещениях с ВДТ и ПЭВМ уровень шума на рабочем месте не должен превышать 50 дБ.

В производственных помещениях, в которых работа с ВДТ и ПЭВМ не является основной, а также во всех учебных и дошкольных помещениях с ВДТ и ПЭВМ вибрация на рабочих местах не должна превышать допустимые нормы вибрации.

Шумящее оборудование (АЦПУ, принтеры и т.п.), уровни шума которого превышают нормированные, должно находиться вне помещений с ВДТ и ПЭВМ.

.1.4 Требования к освещению помещений и рабочих мест ВДТ и ПЭВМ

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300-500 лк.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кл/м2.

Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ВДТ и ПЭВМ не должна превышать 40 кд/м2 и яркость потолка, при применении системы отраженного освещения, не должна превышать 200 кд/м2.

Показатель ослепленности для источников общего искусственного освещения в производственных помещениях должен быть не более 40, в дошкольных и учебных помещениях не более 25.

Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ВДТ и ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1 - 5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.

Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/м2, защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов.

Светильники местного освещения должны иметь не просвечивающий отражатель с защитным углом не менее 40 градусов.

Коэффициент пульсации не должен превышать 5%, что должно обеспечиваться применением газоразрядных ламп в светильниках общего и местного освещения с высокочастотными пускорегулирующими аппаратами (ВЧ ПРА) для любых типов светильников.

.1.5 Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ

При конструировании оборудования и организации рабочего места пользователя ВДТ и ПЭВМ следует обеспечить соответствии конструкции всех элементов рабочего места и их взаимного расположения эргономическим требованиям с учетом характера выполняемой пользователем деятельности, комплексности технических средств, формы организации труда и основного рабочего положения пользователя.

Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

Высота рабочей поверхности стола для взрослых пользователей должна регулироваться в пределах 680-800 мм; при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.

Модульными размерами рабочей поверхности стола для ВДТ и ПЭВМ, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1000, 1200 и 1400 мм, глубину 800 и 1000 мм при регулируемой его высоте, равной 725 мм.

Конструкция стула должна обеспечивать:

·   ширину и глубину поверхности сиденья не менее 400 мм;

·   поверхности сиденья с закругленным передним краем;

·   регулировку высоты поверхности сиденья в пределах 400-550 мм и углам наклона вперед до 15 град. и назад до 5 град.;

·   высоту опорной поверхности спинки 300 ± 20 мм, ширину - не менее 380 мм и радиус кривизны горизонтальной плоскости 400 мм;

Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю или специальной, регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной поверхности.

3.1.6 Требования к организации режима труда и отдыха при работе с ВДТ и ПЭВМ

группа А - работа по считыванию информации с экрана ВДТ или ПЭВМ с предварительным запросом;

группа Б - работа по вводу информации;

группа В - творческая работа в режиме диалога с ЭВМ.

Для видов трудовой деятельности устанавливаются 3 категории тяжести и напряженности работы с ВДТ и ПЭВМ (таблица 3.5).

Таблица 3.5 Время регламентированных перерывов в зависимости от продолжительности рабочей смены, вида и категории трудовой деятельности с ВДТ и ПЭВМ.

Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья профессиональных пользователей, на протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированные перерывы.

Продолжительность непрерывной работы с ВДТ без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.

С целью уменьшения отрицательного влияния монотонии целесообразно применять чередование операций осмысленного текста и числовых данных (изменение содержания работ), чередование редактирования текстов и ввода данных (изменение содержания работы).

3.1.7 Вопросы электробезопасности при работе с ВДТ и ПЭВМ

В ЭВМ источником опасности является электрическая часть, а именно входные цепи блока питания, который может быть подключен к сети промышленного тока напряжением 240 В. частотой 50 Гц, с изолированной нейтралью. Выходные цепи блока питания составляют ±15, ±5 В. Следовательно, согласно ПЭУ 1.1.3 устройство относится к установкам с рабочим напряжением до 1000 В.

Использовавшееся помещение с ЭВМ относится к классу помещений без повышенной опасности с точки зрения поражения электрическим током. Температура окружающей среды +20±5°С, относительная влажность воздуха 60±20%. В помещении должны быть непроводящие полы, отсутствовать токопроводящая пыль, отсутствовать электрически активная среда, отсутствовать возможность одновременного прикосновения к металлическим частям прибора и заземляющему устройству, отсутствовать высокая температура и сырость (ПУЭ 1.1.13).

Для защиты от поражения электрическим током все токоведущие части должны быть защищены от случайных прикосновений кожухами (ПУЭ 1.1.32), корпус устройства должен быть заземлен. Заземление выполняется изолированным медным проводом сечением 1.5 мм2 (ПУЭ 1.7.78), который присоединяется к общей шине заземления с общим сечением 48 м2 при помощи сварки. Общая шина присоединяется к заземлению, сопротивление которого не должно превышать 4 Ом (ПУЭ 1.7.65). Питание устройства должно осуществляться от силового щита через автоматический предохранитель, срабатывающий при коротком замыкании нагрузки.

Эксплуатация устройства должна производиться персоналом, имеющим квалификацию по ТБ III (согласно ПТЭ). Работа по устранению неисправностей и наладка должна производиться персоналом с квалификационной группой по ТБ не ниже III (согласно ПТЭ) и только после снятия напряжения питания с устройства.

3.1.8 Требования к пожаробезопасности

Помещения, в которых установлены персональные ЭВМ, по пожарной опасности относятся к категории Д, и должны удовлетворять требованиям по предотвращению и тушению пожара по ГОСТ 12.1.004-91. Обязательно наличие телефонной связи и пожарной сигнализации.

Материалы, применяемые для ограждающих конструкций и отделки рабочих помещений должны быть огнестойкими. Для предотвращения возгорания в зоне расположения ЭВМ обычных горючих материалов (бумага) и электрооборудования, необходимо принять следующие меры:

·   в машинном зале должны быть размещены углекислотные огнетушители типов ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8. Согласно типовым правилам пожарной безопасности на каждые 100 кв. метров площади помещения ВЦ должен приходиться один огнетушитель;

·   в качестве вспомогательного средства тушения пожара могут использоваться гидрант или устройства с гибкими шлангами;

·   для непрерывного контроля машинного зала и зоны хранения носителей информации необходимо установить систему обнаружения пожаров, для этого можно использовать комбинированные извещатели типа КИ-1 из расчета один извещатель на 100 м2 помещения.

Меры пожарной безопасности определены в ГОСТ 12.1.004-91.

Пользователи допускаются к работе на персональных ЭВМ только после прохождения инструктажа по безопасности труда и пожарной безопасности в лаборатории в целом и на каждом рабочем месте.

3.1.9 Защита в чрезвычайных ситуациях

Под чрезвычайной ситуацией (ЧС) понимается обстановка на определённой территории, сложившаяся в результате авария, катастрофы, стихийного, экологического или иного бедствия, применения современных средств поражения, которые повлекли или могут повлечь за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери, нарушение условий жизнедеятельности людей.

ЭВМ и программа не должны создавать аварийных ЧС. Электромагнитная и биоэлектромагнитная совместимости, связанные с наличием индуктивных и кондуктивных помех, генерируемых ЭВМ или окружающей средой и системой питания, должна обеспечиваться в соответствие с ГОСТ Р 22.2.05-94.

ЧС электромагнитного происхождения от сети и электромагнитного окружения могут возникнуть при индуктивных помехах со стороны другого электротехнического оборудования, работающего рядом или при кондуктивных помехах от сети (плохом качестве электроэнергии):

·   отсутствии или падении входного напряжения;

·   всплесках или провалах входного напряжения;

·   перегрузках со стороны потребителя электроэнергии;

·   гармониках в сети;

·   фликере, неуравновешенности сети и т.д.

Для предотвращения возникновения опасных ситуаций предусмотрено:

1. Автоматический выключатель по входному напряжению (защита от короткого замыкания и всплесков входного напряжения, тепловая защита от длительного воздействия повышенного входного напряжения. Этот же выключатель используется как средство аварийного ручного отключения.

2. Плавкий предохранитель, дублирующий функции автоматического выключателя, но имеющий более высокое быстродействие.

3. Фильтры от гармоник.

4. Блок бесперебойного питания.

Если система спроектирована и реализована в соответствие с этими требованиями, ее можно назвать отказоустойчивой.

4. Экономическая часть

Технико-экономическое обоснование стоимости программного продукта.

Темой дипломного проекта является создание обучающей программы, следовательно, в экономической части необходимо рассчитать стоимость его разработки.

Стоимость - это общественно необходимые затраты труда на создание данного продукта. Она должна включать себестоимость и чистый доход.

Себестоимость продукции определяется предприятием согласно ПБУ 10/99 “Расходы организации”, утверждённому приказом Минфина Российской Федерации от 06.05.99.

Затраты по созданию программного изделия включают следующие элементы:

затраты на оплату труда;

единый социальный налог;

амортизационные отчисления;

расходы на электроэнергию;

материальные затраты;

прочие расходы.

Каждый элемент затрат рассчитывается по определённой методике,

которая зависит от специфики создания продукта, технологии его изготовления.

.1 Расчет затрат на оплату труда

Фонд оплаты труда (ФОТ) работников включает выплаты по окладу на отработанное время, премии, отпускные, территориальные надбавки. ФОТ рассчитывается по формуле

 (1)

где З - средняя заработная плата программиста ;

Р - число исполнителей

Т- продолжительность разработки программного продукта, 2,1месяца.

Средняя заработная плата в месяц одного программиста зависит от стажа работы. Распределение заработной платы в зависимости от стажа работы следующее:

до одного года -3 000рублей

- 3 года -3 500 - 4 000 рублей

- 5 лет -4 500 - 5 000 рублей

- 7 лет -5 500 - 6 000 рублей

свыше 7 лет - 6 500 - 8 000 рублей

Поскольку стаж работы программиста составляет менее года, средняя заработная плата составит 3000 рублей.

рублей

.2 Единый социальный налог

Единый социальный налог рассчитывается в зависимости от расходов на

оплату труда и начисляется в Фонд социального страхования, Пенсионный Фонд, Фонд обязательного медицинского страхования

 (2)

где СН - размер отчислений в фонд.

Результаты расчетов приведены в таблице 4.1

Таблица №4.1- Результаты расчета ЕСН

.3 Амортизационные отчисления

В процессе производства основные фонды изнашиваются. Для восстановления износа создаётся специальный амортизационный фонд, источником которого являются ежемесячные амортизационные отчисления от стоимости основных фондов. Амортизация представляет собой постепенный перенос стоимости основных фондов на стоимость создаваемой продукции по мере их износа. Таким образом, амортизационные отчисления позволяют накопить необходимые средства на восстановление основных фондов после выбытия их из эксплуатации по окончании срока полезного использования.

Амортизационные отчисления за год рассчитываются по формуле

 (3)

где -годовая норма амортизации,14,5%

Ф- стоимость компьютеров, применяемых при разработке программного изделия.

Предполагается, что один компьютер рассчитан на одного программиста, таким образом, количество компьютеров, применяемых для разработки данного программного продукта К=1.

Стоимость персонального компьютера составляет 820$. На 25.05.05. курс Центрального Банка - 27,6 рублей,

Ф=

Так как данный программный продукт разрабатывается менее года, амортизационные отчисления только на продолжительность разработки программного изделия, в этом случае расчетная формула

 (4)

рубля

.4 Расходы на электроэнергию

Расходы на электроэнергию складываются из расходов для питания и расходов на электроэнергию для освещения. Предположим, что плата за освещение помещения входит в арендную плату, следовательно, в стоимость программного обеспечения войдут только затраты на электроэнергию для питания компьютера, которые рассчитываются по формуле

 (5)

где Кпк - количество персональных компьютеров 1;

Рэвм - мощность, потребляемая в час одним компьютером, 0,25 кВт;

Тквт - стоимость одного киловатт-часа электроэнергии для коммерческих организаций, 2,18 рублей;

,2 - количество рабочих часов в месяц;

tПК - продолжительность работы на компьютере при создании программного обеспечения согласно времени по этапам разработки (до 70 %) и определяется по формуле

 (6)

ПК =месяца

рублей

.5 Расходы на материалы

Расходы на материалы и запчасти на электронную аппаратуру рассчитываются от стоимости персонального компьютера с учётом времени их работы

 (7)

Км - коэффициент, учитывающий годовые расходы на материалы и запасные части, согласно практике составляет до 4 %;

.6 Прочие расходы

Прочие расходы включают транспортные, административные, канцелярские, представительские и почтово-телеграфные расходы, затраты на коммунальные услуги, аренду помещений, организацию рекламы, налоги и др. Размер прочих затрат определяется в размере 2,5 % - 3,5 % от начисленного фонда оплаты труда.

Эпр =  (8)

рублей

Все результаты расчётов по расходам на создание программного обеспечения приведены в таблице №4.2

Таблица №4.2-Затраты на создание программного изделия

Таким образом, себестоимость программы "Протоколы сигнализации на мобильных сетях " составляет 8947,74 рублей. Основным фактором, повлиявшим на стоимость программы, являются расходы на оплату труда, которые составили 70,41 %.

На рисунке 4.1 представлена структура затрат на разработку программы.

Рисунок 4.1 - Структура затрат на разработку программного обеспечения.

.7 Расчет условной экономии

Стоимость заказа на разработку программы "Протоколы сигнализации на мобильных сетях" в организации “WWW.ZAKAZ.RU” составляет 9500 рублей.

Таким образом, условная экономия разработки составляет

Заключение

Тема данного дипломного проекта предусматривала разработку обучающей программы для групп ССиСК(Сети Связи и Системы Коммутаций) и ЭСС(Эксплуатация Сотовой Связи) на тему «Протоколы сигнализации на мобильных сетях» объясняющей принципы работы протоколов сигнализации ОКС №7.

Целью разработанной обучающей программы является изучение принципов работы протоколов сигнализации ОКС №7, а также дать студентам возможность получения теоретических знаний, практических умений и навыков с возможностью самоконтроля приобретенных знаний.

Результатом проделанной работы явилось создание обучающей программы с использованием “Delphi”, “Microsoft PowerPoint” и “HTML”, работающего под операционной системой Windows.

Применение разработанной обучающей программы позволит дать более полную информацию об организации работы протоколов сигнализации ОКС №7 , усовершенствовать процесс обучения и закрепить полученные знания.