INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI
ZAKA
AD SYSTEMÓW TELEKOMUNIKACYJNYCH
ĆWICZENIE LABORATORYJNE
 ANALIZA KOMUNIKATÓW SYGNALIZACYJNYCH
NA STYKU S W SIECIACH ISDN
wersja 1.2
Warszawa 2012
1 CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z sekwencjami oraz z zawartością
komunikatów sterujących przebiegiem połączenia na styku u\
ytkownik  sieć w ISDN.
2 WPROWADZENIE
System sygnalizacji abonenckiej ISDN, posługujący się protokołami sygnalizacji
abonenckiej, został opracowany od podstaw dla potrzeb sieci ISDN. W tym systemie
sterowanie przebiegiem połączenia na styku abonent  sieć dokonywane jest zgodnie z
protokołem DSS1 (ang. Digital Subscriber Signalling System No 1), który został opisany w
Zaleceniach Q.931 (Digital Subscriber Signalling System No 1  ISDN User  Network
Interface Layer 3 Specification For Basic Call Control) i Q.932 (Digital Subscriber Signalling
System No 1  Generic Procedures For the Control of ISDN Supplementary Services).
Sygnalizację abonencką DSS1 mo\
na sklasyfikować jako sygnalizację scentralizowaną
wspólnokanałową. Dane sygnalizacyjne przesyłane są w kanale D. Kanał ten stanowi wspólny
zasób, o którego chwilowy przydział mo\
e ubiegać się ka\
de z fizycznych urządzeń
(terminali), zainstalowanych w dostępie abonenckim. Na podstawie wiadomości
sygnalizacyjnych przesyłanych w kanale D, terminal dołącza się do wskazanego kanału bądz

kanałów B. Na czas trwania połączenia przydzielony kanał B jest u\
ywany tylko przez jeden
terminal.
System sygnalizacji DSS1 w przekroju dostępu abonenckiego (na styku S, S/T bądz
T)
obejmuje trzy warstwy, o funkcjach zbli\
onych do trzech dolnych warstw modelu OSI:
" warstwa 1  fizyczna (physical);
" warstwa 2  łącza danych (data link);
" warstwa 3  sieci (network).
Warstwa fizyczna realizuje usługę polegającą na transmisji bitów informacji w kanałach
B i D. W tej warstwie są określone, oddzielnie dla dostępu BRI i PRI, parametry elektryczne
styku i struktura zwielokrotnienia kanałów B i D, a tak\
e protokół zmiany stanu styku
(aktywacji/dezaktywacji) i zasady wielodostępu do wspólnego kanału D. Kanały B stanowią
kodowo-przezroczyste medium transmisyjne. Kanał D jest kanałem sygnalizacji
scentralizowanej, lecz mo\
e być równie\
u\
ywany do transmisji informacji u\
ytkowej, np. dla
usług pakietowych.
Podstawowym zadaniem warstwy łącza danych jest zapewnienie wiernej transmisji
informacji sygnalizacyjnych między jednostkami funkcjonalnymi warstw wy\
szych po
stronie sieci i w odpowiednio adresowanych terminalach.
3
Protokoły warstwy sieciowej słu\
ą do przekazywania informacji niezbędnych dla
zestawiania i rozłączania połączeń komutowanych oraz do realizacji usług dodatkowych. W
warstwie trzeciej określono formaty i kody wiadomości sygnalizacyjnych oraz przebieg
procedur sygnalizacyjnych i ich semantykę (związek z procesem sterowania połączeniami).
Zgodnie z ideą architektury warstwowej, wiadomość sygnalizacyjna (komunikat) warstwy
trzeciej jest umieszczana w ramce warstwy drugiej (w polu danych ramek LAPD), a kolejne
bity tej ramki są nadawane w kanale D za pomocą mechanizmów warstwy pierwszej. Ramki
przenoszące informację sygnalizacyjną wyró\
niają się wartością  0 pola SAPI w polu
adresowym ramki LAPD.
SAPI=0 sygnalizacja
TEI=0
łącze punkt-punkt
SAPI=12 teleakcje
TEI=1-63 przypisywany ręcznie
SAPI=16 komunikacja pakietowa
TEI=64-126 przypisywany automatycznie
SAPI=63
zarządzanie
TEI=127 tryb rozgłoszeniowy
8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1
C
0 1
SAPI TEI
R
Flaga Pole adresowe Pole sterujące Dane CRC Flaga
Typ ramki Komenda Odp. 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1
P
0
N(S) N(R)
Informacyjna I F
P
0 0 0 0 0 0 0 1
N(R)
RR RR F
P
0 0 0 0 0 1 0 1
N(R)
Nadzorcza RNR RNR F
P
0 0 0 0 1 0 0 1
N(R)
REJ REJ F
0 1 1 1 1 1 1
P
SABME
0 0 0 1 1 1 1
F
DM
0 0 0 0 0 1 1
P
UI
0 1 0 0 0 1 1
P
Nienumerowana DISC
0 1 1 0 0 1 1
F
UA
1 0 0 0 1 1 1
F
FRMR
1 0 0 1 1 1 1
P
XID XID
Rys.1 Format ramki LAPD
4
Ramka LAPD zawiera następujące pola:
flaga  zawiera wzór 01111110 (hex 7E), który nie mo\
e występować w innym miejscu
ramki. Flaga wskazuje początek i koniec ramki.
pole adresowe - identyfikuje urządzenie abonenta i usługi przeznaczone do wysyłania lub
odebrania ramki. Zawiera zawsze dwa oktety.
pole sterujące - identyfikuje typ ramki i mo\
e przenosić sekwencje sterujące oraz
potwierdzenia. Zawartość i długość pola sterującego ró\
nią się w zale\
ności od rodzaju
przesyłanej ramki. W ramkach informacyjnych i nadzorujących pole to składa się z dwóch
bajtów, a w ramkach nienumerowanych  z jednego bajtu.
pole danych - zawiera wiadomości DSS1 Network Layer (tj. Q.931), dane u\
ytkownika, lub
informacje zarządzania LAPD. Informacja ta przyjmuje ró\
ne wielkości, musi być jednak
podzielona na oktety; pole to nie występuje we wszystkich ramkach.
sekwencja kontrolna ramki - zawiera 16 bitów powstałych z obliczeń CRC wykorzystanych
do detekcji błędów.
2.1 STRUKTURA KOMUNIKATU WARSTWY 3
W kolejnych oktetach ka\
dego z komunikatów warstwy 3 mo\
na wyró\
nić pola, zwane
elementami informacyjnymi, przenoszące ró\
nego rodzaju informacje. Niektóre pola
występują w ka\
dym z komunikatów warstwy 3, inne tylko w szczególnych przypadkach. Do
występujących zawsze nale\
ą:
" dyskryminator protokołu
" długość odnośnika połączenia;
" odnośnik połączenia;
" typ komunikatu.
bity
8 7 6 5 4 3 2 1 oktety
DYSKRYMINATOR PROTOKOA
U 1
0 0 0 0 DA
UGOŚĆ ODNOŚNIKA POA

CZENIA 2
WARTOŚĆ ODNOŚNIKA POA

CZENIA 3
0 TYP KOMUNIKATU etc.
ELEMENT INFORMACYJNY 1
ELEMENT INFORMACYJNY 2
ELEMENT INFORMACYJNY N
INNE ELEMENTY INFORMACYJNE STOSOWNIE DO WYMAGAC

Tabela 1 Struktura komunikatu warstwy 3
5
2.1.1 DYSKRYMINATOR PROTOKOA
U
Pierwszy oktet komunikatu, zwany dyskryminatorem protokołu, określa, jaki protokół
sygnalizacyjny jest stosowany w połączeniu. W centrali abonenckiej mo\
na np. równocześnie
u\
ywać standardowych, jak i własnych, nietypowych protokołów. W komunikatach zgodnych
z Zaleceniem Q.931 pole to ma wartość 00001000.
bity
8 7 6 5 4 3 2 1 oktety
Q.931/I.451 USER  NETWORK CALL CONTROL MESSAGES
0 0 0 0 1 0 0 0
1
DYSKRYMINATOR PROTOKOA
U
Tabela 2 Dyskryminator protokołu dla Q.931
2.1.2 ODNOŚNIK POA

CZENIA
Drugi oktet komunikatu zawiera informację o długości odnośnika połączenia (ang. call
reference), a kolejne oktety sam odnośnik. Wartość tego elementu informacyjnego jest
unikalna dla ka\
dego połączenia w obrębie danego styku i jest przypisywana przez stronę
inicjującą połączenie. Strona inicjująca zawsze ustawia wartość  0 bitu flagi, a strona
docelowa wartość  1 . Pozwala to na wyeliminowanie mo\
liwości przydzielenia
równocześnie tej samej wartości odnośnika dla dwóch ró\
nych połączeń.
W obrębie jednego styku S w konfiguracji 2B+D mogą być np. zestawione dwa
połączenia: jedno dla transmisji danych, a drugie dla mowy. Kiedy do terminala dociera
komunikat nakazujący rozłączenie połączenia, odnośnik (unikalny) pozwala na rozró\
nienie,
którego połączenia komunikat dotyczy.
bity
8 7 6 5 4 3 2 1 oktety
DA
UGOŚĆ ODNOŚNIKA POA

CZENIA 1
0 0 0 0
FLAGA WARTOŚĆ ODNOŚNIKA POA

CZENIA 2
etc.
Tabela 3 Odnośnik połączenia
2.1.3 TYP KOMUNIKATU
Pole  typ komunikatu określa, czy komunikat dotyczy \
ądania zestawienia, czy
rozłączenia, zawieszenia (itp.) połączenia. Pozwala prawidłowo interpretować kolejne
elementy informacyjne.
bity
8 7 6 5 4 3 2 1 oktety
0 TYP KOMUNIKATU 1
Tabela 4 Typ komunikatu
6
SETUP  Komunikat nadawany przez u\
ytkownika wywołującego, inicjuje proces
zestawienia połączenia.
SETUP ACKNOWLEDGE  Komunikat nadawany przez sieć w kierunku u\
ytkownika
wywołującego lub przez u\
ytkownika \
ądanego w kierunku sieci, wskazuje, \
e
zestawianie połączenia zostało zainicjowane, ale mogą być wymagane
dodatkowe informacje dla jego realizacji.
CALL PROCEEDING  Komunikat nadawany przez u\
ytkownika \
ądanego do sieci lub
przez sieć do u\
ytkownika wywołującego, w celu wskazania, \
e zestawianie
połączenia jest zainicjowane i dodatkowe informacje dotyczące zestawiania
połączenia nie będą realizowane.
PROGRESS  Komunikat nadawany przez u\
ytkownika lub sieć w celu wskazania, \
e
połączenie we współpracy z inną siecią jest w toku lub wysyłana w związku z
przekazywaniem w paśmie informacji dotyczących sygnalizacji.
ALERTING  Komunikat nadawany przez u\
ytkownika \
ądanego w kierunku sieci, a
następnie do u\
ytkownika wywołującego. Oznacza to, \
e wyposa\
enie
u\
ytkownika \
ądanego zainicjowało powiadamianie o połączeniu
przychodzącym.
CONNECT  Komunikat nadawany przez u\
ytkownika \
ądanego w kierunku sieci lub przez
sieć w kierunku u\
ytkownika wywołującego. Oznacza akceptację wywołania
przez stronę \
ądaną.
CONNECT ACKNOWLEDGE  Komunikat nadawany przez sieć w kierunku u\
ytkownika
\
ądanego, oznaczający, \
e wywoływany jest tym, do którego było skierowane.
SUSPEND - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika w kierunku sieci. Oznacza \
ądanie
zawieszenia połączenia.
SUSPEND ACKNOWLEDGE - Komunikat nadawany przez sieć w kierunku u\
ytkownika.
Oznacza, \
e \
ądanie zawieszenia połączenia zostało przyjęte.
SUSPEND REJECT - Komunikat nadawany przez sieć w kierunku u\
ytkownika. Oznacza,
\
e \
ądanie zawieszenia połączenia zostało odrzucone.
RESUME - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika w kierunku sieci. Oznacza \
ądanie
wznowienia połączenia, które zostało zawieszone.
RESUME ACKNOWLEDGE - Komunikat nadawany przez sieć w kierunku u\
ytkownika.
Oznacza, \
e \
ądanie wznowienia zawieszonego połączenia zostało przyjęte.
7
RESUME REJECT - Komunikat nadawany przez sieć w kierunku u\
ytkownika.
Oznacza, \
e \
ądanie wznowienia zawieszonego połączenia zostało odrzucone.
USER INFORMATION - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika w kierunku sieci w celu
dostarczenia go do drugiego u\
ytkownika.
DISCONNECT - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika w kierunku sieci. Oznacza
\
ądanie zakończenia połączenia. Mo\
e być wysłany przez sieć do u\
ytkownika i
oznacza wtedy, \
e aktualne połączenie zostało zakończone.
RELEASE - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika lub sieć. Oznacza, \
e strona
wysyłająca komunikat odłączyła kanał i zamierza zwolnić kanał oraz odnośnik
połączenia, a strona odbierająca wiadomość powinna zwolnić kanał i
przygotować się do zwolnienia odnośnika połączenia po nadaniu komunikatu
RELEASE COMPLETE.
RELEASE COMPLETE - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika lub sieć. Oznacza, \
e
strona wysyłająca komunikat zwolniła kanał oraz odnośnik połączenia i strona
odbierająca wiadomość powinna uwolnić odnośnik połączenia
RESTART - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika lub sieć w celu przekazania \
ądania
restartu (przejścia do stanu spoczynkowego) dla wskazanego kanału lub styku.
RESTART ACKNOWLEDGE  Komunikat nadawany w celu potwierdzenia komunikatu
RESTART i wskazania, \
e zrealizowano procedury restartu.
CONGESTION CONTROL - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika lub sieć. Oznacza
rozpoczęcie lub przerwanie sterowania przepływem komunikatów.
INFORMATION - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika lub sieć w celu przekazanie
dodatkowych informacji. Mogą to być informacje dotyczące zestawienia
połączenia lub inne informacje związane z połączeniem.
NOTIFY - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika lub sieć w celu przekazania informacji o
aktualnie trwającym połączeniu, np. wskazanie stanu zawieszenia połączenia.
STATUS ENQUIRY - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika lub sieć w celu
wymuszenia przesłania wstecz komunikatu STATUS.
STATUS - Komunikat nadawany przez u\
ytkownika lub sieć w odpowiedzi na STATUS
ENQUIRY. Zawiera informacje o stanie połączenia. Mo\
e być wysłany w
dowolnym momencie połączenia w celu poinformowania o wystąpieniu
powa\
nego błędu w komunikacji u\
ytkownik  sieć.
8
 bity
8 7 6 5 4 3 2 1
0 0 0 0 0 0 0 0 ESCAPE
0 0 0 - - - - - Wiadomości związane z zestawianiem połączenia:
0 0 0 0 1 ALERTING
0 0 0 1 0 CALL PROCEEDING
0 0 1 1 1 CONNECT
0 1 1 1 1 CONNECT KNOWLEDGE
0 0 0 1 1 PROGRESS
0 0 1 0 1 SETUP
0 1 1 0 1 SETUP ACKNOWLEDGE
0 0 1 - - - - - Wiadomości przesyłanie w trakcie trwania połączenia:
0 0 1 1 0 RESUME
0 1 1 1 0 RESUME ACKNOWLEDGE
0 0 0 1 0 RESUME REJECT
0 0 1 0 1 SUSPEND
0 1 1 0 1 SUSPEND ACKNOWLEDGE
0 0 0 0 1 SUSPEND REJECT
0 0 0 0 0 USER INFORMATION
0 1 0 - - - - - Wiadomości związane z rozłączaniem połączenia:
0 0 1 0 1 DISCONNECT
0 1 1 0 1 RELEASE
1 1 0 1 0 RELEASE COMPLETE
0 0 1 1 0 RESTART
0 1 1 1 0 RESTART ACKNOWLEDGE
0 1 1 - - - - - Pozostałe wiadomości
0 0 0 0 0 SEGMENT
1 1 0 0 1 CONGESTION CONTROL
1 1 0 1 1 INFORMATION
0 1 1 1 0 NOTIFY
1 1 1 0 1 STATUS
1 0 1 0 1 STATUS ENQUIRY
Tabela 5 Typy komunikatów zdefiniowane w Zaleceniu Q.931
2.1.4 INNE ELEMENTY INFORMACYJNE
Pozostałe elementy informacyjne mo\
na podzielić na jedno i wielooktetowe.
Zawierają one informacje dotyczące np. atrybutów \
ądanej usługi, cyfr numeru abonenta,
powodu rozłączenia, przyczyny i miejsca wystąpienia błędu i inne.
bity
8 7 6 5 4 3 2 1 oktety
IDENTYFIKATOR ELEMENTU INFORMACYJNEGO
0 1
DA
UGOŚĆ ZAWARTOŚCI ELEMENTU INFORMACYJNEGO (w bajtach) 2
ZAWARTOŚĆ ELEMENTU INFORMACYJNEGO 3
ZAWARTOŚĆ ELEMENTU INFORMACYJNEGO etc.
Tabela 6 Wielooktetowy element informacyjny według Zalecenia Q.931
9
bity
8 7 6 5 4 3 2 1 max. długość
1 : : : - - - - Elementy informacyjne jednobajtowe:
0 0 0 - - - - Reserved
0 0 1 - - - - Shift (Note 2) 1
0 1 0 0 0 0 0 More data 1
0 1 0 0 0 0 1 Sending complete 1
0 1 1 - - - - Congestion level 1
1 0 1 - - - - Repeat indicator 1
0 : : : : : : : Elementy informacyjne o zmiennej długości:
0 0 0 0 0 0 0 Segmented message 4
0 0 0 0 1 0 0 Bearer capability (Note 2) 12
0 0 0 1 0 0 0 Cause (Note 2) 32
0 0 1 0 0 0 0 Call identyfity 10
0 0 1 0 1 0 0 Call state 3
0 0 1 1 0 0 0 Channel identification (Note 2) (Note 4)
0 0 1 1 1 1 0 Progress indicator (Note 2) (Note 4)
0 1 0 0 0 0 0 Network  specific facilities (Note 2) (Note 4)
0 1 0 0 1 1 1 Notification indicator 3
0 1 0 1 0 0 0 Display 34/82
0 1 0 1 0 0 1 Date/time 8
0 1 0 1 1 0 0 Keypad facility 34
0 1 1 0 1 0 0 Signal (Note 2) 3
1 0 0 0 0 0 0 Information rate 6
1 0 0 0 0 1 0 Ed-to-end transit delay 11
1 0 0 0 0 1 1 Transit delay selection and indication 5
1 0 0 0 1 0 0 Packet layer binary parameters 3
1 0 0 0 1 0 1 Packet layer window size 4
1 0 0 0 1 1 0 Packet size 4
1 0 0 0 1 1 1 Closed user group 7
1 0 0 1 0 1 0 Reverse charge indication 3
1 1 0 1 1 0 0 Calling party number (Note 4)
1 1 0 1 1 0 1 Calling party subaddress 23
1 1 1 0 0 0 0 Called party number (Note 4)
1 1 1 0 0 0 1 Called party subaddress 23
1 1 1 0 1 0 0 Redirecting number (Note 4)
1 1 1 1 0 0 0 Transit network selection (Note 2) (Note 4)
1 1 1 1 0 0 1 Restart indicator 3
1 1 1 1 1 0 0 Low layer compatibility (Note 2) 18
1 1 1 1 1 0 1 High layer compabtiility (Note 2) 5
1 1 1 1 1 1 0 User-user 35/131
1 1 1 1 1 1 1 Escape for extension (Note 3)
Tabela 7 Elementy informacyjne wg Zalecenia Q.931
10
2.2 PROCEDURY SYGNALIZACYJNE
Na rys.2 przedstawiono przykład przebiegu sygnalizacji dla przypadku pomyślnego
zestawienia połączenia. Zastosowano przy tym notację strzałkową, pokazującą kolejność i
zale\
ności przyczynowe między zdarzeniami wysyłania/odbioru wiadomości.
Ab.A Styk S/T Siec ISDN Styk S/T Ab.B
SETUP
Podniesienie
mikrotelefonu
SETUP ACK
Sygnal zgloszenia
INFO
Wybieranie numeru
INFO
CALL PROCEEDING
SETUP
ALERTING
Sygnal
ALERTING
Zwrotny
wywolania
sygnal wywolania
CONNECT
Przyjecie
CONNECT
wywolania
CONNECT ACK
CONNECT ACK
ROZMOWA
DISCONNECT
Odlozenie
DISCONNECT
mikrotelefonu
RELEASE
RELEASE
RELEASE COMP.
RELEASE COMP.
Rys.2 Typowa sekwencja komunikatów dla zestawienia i rozłączenia połączenia
telefonicznego
3 WYKONANIE ĆWICZENIA
Ćwiczenie wykonuje się w całości w oparciu o stanowisko laboratoryjne, w skład którego
wchodzą:
" komputer PC z analizatorem protokołów w postaci karty rozszerzeń lub tester
protokołów K1297 Tetronix (2-gie stanowisko);
" centrala abonencka ISDN;
" terminal ISDN;
" terminal analogowy.
11
Rys.3 Schemat funkcjonalny stanowiska laboratoryjnego nr 1
Rys. 4. Schemat funkcjonalny stanowiska laboratoryjnego nr 2
12
Zadania do wykonania:
3.1 Zapoznać się z budową i działaniem analizatora protokołów.
3.2 Zarejestrować sekwencję komunikatów wymienianych pomiędzy abonentem a centralą
podczas nawiązywania i rozłączania połączenia pomiędzy abonentami ISDN (połączenie
wychodzące). Narysować diagram przepływu komunikatów na łączu abonenta A i B.
3.3 Porównać rezultaty z sekwencją wzorcową, omówić ró\
nice.
3.4 Przepisać komunikat SETUP, a następnie:
" wyró\
nić pole adresowe, sterujące, danych ramki LAPD;
" w polu adresowym zaznaczyć pole SAPI i TEI, odczytać zawartości tych pól;
" zdekodować zawartość pola sterującego;
" posługując się Zaleceniem Q.931 zdekodować zawartość pola danych.
3.5 Przeanalizować elementy informacyjne w pozostałych komunikatach sekwencji
(wykorzystując mo\
liwości analizatorów).
3.6 Zaobserwować sekwencję komunikatów wymienianych pomiędzy abonentem a centralą
podczas nawiązywania i rozłączania połączenia pomiędzy abonentem ISDN a abonentem
analogowym (połączenie wychodzące i przychodzące). Wskazać komunikaty i elementy
informacyjne świadczące o komunikacji z abonentem analogowym. Narysować diagramy
przepływu komunikatów na łączu abonenta cyfrowego.
3.7 Zaobserwować sekwencję komunikatów wymienianych między terminalem i centralą
podczas próby zestawienia połączenia do abonenta zajętego w innym połączeniu. Znalez
ć
element informacyjny przekazujący informację o zajętości abonenta. Narysować diagram
przepływu komunikatów na łączu abonenta wywołującego.
4 PYTANIA KONTROLNE
" Omówić strukturę ramki LAPD.
" Co zawiera pole adresowe ramki LAPD?
" Co zawiera pole sterujące ramki LAPD?
" Omówić strukturę komunikatu sygnalizacyjnego.
" Co to jest odnośnik połączenia? Do czego słu\
y?
" Jakie znaczenie mają elementy informacyjne?
" Jakie komunikaty są wymieniane pomiędzy u\
ytkownikiem a siecią podczas
zestawiania i rozłączania połączenia?
13
" Jakie informacje zawiera komunikat SETUP?
LITERATURA UZUPEA
NIAJ
CA:
1. K. M. Brzeziński:  Istota sieci ISDN Oficyna W ydawnicza Politechniki Warszawskiej,
Warszawa 1999
2. W. Kabaciński:  Standaryzacja w sieciach ISDN Wydawnictwo Politechniki
Poznańskiej, Poznań 2001
3. D. Kościelnik:  ISDN cyfrowe sieci zintegrowane usługowo WKA
, Warszawa 2001
4. P. A
ubkowski:  Urządzenia końcowe cz.III  Terminale ISDN , WAT, Warszawa 1997
14