ISUP 3: Application Transport Mechanism (APM)

Transkriptio

1 Teknillinen Korkeakoulu Teletekniikan laboratorio S Teletekniikan erikoistyö ISUP 3: Application Transport Mechanism (APM) Tekijä: Ohjaaja: Markus Borgström 41651d Vesa Kosonen Jätetty:

2 1 JOHDANTO TAUSTAA APPLICATION TRANSPORT MECHANISM -PROTOKOLLA APM-user APM-informaation siirto ISUP-merkinannon avulla APM:n rakenne ja toiminta Yleistä ISUP ASE APM ASE UCEH ASE APM-user ASE APM:N AIHEUTTAMAT MUUTOKSET ISUP-MERKINANTOON Application transport -sanoma (APM) Pre-release information -sanoma (PRI) Application transport -parametri (APP) APP-parametrin otsikko-osan muoto EWSD-keskusjärjestelmässä APM:N VIRHEKÄSITTELY UCEH ASE Application Transport Notification Information Puhelun purkaminen virheen johdosta (PAN) SEGMENTOINTI Segmentointi yleisesti Segmentoinnin proseduurit Segmentointi Segmenttien uudelleenkokoaminen POHDINTAA JA YHTEENVETO

3 LYHENNE- JA KÄSITELUETTELO: ACI Application Context Identifier APP-parametrin kenttä, joka ilmaisee käytettävän sovelluksen ACM Address Complete Message ISUP-merkinannon osoitetieto perillä -sanoma ANM Answer Message ISUP-merkinannon vastausmerkki -sanoma APM 1.) Application Transport Mechanism ISUP-merkinannon läpinäkyvä tiedonsiirtoprotokolla 2.) Application Transport Message APM-protokollaa siirtävä ISUP-merkiantosanoma APP Application Transport Parameter APM-informaatiota sisältävä ISUP-parametri ASE Application Service Element APM:n tietty toiminnallinen osa ATII Application Transport Instruction Indicators APP-parametrin tietokenttä, joka ilmaisee toiminnan virhetilanteissa ATN Application Transport Notification APM:n oman virhekäsittelyn tuloksena muodostettava parametri CON Connect Message ISUP-merkinannon yhteys muodostettu -sanoma CPG Call Progress Message ISUP-merkinannon puhelunmuodostus etenee -sanoma ETSI European Telecommunications Standards Institute Eurooppalainen tietoliikenteen standardoimisjärjestö EWSD Elektronisches Wählsystem Digital Siemensin digitaalinen puhelinkeskusjärjestelmä IAM Initial Address Message ISUP-merkinannon aloitusosoite -sanoma IN Intelligent Network Älyverkko INAP Intelligent Network Application Part Televerkon älyverkko-osan merkinantoprotokolla ISDN Integrated Service Digital Network Digitaalinen monipalveluverkko ISUP ISDN User Part ISDN:n verkkomerkinanto ISUP3 ISUP version 3 ISUP-merkinannon versio 3 ITU-T International Telecommunication Union -Telecommunication sector Kansainvälinen tietoliikenteen standardoimisjärjestö 3

4 LE PAN PIN PRI REL SLR TE THK UCEH VPN YKM Local Exchange Paikalliskeskus Public Addressed Node APM-yhteyden kohde sovellus, jolle yhteys muodostetaan Public Initiatin Node APM-yhteyden muodostava sovellus Pre-release Information Message ISUP-merkinannon ennakkopurku -sanoma Release message ISUP-merkinannnon yhteyden purku sanoma Segmentation Local Reference Segmentoinnin tunnistearvo Transit Exchange Kauttakulkukeskus Telehallintokeskus Undefined Context and Error Handling APM:n omat virhetilanteet käsittelevä toiminnallinen osa Virtual Privat Network APM-protokollaa käyttävä sovellus Yhteiskanavamerkinanto 4

5 1 JOHDANTO Tutkimustyön taustalla on ITU-T:n ja myöhemmin myös ETSI:n standardoima ISUP-merkinannon Application Transport Mechanism (APM) -protokolla. APMprotokollan avulla pystytään televerkon elementtien välillä siirtämään sovelluskohtaista informaatiota ISUP-merkinannossa ilman, että koko televerkon tarvitsee tukea kyseistä sovellusta. Televerkon eri elementtejä ovat muunmuassa tilaajat, puhelinvaihteet ja televerkon keskukset. Normaalin standardointityön avulla ISUP-merkinantoon tuotavien laajennusten tuominen itse verkkoon kestää usein muutamia vuosia. APM on eräs keino pyrkiä vastaamaan jatkossa nopeammin ISUP-merkinantoon kohdistuviin kehittämisvaatimuksiin. Tämän työn tavoitteena on esitellä APM-protokolla tutkimustyön lukijalle. Tavoitteena on esitellä APM:n toiminta sekä APM:n aiheuttamat muutokset ISUP-merkinantoon. Työn lopussa pohditaan myös mahdollistaako APMprotokolla esitetyn perusteella todellisuudessa joustavan sovelluskohtaisen tiedonsiirron televerkon elementtien välillä. Tutkimustyö on rajattu käsittelemään televerkkoa vain ISUP-merkinannon kautta. Työn lukijalta edellytetään televerkon perusrakenteen tuntemista sekä sanomaperusteisen ISUP-merkinannon ymmärtämistä. Työssä on pitäydytty vain APM:n toimintaperiaatteen ja mahdollisuuksien tutkimisessa. Jo olemassa olevia APM-protokollaa hyödyntäviä sovelluksia ei ole käsitelty kuin pintapuolisesti. [1] [2] [3] 5

6 2 TAUSTAA Nykyinen tietoyhteiskunta tarjoaa ihmisille televerkon välityksellä mitä monipuolisimpia palveluja. Kehitys on ollut erittäin nopeaa viime aikoina, eikä tulevaisuudessakaan ole näkyvissä mitään tätä kehityssuuntaa jarruttavia tekijöitä. Televerkon välityksellä tarjottujen palvelujen voimakas kasvu ja palvelujen monipuolistuminen tulee jatkumaan myös lähitulevaisuudessa. Telepalvelujen monipuolistaminen ja kehittyminen asettaa omat vaatimuksensa myös televerkon merkinannolle. Televerkon keskusten väliseen merkinantoon käytetään pääasiassa ISUP-merkinantoa. Nykyään yhä useampi palvelu hyödyntää myös televerkon älyverkko (IN) toiminnallisuutta. Televerkko käyttää IN-palveluja INAP-merkinannon avulla. [3] Erilaisia telepalveluja tarjottaessa syntyy tarve siirtää tietoa A-tilaajan ja B- tilaajan sekä IN-palveluja tarjoavan televerkon keskuksen välillä. Tätä tietoa siirretään televerkossa ISUP-merkinannon sanomien avulla. Yhteyden päätepisteissä olevien keskusten välillä on yleensä myös muita televerkon keskuksia. Näille keskuksille kaikki välitettyihin palveluihin liittyvä tieto ei ole tarpeellista. Kauttakulkukeskusten tehtävänä on siirtää saatu merkinantoinformaatio muuttumattomana verkossa edelleen seuraavalle verkon keskukselle. [3] Jotta yhteensopivuus eri keskusvalmistajien keskusten välillä voidaan taata, verkkomerkinannossa on sallittua siirtää vain tietyn standardin mukaisia merkinantosanomia. Merkinannon standardointityötä tekevät useat organisaatiot. Maailmanlaajuisesti tätä työtä tekee ITU-T. Euroopassa vastaavaa työtä tekee ETSI. ETSI laatii oman suosituksensa Euroopassa käytettävästä merkinannosta ITU-T:n suositusten pohjalta. Amerikassa vastaavan työn tekee ANSI. Kolmannen tason standardointityöhön tuo kunkin maan kansallinen standardointi. Tällä pyritään ottamaan standardoinnissa huomioon kussakin maassa vallitsevat erityisolosuhteet. [4] Suomessa kansallisten standardien laatimisesta vastaa Liikenneministeriön alainen Telehallintokeskus ja sen johtamat työryhmät. Näissä työryhmissä teleoperaattoreiden ja laitevalmistajien edustajat laativat omat kansalliset suositukset televerkon merkinannosta ETSI:n suositusten pohjalta. [4] [5] Standardointityön moniportaisuuden seurauksena on se, että standardoinnin vaikutukset itse televerkon merkinantoon ovat hitaita. ITU-T:n suositukset käsitellään ensin ETSI:ssä, jolloin niistä muokataan paremmin Euroopan vaatimuksiin soveltuvat. Näistä ETSI:n suosituksista laaditaan vielä kansalliset suositukset. Tämän jälkeen laitevalmistajien on vielä muutettava keskusohjelmistojaan siten, että niiden merkinanto vastaa uusia standardeja. Ennen kuin operaattorit ovat vielä testanneet nämä ohjelmistot ja päivittäneet koko televerkon keskukset uudelle tasolle, on kulunut jo useampia vuosia. [4] [5] 6

7 On keksittävä keinoja, joiden avulla voidaan sopeuttaa ISUP-merkinanto vastaamaan nopeammin televerkon kautta tarjottujen palvelujen kehityksen asettamiin muutosvaatimuksiin. Televerkko on saatava nopeammin tukeamaan uusia toiminnallisuuksia. Eräs ratkaisu tähän ongelmaan on ISUP3-tason merkinannon mukanaan tuoma Application Transport Mechanism (APM). APM-protokollan avulla pystytään välittämään televerkon merkinannon avulla eri sovelluksiin liittyvää informaatiota minkä tahansa kahden verkon elementtien välillä ilman, että koko välillä olevan verkon tarvitsee tukea kyseistä sovellusta. Ainoa vaatimus on että koko kauttakulkuverkko tukee APM-protokollaa eli koko verkko on päivitetty ISUP3-tasolle. [1] 7

8 3 APPLICATION TRANSPORT MECHANISM -PROTOKOLLA 3.1 APM-user Application Transport Mechanism -protokollan (APM) avulla voidaan muodostaa läpinäkyvä päästä päähän tiedonsiirtoyhteys televerkon yli ISUP-merkinannon avulla. Yhteys muodostetaan kahden samaa APM:n sovellusta käyttävän televerkon komponentin eli APM-userin välille. Yhteyden muodostavaa APMuseria kutsutaan nimellä public initiating node (PIN) ja APM-useria, jolle yhteys muodostetaan kutsutaan nimellä public addressed node (PAN). Yhteys PIN:in ja PAN:in välille voidaan muodostaa heti puhelun muodostusvaiheessa tai myöhemmin missä tahansa vaiheessa puhelun aikana. [1] PIN ja PAN voivat sijaita missä tahansa yhteyden keskuksissa. Seuraavat konfiguraatiot ovat mahdollisia. [1] 1. PIN ja PAN yhteyden päätepisteissä 2. PIN päätepisteessä, PAN kauttakulkukeskuksessa 3. PIN kauttakulkukeskuksessa, PAN päätepisteessä 4. PIN ja PAN kauttakulkukeskuksissa Edellytyksenä yhteyden muodostukselle on, että sekä keskus jossa PIN sijaitsee että keskus jossa PAN sijaitee tukevat kyseistä APM-useria. Toinen edellytys on että kauttakulkuverkko tukee APM:n käyttöä eli käyttää vähintään ISUP3-tason merkinantoa. Kauttakulkukeskusten ei siis tarvitse tukea kyseistä APM-useria. APM-user LE / TE PIN TE APM-user LE / TE PAN LE TE PIN PAN APM-user Looginen päästä päähän yhteys APM-usereiden välillä APM-user informaation todellinen reitti Local Exchange Transit Exchange Public Initiating Node Public Addressed Node Application Transport Mechanism user application Kuva 1: Yhteys kahden APM-userin välillä [1] Käytännössä APM-user voi olla esimerkiksi puhelinvaihde. Tällöin kahden puhelinvaihteen (PIN ja PAN) tuntema signalointiprotokolla siirtää ISUP- 8

9 merkinannon yli informaatiota APM:n avulla ilman, että ISUP:in tarvitsee ymmärtää sitä. Yhtä yhteyttä kohti voi olla samanaikaisesti useampia APM:n avulla kommunikoivia yhteyksiä. Ei kuitenkaan useampia samaa APM-useria käyttäviä. APM:n avulla toteutetut yhteydet PIN:in ja PAN:in välillä ovat yleensä hyvin lyhyitä. APM:n avulla siirrettävä informaatio pakataan ISUPmerkinantosanomaan ja siirretään PIN:in ja PAN:in välillä. Jos kaikki informaatio mahtuu yhteen sanomaan, yhteyttä PIN:in ja PAN:in välillä ei muodosteta käytännössä ollenkaan. Jos kaikki informaatio ei mahdu yhteen merkinantosanomaan, informaatio joudutaan jakamaan useaan sanomaan, jotka lähetetään peräkkäin. Tätä toimenpidettä kutsutaan segmentoinniksi. Tällöin yhteyden kesto on aika, joka kuluu kaikkien APM-informaatioelementtien siirtämiseen verkon yli. [1] 3.2 APM-informaation siirto ISUP-merkinannon avulla APM-protokollaa hyväksikäyttävät APM-userit voivat olla samassa televerkon keskuksessa, mutta yleensä ne sijaitsevat eri keskuksissa. Eri keskuksissa sijaitsevien APM-usereiden välillä siirrettävä informaatio siirretään keskusten välillä ISUP-merkinannon avulla. Tätä informaation siirtoa varten on ISUP:iin määritelty oma parametri application transport parameter (APP). APP-parametrin siirtoa varten on määritelty oma ISUP-merkinantosanoma application transport message (APM). APP-parametrin siirtoon voidaan käyttää myös muita ISUPmerkinantosanomia silloin, kun se on mahdollista yhteyden muun merkinannon yhteydessä. APP-parametrin siirto on mahdollista seuraavissa ISUP-sanomissa: [2] IAM, Initial address message ACM, Address complete message ANM, Answer message CPG, Call progress message CON, Connect message PRI, Pre-release information message APM, Application transport message Yleensä APM-protokolla käytetään heti puhelun muodostamisen yhteydessä, jolloin APP-parametri voidaan siirtää eteenpäin suunnassa IAM-sanomassa ja taaksepäin suunnassa ACM tai ANM-sanomassa. Kun APP-parametria ei voida siirtää yhteyden muun merkinannon yhteydessä, käytetään sen siirtoon APMsanomaa. Jotkut APM:ia hyödyntävät sovellukset saattavat lähettää vastaanotetulle APM-informaatiolle kuittauksen APP-parametrissa. Myös tämä kuittauksen sisältävä APP-parametri voidaan siirtää muun merkinannon yhteydessä. Puhelun purun yhteydessä siirrettävää APM-informaatiota varten on määritelty oma ISUP-merkinantosanoma. Syy tähän on selostettu myöhemmin 9

10 tässä dokumentissa. Purun yhteydessä APP-parametri siirretään PRIsanomassa. APM- ja PRI-sanomat eivät voi sisältää muuta informaatiota kuin APP-parametrin. [1] [6] [7] 3.3 APM:n rakenne ja toiminta Yleistä APM:n looginen toiminta on jaettu useaan itsenäiseen osaan. Näitä osia kutsutaan nimellä Application Service Element (ASE). Kullakin ASE:lla on oma tehtävänsä ja ASE:jen välillä on omat rajapintansa. Kaikki ASE:t eivät voi kommunikoida suoraan toistensa kanssa, vaan kommunikointi tapahtuu aina Application Transport Mechanism ASE:n (APM ASE) välityksellä. Seuraavassa kuvassa on esitetty ASE:t sekä niiden väliset kommunikointirajapinnat. [1] ISUP-signalling ISUP-ASE ISUP-signalling APM-ASE UCEH-ASE APM-User ASE 1 APM- User ASE n Kuva 2: APM:n Application Service Elementit [1] ISUP ASE ISUP ASE:n tehtävänä on hoitaa normaali puhelun hallinta sekä käsitellä APMinformaatiota sanomatasolla. ISUP ASE erottelee saapuvista merkinantosanomista APP-parametrit, tarkistaa niistä tietyt otsikko-osan koodaukset ja siirtää tämän jälkeen APP-parametrin APM ASE:n käsiteltäväksi. Lähtevässä liikenteessä ISUP ASE:n tehtävänä on välittää APM ASE:lta saadut valmiit APP-parametrit verkossa eteenpäin jonkin merkinantosanoman sisällä. Jos sopivaa merkinantosanomaa ei ole muuten saatavilla, lähettää ISUP ASE johdolle APM-sanoman. 10

11 ISUP ASE:n on asetettava lähtevään merkinantosanomaan parameter compatibility information -parametriin APP-parametrin kohdalle samat asetukset kuin APM-ASE:lta saadussa ATII-kentässä on (katso tarkemmin kohta 4.3). Jos lähtevässä sanomassa on useita APP-parametreja, asetetaan compatibility information indikaattorit tiukimpien vaatimusten mukaan. [1] [6] [7] APM ASE APM ASE on vastuussa APM:n signalointiproseduureista, APP-parametrien purkamisesta ja rakentamisesta sekä APM-informaation segmentoinnista. APM ASE toimii linkkinä muiden ASE:jen välillä. APP-parametreja vastaanotettaessa APM ASE tarkistaa APP-parametrin otsikkoosan informaation sekä käsittelee mahdollisen segmentoinnin. Tämän jälkeen informaatio siirretään joko valitun APM-userin tai UCEH ASE:n käsiteltäväksi. APM ASE:n tehtävänä on myös välittää ISUP ASE:lle valmiita APP-parametreja APM-usereilta saadun APM-informaation perusteella. [1] Segmentointia on käsitelty erikseen luvussa UCEH ASE UCEH ASE käsittelee virhetilanteet, jotka syntyvät APM ASE:ssa APPparametreja vastaanotettaessa tai lähetettäessä. UCEH ASE:n toiminnasta ja virhekäsittelystä on kerrottu tarkemmin luvussa 5. [1] APM-user ASE APM-user ASE on APM:ia hyväksikäyttävä sovellus. Jokaiselle APM-user ASE:lle on määritelty oma ACI-arvonsa (ACI, ks luku 4.3 b.), joka yksilöi sovelluksen. Koska APM-user ASE on sovellus, joka vain hyväksikäyttää APM:ia informaation kuljetuksessa, mutta ei varsinaisesti liity APM:n toimintaan, ei tässä työssä käsitellä tarkempaa näitä sovelluksia. [1] 11

12 4 APM:N AIHEUTTAMAT MUUTOKSET ISUP-MERKINANTOON Tässä luvussa on kuvattu APM:n vaatimat uudet merkinantosanomat ja - parametrit sekä niiden pääasiallinen sisältö APM:n toiminnan kannalta. Kaikkia toimintoja ei välttämättä tarvitse toteuttaa televerkkoon ja sen keskuksiin yhdellä kertaa. Toimiva APM ratkaisu voidaan toteuttaa myös esimerkiksi ilman PRIsanomaa tai ilman tukea segmentoinnille. 4.1 Application transport -sanoma (APM) Application transport -sanomaa käytetään APM-tiedon siirtoon puhelun aikana silloin kun muuta sopivaa ISUP-merkinantosanomaa ei voida käyttää. APMsanoma voi liikkua yhteydellä kumpaan suuntaan tahansa ja sen käyttö ei voi aiheuttaa muutosta puhelun tilassa. APM-sovellusten käyttämä informaatio kuljetetaan APM-sanomassa APP-parametrin sisällä. Yksi APM-sanoma voi sisältää useamman APP-parametrin. Tällöin näiden APP-parametrien sisältämä informaatio on oltava tarkoitettu eri APM sovelluksille (katso APP-parametri, kohta b: ACI). [2] 4.2 Pre-release information -sanoma (PRI) Pre-release information -sanomaa käytetään ISUP:n Release-sanoman (REL) kanssa tilanteissa, joissa APM-informaation siirtäminen REL-sanomassa aiheuttaisi ongelmia ISUP2-tason merkinannon kanssa. [6] Kun APM-informaatiota halutaan siirtää puhelun purkamisen yhteydessä, lähetetään se PRI-sanomassa juuri ennen REL-sanoman lähettämistä. Jos käytetään segmentointia, lähetetään loput segmentit APM-sanomissa PRIsanoman ja REL-sanoman välissä. Keskus, joka vastaanottaa PRI-sanoman, tallentaa siinä tulevan APMinformaation, jos se on tarkoitettu kyseisen keskuksen sovellukselle. Muussa tapauksessa se lähettää sanoman verkossa eteenpäin. PRI-sanomassa tullutta APM-informaatiota voidaan käsitellä purun yhteydessä, kun REL-sanoma myöhemmin vastaanotetaan. [2] 4.3 Application transport -parametri (APP) APP-parametrin rakenne ja koodaus on esitetty kuvassa 3. Kuvan jälkeen on selitykset parametrin kentille. Englanninkieliset määritykset ovat suoraan ETSI:n ISUP3-tason standardista, jotka ovat sellaisenaan hyväksytty käyttöön myös Suomessa. Suomenkielisissä osuuksissa on pyritty selventämään tarkemmin kunkin kentän ja indikaattorin merkitystä ja käyttöä. [2] 12

13 a) Extension indicators: Ext Application Context Identifier 2 Ext SPARE ATII B A 3 Ext SI APM segmentation indicator 3a Ext SLR 4a Encapsulated Application Information 4n Kuva 3: Application transport parametrin kentät [2] 0 further octet exists; 1 last octet; APP-parametrista on haluttu tehdä mahdollisimman joustava myös tulevaisuuden tarpeita ajatellen. Parametrin otsikko-osan koodaukseen on haluttu jättää laajennusmahdollisuus siten, että laajennuksen jälkeenkin yhteensopivuus vanhempien toteutusten kanssa säilyy. Kaikki oktetit ennen oktettia 4a luetaan kuuluvaksi otsikko-osaan. APP-parametrin otsikko-osan koodauksessa on jokaisen varsinaisen oktetin (kuvassa oktetit 1,2,3) kohdalla annettu mahdollisuus käyttää lisäoktetteja (1a,2a,3a,3b...). Lisäoktettia 3a lukuunottamatta ei lisäoktetteja ole vielä määritelty. Otsikko-osan laajennusmahdollisuus on toteutettu extensionindikaattorin avulla. Tällä indikaattorilla ilmaistaan, onko kyseiselle parametrin otsikko-osan oktetille perässä seuraavaa lisäoktettia. Indikaattori saa arvon 0, jos seuraavassa oktetissa on lisäoktetti. Kun indikaattorin arvo on 1, alkaa seuraavasta oktetista seuraava kenttä tai varsinainen parametrin sisältämä informaatio (oktetit 4a - 4n) Indikaattorin arvo oktetissa 1 koskee kenttää Application Context Identifier (ACI). Tällä tavalla on jätetty laajennus-mahdollisuus ACIkentän arvoalueeseen, koska nykyisellä seitsemällä bitillä voidaan ilmaista vain 127 eri sovellusta. Nykyään oktetin 1 extension indikaattori saa aina arvon 1 (last octet). Oktetille 2 ei ole suunniteltu vielä laajennusoktetteja. Oktetille 3 on määritelty lisäoktetti 3a, joka on pakollinen nykyistenkin sovellusten siirrossa APP-parametrissa. Jos oktetti 3a puuttuu, käsitellään parametrin sisältö kuin tuntematonta sovellusta. 13

14 b) Application Context Identifier (ACI) (Octet 1): 0 Unidentified Context and Error Handling (UCEH) ASE; 1 PSS1 ASE (VPN); 2 Spare; 3 Charging ASE; 4-63 Spare; Reserved for non-standardized applications; 127 Reserved for future expansion of Application Context Identifier field. ACI-kentän avulla ilmaistaan sovellus, jota siirrettävä informaatio koskee. Toistaiseksi tunnettuja sovelluksia ovat Virtual Privat Network (1) ja Charging (3). ACI-kentän arvoa 0 vastaavan sovelluksen UCEH merkitystä käsitellään muussa yhteydessä. [8] [9] ACI-kentän sisällön tutkimisessa ei saa soveltaa Q.764:ssä määriteltyä ISUP-merkinannon yleistä compatibility -mekanismia. Eli tuntemattoman ACI-arvon kohdalla ei haeta parameter compatibilty information -parametrista ohjeita siitä, miten APP-parametrin kanssa on toimittava, vaan tuntemattoman ACI-arvon tapauksessa ohjeet haetaan APP-parametrin ATII-kentästä oktetista 2. [7] c) Application Transport Instruction Indicators (ATII) (Octet 2): bit A: Release call indicator; 0 do not release call; 1 release call; bit B: Send notification indicator; 0 do not send notification; 1 send notification. ATII-kentän indikaattoreilla ilmaistaan toiminta tietyissä virhetilanteissa. Tällainen virhetilanne on muunmuassa sellaisen APP-parametrin vastaanottaminen, jossa on tuntematon ACI-arvo ja 14

15 parametrin informaatio on tarkoitettu juuri kyseiselle keskukselle. Toisinsanoen parametrin informaatio koskee sovellusta, jota kyseisessä televerkon keskuksessa ei tueta. Jos APP-parametri tuntemattomalla ACI-arvolla on tarkoitettu siirrettäväksi verkossa eteenpäin, eikä sitä muustakaan syystä tarvitse keskuksessa avata, ei ATII-kenttää tutkita ja parametri siirretään sellaisenaan eteenpäin. ATII-kentästä haetaan ohjeet myös tapauksessa, jossa APM:n avulla siirrettävä informaatio on segmentoitu useaan APP-parametriin ja segmenttien uudelleen kokoaminen epäonnistuu. Epäonnistuminen voi johtua esimerkiksi siirrossa kadonneesta APM-segmentistä tai virheellisestä SLR arvosta. Virhetilanteessa virheen aiheuttanut ACI-arvo, ATII-kenttä sekä virheen syy siirretään UCEH ASE:n (ACI=0) käsiteltäväksi. Virhekäsittelyä on käsitelty tarkemmin myöhemmin luvussa 5. Release call -indikaattorin avulla ilmaistaan, tuleeko puhelu purkaa edellä mainituissa virhetapauksissa. Send notification -indikaattorin avulla ilmaistaan, tuleeko edellä mainituissa virhetilanteissa virheen aiheuttaneen APP-parametrin lähettäjälle lähettää ilmoitus tapahtuneesta virheestä. Jos ilmoitus pyydetään, lähetetään se luvussa 5.2 kuvatulla tavalla. d) APM segmentation indicator (Octet 3): 0 final segment; 1-9 indicates the number of following segments; spare. APM segmentation -indikaattorilla ilmoitetaan jäljellä olevien segmenttien määrä segmentointia käytettäessä. Jos segmentointia ei käytetä, on indikaattorin arvo 0. Segmentoinnissa APMinformaatio voidaan jakaa korkeintaan kymmeneen segmenttiin eli APP-parametriin. Laajennusvaraa tulevaisuutta varten on jätetty 63 segementtiin asti. Tähän kenttään ei saa soveltaa ISUP-merkinannon compatibilitymekanismia (tarkemmin: ACI, ks luku 4.3 b). e) Sequence indicator (SI) (Octet 3): 0 Subsequent segment to first segment; 15

16 1 New sequence. Sequence -indikaattorilla ilmaistaan, onko kyseessä uusi informaatiosekvenssi vai kuuluuko informaatio osana aikaisemmin lähetettyyn informaation. Indikaattorin arvo on 0, jos kyseinen APP-parametri sisältää segmentin, joka kuuluu jo aikaisemmin lähetettyyn segmenttiin. Arvoa 1 (new sequence) käytetään ensimmäisessä segmentissä sekä silloin kun segmentoitia ei ole käytetty lainkaan. f) Segmentation Local Reference (SLR) (Octet 3a). SLR-kenttä sisältää tarkistuskoodin, joka voi olla mikä tahansa merkkijono. Segmentointia käytettäessä jokaisessa saman informaatiosekvenssin lähetetyssä tai vastaanotetussa segmentissä eli jokaisessa APP-parametrissa on oltava sama SLR-arvo. g) Encapsulated Application Information: Kenttä sisältää varsinaisen siirrettävän sovelluskohtaisen informaation. Kentän koodaus riippuu käytetystä sovelluksesta ja on siten sovelluskohtaisesti määritelty. ISUP-merkinanto ei välitä kentän sisällöstä, vaan siirtää sen sellaisenaan verkossa eteenpäin tai APM ASE:n käsiteltäväksi. APM ASE siirtää informaation edelleen oikean APM-user sovelluksen käsiteltäväksi. Seuraavanlaista suuntaa antavaa koodaustapaa suositellaan käytettäväksi sovelluksille, jotka siirtävät samanaikaisesti sekä läpinäkyvää sovelluskohtaista informaatiota että lisäksi verkkokohtaista informaatiota: Kentän ensimmäinen tavu toimiii osoittimena sovelluskohtaiseen informaatioon, joka siirretään sellaisenaan läpi informaatiota käyttävien APM-userien välillä. Kun informaatio on segmentoitu useaan APP-parametriin, osoitin osoittaa sovelluskohtaisen informaation ensimmäiseen tavuun, vaikka se olisi eri segmentissä toisessa APP-parametrissa. Kun APP-parametrien informaatiokentät kootaan segmentoinnin jälkeen jälleen yhteen, osoittaa osoitin näin oikeaa paikkaa. Osoittimen ja sen osoittaman ensimmäisen tavun väliin jäävä informaatio on verkkokohtaista informaatiota. Tämä informaatio on tarkoitettu myös kauttakulkukeskuksille, jos ne tukevat kyseistä APM-sovellusta. Molempien informaatiokenttien koodaus on 16

17 sovelluskohtaisesti määritelty. Osoittimen arvo 0 tarkoittaa, ettei läpinäkyvästi siirrettävää informaatiokenttää ole. Edelle selostettua koodaustapaa tukava sovellus on VPN. 4.4 APP-parametrin otsikko-osan muoto EWSD-keskusjärjestelmässä APP-parametrin otsikko-osaa on mahdollista laajentaa jokaisessa otsikon oktetissa olevan extension-indikaattorin avulla. Koska suosituksessa Q.765 ei ole selvästi otettu kantaa, miten laajennettuihin otsikko-osiin tulee suhtautua, otetaan tähän esimerkkinä nykyinen toteutus Siemensin EWSD-keskusjärjestelmässä. Koska nykyisen APM:n tuntemille sovelluksille riittää kuvassa 3 oleva otsikkoosa, on se EWSD-keskuksissa ainoa hyväksytty otsikko-osan muoto. Jos otsikko-osassa on mukana oktetteja 2b,2c jne tai oktetteja 3b,3c jne, kohdellaan APP-parametria kuten tuntemattoman ACI-arvon sisältävää APPparametriä eli se alistetaan virhekäsittelyyn APM-user tasolla (UCEH ASE). Parametri käsitellään ATII-kentässä olevien ohjeiden mukaisesti. Samoin toimitaan, jos jokin oktetin 2 spare-biteistä on asetettu. [10] Jos otsikko-osassa on mukana oktetteja 1a,1b jne, käsitellään APP-parametri tuntemattomana parametrina ISUP-merkinannon compatibility-mekanismin mukaisesti. [6] [7] [10] 17

18 5 APM:N VIRHEKÄSITTELY 5.1 UCEH ASE UCEH ASE:a käytetään kun APM ASE havaitsee APM-informaation käsittelyssä jonkin virheen. Tällöin APM ASE siirtää APP-parametrin otsikko-osasta seuraavat tiedot UCEH ASE:lle: 1. ACI, pyydetty sovellus 2. ATII, ohjeet virhetilanteita varten 3. Virheen syy Myös keskuksen tukema sovellus eli APM-user voi pyytää vastaanotetulle APMinformaatiolle UCEH-käsittelyä. Tämä voi johtua esimerkiksi siitä, että APM-user havaitsee informaation saapuneen sovelluksen kannalta väärässä ISUPmerkinantosanomassa tai väärässä puhelun tilassa. Tällöin APM-user palauttaa APP-parametrin kokonaisuudessaan takaisin APM ASE:n käsiteltäväksi. UCEH ASE analysoi virheen syyn sekä ATII-kentässä annetut toimintaohjeet. ATII-kentällä kerrotaan, tuleeko virheen aiheuttaneen APP-parametrin lähettänyttä APM-useria informoida tapahtuneesta virheestä sekä tuleeko puhelu purkaa. Virheestä ilmoittaminen ja puhelun purkaminen ovat käsitelty seuraavissa kappaleissa. [1] 5.2 Application Transport Notification Information Application Transport Notification (ATN) Information -parametri on eräs APM:n sovellus. Parametri kuuluu APP-parametrin encapsulated application information kenttään, kun APP:n ACI arvo on 0 (UCEH ASE). Parametrilla on tarkoitus siirtää PAN:sta tieto takaisin PIN:iin APP-parametrin vastaanotossa tapahtuneesta virhetilanteesta. Tieto lähetetään, kun vastaanotetussa, virhetilanteen aiheuttaneessa, APP-parametrissa on ATIIkentässä asetettu send notification -indikaattori. Alunperin parametrissa oli mahdollista siirtää vain yhtä vian aiheuttanutta ACIarvoa koskevaa informaatiota. ETSI laajensi suosituksessaan parametria siten, että yhdellä parametrilla voidaan ilmaista useamman eri sovelluksen käsittelyssä tapahtuneet virheet yhdellä parametrilla. Parametrin rakenne on esitetty kuvassa 4. [1] [2] 18

19 Ext/ APM-user Context Identifier 2 Ext/ Reason 3 Ext/ APM-user Context Identifier 4 Ext/ Reason n-1 Ext/ APM-user Context Identifier N Ext/ Reason a) Extension indicators 0 further octet exists 1 last octet Kuva 4: Application Transport Notification Information [1] Indikaattori ilmaisee parametrin viimeisen oktetin. Oktetteja on oltava parillinen määrä eli parametrin viimeinen kenttä on aina Reason. b) APM-user Context Identifier 0 No Information Refer to "Application Context Identifier" field in the Application Transport Parameter ) Ilmaisee sovelluksen, jota koskien virhe on tapahtunut APPparametrin vastaanotossa. Virheen aiheuttaneen APP-parametrin ACI-arvo kopioidaan tähän kenttään. c) Reason 0 No Information 1 Unidentified Context 2 Reassembly Error Spare Ilmaisee tapahtuneen virheen. Toistaiseksi ainoat mahdolliset arvot ovat : 19

20 1. Tuntematon sovellus eli APP:n vastaanottanut keskus ei tue kyseistä ACI:lla pyydettyä sovellusta. 2. Segmenttien uudelleenkokoamisessa tapahtunut virhe. Esimerkiksi välistä puuttuva segmentti tai väärä SLR-arvo. Vastaanotettaessa APP-parametri, jossa ACI on asetettu arvoon UCEH ASE, analysoidaan application transport notification -parametri. Analyysin avulla selvitetään mitä sovellusta kohdekeskus ei tukenut ja omassa keskuksessa olevaa vastaavaa APM-useria voidaan informoida asiasta. Tämän jälkeen kyseinen APM-user toimii omien ohjeidensa mukaisesti. Se voi esimerkiksi purkaa puhelun. [1] 5.3 Puhelun purkaminen virheen johdosta (PAN) Jos release call -indikaattorilla pyydetään puhelun purkamista, ISUP purkaa puhelun normaalin ISUP-merkinannon purkuperiaatteiden mukaisesti. ISUPmerkinannon purkusanomassa (REL) käytettävä purun syykoodi riippuu APM:ssä tapahtuneesta virheestä. Tuntemattoman sovelluksen tapauksessa käytetään REL-sanomassa syykoodia 79 (Service or option not implemented, unspecified). Jos segmentoinnissa on tapahtunut virhe, käytetään ISUP:illa syykoodia 111 (Protocol error, unspecified). [1] 20

21 6 SEGMENTOINTI 6.1 Segmentointi yleisesti Kerralla siirrettävän APM-informaation maksimipituus on 2048 tavua. Pitkän APM-informaatioelementin tapauksessa, informaatio on jaettava useaan pienempään palaan, jotka siirretään verkossa useassa peräkkäisessä ISUPmerkinantosanomassa. Tätä proseduuria sekä näiden lyhyempien informaatioelementtien uudelleenkokoamista kutsutaan segmentoinniksi. Siirrettävä APM-informaatio voidaan jakaa maksimissaan kymmeneen segmenttiin. Näistä ensimmäinen on usein tyhjä. Jos siirrettäväksi tarkoitettu APM-informaatioelementti on pidempi kuin 2048 tavua, ei sitä voida siirtää APM:n avulla. Tällöin keskus generoi asiasta ilmoituksen keskuksen käyttöpäätteelle, jotta virhe havaitaan. Yhdellä yhteysvälillä voi olla samanaikaisesti käynnissä useampia segmentointiproseduureja eri APM-usereiden toimesta. Nämä segmentointiproseduurit toimivat tällöin toisistaan riippumatta. APM-informaatiota segmentoitaessa ensimmäisen segmentin sisältävä APPparametri on lähetettävä ensimmäisenä. Samoin muut segmentit on lähetettävä tämän jälkeen oikeassa järjestyksessä. Ensimmäinen APP-parametri voidaan lähettää joko APM-sanomassa tai muussa tilanteeseen sopivassa ISUPmerkinantosanomassa. Tätä seuraavat APP-parametrit on lähetettävä aina APMsanomissa. Ensimmäisen segmentin pituus voi olla 0, jos halutaan ennen varsinaisen informaation lähettämistä varmistaa, että yhteys saadaan muodostettua kahden APM-userin välille. Koska on olemassa mahdollisuus, että puhelun yhteydenmuodostusvaiheessa lähetetyt useat APM-segmentit katoavat, ennen kuin yhteys on loppuun asti muodostunut, on standardoitu seuraava käytäntö. Jos ensimmäinen segmentti on lähetettävä IAM-sanomassa, lähetetään siinä tyhjä segmentti eli tyhjä APPparametri ja indikoidaan siinä segmentointia. Loput segmentit lähetetään vasta kun yhteydeltä on saatu ensimmäinen sanoma taaksepäin suunnassa, joka sisältää kyseistä APM-useria koskevan tyhjän APP-parametrin. Tyhjä APPparametri edustaa tässä tapauksessa kuittausta. Tällä tyhjällä APP-parametrilla PAN ilmaisee, että yhteys on loppuun asti muodostunut ja segmentontia tuetaan. [1] 21

22 6.2 Segmentoinnin proseduurit Segmentointi Segmentoitava APM-informaatioelementti jaetaan useaan APP-parametriin siten, että seuraavan parametrin ensimmäinen varsinainen informaatiotavu on aina ensimmäinen tavu, joka ei mahtunut edellisen APP-parametrin informaatiokenttään. Näin jatketaan, kunnes koko informaatio on saatu pakattua APP-parametreihin. Ensimmäisen APP-parametrin sequence indicator asetetaan arvoon 1 (new sequence) ja APM segmentation indicator -kenttään asetetaan jäljellä olevien segmenttien lukumäärä. Jokaisen seuraavan APP-parametrin sequence indicator asetetaan asentoon 0 (subsequent segment to first sequence) ja APM segmentation indicator -kenttään asetetaan jäljellä olevien segmenttien määrä eli yhtä pienempi arvo kuin edelliseen APP-parametriin asetettu arvo. Jokaisen APP-parametrin Segmentation Local Reference -kenttään laitetaan sama tarkistusarvo. Ensimmäinen segmentti voidaan lähettää myös muussa ISUPmerkinantosanomassa kuin APM-sanomassa, mutta kaikki loput segmentit on lähetettävä APM-sanomissa. Segmentit voidaan lähettää välittömästi peräkkäin, paitsi, jos ensimmäinen segmentti on lähetetty IAM-sanomassa. Tällöin odotetaan ensin ensimmäistä taaksepäin sanomaa, jossa tulee olla tyhjä APPparametri ilmoituksena yhteydenmuodostuksen onnistumisesta APM-usereiden välille. Segmenttien lähettäminen voidaan keskeyttää vain muun puhelun hallinnan yhteydessä sattuvassa vikatilanteessa. ISUP-merkinantosanoman parameter compatibility information -parametriin asetetaan APP-parametrin kohdalle indikaattorit ATII-indikaattoreiden mukaan. Näiden asento tulee olla sama jokaisessa segmentissä. [1] Segmenttien uudelleenkokoaminen Kun APM ASE vastaanottaa APP-parametrin, jonka sequense indicator on asennossa 1 (new sequense) ja APM segmentation indicator -kentän arvo on suurempi kuin 0, se tallettaa varsinaisen informaatiokentän sisällön omaan muistiinsa. Samoin talletetaan Segmentation Local Reference -arvo (SLR) sekä käynnistetään aikavalvonta, koska yksittäiselle segmentointiprosessille on määritelty maksimikesto, jossa kaikki segmentit on lähetettävä ja vastaanotettava. Tämän jälkeen kaikki samaa APM-useria koskevat ja vastaanotetut uudet segmentit taltioidaan aina edellisen segmentin perään. Vastaanotetuista segmenteistä tarkistetaan SLR-arvo sekä jäljellä olevien segmenttien lukumäärä, 22

23 jonka on oltava aina yhtä pienempi kun edellisessä segmentissä. Kun vastaanotetaan segmentti jossa tämä arvo on 0, siirretään koko vastaanotettu APM-informaatioelementti eli kaikki peräkkäiset segmentit, sen APM-userin käsittelyyn jota vastaanotettu informaatio koskee. Segmenttien uudelleenkokoamisessa tapahtuvista virhetilanteissa APM ASE antaa tiedon UCEH ASE:lle, jolle ilmoitetaan kyseisen APM-userin nimi (ACI), syy re-assembly error sekä ATII-indikaattorit. Tällöin kaikki vastaanotetut segmentit hylätään. [1] Tällaisia vikatilanteita ovat seuraavat: 1. Segmentointiproseduuri ei ole käynnissä ja vastaanotetaan APPparametri, jossa sequence indicator on asetettu asentoon 0 (subsequent segment to first sequence) tai APP-parametri aloittaa uuden sekvenssin, jossa APM segmentation indicator -kentän arvo on suurempi kuin Segmentointiproseduuri on käynnissä, mutta vastaanotetun uuden APPparametrin APM segmentation indicator -kentän arvoa ei ole vähennetty edellisen vastaanotetun segmentin arvosta tai Segmentation Local Reference -arvo on eri kuin edellisessä APP-parametrissa. 3. Segmentointiproseduuri on käynnissä, mutta vastaanotetun uuden APPparametrin sequence indicator on asetettu asentoon 1 (new sequence). 4. Aikavalvonta laukeaa eli kaikkia segmenttejä ei ole vastaanotettu yhdelle segmentointiproseduurille määritellyssä maksimiajassa. 23

24 7 POHDINTAA JA YHTEENVETO Tässä työssä on esitelty APM-protokolla, joka mahdollistaa sovelluskohtaisen puheluun liittyvän tiedon siirron televerkon elementtien välillä. APMtiedonsiirtoprotokollan avulla koko PIN- ja PAN-elementtien välissä olevan verkon ei tarvitse tukea kyseistä sovellusta. Riittää, että verkko tukee APMprotokollaa. APM-protokollan toteutusratkaisulla vältytään määrittämästä uusia ISUPmerkinantosanomia ja parametreja joka kerta, kun televerkkoon tuodaan uusia toiminteita, joiden on pystyttävä siirtämääm tietoa ISUP-merkinannon yli. Jos uudet sovellukset käyttävät hyväksi APM-protokollaa, riittää, että uudelle sovellukselle varataan jokin vapaa APM:n ACI-arvo. Tämän jälkeen sovelluksen käyttämä signalointi tai tarvitsemat muut tiedot voidaan siirtää ISUPmerkinannossa APP-parametrissa, kun kyseisen APP-parametrin ACI-arvoksi asetetaan sovellukselle määritetty arvo. Tällä tavalla uusien sovellusten käyttöönotto televerkossa nopeutuu, koska tulevaisuudessa kaikki televerkon keskukset tulevat luultavasti tukemaan APM-protokollaa. APM-protokollasta on haluttu tehdä mahdollisimman joustava myös tulevaisuuden haasteita varten. Tämän takia APP-parametriin on jätetty laajennusmahdollisuus, jolloin yhteensopivuus säilyy, vaikka parametriin määritetään uusia kenttiä. Ratkaisu on osoittautunut hyväksi, sillä jo nyt ETSI on suunnittelemassa uusia määrityksi APP-parametrin otsikkotietoihin. [11] Tässä työssä esitetyn perusteella voidaan sanoa, että APM-protokollassa on huomioitu monia asioita sen suunnitteluvaiheessa. Joustavat kenttämäärittelyt ja pitkän tietoelementin segmentointimahdollisuus osoittavat, että kehitystyön aikana on ajateltu myös tulevaisuuden sovelluksia, joiden vaatimuksia ei vielä tiedetä. Tulevaisuudessa esimerkiksi televerkon veloitusprotokolla (ACI=3) voi toimia APM-protokollan sisällä. Myös muita uusia APM-protokollaa hyväksikäyttäviä sovelluksia on standardointivaiheessa. Siemens on toteuttanut EWSDkeskusjärjestelmäänsä lisäksi 2 omaa APM-protokollaa käyttävää ei standardoitua sovellusta (centrex ja internet). Näitä sovelluksia voidaan käyttää vain, jos sekä PIN että PAN ovat EWSD-tekniikkaa. Yhdessä nämä edellä mainitut tekijät osoittavat, että APM-protokollasta on tullut hyvä ja sitä voidaan käyttää tiedonsiirtoon televerkossa. [9] [11] [12] Tämän työn ensisijaisena tavoitteena oli esitellä työn lukijalle APM-protokolla sekä sen ISUP-merkinantoon tuomat muutokset. Tämä osuus vaati pääasiassa ITU:n ja ETSI:n APM-protokollia käsittelevien standardien tulkitsemista sekä niissä esitettyjen asioiden esittämistä ymmärrettävämmässä muodossa. 24

25 LÄHDELUETTELO: [1] ITU-T Q.765. Signalling system no. 7. Application transport mechanism International Telecommunication Union [2] EN v ISDN User Part (ISUP) version 3 for the international interface; Part 1: Basic services. European Telecommunications Standards Institute [3] Volotinen Vesa. Tietoliikenne: Televerkot ja päätelaitteet. Werner Söderström Osakeyhtiö [4] Bitit paikoilleen lehden (4/98) artikkeli: Telealan standardointiorganisaatiot ja foorumit. Telehallintokeskus [5] SFS Yleisen puhelinverkon merkinanto. Kansallisen yhteiskanavamerkinantojärjestelmän ISDN käyttäjäosa ISUP, versio 3. ITU-T - suositusten Q.730 ja Q.761-Q.766 soveltaminen Suomessa. Suomen standardisoimisliitto [6] ITU-T Q.763. Signalling system no. 7. ISDN User Part formats and codes. International Telecommunication Union [7] ITU-T Q.764. Signalling system no. 7. ISDN User Part signalling procedures. International Telecommunication Union [8] ITU-T Q Signalling system no. 7. Application transport mechanism Support of VPN applications with PSS1 information flows. International Telecommunication Union [9] ES v ISDN User Part (ISUP); Signalling aspects of charging. European Telecommunications Standards Institute [10] VPN Evolution: Enhancement of APM transport capacity. Siemens AG [11] Leppinen Timo. ETSI SPAN1 kokousraportti (kokous , Helsinki) Telehallintokeskus [12] AWAK Guideline: Application Transport Part Handling Siemens AG