Message Transfer Part (MTP)

 

Message Transfer Part (MTP) bertindak sebagai pembawa untuk semua pesan SS7 di jaringan berbasis TDM, menyediakan transfer pesan yang andal dari satu titik pensinyalan ke titik pensinyalan lainnya. Fungsi ini mencakup level satu, dua, dan tiga. Selain menyediakan komunikasi titik pensinyalan ke titik pensinyalan, MTP juga menyediakan deteksi dan koreksi kesalahan.

Metodologi MTP sangat mirip dengan yang digunakan dalam protokol berorientasi bit lainnya (BOP), seperti X.25. Mekanisme penomoran urutan dan pengecekan kesalahan sangat mirip.

Struktur unit sinyal yang digunakan di semua pesan SS7 menyediakan semua informasi yang dibutuhkan oleh MTP level dua dan level tiga. Kontrol aliran disediakan melalui penggunaan unit sinyal khusus yang disebut Link Status Signal Unit (LSSU), yang dijelaskan dalam bab ini.

MTP didefinisikan dalam dokumen ITU-TS Q.701 sampai Q.704, Q.706, dan Q.707. Mereka dapat ditemukan di dokumen Telcordia TR-NWT-000246, Volume Satu, Bab 1.111.1 hingga 1.111.8. Publikasi ANSI yang mengacu pada protokol MTP diberi nomor T1.111-1992, ''Deskripsi Fungsional dari Signaling Message Transfer Part (MTP)."

Rekomendasi Telcordia menambah keandalan dan keserbagunaan ke jaringan. Publikasi Telcordia hampir identik dengan publikasi ANSI dan ITU-TS, selain penambahan yang dilakukan oleh Telcordia.

Deskripsi MTP

MTP menyediakan semua fungsi lapisan satu, dua, dan tiga dalam model OSI. Kami telah membahas jenis antarmuka yang digunakan pada tingkat satu jaringan SS7. Ini adalah antarmuka standar industri dan tidak perlu diskusi mendalam di sini. Level dua dari MTP menyediakan deteksi/koreksi kesalahan, serta pemeriksaan kesalahan melalui bidang bit pemeriksaan. Selain kedua fungsi dasar tersebut, berikut ini disajikan:

1. Delimitasi unit sinyal
2. Penyelarasan unit sinyal
3. Deteksi kesalahan unit sinyal
4. Koreksi kesalahan unit sinyal
5. Penjajaran awal tautan sinyal
6. Pemantauan kesalahan tautan sinyal
7. Alur kontrol

Delimitasi Satuan Sinyal

Setiap unit sinyal didahului oleh sebuah bendera. Bendera adalah pola delapan bit, dimulai dengan 0 dan diikuti oleh enam berturut-turut, 1s, berakhir dengan 0 (01111110). Bendera digunakan untuk menandakan awal unit sinyal dan akhir unit sinyal sebelumnya. Meskipun protokol sebenarnya mengizinkan bendera pembuka dan penutup, di A.S., hanya satu bendera yang digunakan.

Delimitasi unit sinyal penting untuk lapisan atas. Di sebagian besar jaringan, ada lalu lintas yang terus-menerus mengalir melalui setiap titik pensinyalan, meskipun pesannya mungkin tidak berisi informasi apa pun.

Penyelarasan Unit Sinyal

Sebuah tautan dianggap selaras ketika unit sinyal diterima secara berurutan, tanpa pelanggaran densitas-satu, dan dengan jumlah oktet yang tepat (berdasarkan jenis pesan). Unit sinyal harus memiliki panjang total kelipatan delapan bit. Jika unit sinyal tidak dalam kelipatan delapan bit, atau jika bidang informasi pensinyalan (SIF) dari Message Signal Unit (MSU) melebihi kapasitas 272-oktet, unit sinyal yang diterima dianggap salah.

Tautan tidak akan dihentikan hingga terjadi kesalahan dalam jumlah yang berlebihan. Ini ditentukan oleh penghitung, monitor tingkat kesalahan unit sinyal (SUERM). Penghitung ini digunakan untuk menghitung jumlah total kesalahan pada tautan pensinyalan. Setiap tautan menyimpan penghitung uniknya sendiri.

Tujuan dari penghitung adalah untuk menentukan ketika jumlah kesalahan yang berlebihan telah terjadi (64) dan mengambil tautan dari layanan. Jenis kesalahan terbatas pada kesalahan penyelarasan. Penyebab khas kesalahan penyelarasan biasanya sinyal jam tidak disinkronkan dengan benar di kedua ujung tautan.

Prosedur manajemen jaringan di tingkat tiga bertanggung jawab untuk menyelaraskan kembali tautan (dengan mencabutnya dari layanan dan menyinkronkan ulang tautan). Level dua bertanggung jawab untuk melaporkan kesalahan apa pun ke manajemen tautan level tiga.

Saat tautan tidak dapat digunakan, tautan harus diuji integritasnya sebelum tersedia untuk MSU lagi. Proses ini dikenal sebagai prosedur penyelarasan. Ada dua jenis prosedur pelurusan yang digunakan: prosedur pelurusan normal dan prosedur pelurusan darurat. Kedua metode ini dibahas secara lebih rinci nanti di bagian ini.

Deteksi Kesalahan Unit Sinyal

Kesalahan dideteksi menggunakan bidang bit cek dan nomor urut unit sinyal. Jika bidang bit pemeriksaan dalam kesalahan, unit sinyal dibuang dan pengakuan negatif dikirim ke titik pensinyalan asal. Kesalahan juga dihitung oleh monitor tingkat kesalahan unit sinyal (SUERM).

Timer level dua T7, "Penundaan pengakuan yang berlebihan," mencegah titik pensinyalan menunggu terlalu lama untuk pengakuan positif atau negatif. Biasanya, sebuah acknowledgment dikirim ketika sebuah signaling point menjadi idle dan tidak memiliki traffic lagi untuk ditransmisikan. Ketika kemacetan terjadi pada titik sinyal, atau jumlah lalu lintas yang ekstrem, ada kemungkinan bahwa T7 dapat kehabisan waktu dan memaksa pengiriman ulang pesan.

Nilai yang direkomendasikan untuk T7 adalah 11,5 detik. Ini, tentu saja, tergantung pada jaringan. Sementara nilai sebenarnya dari T7 adalah opsional, timer biasanya nonadministrable timer, yang berarti bahwa setelah diatur, tidak dapat diubah oleh administrasi sistem.

Koreksi Kesalahan Unit Sinyal

Ketika kesalahan terdeteksi di unit sinyal, unit sinyal dibuang. MTP level-dua menghitung kesalahan (SUERM atau monitor interval yang salah) dan meminta transmisi ulang jika kontrol kesalahan dasar digunakan. Transmisi ulang siklik preventif (PCR) memperlakukan kesalahan secara berbeda dan dijelaskan secara lebih rinci nanti dalam bab ini.

Ketika kesalahan yang berlebihan terdeteksi pada salah satu tautan, tautan tersebut akan dihentikan. Tautan kemudian ditempatkan melalui prosedur penyelarasan untuk menguji tautan dan menempatkannya kembali ke layanan secara otomatis. Tautan tidak akan dikembalikan ke layanan hingga melewati "periode pembuktian" dari prosedur penyelarasan.

Pemantauan Kesalahan Tautan Sinyal

Tiga jenis monitor tingkat kesalahan digunakan. Dua digunakan ketika tautan dalam layanan dan yang lainnya digunakan ketika tautan sedang melalui prosedur penyelarasan. SUERM dan pemantau interval yang salah digunakan saat tautan dalam layanan, dan sering disebut sebagai teknik "ember bocor", karena cara mereka mengurangi penghitung setelah n jumlah unit sinyal atau interval yang baik.

Dengan SUERM, setiap unit sinyal yang diterima dengan kesalahan menambah penghitung. Setiap unit sinyal ke 256 yang diterima tanpa kesalahan akan mengurangi penghitung (karenanya disebut "ember bocor"). Ketika penghitung mencapai nilai 64, tautan dihapus dari layanan dan prosedur penyelarasan dimulai. Metode ini digunakan dengan tautan 56/54-kbps.

Ketika tautan 1,536-Mbps digunakan, metode monitor interval kesalahan digunakan. Tautan dipantau untuk jangka waktu tertentu (didefinisikan oleh Telcordia sebagai 100 milidetik). Jika bendera hilang selama interval, atau unit sinyal yang diterima salah, maka interval dianggap salah. Interval yang salah menambah penghitung, dengan cara yang sama seperti SUERM. Penghitung dikurangi ketika 9308 interval telah berlalu tanpa kesalahan (juga ditentukan oleh Telcordia). Ketika penghitung mencapai nilai interval 144.292, tautan dihapus dari layanan dan prosedur penyelarasan dimulai. Nilai sebenarnya mungkin berbeda, terutama di jaringan internasional, tetapi ini adalah nilai yang direkomendasikan yang ditentukan oleh Telcordia.

Monitor tingkat kesalahan penyelarasan (AERM) digunakan selama prosedur penyelarasan dan merupakan penghitung tambahan. Setiap kali kesalahan ditemukan selama penyelarasan, penghitung bertambah 1. Ketika AERM menentukan bahwa ada kesalahan yang berlebihan, itu menyebabkan tautan terputus dari layanan, dan prosedur penyelarasan dimulai lagi.

Alur Kontrol

Kontrol aliran memungkinkan lalu lintas dibatasi ketika level dua menjadi padat pada titik sinyal yang jauh. LSSU digunakan untuk mengirim indikasi kemacetan ke node transmisi. Ketika LSSU dari sibuk diterima, titik penerima sinyal kemudian berhenti mengirim MSU sampai kemacetan mereda.

Kontrol aliran juga menggunakan prioritas untuk jenis unit sinyal untuk memastikan bahwa unit sinyal penting seperti MSU ditransmisikan, bahkan selama kondisi kemacetan. Kemacetan bukan satu-satunya kondisi yang ditunjukkan oleh kontrol aliran. Kegagalan prosesor juga ditunjukkan oleh level dua, artinya level dua tidak dapat lagi berkomunikasi dengan level tiga atau empat.

Kontrol arus pada tingkat ini tidak boleh disamakan dengan manajemen lalu lintas di tingkat empat. Kontrol aliran level-dua diisolasi ke tautan individual dan tidak menunjukkan status titik pensinyalan. Selain itu, kontrol aliran pada level dua memberikan pertimbangan prioritas untuk unit sinyal, tanpa memperhatikan bagian pengguna.

Ini berbeda dengan manajemen jaringan level tiga, yang memberikan pertimbangan kepada pengguna unit sinyal. Manajemen jaringan tingkat tiga mengontrol aliran pesan ke pengguna tingkat empat tertentu, sementara kontrol aliran pada tingkat dua mengontrol aliran pesan ke prosesor tautan.

Jika kondisi kemacetan terus berlanjut, link akan dicabut dan diluruskan kembali, menggunakan prosedur alignment. Ini mencegah tautan menjadi "terkunci" dalam kondisi kemacetan.

Struktur MTP Level Dua

Komponen unit sinyal yang digunakan oleh level dua ditunjukkan pada Gambar 5.1. Komponen-komponen ini dapat ditemukan di ketiga jenis unit pensinyalan. Nomor urut mundur dan nomor urut maju digunakan untuk mengurutkan paket dan digunakan oleh tingkat dua untuk memastikan bahwa semua paket yang dikirimkan diterima. Mereka juga digunakan untuk pengakuan positif dan negatif. Bit indikator digunakan untuk meminta transmisi ulang. Indikator panjang memungkinkan level dua untuk menentukan jenis unit sinyal yang dikirim, dan bidang cyclic redundancy check (CRC) digunakan untuk mendeteksi kesalahan data dalam unit sinyal.

Bendera

Bendera digunakan untuk menunjukkan awal unit sinyal dan akhir unit sinyal. Seperti disebutkan dalam bab sebelumnya, bendera di jaringan A.S. digunakan untuk menunjukkan awal dari satu unit sinyal dan akhir dari yang lain. Di beberapa jaringan lain, bisa ada bendera pembuka dan penutup.

Pola bit bendera dapat diduplikasi dalam bidang informasi MSU (pelanggaran densitas satu), menyebabkan kesalahan terjadi. Untuk mencegah data menduplikasi pola flag, titik pensinyalan transmisi menggunakan bit stuffing. Bit stuffing adalah proses memasukkan bit ekstra sebelum transmisi setelah setiap rangkaian lima 1s berturut-turut. Nilai bit selalu 0.

Dengan menyisipkan 0 setelah setiap lima pola 1s berturut-turut sebelum mentransmisikan unit sinyal, titik pensinyalan transmisi dapat memastikan bahwa tidak pernah ada kemunculan enam 1s berturut-turut kecuali untuk bendera, yang dimasukkan tepat sebelum mentransmisikan unit sinyal.

Titik pensinyalan penerima, setelah menerima unit sinyal dengan lima 1 berturut-turut, menghilangkan 0 yang dimasukkan dari unit sinyal. Karena ini adalah aturan mutlak, 0 akan selalu dimasukkan setelah lima 1 berturut-turut, dan selalu dihapus setelah lima 1 berturut-turut.

Ketika pelanggaran densitas satu terjadi, unit sinyal dianggap tidak sejajar dan level tiga diberitahu tentang kegagalan tautan. Tautan kemudian memasuki apa yang disebut sebagai mode penghitungan oktet. Selama mode ini, setiap oktet dihitung, dan jumlah kesalahan per oktet dipantau daripada kesalahan per unit sinyal. Tautan tersebut kemudian dikeluarkan dari layanan (OOS) dan dimasukkan melalui prosedur penyelarasan.

Penomoran Urutan

Protokol SS7 menggunakan penomoran urut seperti banyak protokol berorientasi bit dua lapis lainnya. Teknik SS7 hanya sedikit berbeda dari, katakanlah, X.25, tetapi prinsipnya sama. Ada beberapa cara di mana penomoran urut dicapai. Ketika link 56-kbps digunakan, nomor urut tujuh-bit digunakan. Baik nomor urut maju (FSN) dan nomor urut mundur (BSN) digunakan pada tautan ini (dijelaskan nanti). Nomor urut yang digunakan pada tautan 1,536-Mbps panjangnya 12 bit (jika MTP level dua digunakan pada tautan ini). Jika link ATM digunakan, MTP digantikan oleh protokol SAAL, yang menggunakan nomor urut 24-bit.

Berikut adalah cara kerja penomoran urut dalam MTP level dua. FSN menunjukkan jumlah unit sinyal yang sekarang sedang dikirim. Nomor urut ini bertambah 1 setelah setiap transmisi unit sinyal, kecuali dalam kasus FISU atau LSSU. FISU dan LSSU mengasumsikan FSN dari MSU atau LSSU yang terakhir dikirim, dan tidak pernah bertambah.

BSN digunakan untuk mengakui unit sinyal yang diterima. Misalnya, jika nomor urut 1 hingga 7 telah dikirim dan diterima oleh titik sinyal yang jauh, unit sinyal berikutnya yang dikirim oleh titik penerima sinyal dapat memiliki BSN 7, yang mengakui bahwa semua unit sinyal, 1 hingga 7, adalah diterima tanpa kesalahan.

Titik pensinyalan transmisi mempertahankan semua unit sinyal yang ditransmisikan dalam buffer transmisinya sampai pengakuan diterima. Ketika unit sinyal diterima, BSN diperiksa untuk menentukan unit sinyal mana yang diterima. Semua unit pensinyalan yang diakui kemudian dijatuhkan dari buffer transmisi.

Jika ada unit sinyal yang tersisa di buffer yang tidak diakui, mereka akan tetap ada sampai timer T7, "Penundaan pengakuan yang berlebihan," habis waktu. Saat T7 habis, indikasi kegagalan tautan diberikan ke level tiga. Ini akan menyebabkan tautan tidak dapat digunakan dan ditempatkan melalui prosedur penyelarasan.

Unit sinyal yang diterima diperiksa integritasnya (check bit field [CRC]), dan mereka juga diperiksa untuk panjang yang sesuai. Sebuah unit sinyal harus setidaknya enam oktet panjangnya, atau dibuang dan monitor tingkat kesalahan bertambah. Pengakuan negatif kemudian dikirim untuk meminta transmisi ulang unit sinyal buruk. Panjang unit sinyal harus dalam kelipatan delapan bit, atau unit sinyal salah.

Signal Unit Error Rate Monitor (SUERM) adalah penghitung tambahan yang bertambah 1 setiap kali terjadi kesalahan. Kesalahan termasuk unit sinyal yang diterima di luar urutan, dengan CRC yang buruk atau panjang yang tidak tepat. Setelah 256 unit sinyal diterima tanpa kesalahan (unit pensinyalan berturut-turut), SUERM dikurangi dengan 1. Teknik ini membuatnya mendapat julukan "ember bocor".

Ketika SUERM mencapai nilai 64 kesalahan, kegagalan tautan dilaporkan ke level tiga dan tautan dikeluarkan dari layanan (OOS) dan ditempatkan melalui prosedur penyelarasan. Level tiga mengontrol fungsi manajemen tautan dan mengarahkan level dua selama prosedur penyelarasan. Tingkat dua tidak memulai prosedur penyelarasan; itu hanya melaporkan kesalahan dan mengambil arahan dari manajemen tautan tingkat tiga.

Bit Indikator

Bit indikator digunakan untuk meminta transmisi ulang. Ada dua bit indikator: bit indikator maju (FIB) dan bit indikator mundur (BIB). Selama kondisi normal, kedua bit indikator harus memiliki nilai yang sama (0 atau 1). Ketika transmisi ulang diminta, unit sinyal yang dikirim oleh titik sinyal yang meminta transmisi ulang akan memiliki BIB terbalik. FIB mempertahankan nilai aslinya. Ini menunjukkan ke titik sinyal yang jauh bahwa kesalahan terjadi dan transmisi ulang harus dilakukan.

Nomor urut mundur (BSN) menunjukkan unit sinyal terakhir yang diterima tanpa kesalahan. Penerima permintaan transmisi ulang kemudian akan mentransmisikan ulang semua yang ada di buffer transmisinya dengan nomor urut lebih tinggi dari nomor urut mundur permintaan transmisi ulang. Bit indikator dalam pesan yang ditransmisikan ulang tidak tergantung pada bit indikator pertukaran asal dan tidak memberikan indikasi apa pun. Oleh karena itu, keduanya akan memiliki nilai yang sama selama transmisi ulang.

Ketika unit sinyal yang ditransmisikan kembali mencapai pertukaran jauh yang berasal dari permintaan transmisi ulang, pengakuan akan dikirim. FIB dalam pengakuan akan dialihkan agar sesuai dengan BIB dan akan tetap pada nilai ini sampai permintaan transmisi ulang lainnya.

Proses yang kami gambarkan disebut sebagai deteksi/koreksi kesalahan dasar. Prosedur ini dibahas lebih lanjut di bagian berikut.

Indikator Panjang

Indikator panjang digunakan oleh level dua untuk menentukan jenis unit sinyal yang dikirim. Nilai dari indikator panjang dapat berupa:

0 (Unit Sinyal Pengisi)

1 atau 2 (Unit Sinyal Status Tautan)

3 atau lebih (Unit Sinyal Pesan)

Indikator panjang harus sesuai dengan panjang bidang yang segera mengikutinya, sebelum bidang CRC. Bidang ini tidak ada di FISU. Di LSSU ini adalah Status Field (SF), yang panjangnya bisa satu atau dua oktet. Jika unit sinyal adalah MSU, ada dua bidang, oktet indikator layanan (SIO) dan bidang informasi pensinyalan (SIF). SIO adalah bidang delapan bit, sedangkan SIF adalah bidang panjang variabel yang digunakan oleh level empat.

Panjang maksimum SIF adalah 272 oktet. Jelas, indikator panjang (LI) tidak dapat menampung jumlah yang begitu besar. Oleh karena itu, setiap kali panjang SIF sama dengan 62 oktet atau lebih tinggi, LI diatur ke nilai 63. Hanya level dua yang menggunakan LI ini, dan satu-satunya tujuannya adalah untuk menunjukkan jenis unit sinyal yang diterima. LI dapat ditemukan di seluruh paket level empat untuk menunjukkan panjang bidang variabel dalam level empat.

Pemeriksaan Redundansi Siklik

Bidang CRC adalah bidang terakhir dalam unit sinyal. Bidang ini dihitung menggunakan bidang yang segera mengikuti bendera, hingga bidang bit cek itu sendiri. Proses dasarnya agak sederhana. Titik pensinyalan transmisi melakukan pemeriksaan sebelum pengisian bit dan transmisi. Sisanya dibawa dalam transmisi di bidang urutan pemeriksaan bingkai. Titik pensinyalan penerima kemudian melakukan perhitungan serupa dan membandingkan sisanya dengan bidang urutan pemeriksaan bingkai dari unit sinyal yang diterima. Jika ada perbedaan, unit sinyal dibuang dan kesalahan dihitung di SUERM. Metode pemeriksaan kesalahan CRC-16 digunakan di SS7.

Metode Kontrol Kesalahan Dasar

Sejauh ini, kita telah membahas bagaimana tautan ditempatkan ke dalam layanan saat pertama kali dimulai dan sedikit tentang pengakuan negatif dan transmisi ulang. Setelah tautan ditempatkan dalam layanan, deteksi/koreksi kesalahan digunakan pada tingkat dua untuk mempertahankan transmisi pesan SS7 yang tepat. Ada dua metode pengendalian kesalahan: redundansi siklik dasar dan preventif (PCR). Pertama, kita akan membahas metode kontrol kesalahan dasar.

Deteksi/koreksi kesalahan dasar digunakan setiap kali tautan pensinyalan menggunakan fasilitas terestrial. Tautan "Tanah" dapat berupa jenis media apa pun, tidak ada bedanya dengan MTP pada tingkat ini. Deteksi/koreksi kesalahan dasar adalah metode yang paling disukai.

Kontrol kesalahan dasar menggunakan bit indikator dalam bagian MTP dari unit sinyal untuk meminta transmisi ulang unit sinyal yang diterima dengan kesalahan (Gambar 5.2). Ketika MSU ditransmisikan, titik pensinyalan transmisi mengatur FIB dan BIB menjadi sama. Ini adalah status bit indikator yang harus selalu ada saat tidak ada kesalahan. Baik FIB dan BIB harus memiliki nilai yang sama, tetapi tidak ada bedanya jika nilainya adalah 1 atau 0.