SAAL-NNI je protokolová vrstva, která adaptuje signalizační zprávy pro spolehlivý, spojově orientovaný přenos přes sítě ATM na rozhraní Network Node Interface v sítích UMTS a raných mobilních sítích.

Popis

Signalling ATM Adaptation Layer for the Network Node Interface (SAAL-NNI) je klíčová součást zásobníku protokolů definovaná ve specifikacích 3GPP pro UMTS pro přenos signalizačních zpráv přes sítě Asynchronous Transfer Mode (ATM). Funguje konkrétně na rozhraní mezi uzly jádra sítě, například mezi MSC a RNC nebo mezi dvěma MSC. SAAL-NNI není jediný protokol, ale strukturovaná adaptační vrstva, která se nachází mezi signalizačními protokoly vyšších vrstev (jako BSSAP nebo RANAP) a podkladovou vrstvou ATM. Jejím hlavním účelem je poskytovat službu spolehlivého, spojově orientovaného přenosu dat, která maskuje složitosti a potenciální chyby přenosu založeného na čistých ATM buňkách před vyššími vrstvami.

Architektura SAAL-NNI je založena na doporučeních řady ITU-T Q.2100 a typicky se skládá z několika podvrstev. Jádrovou podvrstvou je Service Specific Connection Oriented Protocol (SSCOP), definovaný v Q.2110, který poskytuje opravu chyb, zachování pořadí, řízení toku a správu spojení. SSCOP zajišťuje, že signalizační zprávy jsou doručeny spolehlivě a ve správném pořadí přes inherentně spojově orientovaná, ale potenciálně ztrátová ATM virtuální kanálová spojení (VCC). Pod SSCOP Service Specific Coordination Function (SSCF) mapuje služby SSCOP na požadavky konkrétního rozhraní (v tomto případě NNI), jak je definováno v Q.2140. Tato SSCF-NNI adaptuje primitiva SSCOP na potřeby signalizační síťové vrstvy MTP-3b (Message Transfer Part level 3 broadband) nebo přímo na signalizační aplikaci vyšší vrstvy.

Při provozu, když je třeba mezi dvěma síťovými uzly vytvořit signalizační asociaci, vrstva SAAL-NNI spravuje zřízení, údržbu a uvolnění podkladového ATM signalizačního spoje. Segmentuje velké signalizační zprávy z vyšších vrstev do sekvencí protokolových datových jednotek (PDU) pro SSCOP, které jsou následně dále segmentovány na buňky vrstvou ATM. Na přijímací straně SAAL-NNI provádí opětovné složení, detekci chyb pomocí sekvenčních čísel a retransmisi jakýchkoli ztracených PDU pomocí mechanizmu selektivního opakování (ARQ). Tím je zaručena integrita kritických signalizačních zpráv pro řízení hovoru, správu mobility a správu relací. Její role byla zásadní v 3G UMTS Release 99 a Release 4 v okruhově přepínaných jádrech sítě, kde poskytovala robustní základ pro signalizační přenos před úplnou migrací na IP přenos (IPoATM a později čisté IP) v pozdějších vydáních.

K čemu slouží

SAAL-NNI byla vytvořena, aby řešila potřebu standardizovaného, spolehlivého mechanizmu pro přenos signalizace pro vznikající 3G sítě UMTS, které zpočátku přijaly ATM jako preferovanou transportní technologii pro uživatelskou i řídicí rovinu. Před 3G používaly sítě GSM časový multiplex (TDM) a signalizační sadu SS7 s vrstvami MTP přes 64 kbit/s časové sloty. Přechod na širokopásmové ATM pro 3G vyžadoval novou adaptační metodu pro přenos tradičních telefonních signalizačních protokolů přes buňkově přepínané, spojově orientované virtuální okruhy. Účelem SAAL-NNI bylo tuto adaptaci poskytnout a zajistit, aby byly nad potenciálně ztrátovou sítí ATM zachovány základní vlastnosti signalizace – spolehlivost, doručování ve správném pořadí a řízení toku.

Motivace vycházela z omezení použití samotné čisté ATM Adaptation Layer 5 (AAL5), která poskytuje jednoduchou, nezaručenou službu přenosu rámců vhodnou pro data, ale postrádá robustní obnovu po chybě a správu spojení potřebnou pro kritickou signalizaci. SAAL-NNI se svou podvrstvou SSCOP tuto mezeru zaplnila. Řešila problém, jak integrovat stávající a nové signalizační aplikační protokoly 3GPP s vysokorychlostní, paketově orientovanou páteřní sítí ATM. Její vznik byl hnán průmyslovým konsenzem kolem ATM jako sjednocujícího transportu pro širokopásmovou ISDN a rané 3G sítě, což vyžadovalo standardizovanou adaptační vrstvu pro signalizaci na NNI, aby byla zajištěna interoperabilita mezi zařízeními různých výrobců v jádru sítě.

Klíčové vlastnosti

• Poskytuje spolehlivou, spojově orientovanou službu přenosu dat pro signalizaci
• Je založena na zásobníku protokolů řady ITU-T Q.2100 pro širokopásmovou signalizaci
• Využívá Service Specific Connection Oriented Protocol (SSCOP) pro opravu chyb a řízení toku
• Obsahuje Service Specific Coordination Function for NNI (SSCF-NNI) pro adaptaci protokolů
• Zajišťuje doručování ve správném pořadí a integritu signalizačních zpráv přes ATM VCC
• Spravuje zřízení, údržbu a uvolnění signalizačních spojů mezi síťovými uzly

Související pojmy

• ATM – Asynchronous Transfer Mode
• SSCOP – Service Specific Connection Oriented Protocol
• RANAP – Radio Access Network Application Protocol

Definující specifikace

• TS 25.412 (Rel-19) — Iu Interface Signalling Transport Specification
• TS 25.422 (Rel-19) — Signalling Transport for Iur Interface

📖 Anglický originál a plná specifikace: SAAL-NNI na 3GPP Explorer