Sygnalizacyjne ABC

Poniższy artykuł oparty jest na wspaniałej pozycji książkowej “System Sygnalizacji nr 7 G. Danielewicz, W.Kabaciński”. Gorąco zachęcam do lektury!!:)

Sterowanie

W wiekszości przypadków jeżeli coś działa dłużej niż okres potrzebny na zaparzenie herbaty to znaczy, że coś nim steruje. Podobnie jest w telekomunukacji, wszystko co dzieje sie w sieci wynika i jest oparte na przesyłaniu i wymianie informacji sterujących pomiędzu jej elementami. Siec telekomunikacyjna jest przykladem sieci zorientowanej polaczeniowo, tzn takiej w ktorej zanim dojdzie do wymiany danych, zarówno w fazie zestawiania jak i rozlaczania połaczenia, realizowana jest wymiana informacji sterujących. Proces za pomocą, którego przekazywane są informacje sterujące nazywamy sygnalizacja.

W telekomunikacji podstawowym zastosowaniem sygnalizacji jest zestawienie połaczenia pomiedzy dwoma abonentami. Nomenklatura nazywa abonenta inicjującego połacznie jako ‘abonenta wywołującego’ a abonenta do którego kierowanie jest połaczenie abonentem wywoływanym. Podobnie w przypadku central (punktów przyłaczenia do sieci) do których dołaczeni są abonenci, centrala wywołująca i wywoływaną. Nawiązanie połaczenia wymaga sygnalizacji pomiedzy:

  • abonentem wywołującym a cetrala wywołującą
  • abonentem wywoływanym a centralą wywoływaną
  • miedzy centrala wywołujacą i wywoływana bezpośrednio lub poprzez inne centrale

Funkcje i rodzaje sygnalizacji

Funkcje i rodzaje sygnalizacji zmieniały się na przestrzeni czasu wraz z rozwojem i ewolucja technologiczną. Niegdyś abonent chcąc nawiązać połaczenie podnosił sluchawke telefoniczną i krecił metalową korbką. To indukowało prąd, który powodował zapelenie się malej lampki w centrali ‘manualnej’ obsługiwanej przez grupę procesorów płci pięknej. Taka pani podłączała swoją sluchawkaę do drugiego konca przewodu i rozpoczynała “obsługę zgłoszenia w centrali”. Dowiadywała się od delikwenta gdzie chce się dodzwonić, po czym odłaczała swoją słuchawkę i za pomocą krótkiego drutu łaczyła dwa odpowiednie przewody.

Z pośród wielu różnych kryteriów za pomocą, których moglibyśmy sklasyfikować sygnalizacje dwa bezwątpienia najważniejsze to funkcje jakie realizuje w danym kontekscie oraz obszar ich zastosowania.

Funkcje

Sygnalizacja spełni trzy zasadnicze funckje:

  • adresową – jest odpowiedzialna za przekazywanie w sieci informacji adresowych dotyczących abonenta wywoływanego. Informacje adresowe zawierają wskazany przez abonenta wywołujacego identyfikator abonenta wywoływanego. Najcześciej identyfikator ten jest podstawą do kierowania sygnalizacji pomiedzy kolejnymi elementami w sieci.
  • nadzorczą – jest odpowiedzialna za kontrolowanie stanu łacza, wykrywa zmiany i przekazuje informacje z nimi związane
  • zarządzającą – jest odpowiedzialna za przesyłanie informacji służacej do zarządzania łączami

Obszar funkcjonowania

Z zależności od obaszaru funkcjonowania syganlizację dzieli się na:

  • abonencką – obejmuje wymianę informacji sterujących pomiędzy centralą i abonentem
  • międzycentrolową – obejmuje wymianę informacji sterujących pomiędzy centralami biorącymi udział w połaczeniu
  • wewnątrz centralowa – jest to wymiana informacji pomiędzy wewnętrznymi komponentami centrali

Zarówno sygnalizacja abonencka jak i między centralowa są objęte przez procesy standaryzacyjne na poziomie międzynarodowym i krajowym, natomiast sygnalizacja wewnątrz centralowa jest niezależnym rozwiązanie danego producenta.

Typy sygnalizacji

Biorąc pod uwagę inne aspekty sygnalizacji związane z jej własciwościami fizycznymi można dokonać ponownej klasyfikacji za pomocą dwóch kryteriów, rodzaju syganału oraz zależności pomiedzy informacjami sterujacymi a danymi.

Rodzaj sygnału

W zależności od tego kryterium możemy wyróżnić dwa rodzaje sygnałów analogowe i cyfrowe.

Sygnały analogowe do przesyłania informacji wykorzystują sygnał analogowy, który może być prądem stałym lub przemiennym o określonej czestotliowśći lub złożonym z większej liczby sygnałów o danych częstotliwościach. W przypadku sygnalizacji prądem stałym informacja może być przesyłana w postaci obecności lub braku prądu oraz poprzez kierunek jego przepływu. W przypadku sygnalizacji prądem przemiennym informacje mogą być przekazywane za pomocą obecności lub braku sygnału oraz jako jego częstotliwość lub kombinacja zbioru częstotliwości. Jeśli częstotliwość sygnalizacji mieści sie w pasmie sygnału danych to jest to tak zwana sygnalizacja w pasmie jeśli nie to poza pasmem.

W przypadku gdy sygnalizacja przyjmuje postać cyfrową jest ona przesyłana w postaci ciągów bitów. O systemach w których informacje przesyłane są w postaci cyfrowej mówimy systemy transmisji cyfrowej. W takich systemach dane transmitowane są w  określonej szczelinie czasowej, w której w zależności od szybkości łacza umieszczane są paczki bitów. Taka przydzieloną szczelinę nazywamy kanałem. Jeśli w ramach takiej szczeliny określona liczba bitów zarezerwowana jest dla informacji sygnalizacyjnych to mamy do czynienia z sygnalizacją w szczelinie natomiast jesli na potrzebę sygnalizacji rezerowana jest niezależna szczelina to mowimy o sygnalizacji poza szczeliną.

Media

Kluczowym aspektem sygnalizacji jest powiązanie pomiędzy przesyłanymi informacjami sygnalizacyjnymi a mediami czyli danymi.  Przesyłanie informacji sygnalizacyjnych może być skojarzone z łaczem danych lub nie. W zależności od charakterystyki skojarzenia sygnalizację dzielimy na skojarzona z kanałem lub we wspólnym kanale. W sygnalizacji skojarzonej z kanałem dla każdego kanału przydzielane są zasoby transmisyjne do przesyłania informacji sterujących związanych wyłacznie z tym łaczem. W sygnalizacji ze wspólnym kanałem zasoby dla informacji sygnalizacyjnych są współdzielone przez wiele kanałów danych. W przypadku gdy mamy do czynienia z całkowitym oddzieleniem sygnalizacji od danych mowimy, że sieć jest podzialona na dwie niezależne warstwy sterująca i transportu danych.

CD..?

W kolejnych postach dokładniej opisze poszczególne formy sygnalizacji ze względu na obszar funckjonowania.

You May Also Like

OSGi Blueprint visualization

What is blueprint?Blueprint is a dependency injection framework for OSGi bundles. It could be written by hand or generated using Blueprint Maven Plugin. Blueprint file is only an XML describing beans, services and references. Each OSGi bundle could hav...

Super Confitura Man

How Super Confitura Man came to be :)

Recently at TouK we had a one-day hackathon. There was no main theme for it, you just could post a project idea, gather people around it and hack on that idea for a whole day - drinks and pizza included.

My main idea was to create something that could be fun to build and be useful somehow to others. I’d figured out that since Confitura was just around a corner I could make a game, that would be playable at TouK’s booth at the conference venue. This idea seemed good enough to attract Rafał Nowak @RNowak3 and Marcin Jasion @marcinjasion - two TouK employees, that with me formed a team for the hackathon.

Confitura 01

The initial plan was to develop a simple mario-style game, with preceduraly generated levels, random collectible items and enemies. One of the ideas was to introduce Confitura Man as the main character, but due to time constraints, this fall through. We’ve decided to just choose a random available sprite for a character - hence the onion man :)

Confitura 02

How the game is played?

Since we wanted to have a scoreboard and have unique users, we’ve printed out QR codes. A person that would like to play the game could pick up a QR code, show it against a camera attached to the play booth. The start page scanned the QR code and launched the game with username read from paper code.

The rest of the game was playable with gamepad or keyboard.

Confitura game screen

Technicalities

Writing a game takes a lot of time and effort. We wanted to deliver, so we’ve decided to spend some time in the days before the hackathon just to bootstrap the technology stack of our enterprise.

We’ve decided that the game would be written in some Javascript based engine, with Google Chrome as a web platform. There are a lot of HTML5 game engines - list of html5 game engines and you could easily create a game with each and every of them. We’ve decided to use Phaser IO which handles a lot of difficult, game-related stuff on its own. So, we didn’t have to worry about physics, loading and storing assets, animations, object collisions, controls input/output. Go see for yourself, it is really nice and easy to use.

Scoreboard would be a rip-off from JIRA Survivor with stats being served from some web server app. To make things harder, the backend server was written in Clojure. With no experience in that language in the team, it was a bit risky, but the tasks of the server were trivial, so if all that clojure effort failed, it could be rewritten in something we know.

Statistics

During the whole Confitura day there were 69 unique players (69 QR codes were used), and 1237 games were played. The final score looked like this:

  1. Barister Lingerie 158 - 1450 points
  2. Boilerdang Custardbath 386 - 1060 points
  3. Benadryl Clarytin 306 - 870 points

And the obligatory scoreboard screenshot:

Confitura 03

Obstacles

The game, being created in just one day, had to have problems :) It wasn’t play tested enough, there were some rough edges. During the day we had to make a few fixes:

  • the server did not respect the highest score by specific user, it was just overwritting a user’s score with it’s latest one,
  • there was one feature not supported on keyboard, that was available on gamepad - turbo button
  • server was opening a database connection each time it got a request, so after around 5 minutes it would exhaust open file limit for MongoDB (backend database), this was easily fixed - thou the fix is a bit hackish :)

These were easily identified and fixed. Unfortunately there were issues that we were unable to fix while the event was on:

  • google chrome kept asking for the permission to use webcam - this was very annoying, and all the info found on the web did not work - StackOverflow thread
  • it was hard to start the game with QR code - either the codes were too small, or the lighting around that area was inappropriate - I think this issue could be fixed by printing larger codes,

Technology evaluation

All in all we were pretty happy with the chosen stack. Phaser was easy to use and left us with just the fun parts of the game creation process. Finding the right graphics with appropriate licensing was rather hard. We didn’t have enough time to polish all the visual aspects of the game before Confitura.

Writing a server in clojure was the most challenging part, with all the new syntax and new libraries. There were tasks, trivial in java/scala, but hard in Clojure - at least for a whimpy beginners :) Nevertheless Clojure seems like a really handy tool and I’d like to dive deeper into its ecosystem.

Source code

All of the sources for the game can be found here TouK/confitura-man.

The repository is split into two parts:

  • game - HTML5 game
  • server - clojure based backend server

To run the server you need to have a local MongoDB installation. Than in server’s directory run: $ lein ring server-headless This will start a server on http://localhost:3000

To run the game you need to install dependencies with bower and than run $ grunt from game’s directory.

To launch the QR reading part of the game, you enter http://localhost:9000/start.html. After scanning the code you’ll be redirected to http://localhost:9000/index.html - and the game starts.

Conclusion

Summing up, it was a great experience creating the game. It was fun to watch people playing the game. And even with all those glitches and stupid graphics, there were people vigorously playing it, which was awesome.

Thanks to Rafał and Michał for great coding experience, and thanks to all the players of our stupid little game. If you’d like to ask me about anything - feel free to contact me by mail or twitter @zygm0nt

Recently at TouK we had a one-day hackathon. There was no main theme for it, you just could post a project idea, gather people around it and hack on that idea for a whole day - drinks and pizza included.

My main idea was to create something that could be fun to build and be useful somehow to others. I’d figured out that since Confitura was just around a corner I could make a game, that would be playable at TouK’s booth at the conference venue. This idea seemed good enough to attract >Conclusion