滬青平高速公路系統網(wǎng)絡(luò )選用IP
——將語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)融合到阿爾卡特提供的IP平臺
2002/09/20
進(jìn)入新世紀，一條聯(lián)系上海市市區和青浦鎮的重要紐帶--滬青平高速公路即將投入運營(yíng)，成為促進(jìn)上海市經(jīng)濟全面發(fā)展的又一條主動(dòng)脈。作為高速公路本質(zhì)特征和運營(yíng)管理密切相關(guān)的配套工程--"通信、監控、收費"三大系統，成為業(yè)內人事關(guān)注的焦點(diǎn)。
傳統高速公路的通信系統主要是為高速公路運營(yíng)管理及監控、收費系統實(shí)施提供必要的語(yǔ)音業(yè)務(wù)及數據、圖像傳輸通道，一般采用光纖數字傳輸系統，將語(yǔ)音、數據圖像信息加載其上，完成整個(gè)通信的需求。而對語(yǔ)音通信的實(shí)現，傳統上是通過(guò)SDH上的2M接口將處在不同地點(diǎn)的PBX組網(wǎng)，實(shí)現整個(gè)高速公路的語(yǔ)音通信要求。但是隨著(zhù)千兆以太網(wǎng)技術(shù)的成熟，基于國內高速公路通信系統的特點(diǎn)，目前許多國內的高速公路系統都開(kāi)始慢慢采用基于以太網(wǎng)的傳輸系統平臺，并且將語(yǔ)音通信、圖像監控、收費信息傳輸等都構筑在這一平臺之上，做到了真正的語(yǔ)音、圖像、數據的"三網(wǎng)合一"。
阿爾卡特作為業(yè)界融合網(wǎng)絡(luò )的倡導者和引領(lǐng)者，把其網(wǎng)絡(luò )戰略定位在成功的實(shí)現"三網(wǎng)合一"上。融合的網(wǎng)絡(luò )首先需要提供高可靠性QoS的開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò )平臺、領(lǐng)先的語(yǔ)音技術(shù)，并且能提供語(yǔ)音和數據統一管理的設備廠(chǎng)商來(lái)提供完整的解決方案。而阿爾卡特現在所提供的語(yǔ)音和數據融合的方案（包括的OmniPCX4400VoIP網(wǎng)關(guān)和OmniCore5000、OmniStack網(wǎng)絡(luò )交換機）正是迄今為止業(yè)界唯一在TollyGroup經(jīng)過(guò)驗證的解決方案，相關(guān)網(wǎng)絡(luò )鏈接：http://www.tollygroup.com。
在滬青平高速公路融合網(wǎng)絡(luò )系統建設中，阿爾卡特公司選用了OmniCore5000系列千兆級交換機、OmniPCX4400語(yǔ)音交換機，將千兆交換技術(shù)、LAN交換技術(shù)、第三層路由/交換技術(shù)和語(yǔ)音通信技術(shù)融為一體，可提供對跨千兆主干網(wǎng)的多交換機VLAN和多媒體應用服務(wù)的支持，能很好地實(shí)現數據、話(huà)音、視頻等的集成傳輸，使網(wǎng)絡(luò )設施具備了高性能、高可靠性、標準化、易管理、易升級的特點(diǎn)，并且確保了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )的系統可靠性。
建設"融合網(wǎng)絡(luò )"的根本條件就是要求數據網(wǎng)絡(luò )能夠提供全面線(xiàn)速端到端的QoS保證。阿爾卡特先進(jìn)的OmniCore5000系列路由交換機是業(yè)界唯一支持不同QoS之間映射的廠(chǎng)商，我們甚至可以把邊緣接入交換機OmniStack的基于802.1P的L2 QoS映射到骨干的L3 QoS，形成真正的端到端的QoS。阿爾卡特Omni解決方案也是業(yè)界唯一獲得TollyGroup認可的QoS系統。
因此對于融合網(wǎng)絡(luò )的設計，除了全面的QoS機制支持外，我們需要充分考慮到當語(yǔ)音和視頻在網(wǎng)絡(luò )上傳輸中涉及的三大要素：
（1）傳輸時(shí)延；
（2）抖動(dòng)；
（3）0丟包率
（1）傳輸時(shí)延
在網(wǎng)數據網(wǎng)絡(luò )中，如果需要運行對時(shí)延敏感的應用，如視頻會(huì )議、視頻廣播、IP電話(huà)等，對網(wǎng)絡(luò )設備的時(shí)延要求較高。所謂交換機的時(shí)延，就是數據包從交換機一個(gè)端口進(jìn)入，從另一個(gè)端口出發(fā)所占用的所有時(shí)間。
阿爾卡特網(wǎng)絡(luò )設備具有極優(yōu)秀的低時(shí)延性能，甚至其千兆以太網(wǎng)交換機可以和傳統的ATM交換機相媲美，經(jīng)過(guò)第三方測試，OmniCore5000時(shí)延 僅為7.6us，而傳統的ATM交換機時(shí)延約為20us，比其它同類(lèi)廠(chǎng)商的產(chǎn)品低一個(gè)數量級。
參看以下第三方評測機構Strategic Networks(http://www.snci.com)測試OmniCore5000交換機得到的L2(橋接)和L3(路由)的時(shí)延，64byte數據包的時(shí)延只有7.6微秒。
（2）抖動(dòng)－時(shí)延的變化(對語(yǔ)音、視頻至關(guān)重要)
對傳統的數據應用而言，交換機時(shí)延的波動(dòng)影響不大，但對越來(lái)越多的多媒體應用而言，時(shí)延的波動(dòng)將是致命的缺陷，例如Voice Over IP應用，在時(shí)延波動(dòng)不穩定的網(wǎng)絡(luò )上，會(huì )出現話(huà)音時(shí)斷時(shí)續的情況。這樣的情況如果發(fā)生在Video Over IP應用中，如圖像監控時(shí)，會(huì )出現圖像的馬賽克甚至時(shí)斷時(shí)續的情況。
通過(guò)測試，阿爾卡特OmniCore5000系列千兆以太網(wǎng)交換機的時(shí)延波動(dòng)不超過(guò)0.6us，而其它廠(chǎng)商這個(gè)指標一般為12us，相差一個(gè)數量級。
（3）0丟包率
支持數據促發(fā)能力
大容量數據突發(fā)在網(wǎng)絡(luò )交換中經(jīng)常會(huì )發(fā)生（例如視頻應用：圖像監控等），在這種情況下，可能會(huì )發(fā)生丟失數據包，為此不同廠(chǎng)商的交換機都采用了各種緩沖技術(shù)來(lái)處理，但由于交換機體系架構的不同，導致了各廠(chǎng)商產(chǎn)品的處理能力也不一樣。阿爾卡特由于采用了非常獨特的阿爾卡特專(zhuān)利的并行訪(fǎng)問(wèn)內存技術(shù)，保證了OmniCore5000系列千兆以太網(wǎng)交換機具有非常優(yōu)越的支持大容量數據突發(fā)能力，其能力比其它廠(chǎng)商高出幾個(gè)數量級，指標如下：
· 第二層數據突發(fā)支持： 12,237個(gè)數據包（1518字節/包）
· 第三層數據突發(fā)支持： 12,237個(gè)數據包（1518字節/包）
而同時(shí)測試的其他廠(chǎng)商僅為200~350個(gè)數據包左右。
另外，在對于數據包的選擇性丟棄、擁塞控制、帶寬管理方面，阿爾卡特都有自己先進(jìn)的解決機制。
選擇丟棄
在擁塞發(fā)生而且輸出隊列溢出時(shí)設備應具有選擇性丟棄的能力，選擇性丟棄根據將超出SLA的輸入數據打上可丟棄（DE）標記，在輸出端口隊列空閑時(shí)這些數據得以正常傳輸。而輸出端口因突發(fā)等原因發(fā)生擁塞時(shí)不得不進(jìn)行數據丟棄時(shí)，只有DE位的數據優(yōu)先被丟棄，而在SLA范圍內的正常傳輸。從而維護SLA的公正有效性。
擁塞避免
擁塞控制是實(shí)現整個(gè)QOS策略的第一步，為了有效地實(shí)施SLA，OmniCore系列路由交換機具有先進(jìn)的擁塞避免技術(shù)。這些技術(shù)反饋網(wǎng)絡(luò )擁塞信息給數據源，使得數據源降低其數據發(fā)送速率，最終消除網(wǎng)絡(luò )擁塞。這一點(diǎn)非常重要，因為當擁塞連續發(fā)生較長(cháng)的時(shí)間時(shí)，簡(jiǎn)單的擁塞控制就不那么有效了。一個(gè)有效的QOS策略應實(shí)現有效的擁塞回避機制從而避免長(cháng)時(shí)間持續的擁塞。
帶寬控制
帶寬控制對于限定用戶(hù)使用帶寬和數據整形很必要。因為SLA的定義中用戶(hù)需求帶寬項目。因而QOS系統能夠提供用戶(hù)使用帶寬尺度，OmniCore5000系列路由交換機作為QOS解決方案提供兩種帶寬控制形式，提供輸入端口的基于流的流量策略和輸出口的基于類(lèi)的流量整形。
OmniCore5000同時(shí)在Ingress和Egress支持帶寬管理功能：在Ingress端，OmniCore 5000可以以1Mbps為單位限制帶寬；在Egress端，OmniCore5000每個(gè)端口支持8個(gè)優(yōu)先級隊列，隊列支持PBQ算法，可以以端口速率的1/672為單位隨意定義每個(gè)隊列的帶寬，且允許猝發(fā)。這樣我們可以為網(wǎng)絡(luò )中的每一種應用靈活動(dòng)態(tài)預留帶寬。
PBQ服務(wù)
OmniCore可以在每個(gè)千兆端口上為每種應用隊列（如語(yǔ)音、視頻、ERP應用、電子商務(wù)應用等）進(jìn)行帶寬控制，下面就是一個(gè)典型的例子：
在上例中，在一個(gè)千兆端口上，為關(guān)鍵性應用ERP預留了嚴格的10%的帶寬資源；為Voice Over IP的應用預留了嚴格的2%的帶寬資源；為低優(yōu)先級的廣播流量預留了最大5%的帶寬資源，……….為HTTP應用僅定義為最為普通的Best Effort。
總之，阿爾卡特的融合網(wǎng)絡(luò )的解決方案是業(yè)界唯一在Tolly Group得到QoS認證的解決方案，可以通過(guò)端到端的QoS來(lái)保證各種應用的服務(wù)質(zhì)量。目前專(zhuān)家們普遍認為融合的網(wǎng)絡(luò )是未來(lái)的方向，甚至有這樣的一句話(huà)：Everything is over IP（一切都將基于IP）。阿爾卡特作為業(yè)界融合網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的領(lǐng)先廠(chǎng)商，將借成功構筑滬青平高速公路的契機，繼續用我們的實(shí)力為用戶(hù)打造成功的融合網(wǎng)絡(luò )。
上海貝爾阿爾卡特業(yè)務(wù)公司供稿 CTI論壇編輯
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