沪青平高速公路系统网络选用IP
——将语音和数据业务融合到阿尔卡特提供的IP平台
2002/09/20
进入新世纪，一条联系上海市市区和青浦镇的重要纽带--沪青平高速公路即将投入运营，成为促进上海市经济全面发展的又一条主动脉。作为高速公路本质特征和运营管理密切相关的配套工程--"通信、监控、收费"三大系统，成为业内人事关注的焦点。
传统高速公路的通信系统主要是为高速公路运营管理及监控、收费系统实施提供必要的语音业务及数据、图像传输通道，一般采用光纤数字传输系统，将语音、数据图像信息加载其上，完成整个通信的需求。而对语音通信的实现，传统上是通过SDH上的2M接口将处在不同地点的PBX组网，实现整个高速公路的语音通信要求。但是随着千兆以太网技术的成熟，基于国内高速公路通信系统的特点，目前许多国内的高速公路系统都开始慢慢采用基于以太网的传输系统平台，并且将语音通信、图像监控、收费信息传输等都构筑在这一平台之上，做到了真正的语音、图像、数据的"三网合一"。
阿尔卡特作为业界融合网络的倡导者和引领者，把其网络战略定位在成功的实现"三网合一"上。融合的网络首先需要提供高可靠性QoS的开放式通信网络平台、领先的语音技术，并且能提供语音和数据统一管理的设备厂商来提供完整的解决方案。而阿尔卡特现在所提供的语音和数据融合的方案（包括的OmniPCX4400VoIP网关和OmniCore5000、OmniStack网络交换机）正是迄今为止业界唯一在TollyGroup经过验证的解决方案，相关网络链接：http://www.tollygroup.com。
在沪青平高速公路融合网络系统建设中，阿尔卡特公司选用了OmniCore5000系列千兆级交换机、OmniPCX4400语音交换机，将千兆交换技术、LAN交换技术、第三层路由/交换技术和语音通信技术融为一体，可提供对跨千兆主干网的多交换机VLAN和多媒体应用服务的支持，能很好地实现数据、话音、视频等的集成传输，使网络设施具备了高性能、高可靠性、标准化、易管理、易升级的特点，并且确保了互联网络的系统可靠性。
建设"融合网络"的根本条件就是要求数据网络能够提供全面线速端到端的QoS保证。阿尔卡特先进的OmniCore5000系列路由交换机是业界唯一支持不同QoS之间映射的厂商，我们甚至可以把边缘接入交换机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。阿尔卡特Omni解决方案也是业界唯一获得TollyGroup认可的QoS系统。
因此对于融合网络的设计，除了全面的QoS机制支持外，我们需要充分考虑到当语音和视频在网络上传输中涉及的三大要素：
（1）传输时延；
（2）抖动；
（3）0丢包率
（1）传输时延
在网数据网络中，如果需要运行对时延敏感的应用，如视频会议、视频广播、IP电话等，对网络设备的时延要求较高。所谓交换机的时延，就是数据包从交换机一个端口进入，从另一个端口出发所占用的所有时间。
阿尔卡特网络设备具有极优秀的低时延性能，甚至其千兆以太网交换机可以和传统的ATM交换机相媲美，经过第三方测试，OmniCore5000时延 仅为7.6us，而传统的ATM交换机时延约为20us，比其它同类厂商的产品低一个数量级。
参看以下第三方评测机构Strategic Networks(http://www.snci.com)测试OmniCore5000交换机得到的L2(桥接)和L3(路由)的时延，64byte数据包的时延只有7.6微秒。
（2）抖动－时延的变化(对语音、视频至关重要)
对传统的数据应用而言，交换机时延的波动影响不大，但对越来越多的多媒体应用而言，时延的波动将是致命的缺陷，例如Voice Over IP应用，在时延波动不稳定的网络上，会出现话音时断时续的情况。这样的情况如果发生在Video Over IP应用中，如图像监控时，会出现图像的马赛克甚至时断时续的情况。
通过测试，阿尔卡特OmniCore5000系列千兆以太网交换机的时延波动不超过0.6us，而其它厂商这个指标一般为12us，相差一个数量级。
（3）0丢包率
支持数据促发能力
大容量数据突发在网络交换中经常会发生（例如视频应用：图像监控等），在这种情况下，可能会发生丢失数据包，为此不同厂商的交换机都采用了各种缓冲技术来处理，但由于交换机体系架构的不同，导致了各厂商产品的处理能力也不一样。阿尔卡特由于采用了非常独特的阿尔卡特专利的并行访问内存技术，保证了OmniCore5000系列千兆以太网交换机具有非常优越的支持大容量数据突发能力，其能力比其它厂商高出几个数量级，指标如下：
· 第二层数据突发支持： 12,237个数据包（1518字节/包）
· 第三层数据突发支持： 12,237个数据包（1518字节/包）
而同时测试的其他厂商仅为200~350个数据包左右。
另外，在对于数据包的选择性丢弃、拥塞控制、带宽管理方面，阿尔卡特都有自己先进的解决机制。
选择丢弃
在拥塞发生而且输出队列溢出时设备应具有选择性丢弃的能力，选择性丢弃根据将超出SLA的输入数据打上可丢弃（DE）标记，在输出端口队列空闲时这些数据得以正常传输。而输出端口因突发等原因发生拥塞时不得不进行数据丢弃时，只有DE位的数据优先被丢弃，而在SLA范围内的正常传输。从而维护SLA的公正有效性。
拥塞避免
拥塞控制是实现整个QOS策略的第一步，为了有效地实施SLA，OmniCore系列路由交换机具有先进的拥塞避免技术。这些技术反馈网络拥塞信息给数据源，使得数据源降低其数据发送速率，最终消除网络拥塞。这一点非常重要，因为当拥塞连续发生较长的时间时，简单的拥塞控制就不那么有效了。一个有效的QOS策略应实现有效的拥塞回避机制从而避免长时间持续的拥塞。
带宽控制
带宽控制对于限定用户使用带宽和数据整形很必要。因为SLA的定义中用户需求带宽项目。因而QOS系统能够提供用户使用带宽尺度，OmniCore5000系列路由交换机作为QOS解决方案提供两种带宽控制形式，提供输入端口的基于流的流量策略和输出口的基于类的流量整形。
OmniCore5000同时在Ingress和Egress支持带宽管理功能：在Ingress端，OmniCore 5000可以以1Mbps为单位限制带宽；在Egress端，OmniCore5000每个端口支持8个优先级队列，队列支持PBQ算法，可以以端口速率的1/672为单位随意定义每个队列的带宽，且允许猝发。这样我们可以为网络中的每一种应用灵活动态预留带宽。
PBQ服务
OmniCore可以在每个千兆端口上为每种应用队列（如语音、视频、ERP应用、电子商务应用等）进行带宽控制，下面就是一个典型的例子：
在上例中，在一个千兆端口上，为关键性应用ERP预留了严格的10%的带宽资源；为Voice Over IP的应用预留了严格的2%的带宽资源；为低优先级的广播流量预留了最大5%的带宽资源，……….为HTTP应用仅定义为最为普通的Best Effort。
总之，阿尔卡特的融合网络的解决方案是业界唯一在Tolly Group得到QoS认证的解决方案，可以通过端到端的QoS来保证各种应用的服务质量。目前专家们普遍认为融合的网络是未来的方向，甚至有这样的一句话：Everything is over IP（一切都将基于IP）。阿尔卡特作为业界融合网络技术的领先厂商，将借成功构筑沪青平高速公路的契机，继续用我们的实力为用户打造成功的融合网络。
上海贝尔阿尔卡特业务公司供稿 CTI论坛编辑
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