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大多倫多機場管理局IP通信案例分析

2004/06/16

　　大多倫多機場管理局（GTAA）是一家加拿大聯邦機構，負責管理多倫多的Lester B. Pearson國際機場（LBPIA）的所有運營業(yè)務。多倫多的LBPIA是加拿大最大的機場，也是北美地區(qū)最繁忙的國際機場之一。LBPIA目前正在開展一項投資高達44億美元的建設和擴展計劃。擴展計劃的核心是建立一個新的一號客運站，以滿足國際和國內航線的需要。新建的一號客運站將逐步取代原來的一號和二號客運站。

　　在建成之后，多倫多的LBPIA每年將運送5000萬乘客，這使得它成為了展示思科技術的一個理想舞臺。大部分乘客都將在登機、參觀航空公司管理人員的休息室、向服務人員提交登機牌和沿廊橋進入機艙時看到多倫多機場所部署的1100多部思科IP電話。

客戶歷史

　　思科客戶團隊已經解決了很多復雜、獨特的機場網絡基礎設施需求問題。在IP通信銷售工作剛剛開始時，客戶團隊就成功地向該機場銷售了一個基于Cisco Catalyst 6500交換機的MPLS網絡。它可以為該機場的內部網絡、每個航空公司的網絡和其他租戶服務提供第三層劃分。該MPLS網絡還部署在一個采用了Cisco ONS 15252的思科光傳輸核心的基礎之上。它可以建立兩個DWDM環(huán)網。

圖1  多倫多機場的新客運站

　　思科團隊幫助該機場解決的另外一個挑戰(zhàn)是如何以最優(yōu)的方式將大量傳統(tǒng)的T1電信電路從加拿大電信運營商提供給機場的租戶。盡管電信公司希望在機場內外廣泛地鋪設光纖，以滿足他們的客戶的需求，但是該機場聽取了思科的建議，決定通過提供SONET環(huán)網，實現電信商電路的“最后一英里”傳輸。運營商現在可以在機場的兩個主要接入點，將他們的客戶的所有電路連接到該機場的Cisco ONS 15454和15327。思科技術為該機場解決的另外一個重要的需求是如何傳輸IP視頻監(jiān)控。在部署時，Cisco Catalyst 6500 MPLS解決方案還不支持組播，因此該機場在思科DWDM核心的基礎上建造了一個DPT環(huán)網。目前正在開展的另外一個重要基礎設施項目是在惠普的幫助下，在整個機場內部署Cisco Aironet無線解決方案。所有這些網絡的密切配合為GTAA以一種安全、可擴展的方式部署IP電話奠定了堅實的基礎。如需了解更多關于這些網絡的信息，請聯絡擔任GTAA客戶SE的 Steve Hatzinikou。

圖2              

客運站             客運站

                  管理               通信             客運站

競爭環(huán)境

　　盡管思科客戶團隊在向該機場銷售網絡基礎設施方面取得了顯著的成果，但是他們在為新客運站的登機柜臺和公共場所提供IP電話方面仍然面臨著一些嚴峻的挑戰(zhàn)。該機場在2001年已經部署了一個龐大的新Nortel Median Option 81c PBX來取代他們已有的Centrex服務。這個PBX為整個機場提供了超過2500條線路，其中包括所有關鍵任務型區(qū)域，例如現有的控制塔和所有機場登機柜臺。讓形勢更加不利的是，該PBX已經銷售完畢，正在由一家本地電話公司負責管理。該公司是思科在數據方面的合作伙伴。它拒絕與思科合作安放IP電話。另外一個關鍵的考慮因素是該機場最主要的航空公司租戶——加拿大航空——也是Nortel Meridian PBX的客戶，在該機場擁有他們自己的Option 81c。在意識到向該機場銷售IP通信必須采用一種基于應用的方式之后，思科與GTAA最主要的應用供應商——來自紐約和日內瓦的SITA——展開了合作。

融合應用

　　在2002年下半年，思科客戶團隊用大量的時間研究了該機場的業(yè)務模式，以了解哪些IP電話應用可以為該機場提供便利。在此期間，思科客戶團隊和GTAA進行了一次小規(guī)模的試用，以驗證思科IP電話的功能和可靠性。這對于幫助傳統(tǒng)語音部門了解這項技術，以及向該機場展示思科技術在關鍵任務型環(huán)境中的適應能力非常重要。整個銷售項目的真正轉折點是思科邀請GTAA的管理層和它最主要的航空公司租戶——加拿大航空——參觀思科多倫多辦事處的業(yè)務通信創(chuàng)新中心（BCIC）。在思科多倫多BCIC，客戶團隊向來賓們展示了思科可以怎樣參與該機場的通用用戶乘客處理系統(tǒng)（CUPSS）。為了優(yōu)化機場的運營效率，機場每天都允許不同航空公司共享登機口和登機柜臺。在需要啟用某個登機口時，每個航空公司的管理人員將通過PC登陸網絡系統(tǒng)，啟用PC工作站航空公司應用、登機牌打印機和當前航班顯示。過去存在的問題是PBX電話不是一個智能化的設備，只能使用普通的機場內部撥號和電話號碼。思科團隊提出的建議是將電話與它的XML功能集成，構成CUPPS應用的一個組成部分。當加拿大航空的航空公司代表登陸到PC之后，CUPPS應用將會通過Cisco Extension Mobility API與Call Manager通信。這將使得登機口、廊橋和舷梯的電話切換到它們的加拿大航空設置。航空公司現在可得益于將4位撥號與他們自己的PBX電話相集成的電話，按航空公司整體和管理人員規(guī)則建模的呼叫限制，以及XML電話顯示屏上的、該航空公司專用的電話簿和服務。在一天的工作中，登機柜臺上的電話可能會在早上充當漢莎航空的電話，在中午充當墨西哥航空的電話，在夜里充當加拿大航空的電話。

圖3 機場的登機柜臺

　　這種應用的理念意味著該機場可以為航空公司提供比北美地區(qū)其他任何機場都要出色的電話服務。另外一個相對而言不太明顯的好處是，在與其他航空公司的PBX集成之后，大部分指向PSTN的呼叫將經由航空公司PBX傳輸，從而降低了本地電信公司提供的價格昂貴的中繼線路數量。

來自于前期和后期的應用發(fā)現流程的其他應用包括：

·            機場控制塔位置迅速登陸

該機場啟用了一個新的控制塔來容納它的停機坪管理部門（AMU）和資源管理部門（RMU）。AMU可以引導客運站停機坪周圍的飛機。RMU和AMU有很多特定的管理位置。管理人員需要能夠在控制塔中的任何位置迅速地啟用某個管理功能和電話功能。

借助于思科CSE John Crawford開發(fā)的一些便利的XML功能，RMU和AMU現在可以通過單按鈕菜單，從控制臺的任何位置登陸系統(tǒng)，而不需要輸入用戶名或者密碼。這種XML應用可以利用電話XML菜單功能、Call Manager Extension Mobility API和電話自帶的Web服務器，提供IP與電話設備名稱間的映射。

圖4 控制塔

·            服務亭IP電話

該機場設立了一個小型聯絡中心，以服務于乘客和普通大眾的各種要求。這些要求的范圍非常廣泛——從關于航班的一般性信息，到對于輪椅或者急救醫(yī)療服務的需求。該機場正在部署100個服務亭。按照設計師最初的設計方案，每個服務亭中只有一個電話聽筒。思科客戶團隊向GTAA和設計人員展示了可以顯示動態(tài)圖像（包括滾動的輪椅、信息和醫(yī)療標志）的思科XML應用的重要價值。發(fā)送基于抵達航班的本國語言的文字的能力被視為是一個非常有趣的創(chuàng)意。在召開了多次會議之后，雙方就在何處提供7940G電話的聽筒和XML顯示屏達成了共識。該機場還需要一個可移除的頂蓋。它可為改用即將于今年秋天推出的思科7970G彩屏電話提供便利。

·            乘客信息代表（PIR）聯絡中心

該機場設立了一個小型聯絡中心，以服務于乘客和普通大眾的各種要求。這些要求的范圍非常廣泛——從關于航班的一般性信息，到對于輪椅或者急救醫(yī)療服務的需求。預計許多提出要求的呼叫將來自于上面所介紹的、包括電話鍵盤的服務亭。為了優(yōu)先處理人們對于輪椅或者醫(yī)療服務的要求，必須具有語音識別功能。Cisco IPCC Express滿足了機場對于一個技術先進的小型聯絡中心的需要。

·            專門定制的航空公司電話簿

在實際使用之前的用戶驗收測試期間，航空公司需要一種簡便的一鍵式按鈕電話簿功能。例如，當加拿大航空的一位現場維修人員使用一部電話時，他只需要按下思科IP電話上的服務按鈕，就會出現“地勤支持” 電話簿。這可在加拿大航空的業(yè)務代表啟用了整個登機口之后實現。思科CSE John Crawford開發(fā)了一個可以提供這些簡單明確的電話簿功能的XML應用小程序。

·            軟電話－觸摸屏供應商信息服務亭

思科與King Products（該機場的服務亭供應商）合作，將思科的TAPI驅動器集成到他們的高端觸摸屏信息服務亭中。這些高端服務亭可以通過將乘客經由Call Manager直接連接到供應商，讓客戶可以輕松地聯絡航空公司、汽車租賃公司和賓館。

　　在這個項目剛剛開始部署時，思科的合作伙伴SITA意識到，盡管他們對于機場應用和思科數據網絡非常熟悉，但是他們只是在非正式場合使用過Cisco CallManager。思科客戶團隊通過向SITA提供加拿大思科高級服務團隊的工作經驗，幫助SITA迅速地建立起了他們的項目團隊。一位思科項目經理、兩位思科高級項目工程師和一位思科CSE共同與SITA合作，確保了成功的客戶部署。相關各方都得益于這種安排；GTAA在非常緊湊的時間要求內，高質量地實現了他們的目標；思科得以通過提供高級服務獲得收入；SITA則得以學習到一種新的技術。他們現在能在全球的其他機場項目中使用這項技術。

　　在該機場部署IP電話之前，需要在該機場的測試中心（PPC）進行全面的準備和測試。因為GTAA是在他們的IP通信系統(tǒng)上部署應用，這意味著需要進行比普通辦公電話系統(tǒng)更加嚴格的用戶驗收測試（UAT）。幸運的是，GTAA深知他們所部署的并不只是一個電話系統(tǒng)，因而為一些用以支持這些業(yè)務應用的額外服務制定了專門的預算。

獨特的挑戰(zhàn)

　　當客戶在他們的環(huán)境中部署IP通信時，很多客戶會遇到一個或兩個獨特的挑戰(zhàn)。但是機場往往會遇到大量這樣的挑戰(zhàn)，因為某些機場部門需要定制解決方案，針對那些只需一些電話的位置。思科和SITA團隊面臨的一些更加有趣的挑戰(zhàn)包括：

·            物理鎖定——任何地方的電話都需要鎖定。盡管思科為7940G和7960G電話提供的鎖定工具包非常適于墻壁安裝，但是安裝團隊必須采用一些創(chuàng)新的方法來將電話鎖定于柜臺、工作臺、木門和電纜。

·            連接到廊橋——電話在乘客登機時經過的固定或者移動廊橋上非常重要。問題在于這些廊橋通常已經使用了傳統(tǒng)的模擬或者數字電話。它們使用第3類或者更低級別的電纜，而且通常它們與布線室的距離超過100米。幸運的是，項目團隊得以與GTAA和負責制造這些廊橋的Thyssen Elevators合作，鋪設了一條中點分插電纜和外部第5E類電纜。通過這種方式，即使電纜長度對于IP電話而言過長，廊橋一端的電話也可以連接到位于廊橋中部的電話的PC端口。GTAA只需要在部分廊橋上采取這樣的措施。另外一個正在更換Centrex的加拿大機場將使用模擬電話，因為重新布線對他們來說非常不方便。

圖5 GTAA

·            安全——安全在機場環(huán)境中非常重要。安全計劃包括在MPLS網絡中為語音使用單獨的VRF，為Call Manager服務器提供三個單獨的計算機房，帶有IDS功能的語音服務器群交換機，以及一個分為兩步的Call Manager登陸流程。該流程結合了Windows身份認證和Call Manager多級管理。廣泛的安全測試非常必要，而且正在測試中心中進行。該測試中心將會建立一個非常逼真的實際工作環(huán)境模型。

·            航空公司的撥號計劃——該機場正在為各個航空公司部署不同的分區(qū)和撥號計劃。在缺省情況下，GTAA域中有五個數字撥號，但是當每個航空公司登陸到登機口時，他們希望從他們自己的PBX或者Centrex電話系統(tǒng)獲取線路。這意味著各個航空公司可能擁有重復的電話號碼，以及關于哪些電話可以呼叫哪些目的地的不同規(guī)則。這些計劃還包括利用IP技術，與已經在兩年前部署思科IP電話的AC Jazz航空公司進行互聯的潛在能力。

圖6  GTTA

·            用于夜間工作的背景燈——航空控制塔的另外一個獨特要求是需要可以在夜間正常工作。航空控制人員需要在夜間保持清晰的視力，以便正確引導飛機。他們還需要能夠使用一部電話，并看到顯示屏的內容。盡管在此之前的思科電話都不具備背景燈功能，但是在電話背部添加了一個USB鵝頸燈。

·            時間同步——在機場環(huán)境中，電話上的時間必須非常精確，因為電話必須與現有航班的信息顯示系統(tǒng)的時間保持一致。網絡時間協(xié)議（NTP）的使用解決了這個問題，因為它可以將Call Manager與機場自己的NTP服務器同步。

·            緊急事件處理中心——該機場設立了他們自己的消防隊、警隊和救護車，以及一個派遣中心。過去，他們無法跟蹤電話在機場周圍的移動。如果某個乘客致電尋求醫(yī)療服務，又無法說明他所在的位置，處理中心將很難提供支援。該機場現在正在部署思科緊急事件響應系統(tǒng)。他們并不希望借助增強的911服務，而是要讓他們自己的緊急事件處理中心能夠跟蹤呼叫者的位置，并采取正確的措施。

獲得的經驗

　　在這個項目的部署期間，思科獲得了很多非常寶貴的經驗，其中包括一個逼真模擬實際環(huán)境的實驗室系統(tǒng)的重要性。通過在MCS7845服務器中使用RAID1 SCSI鏡像硬盤驅動器，客戶能夠隨時在實驗室中模擬網絡的實際情況，從而在不影響網絡的正常運行的情況下，測試各種問題、安全補丁和新的應用。

　　對于機場來說，用于處理各種事物——從行李標簽、登機牌到電話和其他附件的柜臺空間是非常有限的。機場和航空公司都表示了他們對于7960G電話的龐大體積的憂慮。由于即將推出Extension Mobility和一些針對7912G的XML服務，其他一些機場可能更加傾向于選擇體積較小的電話。

　　思科獲得的另外一個重要經驗是需要盡早讓即將在測試完成后使用系統(tǒng)的人員加入項目。無論一個機場打算自行管理系統(tǒng)還是外包給其他服務商，在設計、開發(fā)和安裝的過程中學習相關的知識會給他們帶來巨大的好處。

未來的應用

　　在基本的Call Manager基礎設施和應用安裝就緒之后，繼續(xù)利用更多的應用改進思科IP通信系統(tǒng)的計劃和努力包括：

·            按照航班號撥號——利用CRS查找航班號碼與登機口和電話號碼的對應關系，這樣業(yè)務代表就不用再手動查詢航班位于哪個登機口。

·            在服務亭中使用即將推出的思科7970G彩屏電話。它可以提供觸摸屏功能和更高分辨率的彩色圖片。該機場正在考慮在控制塔中使用這種電話。

·            為Cisco 79xx電話部署推送XML和組播音頻警報功能，以便在出現技術或者安全問題時通知登機口。

·            為搬運工配備適用于攜帶輪椅的搬運工的Cisco 7920無線IP電話，為PIR聯絡中心配備一個可以通過Aironet接入點關聯跟蹤艙門所在位置的XML應用。

·            利用7970G彩屏電話，在沒有PC的檢查站進行受限區(qū)域通行證照片搜索。

·            在未來幾年中逐步更換現有客運站中的PBX電話，完全采用IP電話。

·            在登機口進行自動倒計時，用音頻和可視XML提示提醒航空公司業(yè)務代表廣播準備登機、頭等艙登機、普通登機和最后提醒消息。這將幫助航空公司提高按時登機的效率。電話是機場的首選傳輸方式，因為PC已經被乘客信息處理應用所占用。

基礎設施詳細信息

下面的結構圖顯示了該機場所部署的基礎設施的拓撲結構。

圖7  

GTAA VoIP網絡基礎設施          GTAA管理         通信室

                             GTAA SONET/DWDM 環(huán)1   

                                                        客運站

GTAA SONET/DWDM 環(huán)1

下面的列表列出了該機場部署的設備和軟件等級：

表1

　　在第三層，所有語音（電話）接入VLAN都在語音服務器群第三層交換機上端接，以確保電話到網關和Call Manager的流量脫離PE路由器。這還可以建立一個終端組播區(qū)，因為在部署GTAA項目時，Cisco Catalyst 6500 MPLS網絡還不支持組播。

下圖顯示了新客運站的第三層設計：

圖8 GTAA

語音服務器群MSFC（CE）  PE路由器             PE路由器  語音服務器群MSFC（CE）

支持組播的BGP                   熱備待機路由協(xié)議      支持組播的BGP

位于CE和PE之間                                       位于CE和PE之間

音樂持續(xù)播放                                                     在由PC引出的不同VLAN子網上的電話

實時廣播

                            每條線路代表1個路由子網

特殊的設計考慮因素

語音外聯網——MPLS

　　盡管大部分流量都位于VoIP VPN內部，但是仍然有一些流量需要在VPN之間傳輸。這種外聯網流量目前通過PE在VPN之間傳輸，并且通過訪問列表來限制流量的傳輸方向。一個針對外聯網連接的防火墻解決方案將提供增強的安全性。BGP被用于為外聯網連接提供第三層路由冗余。

表2

實驗室

　　GTAA必須在一個與實際工作網絡非常接近的模擬環(huán)境中測試新的功能和補丁。Call Manager的復制版本意味著該網絡必須被隔離開，以避免機器名和IP地址的沖突。但是，GTAA需要能夠在無需購買額外的電信公司電路的情況下，向外呼叫PSTN或者航空公司的PBX。下面顯示了如何在不提高每月成本的情況下，實現這個目標，從而為實驗室提供最大限度的功能。

圖9  GTAA

                 實際使用的                     實驗室Call Manager

            Cisco CallManager群集          （復本——實際環(huán)境的鏡像驅動器）

                  實際使用的LAN               隔離的實驗室

                  內部的T1x語音電纜                      實驗室電話

                   ISDN PRI—僅限語音

                                          6608 T1端口（隔離的VLAN）

                     ISDN PRI提供對外呼叫、測試DID

CDR報告

　　呼叫詳細記錄報告對于該機場非常重要，因為他們需要為不同的航空公司和租戶分析呼叫記錄。呼叫診斷記錄也用于QoS趨勢研究和分析。GTAA選擇將它的CDR報告職能外包給Avotus。這意味著該機場需要盡快地將來自于Call Manager的CDR記錄發(fā)送到Avotus的報告服務器。要完成這項任務，必須在GTAA的“非軍事區(qū)”建立一個分段傳輸服務器，由它發(fā)送CDR記錄的副本。Avotus允許通過VPN隧道接入它的服務器。它使用一個OLEDE連接來獲取CDR記錄。這為將CDR記錄發(fā)送到該機場的呼叫報告供應商提供了一種安全、快速的方法。

語音記錄

　　記錄電話呼叫對于一個機場環(huán)境而言非常重要。隨著MPLS網絡在機場中的應用，機場需要在每個客運站中設立記錄區(qū)。此外，該機場需要能夠復制記錄，以確保語音記錄的可用性和安全性。6500的遠程SPAN功能的使用讓他們可以將語音分組的副本發(fā)送到兩臺位于不同計算機房的記錄服務器。

圖11      

         語音服務器群MSFC  PE路由器          PE路由器   語音服務器群MSFC

           支持組播                                                                                     支持組播

        語音記錄服務器2                               語音記錄服務器1

                               記錄          記錄

                   RSPAN到鏡像電話的使用需要記錄到Orange RSPAN反射VLAN

應用的技術細節(jié)

下面介紹了該機場部署的各個IP通信應用的具體細節(jié)。

通用登機柜臺統(tǒng)一登陸和航空公司PBX集成：

　　每個通用柜臺電話都具有一個基本配置，即GTAA尚未使用的登機口配置。電話線路位于GTAA線路分區(qū)中。GTAA為每個航空公司和每個柜臺的位置都建立了設備檔案。當某個特定的航空公司在登機口登陸時，相應的電話設備檔案將會啟用。每個航空公司的設備檔案可能包括定制的線路分區(qū)、呼叫搜索空間、名稱顯示、快速撥號、軟鍵模板和電話號碼。不同的設備檔案可以包含相同的號碼，因為它們位于不同的分區(qū)，所以不會出現沖突。

　　在航空公司的業(yè)務代表登陸到某個登機口或者登機柜臺時，SITA CUPPS服務器將向Call Manager發(fā)出一個HTTP請求，獲取該航空公司的設備檔案。如果該業(yè)務代表位于某個登機口柜臺，CUPPS服務器將請求更改多部電話的配置。這將通過多個HTTP請求實現。應當指出的是，允許人工登陸柜臺電話的Extension Mobility服務將被禁止，以避免讓用戶感到困惑。整個過程如下圖所示：

圖12  GTAA

                           http請求（EM API）

     登機口PC        SITA CUPPS服務器       Cisco CallManager  登機口電話

本文的附錄中包含了例程。如需了解更多細節(jié)，或有任何問題，請聯絡John Crawford，jocrawfo@cisco.com。

　　一旦電話載入了某個設備檔案，該電話就將加入該航空公司的呼叫搜索范圍。這讓它可以服從該航空公司對于其業(yè)務代表在使用中繼線路時的各項規(guī)定。

圖13  GTAA

               現有GTAA PBX         漢莎航空 PBX        加拿大航空 PBX

         SITA CUPPS系統(tǒng)

航空公司特定電話簿

　　電話中的通用電話電話簿顯示一個靜態(tài)的企業(yè)電話簿，它與電話所加載的設備檔案無關。航空公司表示希望擁有針對他們的業(yè)務和職能的電話簿（例如，機上人員和地勤人員）。但是，航空公司并不希望自己的電話簿在電話尚未啟用，或者另外一家航空公司登陸柜臺時被看到。

　　本腳本可以為每個電話簿創(chuàng)建一個簡單的菜單列表。要為某個航空公司創(chuàng)建一個特定的電話簿，必須建立帶有設備檔案名稱的新電話簿（例如AC表示加拿大航空），然后為每個電話簿創(chuàng)建它自己的XML文件（例如abovethewing.xml）。下面顯示了一個例子：

圖14  GTAA

   電話                XML服務器              Cisco CallManager群集

   1 按下服務按鈕，

     發(fā)出XML請求

   2. XML應用查詢電話瀏覽器，獲取設備名稱

   3. 電話返回設備名稱

                             4. XML應用查詢CCM EM API獲取有效的設備檔案

                             5. CCM返回設備檔案

   6. XML應用向電話返回

     正確的航空公司電話簿菜單

本文的附錄中包含了例程。如需了解更多細節(jié)，或有任何問題，請聯絡John Crawford，jocrawfo@cisco.com。

控制臺的單按鈕位置登陸     

　　通過一個可以利用Extension Mobility繞過通常的用戶名/密碼登陸的XML應用，可以避免為安全位置（例如控制臺）輸入用戶名和密碼。因為控制臺是一個安全區(qū)域，所以并不需要常規(guī)的用戶名/密碼登陸。這使得機場工作人員可以更加方便、迅速地移動位置，而不需要知道登陸步驟。

本文的附錄中包含了例程。如需了解更多細節(jié)，或有任何問題，請聯絡John Crawford，jocrawfo@cisco.com。

圖15 GTAA

   電話                XML服務器              Cisco CallManager群集

   1 XML請求——例如載入登機口功能

   2. XML應用查詢電話瀏覽器，獲取設備名稱

   3. 電話返回設備名稱

                             4. XML應用發(fā)送http請求到登陸電話（例如登機口設備檔案）

                             5. CCM重啟電話，載入設備檔案

總結

　　在團隊深入地了解了客戶的業(yè)務挑戰(zhàn)之后，他們得以提出創(chuàng)意和展示能夠為客戶帶來極大便利的應用。闡述對于這些應用的需求有助于證明從一個全新的PBX轉向思科IP通信的正確性。大多倫多機場管理局現在已經成為乘客和航空公司服務領域的全球領導者。

Cisco公司供稿 CTI論壇編輯