滬青平高速公路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)選用IP
——將語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)融合到阿爾卡特提供的IP平臺(tái)
2002/09/20
進(jìn)入新世紀(jì)，一條聯(lián)系上海市市區(qū)和青浦鎮(zhèn)的重要紐帶--滬青平高速公路即將投入運(yùn)營，成為促進(jìn)上海市經(jīng)濟(jì)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(yùn)營管理密切相關(guān)的配套工程--"通信、監(jiān)控、收費(fèi)"三大系統(tǒng)，成為業(yè)內(nèi)人事關(guān)注的焦點(diǎn)。
傳統(tǒng)高速公路的通信系統(tǒng)主要是為高速公路運(yùn)營管理及監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)實(shí)施提供必要的語音業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)、圖像傳輸通道，一般采用光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)，將語音、數(shù)據(jù)圖像信息加載其上，完成整個(gè)通信的需求。而對(duì)語音通信的實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)上是通過SDH上的2M接口將處在不同地點(diǎn)的PBX組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)高速公路的語音通信要求。但是隨著千兆以太網(wǎng)技術(shù)的成熟，基于國內(nèi)高速公路通信系統(tǒng)的特點(diǎn)，目前許多國內(nèi)的高速公路系統(tǒng)都開始慢慢采用基于以太網(wǎng)的傳輸系統(tǒng)平臺(tái)，并且將語音通信、圖像監(jiān)控、收費(fèi)信息傳輸?shù)榷紭?gòu)筑在這一平臺(tái)之上，做到了真正的語音、圖像、數(shù)據(jù)的"三網(wǎng)合一"。
阿爾卡特作為業(yè)界融合網(wǎng)絡(luò)的倡導(dǎo)者和引領(lǐng)者，把其網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略定位在成功的實(shí)現(xiàn)"三網(wǎng)合一"上。融合的網(wǎng)絡(luò)首先需要提供高可靠性QoS的開放式通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、領(lǐng)先的語音技術(shù)，并且能提供語音和數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的設(shè)備廠商來提供完整的解決方案。而阿爾卡特現(xiàn)在所提供的語音和數(shù)據(jù)融合的方案（包括的OmniPCX4400VoIP網(wǎng)關(guān)和OmniCore5000、OmniStack網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)）正是迄今為止業(yè)界唯一在TollyGroup經(jīng)過驗(yàn)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(tǒng)建設(shè)中，阿爾卡特公司選用了OmniCore5000系列千兆級(jí)交換機(jī)、OmniPCX4400語音交換機(jī)，將千兆交換技術(shù)、LAN交換技術(shù)、第三層路由/交換技術(shù)和語音通信技術(shù)融為一體，可提供對(duì)跨千兆主干網(wǎng)的多交換機(jī)VLAN和多媒體應(yīng)用服務(wù)的支持，能很好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、視頻等的集成傳輸，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)施具備了高性能、高可靠性、標(biāo)準(zhǔn)化、易管理、易升級(jí)的特點(diǎn)，并且確保了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)可靠性。
建設(shè)"融合網(wǎng)絡(luò)"的根本條件就是要求數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)能夠提供全面線速端到端的QoS保證。阿爾卡特先進(jìn)的OmniCore5000系列路由交換機(jī)是業(yè)界唯一支持不同QoS之間映射的廠商，我們甚至可以把邊緣接入交換機(jī)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(rèn)可的QoS系統(tǒng)。
因此對(duì)于融合網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，除了全面的QoS機(jī)制支持外，我們需要充分考慮到當(dāng)語音和視頻在網(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(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，如果需要運(yùn)行對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用，如視頻會(huì)議、視頻廣播、IP電話等，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的時(shí)延要求較高。所謂交換機(jī)的時(shí)延，就是數(shù)據(jù)包從交換機(jī)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(shè)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(jī)可以和傳統(tǒng)的ATM交換機(jī)相媲美，經(jīng)過第三方測試，OmniCore5000時(shí)延 僅為7.6us，而傳統(tǒng)的ATM交換機(jī)時(shí)延約為20us，比其它同類廠商的產(chǎn)品低一個(gè)數(shù)量級(jí)。
參看以下第三方評(píng)測機(jī)構(gòu)Strategic Networks(http://www.snci.com)測試OmniCore5000交換機(jī)得到的L2(橋接)和L3(路由)的時(shí)延，64byte數(shù)據(jù)包的時(shí)延只有7.6微秒。
（2）抖動(dòng)－時(shí)延的變化(對(duì)語音、視頻至關(guān)重要)
對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用而言，交換機(jī)時(shí)延的波動(dòng)影響不大，但對(duì)越來越多的多媒體應(yīng)用而言，時(shí)延的波動(dòng)將是致命的缺陷，例如Voice Over IP應(yīng)用，在時(shí)延波動(dòng)不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)上，會(huì)出現(xiàn)話音時(shí)斷時(shí)續(xù)的情況。這樣的情況如果發(fā)生在Video Over IP應(yīng)用中，如圖像監(jiān)控時(shí)，會(huì)出現(xiàn)圖像的馬賽克甚至?xí)r斷時(shí)續(xù)的情況。
通過測試，阿爾卡特OmniCore5000系列千兆以太網(wǎng)交換機(jī)的時(shí)延波動(dòng)不超過0.6us，而其它廠商這個(gè)指標(biāo)一般為12us，相差一個(gè)數(shù)量級(jí)。
（3）0丟包率
支持?jǐn)?shù)據(jù)促發(fā)能力
大容量數(shù)據(jù)突發(fā)在網(wǎng)絡(luò)交換中經(jīng)常會(huì)發(fā)生（例如視頻應(yīng)用：圖像監(jiān)控等），在這種情況下，可能會(huì)發(fā)生丟失數(shù)據(jù)包，為此不同廠商的交換機(jī)都采用了各種緩沖技術(shù)來處理，但由于交換機(jī)體系架構(gòu)的不同，導(dǎo)致了各廠商產(chǎn)品的處理能力也不一樣。阿爾卡特由于采用了非常獨(dú)特的阿爾卡特專利的并行訪問內(nèi)存技術(shù)，保證了OmniCore5000系列千兆以太網(wǎng)交換機(jī)具有非常優(yōu)越的支持大容量數(shù)據(jù)突發(fā)能力，其能力比其它廠商高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)，指標(biāo)如下：
· 第二層數(shù)據(jù)突發(fā)支持： 12,237個(gè)數(shù)據(jù)包（1518字節(jié)/包）
· 第三層數(shù)據(jù)突發(fā)支持： 12,237個(gè)數(shù)據(jù)包（1518字節(jié)/包）
而同時(shí)測試的其他廠商僅為200~350個(gè)數(shù)據(jù)包左右。
另外，在對(duì)于數(shù)據(jù)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(jī)制。
選擇丟棄
在擁塞發(fā)生而且輸出隊(duì)列溢出時(shí)設(shè)備應(yīng)具有選擇性丟棄的能力，選擇性丟棄根據(jù)將超出SLA的輸入數(shù)據(jù)打上可丟棄（DE）標(biāo)記，在輸出端口隊(duì)列空閑時(shí)這些數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)丟棄時(shí)，只有DE位的數(shù)據(jù)優(yōu)先被丟棄，而在SLA范圍內(nèi)的正常傳輸。從而維護(hù)SLA的公正有效性。
擁塞避免
擁塞控制是實(shí)現(xiàn)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(jī)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(shù)據(jù)源，使得數(shù)據(jù)源降低其數(shù)據(jù)發(fā)送速率，最終消除網(wǎng)絡(luò)擁塞。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)楫?dāng)擁塞連續(xù)發(fā)生較長的時(shí)間時(shí)，簡單的擁塞控制就不那么有效了。一個(gè)有效的QOS策略應(yīng)實(shí)現(xiàn)有效的擁塞回避機(jī)制從而避免長時(shí)間持續(xù)的擁塞。
帶寬控制
帶寬控制對(duì)于限定用戶使用帶寬和數(shù)據(jù)整形很必要。因?yàn)镾LA的定義中用戶需求帶寬項(xiàng)目。因而QOS系統(tǒng)能夠提供用戶使用帶寬尺度，OmniCore5000系列路由交換機(jī)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(jí)隊(duì)列，隊(duì)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(duì)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(yīng)用靈活動(dòng)態(tài)預(yù)留帶寬。
PBQ服務(wù)
OmniCore可以在每個(gè)千兆端口上為每種應(yīng)用隊(duì)列（如語音、視頻、ERP應(yīng)用、電子商務(wù)應(yīng)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(yīng)用ERP預(yù)留了嚴(yán)格的10%的帶寬資源；為Voice Over IP的應(yīng)用預(yù)留了嚴(yán)格的2%的帶寬資源；為低優(yōu)先級(jí)的廣播流量預(yù)留了最大5%的帶寬資源，……….為HTTP應(yīng)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(rèn)證的解決方案，可以通過端到端的QoS來保證各種應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量。目前專家們普遍認(rèn)為融合的網(wǎng)絡(luò)是未來的方向，甚至有這樣的一句話：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)先廠商，將借成功構(gòu)筑滬青平高速公路的契機(jī)，繼續(xù)用我們的實(shí)力為用戶打造成功的融合網(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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