某集团统一通信系统方案

• 　　网络现状及需求

　　序言

　　随着某集团不断成长和业务系统使用范围的不断扩大和业务量的不断增加，多种数据，语音和视频系统融合的呼声日益提高，对IT整体架构提出了深层次的要求，xx集团现有的网络系统和网络安全设备是否能够满足的业务系统对网络的需求呢?首先对目前运行的网络系统从以下几个方面进行分析。

　　网络现状分析

　　某集团总部有1个数据中心，位于长春，有几十家分公司及众多的4S店，怎样利用现有的网络资源改进工作环境，加强彼此的协作沟通渠道，丰富多样化的沟通方式，以满足现代企业业务发展的需求，是IT设计需要考虑的内容。本次系统设计主要是为了某集团的电话系统进行改造。

　　这次IP电话系统的改造建设将对整体的IT架构提出新的需求。包括网络性能，可靠性，QoS和安全性等。

　　网络系统的性能直接影响到应用系统的可使用性、响应时间以及应用系统的数据的传输质量，某集团主要关注在网络系统的正常运行下，是否能够保证网络应用服务的高质量，高性能，快响应，和低差错率，因此，对现有网络系统的性能分析，找出潜在瓶颈，改造和优化现有的网络系统，不仅提高了网络系统的服务质量，还使得系统资源得到更加合理的利用。

　　IP电话通讯系统需求分析

　　IP电话通讯系统采用IP技术构成公司内部通讯系统，充分利用现有的网络资源，提高工作效率，节省某集团的通信费用，特别是长途通信费用，同时为今后在IP电话通信系统上引入新的应用提供基础。

　　语音和数据一体化网络优势

　　1. 可靠性高

　　2. 扩展性高

　　3. 成本低

　　4. 语音质量好

　　5. 有服务质量保证

• 　　目标

　　我们在某集团现有网络系统地基础上，建立IP电话系统，满足数据和语音通信融合为一体的网络系统，将来可以实施语音，视频和WEB会议的功能，在此基础上，我们提供多个增值服务，包括自动语音总机，语音信箱，以及IP话机终端上的多种应用系统。

• 　　解决方案描述

　　网络架构简述

　　如下图所示，在原有网络中增加IP电话系统，提供基于IP基础架构的语音通信系统：

　　新增设备包括:

　　• CCM (Cisco CallManager)

　　• 统一消息系统 (Cisco Unity)

　　• 语音网关

　　• IP话机

　　• 软电话

　　• POE交换机: 提供以太网供电的以太网交换机(也可以通过外接电源供电)

　　1、 在长春数据中心增加3套CM IP 电话交换机CM7835，负责IP电话的信令处理，每台容量可达2500部IP电话，考虑2:1的冗余，配置3台CM7835。

　　2、 在长春数据中心配置一台语音信箱，提供语音留言(选配)。

　　3、 在长春数据中心配置一台CISCO3800/2800路由器，做语音网关，通过语音E1接口和PSTN网相连，提供和公网电话的网关转换功能，为了高可靠性考虑，可各配置2台;另外，考虑到本地落地的需要，可以在每个分支机构各配置一台语音网关。

　　4、 在长春数据中心、各二级分公司以及各分支机构配置不同型号的IP电话(有不同型号可选择)，如果有POE以太供电交换机，可直接由交换机提供供电，如果没有，也可以由外接电源供电。

　　5、 在分支机构可根据实际情况，配置VG224 24口模拟语音网关或VG248 48口模拟语音网关，把模拟电话接入进来。

　　6、 在分支机构可根据实际情况，配置VG202 2口模拟语音网关或VG204 4口模拟语音网关，把传真机接入进来。

 

　　IP电话_传统电话间的呼叫路由

　　如下图所示，IP电话_传统电话间的呼叫需要经过语音网关的转换，语音网关与PBX之间通过E1(PRI)连接，运行标准的PRI/Q.931信令。呼叫信令流和语音媒体流的路径是不同的，呼叫信令的寻址和建立过程必须有CCM的参与，媒体流通道的建立、维护、拆除不需要CCM介入。

　　• 呼叫信令流：发起IP话机――CCM――语音网关――传统话机

　　• 语音媒体流：发起IP话机――语音网关――接收话机

　　拨号方案规划

　　IP通信拨号方案体系结构中包含了对以下两种类型的呼叫处理：

　　• Cisco CallManager Cluster内的IP Phone之间的内部呼叫

　　• 通过PSTN网关的外部呼叫

　　下图显示了能处理上述两种类型呼叫的网络。通过合理的拨号方案，语音呼叫优先使用IP WAN的连接，只有当IP WAN故障或拥挤时才溢出到PSTN进行处理。这种溢出对用户是透明的，即我们可以事先进行设置，并且当呼叫溢出时我们可以知道并且可以采取相应措施。

• 　　系统管理

　　IP通信网管系统需要覆盖企业IP通信系统的网络基础设施、通信控制和客户终端设备以及应用。网管系统需要能够监测和控制承载网络的端到端服务质量，确保IP通信的业务品质。同时网管系统应简单易用，各项管理功能的操作界面一致，适合企业客户的使用并降低培训费用。管理系统功能完备并能够快速部署，无需集成商或客户二次开发。

• 　　QoS设计和应用

　　IP电话网络的QoS设计：

　　在IP电话系统的网络环境中，影响语音质量的因素主要有三个方面： 包丢失，延迟，延迟的抖动。这三种因素在局域网或广域网中的表现不同，因此QoS的策略也不同。

　　LAN中的QoS

　　园区网目前正越来越多地向交换式LAN技术发展，目前有更多的基础技术以以太网(传统的交换式10Mbps以太网、快速以太网或千兆位以太网)为基础。因此延迟的影响不会成为问题，而由于1000M到100M，多到一的网络流量分布使交换端口的Buffer易于填满，并由此带来包的丢失。所以为保证语音/视频的质量，在园区网中需采用以下QoS机制：

　　Classification将不同的应用分类

　　Voice: Precedence=5, DSCP=EF

　　Voice Control: Precedence=3 DSCP=AF31

　　Conference Video: Precedence=4 DSCP=AF41

　　Stream Video: Precedence=1, DSCP=AF13

　　Data: Precedence=0_2,DSCP=0_22

　　Queueing 选用在输入/输出端口支持多个队列的交换机

　　CISCO以下交换机具有多个队列：

　　Catalyst6000: 2Q2T TX (10/100/1000 Mbps)

　　1P2Q2T TX (1000 Mbps)

　　1Q4T RX (10/100/1000 Mbps)

　　1P1Q4T RX (1000 Mbps

　　Catalyst4000： 2Q1T TX (10/100/1000 Mbps)

　　Catalyst3500： 2Q1T TX (10/100 Mbps)

　　Schedule 采用不同的队列输出策略

　　Voice: PQ

　　Coonference Video: PQ

　　Stream Video: CBWFQ

　　Voice Control:CBWFQ(8Kbps)

　　广域网的 QOS

　　由于广域网带宽昂贵，一般用户的广域网带宽较窄，前述三种影响语音/视频的因素都将存在。所以在广域网考虑QoS时，除上述队列机制外，还需考虑：

　　RTP协议压缩(Compressed Red_Time Transport Protocol)

　　CRTP可以把IP/UDR/RTP的包头从40个字节压到2_4个字节。在AVVID环境下，话音每20Milliseconds 作采样，产生20个字节的负载。所有总的包大小为20个字节负载外加20字节IP头，8字节UDP头12字节RTP头。很显然，数据包的头两倍于真正的负载。CRTP可以大大减少不必要的带宽占用。

　　由上表可见：同一个局域网内部的IP电话使用G.711编码，每路话音占90K带宽(已经包括了IP头);在广域网上传输的IP电话使用G.729编码，每路话音占30K带宽(已经包括了IP头和二层帧头)。

　　LLQ_Low Latency Queue

　　当语音和多个数据流需要在广域网上传输时，LLQ是最好的选择。

　　LLQ是优先级队列(PQ)+分级加权均衡队列(CBWFQ)。将语音分配到PQ中，以获得绝对的优先级和低带宽;其他不同的业务被分配到不同的队列，由它们的优先级决定的权重(Weight)获得占有光6域网带宽的权力。

　　Traffic Shaping

　　Traffic Shaping是在特定的端口限制输出流量的机制，通过该技术解决了在网络中由于中心节点和远程节点间的速度不匹配而带来的拥塞。

　　这些QoS策略将会根据不同目的，应用到所相关的网络路由器和交换机上，从而实现端到端的QoS，达到保证语音通信质量的目的。