在宝钢中数据语音融合网的实现及应用
- 作者:admin 来源:网络 日期:2009-2-19 23:08:13
- 摘要：宝钢股份不锈钢分公司综合信息网是一套集成数据传输和语音传输的综合性网络系统。通过融合网技术既实现了对生产过程控制系统、生产指令/实绩的管理，又利用网络资源实现了基于IP的电话模拟信号的传输。该文对融合网的拓扑结构设计和实现技术手段进行了描述，重点对关键的VoIP技术和网络服务质量QoS进行了详细阐述。
关键词：数据语音融合网宝钢IPQoSVoIP
1前言
信息化在企业中的应用已经非常普遍，网络作为信息化建设的基石，融合了各种类型的业务数据、应用、语音、视频，使之都跑在同一个网络平台上。在国内企业中宝钢股份不锈钢分公司率先实现了融合的多媒体网络平台，它同时提供基于IP的数据、语音、支持视频信号的网络传输。
网络建设是不锈钢分公司信息化建设的重要组成部分和基础，不锈钢分公司计算机系统分为：基础自动化级（L1）、过程控制级（L2）、管理与控制级（L3）。公司网络也相应分为三级，即：基础自动化L1网络、过程控制级L2网络、公司管理和生产控制级L3网络，L3网络即公司主干网，称作综合信息网。这三级网络的建设实现了数据信息逐级由L1向L2，再向L3传送，指令信息由L3逐级向L2、L1下达，实现了随物流的变化信息和指令也相应变化并传送或下达。公司各种生产计划的下达、生产的物流控制、销售和采购、综合管理等不同的应用均通过网络，因而逐渐消除了时间、空间上的隔阂，形成一个有机的整体，极大地提高了生产节奏和工作效率。http://www.dxlww.net代写论文网
为了适应现代化的计划、生产、销售和管理，公司引进了全套的现代管理方法。作为这套生产管理方法实行的基础，架设了遍布全厂的光纤主干网络。如今，综合信息网不但从物理上连接了全厂的各个区域，使物流、信息流、资金流三流统一，同时实现了数据和语音的高度融合，即公司电话系统实现了通过IP网络进行传输。摒弃了传统的通讯电缆传输方式，而是利用既有的网络资源和光缆资源把公司的整套电话系统的传输建立在数据路由交换机上。经过一年多的实际应用取得了良好的效果。
2综合信息网总体设计
2.1综合信息网的功能
综合信息网络要求具有技术成熟性、安全可靠性、技术先进性、可维护扩充性的特点，并且网络传输必须满足数据流实时的低延时、低抖动、无丢包的要求。综合信息网设计要求是服务于生产控制/管理计算机系统、炼钢－连铸－热轧过程控制机系统、电话系统、OA系统、人事系统、档案系统的综合性网络。在整个网络的拓扑和路由设计上，充分考虑了整个网络的可靠性、自愈性、高性能、路由的稳定性和收敛速度等诸多方面的优势。如图1所示拓扑设计充分保证了所有关键性应用的高性能、可靠传输。从网络的任何一点到另一点的通信都同时具备多条路由可供选择。任何单设备失败、单节点失败、单链路失败都不会影响其他节点的运行性能和质量。在综合信息网络的功能中包含了3000门容量的电话系统。将语音的模拟信号通过VoIP语音网关压缩成IP包后，以IP包的格式在千兆以太网上实现语音模拟信号的传输。这样就可以把公司的电话系统复合到综合信息网络的光缆和网络设备上，充分利用了既有设备和线路资源，避免了大面积通讯电缆的敷设。
2.2拓扑结构设计
生产型企业要求基础的网络通信设施具有稳定可靠、高度容错的特点。因此综合信息网分为三个层次：核心层、分布层、接入层，同时点与点之间提供多条路由。首先由控制中心、热轧厂、炼钢厂这3个节点作为全网的核心层节点（图1虚框所示），节点之间铺设双根24芯光缆，使得交换机之间捆绑成4G带宽；烧结厂、2500高炉、动力厂、公司办公楼、会议中心这5个节点作为网络分布层节点（如图1所示），分布层交换机的光纤链路带宽设为为2G；由核心层和分布层向下延伸的节点做为接入层，网络用户通过接入层设备接入综合信息网访问全网资源。通过这样捆绑的链路为综合信息网提供了一个非完全网状的冗余架构，使得全网的链路连接得到了足够高的保证，任何单个节点的故障不会波及其它节点。
在语音通信方面，公司办公楼、控制中心、烧结厂、动力厂、炼钢厂五个节点各配置一台语音交换机，通过网络连接组成公司的语音网，整体覆盖全公司。设计中充分考虑了设备的先进性、组网功能的透明性、可靠的QoS保证、语音和数据统一管理。有了安全可靠并能提供优异QoS保证的千兆以太网作为整个公司的主干通信网络，可以实现分散在整个公司各厂区范围内五个主要节点处的语音交换机的基于IP网络的组网。语音通信的关键是要求具有一个全透明的网络，也就是所有的五个语音节点必须享有同样的电话功能，并不能因为是IP组网而损失部分的单点交换机可以提供的功能。必须实现在网络环境下的中继共享，以便于电信中继的集中接入。同时可以实现网络环境下丰富的电话功能，如遇忙回叫、遇忙强插、会议电话、跨节点电话转移、经理/秘书等功能。
3数据网络的实现
3.1主干部分网络的互联
在全网的配置中数据网络由15台数据交换机组成，其中控制中心、热轧厂、炼钢厂、动力厂、2500高炉、烧结厂六个主节点都各采用两台三层路由交换机，通过光缆连接实现如图1的拓扑，组成信息综合网的主干部分。整个拓扑设计上没有任何的单点失败，从网络层、链路层到协议层都可以保证整个基础平台的不间断运行。另外在公司办公楼、会议中心这两个分布层节点各配置一台三层路由交换机，实现电信中继的接入和公司外区域的联网。分布层各节点分别通过双链路上联到核心层节点不同的三层路由交换机上，以防止单点失败现象的产生。
3.2L2过程计算机群与L3网络的连接
在炼钢、连铸、热轧产线的联网用户主要分为两类：L2过程计算机群、现场L3终端。由于过程控制计算机群对网络稳定性与可靠性有很高的要求，而生产现场L3终端用户的特点则是数量大且分散，易发生病毒。因此将此两类用户分别通过核心节点的不同网络交换机上连，以此来为过程计算机群提供最可靠的网络通信平台。如图2所示，热轧过程计算机群有7台服务器，在热轧L2机房设置了一台L3边缘网络交换机供L2服务器上连综合信息网，然后此边缘网络交换机再通过千兆上连核心节点的主干交换机。服务器之间L2层面的通信则通过L2局域网传输，它是独立于L3网络的。炼钢、连铸区域的过程计算机采用了同样的连接方式。
按不同产线和操作流程分别在生产现场设置了一定数量的L3终端，L3终端的作用是除接收L3系统下达的作业指令外，还要及时上传生产的各类实时信息，如生产实绩、质量、数量、卷重等。通过这些信息的获取使得L3生产管理/控制系统得以排定准确而高效的生产计划。对于现场L3终端的网络互联，采用将网络边缘交换机分别延伸至各自现场的方式，然后由边缘网络交换机千兆上连核心层节点或分布层节点的骨干网络交换机。
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