油田VOIP網(wǎng)絡系統(tǒng)建設探討

韓磊 李志紅 馬俊林 陳剛

[摘 要]面對日益激烈的市場競爭，油田通訊技術只有跟上現(xiàn)代信息技術的發(fā)展步伐，加快網(wǎng)絡技術改造，充分利用網(wǎng)絡資源，才會有更加廣闊的生存和發(fā)展空間。本文簡要介紹了VOIP在油田中的應用前景，分析了VOIP的優(yōu)點，在此基礎上提出了油田語音通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡化發(fā)展的幾點建議，希望能為提升油田企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平提供借鑒。

[關鍵詞]油田；通訊系統(tǒng)；VOIP；數(shù)字化

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.06.067

[中圖分類號]TN915.0 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2018）06-0-02

1 VOIP概述

VOIP是一種可以在IP網(wǎng)絡上互傳模擬音訊或視訊的技術，包括一連串的轉碼、編碼、壓縮和打包等過程，讓語音數(shù)據(jù)可以在IP網(wǎng)絡上傳輸?shù)侥康亩耍缓笤俳?jīng)由相反的程序，還原成原來的語音訊號以供接聽者接收。油田通訊系統(tǒng)的網(wǎng)絡化建設就要充分利用計算機網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)編碼壓縮技術、語音和數(shù)據(jù)智能分析技術，實現(xiàn)語音通訊的網(wǎng)絡化、智能化、功能多元化，以適應油田信息化建設需要。

VOIP大致采用5個步驟來互傳語音訊號。第一步采用ITU-T G.711語音編碼標準將發(fā)話端的模擬語音訊號進行編碼；第二步則是將語音封包加以壓縮，同時并添加址及控制信息；第三步是傳輸IP封包階段；第四步IP封包會進行譯碼還原；第五步將信號轉換成喇叭、聽筒或耳機能播放的模擬音訊。在一個基本的VOIP網(wǎng)絡架構之中，大致包含以下4個基本硬件：媒體網(wǎng)關器（將語音訊號轉換成為IP封包）；媒體網(wǎng)關控制器（管理訊號傳輸與轉換）；語音服務器（提供電話不通、占線或忙線時的語音響應服務）；信號網(wǎng)關器（在交換過程中進行相關控制，以決定通話建立與否，以及提供相關應用的增值服務）。媒體網(wǎng)關器與網(wǎng)關控制器兩種設備具有將媒體數(shù)據(jù)流及IP封包轉譯成不同網(wǎng)絡所支持的各類協(xié)議的功能，因此用來連接VOIP網(wǎng)絡和PSTN網(wǎng)絡，完成語音電話網(wǎng)絡和模擬電話的互聯(lián)互通。

目前，業(yè)界VOIP使用的主要有兩個協(xié)議，一個是H.323，另一個是SIP協(xié)議。H.323協(xié)議是獨立于操作系統(tǒng)和硬件平臺之上，支持多點功能、組播和頻寬管理，可支持包含不同功能節(jié)點之間的視訊會議和不同網(wǎng)絡之間的視訊會議，但是其并不支持群播（Multicast）協(xié)議，只能采用多點控制單元（MCU）構成多點會議，因而同時只能支持有限的多點用戶。SIP原則上是一種比較簡單的會話初始化協(xié)議，只提供會話或呼叫的建立與控制功能，但能同時支持單點播送（Unicast）及群播功能，使用者可以隨時加入一個已存在的視訊會議之中。在網(wǎng)絡中可透過UDP或TCP協(xié)議進行傳輸。由于SIP屬于一種基于文本的協(xié)議，采用SIP規(guī)則資源定位語言描述（SIP Uniform Resource Locators），可方便進行修改或擴展，相對H.323來說，其靈活性與擴展性的表現(xiàn)較好。

2 油田VOIP網(wǎng)絡的現(xiàn)狀

新疆油田公司轄內(nèi)的網(wǎng)絡系統(tǒng)已經(jīng)建成，內(nèi)部建立了完善的局域網(wǎng)，包括核心、匯聚、接入三層構架，與集團公司廣域網(wǎng)通過專線互聯(lián)，現(xiàn)在網(wǎng)絡平臺上承載的主要是數(shù)據(jù)業(yè)務。目前，新疆油田內(nèi)部電話均為模擬電話，電話號碼數(shù)目較多，從硬件環(huán)境看，需要布電話線纜，占用硬件資源。從電話資費看，油田公司內(nèi)部、集團公司之間通話都會產(chǎn)生市話或者長途話費，會給公司帶來一筆巨大的費用。如何控制電話資費，降低辦公成本，使公司轄內(nèi)信息化建設更趨完善，是當前信息化建設的一個重要內(nèi)容。

3 油田VOIP的建設目標

按照中石油集團公司總體要求及新疆油田公司相關部署，加強油田信息基礎設施的運維管理，保障油田生產(chǎn)通信，有序退出社會化通信業(yè)務，降本、提質、增效是油田公司未來通信業(yè)務規(guī)劃的總體目標。重點從管理體系、運維體系著手，從原有的傳統(tǒng)固網(wǎng)的運營模式、管理模式向新業(yè)務、新任務的方向轉變，以實現(xiàn)業(yè)務轉型，同時也為新業(yè)務轉型提供組織保障。

在這種新形勢下，油田公司通信業(yè)務結合自身的現(xiàn)狀確定自己的發(fā)展思路，即建立符合“智能油田”生產(chǎn)指揮、應急保障的通信系統(tǒng)，有序退出社會化通訊業(yè)務，實現(xiàn)向油田信息業(yè)務、視頻業(yè)務、衛(wèi)星業(yè)務、數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務的穩(wěn)步轉型。

在油田生產(chǎn)、調(diào)度指揮通信方面，油田公司要進一步強化服務質量管理、調(diào)整運行管理模式、優(yōu)化通信網(wǎng)絡架構、拓展新的業(yè)務領域，確保油田生產(chǎn)通信的安全穩(wěn)定運行，實現(xiàn)油田生產(chǎn)指揮、辦公、調(diào)度通訊有機融合，全網(wǎng)一盤棋。油田公司要加快推進油田生產(chǎn)通信專網(wǎng)電話的升級改造工作，盡快將生產(chǎn)通訊網(wǎng)與社會化通訊網(wǎng)有機分離，建設一個服務于油田生產(chǎn)指揮、辦公通信的專用網(wǎng)絡，采用基于IP的下一代通信網(wǎng)絡技術，統(tǒng)一規(guī)劃、分期實施，實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、視頻網(wǎng)絡的融合，滿足油田生產(chǎn)、指揮調(diào)度、自動化辦公的需要。

4 油田VOIP系統(tǒng)的優(yōu)點

網(wǎng)絡電話因為其自身的特點相較于傳統(tǒng)固話來說，方式靈活，可以實現(xiàn)很多傳統(tǒng)電話所不具備的功能，比如可以在IP網(wǎng)絡上方便地傳送語音、傳真、視頻、和數(shù)據(jù)等業(yè)務。統(tǒng)一消息業(yè)務、虛擬電話、虛擬語音、傳真郵箱、查號業(yè)務、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、電話視頻會議、電子商務、傳真存儲轉發(fā)和各種信息的存儲轉發(fā)等功能，也可以通過配合IPPBX系統(tǒng)以及呼叫中心管理系統(tǒng)的功能擴展輕松實現(xiàn)。在企業(yè)中部署VOIP網(wǎng)絡更有利于企業(yè)管理和發(fā)展。IP電話與傳統(tǒng)電話的對比如表1所示。

5 油田VOIP網(wǎng)絡系統(tǒng)的建設流程

在新疆油田內(nèi)部，所使用的網(wǎng)絡設備大部分為思科和華為的交換機，因此，VOIP的建設將基于現(xiàn)有硬件環(huán)境之上。油田VOIP網(wǎng)絡系統(tǒng)的建設流程如圖1所示。為了最大限度地減少投資和對現(xiàn)有網(wǎng)絡的影響，建議采用雙網(wǎng)口IP電話，此類IP電話可以串接在辦公PC和交換機之間，既滿足每個辦公工位一部IP電話的需求，又不會額外占用交換機端口。建設工作建議分為兩部分進行。

第一步：完成VOIP硬件網(wǎng)絡建設，初步實現(xiàn)語音數(shù)字化、網(wǎng)絡化。在不改變網(wǎng)絡硬件環(huán)境的條件下實現(xiàn)IP電話的接入，只需要采購雙網(wǎng)口IP電話，串接在辦公PC和接入交換機之間，即使用交換機的同一個端口同時滿足辦公PC和IP電話的數(shù)據(jù)傳輸需求。

在這里需要注意的是，交換機同一端口下的IP電話和PC的IP配置事項，既可以配置為同一網(wǎng)段地址，也可以配置為不同網(wǎng)段的地址。當IP電話與辦公PC處于同一網(wǎng)段地址時，需要注意PC可能存在的廣播風暴、病毒、IP地址沖突等問題對IP電話產(chǎn)生的影響，因此建議將PC與IP電話進行WLAN隔離。

第二步：完善VOIP網(wǎng)絡優(yōu)化，保證語音數(shù)據(jù)的可靠性傳輸。在這里就必須提到Voice VLAN這項功能。Voice VLAN是為用戶的語音流專門劃分的VLAN。網(wǎng)絡中經(jīng)常有數(shù)據(jù)、語音、視頻等多種流量同時傳輸。因為丟包和時延對通話質量的影響很大，用戶對語音的質量比數(shù)據(jù)或者視頻的質量更為敏感，因此在帶寬有限的情況下就需要優(yōu)先保證通話質量。

通過配置Voice VLAN，交換機可識別語音流，將語音流加入到Voice VLAN中傳輸，并對其進行有針對性的QoS保障，當網(wǎng)絡發(fā)生擁塞時可以優(yōu)先保證語音流的傳輸。一般來說，IP電話分為兩大類：發(fā)送帶VLAN ID信息的語音報文的IP電話，發(fā)送不帶VLAN ID信息的語音報文的IP電話。若要提高語音數(shù)據(jù)流的傳輸優(yōu)先級，首先要能識別出語音數(shù)據(jù)流，而在識別出語音數(shù)據(jù)流后，再對語音數(shù)據(jù)流提升優(yōu)先級后傳輸。

Voice VLAN可以通過報文中的源MAC地址和攜帶的WLAN Tag信息兩種方式來識別語音數(shù)據(jù)流。后者實現(xiàn)的前提是IP電話支持配置VLAN ID的功能，在大量IP電話接入的情況下，可以簡化配置。Voice VLAN可以自動將識別出的語音數(shù)據(jù)報文自動修改優(yōu)先級參數(shù)：CoS（802.1p）的優(yōu)先級將被自動調(diào)整為5，DSCP優(yōu)先級將被自動調(diào)整為46。這樣，IP電話所發(fā)出的語音報文將會在網(wǎng)絡中優(yōu)先轉發(fā)，保證IP電話的通話質量。

6 結 語

目前，大力發(fā)展油田通訊系統(tǒng)的數(shù)字化建設，就要全面樹立全程、全網(wǎng)發(fā)展理念，堅持以網(wǎng)絡化為基本目標，以實現(xiàn)自動化、智能化為發(fā)展目標，建設數(shù)字通訊系統(tǒng)。深入推廣數(shù)字化的油田通訊系統(tǒng)，不但能為企業(yè)節(jié)省可觀的經(jīng)費支出，而且還能最大限度地發(fā)揮數(shù)字化油田在節(jié)能降耗、提高管理水平等方面的作用，并最終實現(xiàn)資源共享。

主要參考文獻

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