韓磊 李志紅 馬俊林 陳剛

[摘 要]面對(duì)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，油田通訊技術(shù)只有跟上現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展步伐，加快網(wǎng)絡(luò)技術(shù)改造，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，才會(huì)有更加廣闊的生存和發(fā)展空間。本文簡(jiǎn)要介紹了VOIP在油田中的應(yīng)用前景，分析了VOIP的優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了油田語(yǔ)音通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的幾點(diǎn)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(guān)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(lèi)號(hào)]TN915.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2018）06-0-02

1 VOIP概述

VOIP是一種可以在IP網(wǎng)絡(luò)上互傳模擬音訊或視訊的技術(shù)，包括一連串的轉(zhuǎn)碼、編碼、壓縮和打包等過(guò)程，讓語(yǔ)音數(shù)據(jù)可以在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)侥康亩?，然后再?jīng)由相反的程序，還原成原來(lái)的語(yǔ)音訊號(hào)以供接聽(tīng)者接收。油田通訊系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)就要充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)編碼壓縮技術(shù)、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)智能分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通訊的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、功能多元化，以適應(yīng)油田信息化建設(shè)需要。

VOIP大致采用5個(gè)步驟來(lái)互傳語(yǔ)音訊號(hào)。第一步采用ITU-T G.711語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)將發(fā)話端的模擬語(yǔ)音訊號(hào)進(jìn)行編碼；第二步則是將語(yǔ)音封包加以壓縮，同時(shí)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(huì)進(jìn)行譯碼還原；第五步將信號(hào)轉(zhuǎn)換成喇叭、聽(tīng)筒或耳機(jī)能播放的模擬音訊。在一個(gè)基本的VOIP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之中，大致包含以下4個(gè)基本硬件：媒體網(wǎng)關(guān)器（將語(yǔ)音訊號(hào)轉(zhuǎn)換成為IP封包）；媒體網(wǎng)關(guān)控制器（管理訊號(hào)傳輸與轉(zhuǎn)換）；語(yǔ)音服務(wù)器（提供電話不通、占線或忙線時(shí)的語(yǔ)音響應(yīng)服務(wù)）；信號(hào)網(wǎng)關(guān)器（在交換過(guò)程中進(jìn)行相關(guān)控制，以決定通話建立與否，以及提供相關(guān)應(yīng)用的增值服務(wù)）。媒體網(wǎng)關(guān)器與網(wǎng)關(guān)控制器兩種設(shè)備具有將媒體數(shù)據(jù)流及IP封包轉(zhuǎn)譯成不同網(wǎng)絡(luò)所支持的各類(lèi)協(xié)議的功能，因此用來(lái)連接VOIP網(wǎng)絡(luò)和PSTN網(wǎng)絡(luò)，完成語(yǔ)音電話網(wǎng)絡(luò)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(gè)協(xié)議，一個(gè)是H.323，另一個(gè)是SIP協(xié)議。H.323協(xié)議是獨(dú)立于操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)之上，支持多點(diǎn)功能、組播和頻寬管理，可支持包含不同功能節(jié)點(diǎn)之間的視訊會(huì)議和不同網(wǎng)絡(luò)之間的視訊會(huì)議，但是其并不支持群播（Multicast）協(xié)議，只能采用多點(diǎn)控制單元（MCU）構(gòu)成多點(diǎn)會(huì)議，因而同時(shí)只能支持有限的多點(diǎn)用戶(hù)。SIP原則上是一種比較簡(jiǎn)單的會(huì)話初始化協(xié)議，只提供會(huì)話或呼叫的建立與控制功能，但能同時(shí)支持單點(diǎn)播送（Unicast）及群播功能，使用者可以隨時(shí)加入一個(gè)已存在的視訊會(huì)議之中。在網(wǎng)絡(luò)中可透過(guò)UDP或TCP協(xié)議進(jìn)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(yǔ)言描述（SIP Uniform Resource Locators），可方便進(jìn)行修改或擴(kuò)展，相對(duì)H.323來(lái)說(shuō)，其靈活性與擴(kuò)展性的表現(xiàn)較好。

2 油田VOIP網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀

新疆油田公司轄內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)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(gòu)架，與集團(tuán)公司廣域網(wǎng)通過(guò)專(zhuān)線互聯(lián)，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上承載的主要是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。目前，新疆油田內(nèi)部電話均為模擬電話，電話號(hào)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(fèi)看，油田公司內(nèi)部、集團(tuán)公司之間通話都會(huì)產(chǎn)生市話或者長(zhǎng)途話費(fèi)，會(huì)給公司帶來(lái)一筆巨大的費(fèi)用。如何控制電話資費(fèi)，降低辦公成本，使公司轄內(nèi)信息化建設(shè)更趨完善，是當(dāng)前信息化建設(shè)的一個(gè)重要內(nèi)容。

3 油田VOIP的建設(shè)目標(biāo)

按照中石油集團(tuán)公司總體要求及新疆油田公司相關(guān)部署，加強(qiáng)油田信息基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)維管理，保障油田生產(chǎn)通信，有序退出社會(huì)化通信業(yè)務(wù)，降本、提質(zhì)、增效是油田公司未來(lái)通信業(yè)務(wù)規(guī)劃的總體目標(biāo)。重點(diǎn)從管理體系、運(yùn)維體系著手，從原有的傳統(tǒng)固網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)模式、管理模式向新業(yè)務(wù)、新任務(wù)的方向轉(zhuǎn)變，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，同時(shí)也為新業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型提供組織保障。

在這種新形勢(shì)下，油田公司通信業(yè)務(wù)結(jié)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(yīng)急保障的通信系統(tǒng)，有序退出社會(huì)化通訊業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)向油田信息業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、衛(wèi)星業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的穩(wěn)步轉(zhuǎn)型。

在油田生產(chǎn)、調(diào)度指揮通信方面，油田公司要進(jìn)一步強(qiáng)化服務(wù)質(zhì)量管理、調(diào)整運(yùn)行管理模式、優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、拓展新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，確保油田生產(chǎn)通信的安全穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)指揮、辦公、調(diào)度通訊有機(jī)融合，全網(wǎng)一盤(pán)棋。油田公司要加快推進(jìn)油田生產(chǎn)通信專(zhuān)網(wǎng)電話的升級(jí)改造工作，盡快將生產(chǎn)通訊網(wǎng)與社會(huì)化通訊網(wǎng)有機(jī)分離，建設(shè)一個(gè)服務(wù)于油田生產(chǎn)指揮、辦公通信的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，采用基于IP的下一代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，統(tǒng)一規(guī)劃、分期實(shí)施，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻網(wǎng)絡(luò)的融合，滿足油田生產(chǎn)、指揮調(diào)度、自動(dòng)化辦公的需要。

4 油田VOIP系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)電話因?yàn)槠渥陨淼奶攸c(diǎn)相較于傳統(tǒng)固話來(lái)說(shuō)，方式靈活，可以實(shí)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(luò)上方便地傳送語(yǔ)音、傳真、視頻、和數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)。統(tǒng)一消息業(yè)務(wù)、虛擬電話、虛擬語(yǔ)音、傳真郵箱、查號(hào)業(yè)務(wù)、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、電話視頻會(huì)議、電子商務(wù)、傳真存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和各種信息的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)等功能，也可以通過(guò)配合IPPBX系統(tǒng)以及呼叫中心管理系統(tǒng)的功能擴(kuò)展輕松實(shí)現(xiàn)。在企業(yè)中部署VOIP網(wǎng)絡(luò)更有利于企業(yè)管理和發(fā)展。IP電話與傳統(tǒng)電話的對(duì)比如表1所示。

5 油田VOIP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)流程

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

第一步：完成VOIP硬件網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，初步實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。在不改變網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境的條件下實(shí)現(xiàn)IP電話的接入，只需要采購(gòu)雙網(wǎng)口IP電話，串接在辦公PC和接入交換機(jī)之間，即使用交換機(jī)的同一個(gè)端口同時(shí)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(jī)同一端口下的IP電話和PC的IP配置事項(xiàng)，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(dāng)IP電話與辦公PC處于同一網(wǎng)段地址時(shí)，需要注意PC可能存在的廣播風(fēng)暴、病毒、IP地址沖突等問(wèn)題對(duì)IP電話產(chǎn)生的影響，因此建議將PC與IP電話進(jìn)行WLAN隔離。

第二步：完善VOIP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，保證語(yǔ)音數(shù)據(jù)的可靠性傳輸。在這里就必須提到Voice VLAN這項(xiàng)功能。Voice VLAN是為用戶(hù)的語(yǔ)音流專(zhuān)門(mén)劃分的VLAN。網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常有數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等多種流量同時(shí)傳輸。因?yàn)閬G包和時(shí)延對(duì)通話質(zhì)量的影響很大，用戶(hù)對(duì)語(yǔ)音的質(zhì)量比數(shù)據(jù)或者視頻的質(zhì)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(zhì)量。

通過(guò)配置Voice VLAN，交換機(jī)可識(shí)別語(yǔ)音流，將語(yǔ)音流加入到Voice VLAN中傳輸，并對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的QoS保障，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)可以?xún)?yōu)先保證語(yǔ)音流的傳輸。一般來(lái)說(shuō)，IP電話分為兩大類(lèi)：發(fā)送帶VLAN ID信息的語(yǔ)音報(bào)文的IP電話，發(fā)送不帶VLAN ID信息的語(yǔ)音報(bào)文的IP電話。若要提高語(yǔ)音數(shù)據(jù)流的傳輸優(yōu)先級(jí)，首先要能識(shí)別出語(yǔ)音數(shù)據(jù)流，而在識(shí)別出語(yǔ)音數(shù)據(jù)流后，再對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)流提升優(yōu)先級(jí)后傳輸。

Voice VLAN可以通過(guò)報(bào)文中的源MAC地址和攜帶的WLAN Tag信息兩種方式來(lái)識(shí)別語(yǔ)音數(shù)據(jù)流。后者實(shí)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(jiǎn)化配置。Voice VLAN可以自動(dòng)將識(shí)別出的語(yǔ)音數(shù)據(jù)報(bào)文自動(dòng)修改優(yōu)先級(jí)參數(shù)：CoS（802.1p）的優(yōu)先級(jí)將被自動(dòng)調(diào)整為5，DSCP優(yōu)先級(jí)將被自動(dòng)調(diào)整為46。這樣，IP電話所發(fā)出的語(yǔ)音報(bào)文將會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，保證IP電話的通話質(zhì)量。

6 結(jié) 語(yǔ)

目前，大力發(fā)展油田通訊系統(tǒng)的數(shù)字化建設(shè)，就要全面樹(shù)立全程、全網(wǎng)發(fā)展理念，堅(jiān)持以網(wǎng)絡(luò)化為基本目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化為發(fā)展目標(biāo)，建設(shè)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(fèi)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(shí)現(xiàn)資源共享。

主要參考文獻(xiàn)

[1]黃永峰.因特網(wǎng)語(yǔ)音通信技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2002.

[2]張登銀.VIP技術(shù)分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[3]張磊，王阿禪.VOIP語(yǔ)音技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.