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科达-湖南法院系统综合业务通信网方案

来源:投影时代 更新日期:2006-08-21 作者:佚名
    湖南省法院专网通信业务包括语音、数据、视频三个方面,这三个方面是并重的。在语音业务方面,需要在法院系统建设内部电话网络,以解决各个法院之间的日常语音业务,节省电话费用,方便内部沟通。在数据业务方面,主要包括内部网站、法院信息管理系统、邮件系统、综合数据库、电子档案管理系统等各种应用系统,这些应用系统的建设首先需要基础的数据通信网络设施。在视频方面,法院系统需要进行各类行政、业务会议,需要进行远程培训,还会进行庭审直播、录像点播等应用,这就需要业务功能较强的视频网络。

    对于这样的系统,如果采用早期的法院系统信息化建设模式,语音、数据、视频分别规划,将会带来重复投资、信息资源不能共享和互通、网络管理和维护困难等诸多难题。为此,要同时实现上述三种通信业务,就必须考虑在通信网络建设时加强资源的整合,尽量减少重复投资,以充分保障法院各项工作的顺利、高效进行。

    基于湖南法院系统信息化建设的现状和对各种业务的具体需求,科达通过全系列语音、数据及视频产品为其打造了一个“三网合一”的综合业务网通信平台,可同时提供专网电话、计算机数据及视频会议等多种业务,有效解决了业务、资源、投入等各方面的难题。

一、“三网合一”常见问题

    采用“三网合一”方式时,多种业务在同一条专线中传输,这在法院专用通信网建设中,会遇到以下几个问题:

1、带宽资源有限

    专用网络在建设时一般需要采用专用线路,专用线路的租费是比较昂贵的,一般在法院系统二、三级网,比较合适的是租用基于SDH的E1电路,可以提供2M的带宽。所以在建设初期就要考虑如何有效利用这2M带宽解决所有的业务。

2、实时业务传输

    在“三网合一”网络中,语音和视频业务都是实时性的业务,这就需要每一路的语音或视频都具有比较稳定的带宽保证,若带宽出现争抢情况,这些实时业务会不稳定,如语音的延时、视频的马赛克等现象。

3、安全性

    法院机关很多内部业务都是需要保密的,在网络建设时一定要考虑传输通道的安全性和各个业务实现方式的安全性。

4、维护管理

    作为综合业务通信网络,所有的业务都在一套硬件设备上完成传输工作,需要强大而操作简便的维护管理系统。如果各个业务系统的传输都采用独立的管理平台,将需要同时维护多个系统,造成时间和人力的浪费。

二、科达综合复用特点

    针对以上问题,湖南省高级人民法院组织专家进行了反复的论证、考察、比较,根据自身的网络情况、线路条件、业务特点,也参考了其他经济发达省份法院的组网经验,并在上级技术部门的指导下,最终选用科达DSL系列综合复用设备来实现“三网合一”。

    科达DSL系列综合复用设备是采用TDM和IP技术融合的通信平台,可在一条专线上实现多种业务接入。一方面,利用TDM技术实现各种业务所需带宽的分配,另一方面,在TDM技术的基础上加入路由技术和智能切换技术,既保证了各种业务所需的带宽,又提供了丰富的业务接入方式,同时也提高了线路资源的利用率。

    利用科达DSL系列综合复用设备进行组网,可以从根本上解决之前提到的“三网合一”所面临的诸多问题。具体体现如下:

1、带宽资源问题

    由于当前电信运营商SDH网络覆盖非常广泛,而且技术上也非常成熟,所以此次全省法院系统组网统一均采用租用SDH 2M数字电路(E1)作为传输资源。E1线路有一个特点,它可以利用信道化处理技术将2M带宽物理分割为32个64K的低速信道,每个信道称为一个时隙。利用这些信道的组合就可以为不同的业务提供所需的相应带宽。

    而综合复用设备正好可以根据不同业务的特点及带宽需求,利用TDM时分复用技术实现这些信道的分配与组合。每种业务所对应的信道组相当于一条独立的物理传输通道,因此各业务间是完全隔离的,互不干扰。

    比如,在一条2M的E1数字电路中,除去网管和时钟同步的2个时隙,可分配给具体业务的有30个时隙,根据需求,语音业务可分配4个时隙(相当于4路无压缩的语音中继),数据业务占用4个时隙(相当于256K带宽),视频业务占用22个时隙(相当于1.4M左右带宽)。这样分割以后,各种业务之间的带宽都是有保障的,不会出现带宽争抢的现象,语音、视频等实时业务的效果可得到有效保证。

    当然,这样的分割不仅仅局限于语音、数据、视频这些有着本质差异的业务,它也可以用于分割普通数据业务与关键数据业务,比如普通的办公网与重要的业务网,以此来保障重要数据业务所需的带宽。

    为解决以往TDM方式下的带宽资源浪费问题,科达综合复用设备支持带宽切换技术,比如,在视频会议不开时,可将其带宽切换给数据业务,保证带宽得到充分利用。

2、实时业务传输问题

    计算机数据属于突发性业务,往往对延时、抖动不敏感,而语音和视频属于实时性业务,对延时、抖动的要求相对苛刻得多。要解决语音和视频的实时性问题,其业务传输通道必须保证端到端的稳定带宽。在上述带宽资源分配下,由于每种业务占用的相当于是一条独立的物理线路,因此完全可以保证语音和视频的实时性,不会出现延时、抖动等不稳定因素。

3、安全性问题

    由于各种业务间是一种物理隔离的关系,来自数据网的病毒和黑客不会影响语音和视频传输安全,因此采用综合复用技术可以充分保障多种业务并存时的安全隔离性。

4、维护管理问题

    科达综合复用设备具有完善的端到端网管功能,它可通过图形化的集中网管界面,实现全网、全程统一管理,包括设备配置、告警、日志等所有范畴,因此完全可以做到远程设备的免维护,基层单位无需配备精良的设备维护人员,大大节省维护资源。

    此外,科达综合复用设备具有非常丰富的业务接口,如10/100M、E1、V.35、RS232等,可彻底解决其他组网方式带来的业务接口单一等问题,使得整个系统具有良好的可扩展性。

二、湖南法院“三网合一”方案

    综合复用设备组网时可分为中心平台设备和远端接入设备,整个网络采用星性拓扑结构。中心平台作为整个网络的中心,提供语音、数据的交换功能和视频的交换通道(视频在MCU中交换,下文中将会叙述);各个远端点配置远端接入设备,实现语音、数据、视频业务的接入。远端节点和中心平台之间租用专线实现互联。

    根据湖南法院的情况,结合DSL系列综合复用的应用特点,科达提供的“三网合一”整体解决方案如下图所示:

    全网采用科达DSL-4000/DSLC-120综合复用设备组建。网络建设规模为省高法和14个地市中院以及123个区县基层法院。省院作为省级网络中心、地市法院作为市级网络中心,均配置DSL-4000中心平台设备,通过E1专线互联。各区县基层院作为全网接入端,配置DSLC-120综合接入设备,通过E1专线向上与地市法院相连。由中心平台设备和综合接入设备提供相应的语音、数据及视频业务的统一接入。

    在语音方面,DSL系列综合复用设备具有完善的程控交换与汇接功能,整个网络相当于由PBX互联构成的电话专网。由于采用电路交换和PCM无压缩语音编码机制,因此可提供电信级的电话通信质量,声音清晰,传真通畅。

    在数据方面,通过DSL系列综合复用设备的内置路由实现各级法院的计算机网互联,无需另配路由器等数据通信设备,大大节省了全网建设成本。科达内置路由基于统一的NIP平台,支持RIP、OSPF等动态路由协议,具有丰富的网络安全特性。

    在视频方面,由平台提供透明的传输通道,通过外配的科达KDV系列视频会议设备实现多媒体通信。DSL系列综合复用设备具有丰富的业务接口,包括电路型业务接口、IP业务接口等,可根据具体情况为视频业务提供灵活的组网接入。对于基于H.320协议的视频会议组网,可采用电路型业务通道,如E1、V.35接入,对于H.323协议的视频会议组网,可采用内置路由的IP通道,如10/100M以太网接入。

四、湖南法院视频会议系统

    由于视频业务占用的带宽资源较大,法院系统在视频会议网络建设时需要充分考虑网络资源的配置和设备的选型情况。此次视频会议系统在建设时主要考虑了两个方面的问题:体系结构和编码技术。

1、体系结构

    视频会议有H.320和H.323两种体系结构。

    H.320是基于电路交换的视频通信系统,视频设备之间通过专线连接,网络结构是主从星型结构。H.320的优点是传输图像的信道是固定分配的,带宽有保证,不会有其它业务挤占该带宽,在带宽资源较为紧张的广域网上,能保证会议电视的效果。但由于设备之间要采用专线连接,因此对线路要求较高,组网不够灵活。

    H.323是基于分组交换的多媒体通信系统。视频设备之间的通信依托数据网络

    (Internet/Intranet),每个视频设备通过IP协议实现互联通信。由于依托于数据网络,因此H.323视频会议系统具有非常灵活的网络结构,不需要为视频业务提供专门的信道。只要数据网络到达的地方,就可实现视频通信。

    由于此次视频会议系统基于DSL综合复用设备,无论采用E1/V.35专线方式接入还是采用10/100M以太网接入,均可通过信道化的带宽分配充分保障传输效果,因此,从节约投资角度出发,此次视频会议系统全部采用H.323协议进行组网,通过10/100M以太网接入。考虑今后网络条件的改造,在实际的设备选型上,科达选用了同时支持H.323、H.320双协议的MCU,既满足目前需求,又可实现今后平滑扩展。

2、编码技术

    视频编解码标准在上个世纪80年代开始出现,主要有两大阵营,分别是ITU-T制定的H.26x系列和ISO/IEC制定的MPEG-x系列。

    其中,H.261、H.263、H.263+、MPEG-1的编解码标准占用带宽为64K-2M,只支持352×288(CIF)的图像分辨率,即使今后网络带宽提升,也无法提高图像分辨率。MPEG-2能支持704×576(4CIF)的高分辨率,但占用带宽要求太高,要达到4CIF分辨率,需要6M以上的带宽,即使在低分辨率情况下最低带宽也至少2M,主要应用于视频存储(DVD)和视频广播。

    MPEG-4继承了MPEG-2高质量图像和H.263低带宽要求的特点,相对于MPEG-2来说,其编码效率提高了3到4倍。MPEG-4电视会议系统对于突变情况如场景切换等具备更好的适应性,可以用最少的数据获得最佳的图像质量,满足了较低码率应用的需求,在1.5Mbps的情况下,图像质量可以达到DVD质量,MPEG-4也逐渐成为网络流媒体的编解码标准。

    H.264是JVT(Joint Video Team,视频联合工作组)制定的最新一代视频编码标准,它进一步提升了视频压缩比、视频质量以及对各类网络的网络适应性。H.264不仅比H.263节约了50%的码率,而且对网络传输具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的编码机制,有利于网络中的分组传输和视频的流媒体传输,支持不同网络资源下的分级编码,从而获得平稳的图像质量。
综上所述,视频编解码方式是视频会议的一个最重要的技术性能指标之一,我们可以看到,视频编解码技术是不断发展的,选用何种编解码技术要结合具体的应用和带宽资源来综合考虑,并尽可能选择同时支持多种编解码标准的设备,以满足未来的发展需要,保护前期投资。

    由于此次规划的语音、数据以及视频三种业务共用1个2M,为了保障语音和数据业务的顺利运行,视频业务不能占用过多的带宽。因此,必须选择具有高效压缩算法的视频编码标准。在上述提到的几种标准中,MPEG-4和H.264都可以提供高效、高质量的视频处理机制,因此此次视频会议系统在设备选型上,科达选用了既可支持MPEG-4又可支持H.264的MCU和视频会议终端。

五、运行情况

    湖南法院系统综合业务网络自投入实施以来,已全部开通数据、电话、以及视频会议业务,目前全网运行稳定可靠,大大方便了省高院和各地市中院及各区县基层院的多种业务实时沟通,有力地提升了全省法院系统的快速反应能力和综合办案能力。

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