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大多伦多机场管理局IP通信案例分析

2004/06/16

　　大多伦多机场管理局（GTAA）是一家加拿大联邦机构，负责管理多伦多的Lester B. Pearson国际机场（LBPIA）的所有运营业务。多伦多的LBPIA是加拿大最大的机场，也是北美地区最繁忙的国际机场之一。LBPIA目前正在开展一项投资高达44亿美元的建设和扩展计划。扩展计划的核心是建立一个新的一号客运站，以满足国际和国内航线的需要。新建的一号客运站将逐步取代原来的一号和二号客运站。

　　在建成之后，多伦多的LBPIA每年将运送5000万乘客，这使得它成为了展示思科技术的一个理想舞台。大部分乘客都将在登机、参观航空公司管理人员的休息室、向服务人员提交登机牌和沿廊桥进入机舱时看到多伦多机场所部署的1100多部思科IP电话。

客户历史

　　思科客户团队已经解决了很多复杂、独特的机场网络基础设施需求问题。在IP通信销售工作刚刚开始时，客户团队就成功地向该机场销售了一个基于Cisco Catalyst 6500交换机的MPLS网络。它可以为该机场的内部网络、每个航空公司的网络和其他租户服务提供第三层划分。该MPLS网络还部署在一个采用了Cisco ONS 15252的思科光传输核心的基础之上。它可以建立两个DWDM环网。

图1  多伦多机场的新客运站

　　思科团队帮助该机场解决的另外一个挑战是如何以最优的方式将大量传统的T1电信电路从加拿大电信运营商提供给机场的租户。尽管电信公司希望在机场内外广泛地铺设光纤，以满足他们的客户的需求，但是该机场听取了思科的建议，决定通过提供SONET环网，实现电信商电路的“最后一英里”传输。运营商现在可以在机场的两个主要接入点，将他们的客户的所有电路连接到该机场的Cisco ONS 15454和15327。思科技术为该机场解决的另外一个重要的需求是如何传输IP视频监控。在部署时，Cisco Catalyst 6500 MPLS解决方案还不支持组播，因此该机场在思科DWDM核心的基础上建造了一个DPT环网。目前正在开展的另外一个重要基础设施项目是在惠普的帮助下，在整个机场内部署Cisco Aironet无线解决方案。所有这些网络的密切配合为GTAA以一种安全、可扩展的方式部署IP电话奠定了坚实的基础。如需了解更多关于这些网络的信息，请联络担任GTAA客户SE的 Steve Hatzinikou。

图2              

客运站             客运站

                  管理               通信             客运站

竞争环境

　　尽管思科客户团队在向该机场销售网络基础设施方面取得了显著的成果，但是他们在为新客运站的登机柜台和公共场所提供IP电话方面仍然面临着一些严峻的挑战。该机场在2001年已经部署了一个庞大的新Nortel Median Option 81c PBX来取代他们已有的Centrex服务。这个PBX为整个机场提供了超过2500条线路，其中包括所有关键任务型区域，例如现有的控制塔和所有机场登机柜台。让形势更加不利的是，该PBX已经销售完毕，正在由一家本地电话公司负责管理。该公司是思科在数据方面的合作伙伴。它拒绝与思科合作安放IP电话。另外一个关键的考虑因素是该机场最主要的航空公司租户——加拿大航空——也是Nortel Meridian PBX的客户，在该机场拥有他们自己的Option 81c。在意识到向该机场销售IP通信必须采用一种基于应用的方式之后，思科与GTAA最主要的应用供应商——来自纽约和日内瓦的SITA——展开了合作。

融合应用

　　在2002年下半年，思科客户团队用大量的时间研究了该机场的业务模式，以了解哪些IP电话应用可以为该机场提供便利。在此期间，思科客户团队和GTAA进行了一次小规模的试用，以验证思科IP电话的功能和可靠性。这对于帮助传统语音部门了解这项技术，以及向该机场展示思科技术在关键任务型环境中的适应能力非常重要。整个销售项目的真正转折点是思科邀请GTAA的管理层和它最主要的航空公司租户——加拿大航空——参观思科多伦多办事处的业务通信创新中心（BCIC）。在思科多伦多BCIC，客户团队向来宾们展示了思科可以怎样参与该机场的通用用户乘客处理系统（CUPSS）。为了优化机场的运营效率，机场每天都允许不同航空公司共享登机口和登机柜台。在需要启用某个登机口时，每个航空公司的管理人员将通过PC登陆网络系统，启用PC工作站航空公司应用、登机牌打印机和当前航班显示。过去存在的问题是PBX电话不是一个智能化的设备，只能使用普通的机场内部拨号和电话号码。思科团队提出的建议是将电话与它的XML功能集成，构成CUPPS应用的一个组成部分。当加拿大航空的航空公司代表登陆到PC之后，CUPPS应用将会通过Cisco Extension Mobility API与Call Manager通信。这将使得登机口、廊桥和舷梯的电话切换到它们的加拿大航空设置。航空公司现在可得益于将4位拨号与他们自己的PBX电话相集成的电话，按航空公司整体和管理人员规则建模的呼叫限制，以及XML电话显示屏上的、该航空公司专用的电话簿和服务。在一天的工作中，登机柜台上的电话可能会在早上充当汉莎航空的电话，在中午充当墨西哥航空的电话，在夜里充当加拿大航空的电话。

图3 机场的登机柜台

　　这种应用的理念意味着该机场可以为航空公司提供比北美地区其他任何机场都要出色的电话服务。另外一个相对而言不太明显的好处是，在与其他航空公司的PBX集成之后，大部分指向PSTN的呼叫将经由航空公司PBX传输，从而降低了本地电信公司提供的价格昂贵的中继线路数量。

来自于前期和后期的应用发现流程的其他应用包括：

·            机场控制塔位置迅速登陆

该机场启用了一个新的控制塔来容纳它的停机坪管理部门（AMU）和资源管理部门（RMU）。AMU可以引导客运站停机坪周围的飞机。RMU和AMU有很多特定的管理位置。管理人员需要能够在控制塔中的任何位置迅速地启用某个管理功能和电话功能。

借助于思科CSE John Crawford开发的一些便利的XML功能，RMU和AMU现在可以通过单按钮菜单，从控制台的任何位置登陆系统，而不需要输入用户名或者密码。这种XML应用可以利用电话XML菜单功能、Call Manager Extension Mobility API和电话自带的Web服务器，提供IP与电话设备名称间的映射。

图4 控制塔

·            服务亭IP电话

该机场设立了一个小型联络中心，以服务于乘客和普通大众的各种要求。这些要求的范围非常广泛——从关于航班的一般性信息，到对于轮椅或者急救医疗服务的需求。该机场正在部署100个服务亭。按照设计师最初的设计方案，每个服务亭中只有一个电话听筒。思科客户团队向GTAA和设计人员展示了可以显示动态图像（包括滚动的轮椅、信息和医疗标志）的思科XML应用的重要价值。发送基于抵达航班的本国语言的文字的能力被视为是一个非常有趣的创意。在召开了多次会议之后，双方就在何处提供7940G电话的听筒和XML显示屏达成了共识。该机场还需要一个可移除的顶盖。它可为改用即将于今年秋天推出的思科7970G彩屏电话提供便利。

·            乘客信息代表（PIR）联络中心

该机场设立了一个小型联络中心，以服务于乘客和普通大众的各种要求。这些要求的范围非常广泛——从关于航班的一般性信息，到对于轮椅或者急救医疗服务的需求。预计许多提出要求的呼叫将来自于上面所介绍的、包括电话键盘的服务亭。为了优先处理人们对于轮椅或者医疗服务的要求，必须具有语音识别功能。Cisco IPCC Express满足了机场对于一个技术先进的小型联络中心的需要。

·            专门定制的航空公司电话簿

在实际使用之前的用户验收测试期间，航空公司需要一种简便的一键式按钮电话簿功能。例如，当加拿大航空的一位现场维修人员使用一部电话时，他只需要按下思科IP电话上的服务按钮，就会出现“地勤支持” 电话簿。这可在加拿大航空的业务代表启用了整个登机口之后实现。思科CSE John Crawford开发了一个可以提供这些简单明确的电话簿功能的XML应用小程序。

·            软电话－触摸屏供应商信息服务亭

思科与King Products（该机场的服务亭供应商）合作，将思科的TAPI驱动器集成到他们的高端触摸屏信息服务亭中。这些高端服务亭可以通过将乘客经由Call Manager直接连接到供应商，让客户可以轻松地联络航空公司、汽车租赁公司和宾馆。

　　在这个项目刚刚开始部署时，思科的合作伙伴SITA意识到，尽管他们对于机场应用和思科数据网络非常熟悉，但是他们只是在非正式场合使用过Cisco CallManager。思科客户团队通过向SITA提供加拿大思科高级服务团队的工作经验，帮助SITA迅速地建立起了他们的项目团队。一位思科项目经理、两位思科高级项目工程师和一位思科CSE共同与SITA合作，确保了成功的客户部署。相关各方都得益于这种安排；GTAA在非常紧凑的时间要求内，高质量地实现了他们的目标；思科得以通过提供高级服务获得收入；SITA则得以学习到一种新的技术。他们现在能在全球的其他机场项目中使用这项技术。

　　在该机场部署IP电话之前，需要在该机场的测试中心（PPC）进行全面的准备和测试。因为GTAA是在他们的IP通信系统上部署应用，这意味着需要进行比普通办公电话系统更加严格的用户验收测试（UAT）。幸运的是，GTAA深知他们所部署的并不只是一个电话系统，因而为一些用以支持这些业务应用的额外服务制定了专门的预算。

独特的挑战

　　当客户在他们的环境中部署IP通信时，很多客户会遇到一个或两个独特的挑战。但是机场往往会遇到大量这样的挑战，因为某些机场部门需要定制解决方案，针对那些只需一些电话的位置。思科和SITA团队面临的一些更加有趣的挑战包括：

·            物理锁定——任何地方的电话都需要锁定。尽管思科为7940G和7960G电话提供的锁定工具包非常适于墙壁安装，但是安装团队必须采用一些创新的方法来将电话锁定于柜台、工作台、木门和电缆。

·            连接到廊桥——电话在乘客登机时经过的固定或者移动廊桥上非常重要。问题在于这些廊桥通常已经使用了传统的模拟或者数字电话。它们使用第3类或者更低级别的电缆，而且通常它们与布线室的距离超过100米。幸运的是，项目团队得以与GTAA和负责制造这些廊桥的Thyssen Elevators合作，铺设了一条中点分插电缆和外部第5E类电缆。通过这种方式，即使电缆长度对于IP电话而言过长，廊桥一端的电话也可以连接到位于廊桥中部的电话的PC端口。GTAA只需要在部分廊桥上采取这样的措施。另外一个正在更换Centrex的加拿大机场将使用模拟电话，因为重新布线对他们来说非常不方便。

图5 GTAA

·            安全——安全在机场环境中非常重要。安全计划包括在MPLS网络中为语音使用单独的VRF，为Call Manager服务器提供三个单独的计算机房，带有IDS功能的语音服务器群交换机，以及一个分为两步的Call Manager登陆流程。该流程结合了Windows身份认证和Call Manager多级管理。广泛的安全测试非常必要，而且正在测试中心中进行。该测试中心将会建立一个非常逼真的实际工作环境模型。

·            航空公司的拨号计划——该机场正在为各个航空公司部署不同的分区和拨号计划。在缺省情况下，GTAA域中有五个数字拨号，但是当每个航空公司登陆到登机口时，他们希望从他们自己的PBX或者Centrex电话系统获取线路。这意味着各个航空公司可能拥有重复的电话号码，以及关于哪些电话可以呼叫哪些目的地的不同规则。这些计划还包括利用IP技术，与已经在两年前部署思科IP电话的AC Jazz航空公司进行互联的潜在能力。

图6  GTTA

·            用于夜间工作的背景灯——航空控制塔的另外一个独特要求是需要可以在夜间正常工作。航空控制人员需要在夜间保持清晰的视力，以便正确引导飞机。他们还需要能够使用一部电话，并看到显示屏的内容。尽管在此之前的思科电话都不具备背景灯功能，但是在电话背部添加了一个USB鹅颈灯。

·            时间同步——在机场环境中，电话上的时间必须非常精确，因为电话必须与现有航班的信息显示系统的时间保持一致。网络时间协议（NTP）的使用解决了这个问题，因为它可以将Call Manager与机场自己的NTP服务器同步。

·            紧急事件处理中心——该机场设立了他们自己的消防队、警队和救护车，以及一个派遣中心。过去，他们无法跟踪电话在机场周围的移动。如果某个乘客致电寻求医疗服务，又无法说明他所在的位置，处理中心将很难提供支援。该机场现在正在部署思科紧急事件响应系统。他们并不希望借助增强的911服务，而是要让他们自己的紧急事件处理中心能够跟踪呼叫者的位置，并采取正确的措施。

获得的经验

　　在这个项目的部署期间，思科获得了很多非常宝贵的经验，其中包括一个逼真模拟实际环境的实验室系统的重要性。通过在MCS7845服务器中使用RAID1 SCSI镜像硬盘驱动器，客户能够随时在实验室中模拟网络的实际情况，从而在不影响网络的正常运行的情况下，测试各种问题、安全补丁和新的应用。

　　对于机场来说，用于处理各种事物——从行李标签、登机牌到电话和其他附件的柜台空间是非常有限的。机场和航空公司都表示了他们对于7960G电话的庞大体积的忧虑。由于即将推出Extension Mobility和一些针对7912G的XML服务，其他一些机场可能更加倾向于选择体积较小的电话。

　　思科获得的另外一个重要经验是需要尽早让即将在测试完成后使用系统的人员加入项目。无论一个机场打算自行管理系统还是外包给其他服务商，在设计、开发和安装的过程中学习相关的知识会给他们带来巨大的好处。

未来的应用

　　在基本的Call Manager基础设施和应用安装就绪之后，继续利用更多的应用改进思科IP通信系统的计划和努力包括：

·            按照航班号拨号——利用CRS查找航班号码与登机口和电话号码的对应关系，这样业务代表就不用再手动查询航班位于哪个登机口。

·            在服务亭中使用即将推出的思科7970G彩屏电话。它可以提供触摸屏功能和更高分辨率的彩色图片。该机场正在考虑在控制塔中使用这种电话。

·            为Cisco 79xx电话部署推送XML和组播音频警报功能，以便在出现技术或者安全问题时通知登机口。

·            为搬运工配备适用于携带轮椅的搬运工的Cisco 7920无线IP电话，为PIR联络中心配备一个可以通过Aironet接入点关联跟踪舱门所在位置的XML应用。

·            利用7970G彩屏电话，在没有PC的检查站进行受限区域通行证照片搜索。

·            在未来几年中逐步更换现有客运站中的PBX电话，完全采用IP电话。

·            在登机口进行自动倒计时，用音频和可视XML提示提醒航空公司业务代表广播准备登机、头等舱登机、普通登机和最后提醒消息。这将帮助航空公司提高按时登机的效率。电话是机场的首选传输方式，因为PC已经被乘客信息处理应用所占用。

基础设施详细信息

下面的结构图显示了该机场所部署的基础设施的拓扑结构。

图7  

GTAA VoIP网络基础设施          GTAA管理         通信室

                             GTAA SONET/DWDM 环1   

                                                        客运站

GTAA SONET/DWDM 环1

下面的列表列出了该机场部署的设备和软件等级：

表1

　　在第三层，所有语音（电话）接入VLAN都在语音服务器群第三层交换机上端接，以确保电话到网关和Call Manager的流量脱离PE路由器。这还可以建立一个终端组播区，因为在部署GTAA项目时，Cisco Catalyst 6500 MPLS网络还不支持组播。

下图显示了新客运站的第三层设计：

图8 GTAA

语音服务器群MSFC（CE）  PE路由器             PE路由器  语音服务器群MSFC（CE）

支持组播的BGP                   热备待机路由协议      支持组播的BGP

位于CE和PE之间                                       位于CE和PE之间

音乐持续播放                                                     在由PC引出的不同VLAN子网上的电话

实时广播

                            每条线路代表1个路由子网

特殊的设计考虑因素

语音外联网——MPLS

　　尽管大部分流量都位于VoIP VPN内部，但是仍然有一些流量需要在VPN之间传输。这种外联网流量目前通过PE在VPN之间传输，并且通过访问列表来限制流量的传输方向。一个针对外联网连接的防火墙解决方案将提供增强的安全性。BGP被用于为外联网连接提供第三层路由冗余。

表2

实验室

　　GTAA必须在一个与实际工作网络非常接近的模拟环境中测试新的功能和补丁。Call Manager的复制版本意味着该网络必须被隔离开，以避免机器名和IP地址的冲突。但是，GTAA需要能够在无需购买额外的电信公司电路的情况下，向外呼叫PSTN或者航空公司的PBX。下面显示了如何在不提高每月成本的情况下，实现这个目标，从而为实验室提供最大限度的功能。

图9  GTAA

                 实际使用的                     实验室Call Manager

            Cisco CallManager群集          （复本——实际环境的镜像驱动器）

                  实际使用的LAN               隔离的实验室

                  内部的T1x语音电缆                      实验室电话

                   ISDN PRI—仅限语音

                                          6608 T1端口（隔离的VLAN）

                     ISDN PRI提供对外呼叫、测试DID

CDR报告

　　呼叫详细记录报告对于该机场非常重要，因为他们需要为不同的航空公司和租户分析呼叫记录。呼叫诊断记录也用于QoS趋势研究和分析。GTAA选择将它的CDR报告职能外包给Avotus。这意味着该机场需要尽快地将来自于Call Manager的CDR记录发送到Avotus的报告服务器。要完成这项任务，必须在GTAA的“非军事区”建立一个分段传输服务器，由它发送CDR记录的副本。Avotus允许通过VPN隧道接入它的服务器。它使用一个OLEDE连接来获取CDR记录。这为将CDR记录发送到该机场的呼叫报告供应商提供了一种安全、快速的方法。

语音记录

　　记录电话呼叫对于一个机场环境而言非常重要。随着MPLS网络在机场中的应用，机场需要在每个客运站中设立记录区。此外，该机场需要能够复制记录，以确保语音记录的可用性和安全性。6500的远程SPAN功能的使用让他们可以将语音分组的副本发送到两台位于不同计算机房的记录服务器。

图11      

         语音服务器群MSFC  PE路由器          PE路由器   语音服务器群MSFC

           支持组播                                                                                     支持组播

        语音记录服务器2                               语音记录服务器1

                               记录          记录

                   RSPAN到镜像电话的使用需要记录到Orange RSPAN反射VLAN

应用的技术细节

下面介绍了该机场部署的各个IP通信应用的具体细节。

通用登机柜台统一登陆和航空公司PBX集成：

　　每个通用柜台电话都具有一个基本配置，即GTAA尚未使用的登机口配置。电话线路位于GTAA线路分区中。GTAA为每个航空公司和每个柜台的位置都建立了设备档案。当某个特定的航空公司在登机口登陆时，相应的电话设备档案将会启用。每个航空公司的设备档案可能包括定制的线路分区、呼叫搜索空间、名称显示、快速拨号、软键模板和电话号码。不同的设备档案可以包含相同的号码，因为它们位于不同的分区，所以不会出现冲突。

　　在航空公司的业务代表登陆到某个登机口或者登机柜台时，SITA CUPPS服务器将向Call Manager发出一个HTTP请求，获取该航空公司的设备档案。如果该业务代表位于某个登机口柜台，CUPPS服务器将请求更改多部电话的配置。这将通过多个HTTP请求实现。应当指出的是，允许人工登陆柜台电话的Extension Mobility服务将被禁止，以避免让用户感到困惑。整个过程如下图所示：

图12  GTAA

                           http请求（EM API）

     登机口PC        SITA CUPPS服务器       Cisco CallManager  登机口电话

本文的附录中包含了例程。如需了解更多细节，或有任何问题，请联络John Crawford，jocrawfo@cisco.com。

　　一旦电话载入了某个设备档案，该电话就将加入该航空公司的呼叫搜索范围。这让它可以服从该航空公司对于其业务代表在使用中继线路时的各项规定。

图13  GTAA

               现有GTAA PBX         汉莎航空 PBX        加拿大航空 PBX

         SITA CUPPS系统

航空公司特定电话簿

　　电话中的通用电话电话簿显示一个静态的企业电话簿，它与电话所加载的设备档案无关。航空公司表示希望拥有针对他们的业务和职能的电话簿（例如，机上人员和地勤人员）。但是，航空公司并不希望自己的电话簿在电话尚未启用，或者另外一家航空公司登陆柜台时被看到。

　　本脚本可以为每个电话簿创建一个简单的菜单列表。要为某个航空公司创建一个特定的电话簿，必须建立带有设备档案名称的新电话簿（例如AC表示加拿大航空），然后为每个电话簿创建它自己的XML文件（例如abovethewing.xml）。下面显示了一个例子：

图14  GTAA

   电话                XML服务器              Cisco CallManager群集

   1 按下服务按钮，

     发出XML请求

   2. XML应用查询电话浏览器，获取设备名称

   3. 电话返回设备名称

                             4. XML应用查询CCM EM API获取有效的设备档案

                             5. CCM返回设备档案

   6. XML应用向电话返回

     正确的航空公司电话簿菜单

本文的附录中包含了例程。如需了解更多细节，或有任何问题，请联络John Crawford，jocrawfo@cisco.com。

控制台的单按钮位置登陆     

　　通过一个可以利用Extension Mobility绕过通常的用户名/密码登陆的XML应用，可以避免为安全位置（例如控制台）输入用户名和密码。因为控制台是一个安全区域，所以并不需要常规的用户名/密码登陆。这使得机场工作人员可以更加方便、迅速地移动位置，而不需要知道登陆步骤。

本文的附录中包含了例程。如需了解更多细节，或有任何问题，请联络John Crawford，jocrawfo@cisco.com。

图15 GTAA

   电话                XML服务器              Cisco CallManager群集

   1 XML请求——例如载入登机口功能

   2. XML应用查询电话浏览器，获取设备名称

   3. 电话返回设备名称

                             4. XML应用发送http请求到登陆电话（例如登机口设备档案）

                             5. CCM重启电话，载入设备档案

总结

　　在团队深入地了解了客户的业务挑战之后，他们得以提出创意和展示能够为客户带来极大便利的应用。阐述对于这些应用的需求有助于证明从一个全新的PBX转向思科IP通信的正确性。大多伦多机场管理局现在已经成为乘客和航空公司服务领域的全球领导者。

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