支持网络电视(Internet TV)、视频点播(VOD)等宽带、互动多媒体服务是未来网络业务的主流特征,而当前的IP网络技术及结构在支持大范围广域网上流媒体业务、宽带多媒体业务、大范围广域IP网组播等方面存在着诸多困难和不确定因素。
为了适应未来网络业务的需求,推动网络技术及结构演进,国家在“十五”计划期间,对未来网络相关技术、设备与应用支撑环境进行了立项研究,提出了以高性能宽带信息示范网(3TNet)的创建为手段,重点攻克T比特级智能光网络、T比特级WDM光传输、T比特级路由器等系统设备和关键技术,全面带动我国在新一代信息网络基础设施核心设备方面的自主研发,确保系统技术和产品开发能力取得全面跨越与突破的战略目标。
3TNet高性能宽带信息示范网专项将在长三角(包括上海、浙江、江苏3省区)部署示范网络,建设一个支持网络电视(Internet TV)、视频点播(VOD)等媒体流实时传输的高性能、广域(城域)宽带、多种应用的宽带演示验证网络环境。该示范网络将由9台T比特级智能交叉连接设备(ASON交换设备)构成新一代自动交换传送网作为城域网/区域网(Regional Area Network)的公共传送平台,4台光分插复用设备(OADM:Optical Add/Drop Module)构成连接省内城市间的高速自愈环网。
3TNet南京驻地示范网正是根据3TNet项目总体目标的要求,在南京航空航天大学(以下简称南航)明故宫校区改造7幢研究生公寓楼约5000左右用户的网络,建设的一个体系结构完整、技术先进、具有一定规模、符合3TNet标准的高速宽带示范网。
3TNet驻地网总体建设原则
3TNet驻地示范网建设总体建设原则如下:
第一,按照3TNet的规范和要求以及提供的设备和技术指标,充分利用南航大的现有网络信道资源,并加以适当改造;
第二,方案设计要从网络信道、路由和管理等方面考虑与现有用户网络的兼容;
第三,为了考验3TNet对不同用户类型的适应性,采用高强度网络用户——校园学生用户类型作为试验对象;
第四,作为实验网的一个重要内容,在网络管理软件的开发过程中加强对3TNet网监测功能的实现,为今后的推广使用提供经验。
3TNet驻地网建设内容及技术难点
3TNet驻地示范网建设的主要内容有:
驻地网用户接入组网方案设计:研究驻地网的网络构架,提出具体可行的驻地网用户接入的组网方案,同时考虑以校园网络学生用户为特征的用户类型的接入组网方案。
3TNet和其它网络(包括CERNET/CERNET2/CNGI)的安全、平稳互联的研究。
驻地网流媒体业务服务中心(MS)的组建和架构:构建一个流媒体业务的前端机房,用于业务运营时3TNet的内容服务商(CS)和本地内容的融合等;流媒体服务的管理研究。
城域骨干网和驻地网的网络管理与测量分析:将3TNet南京城域网和驻地网的网络管理集成到现有的网络管理系统中,开发支持3Tnet网络应用实验的流量测量与分析系统。
3TNet驻地示范网建设的技术难点有:
第一,大规模并发流媒体服务的试验和测试方法;第二,关键组网设备及关键技术功能的试验验证方法;第三,3TNet与现有校园网络的有效融合;第四,3TNet与校园网络的互连将会给校网网络安全管理带来新的问题;第五,高速网络环境下的流量测试方法。
南航驻地网建设和部署
通信链路建设
3TNet南京城域ASON子网位于东南大学华东北地区网络中心通信机房。南京——上海长途干线通路依托中国教育和科研计算机网CERNET现有的长途DWDM传输系统,提供了一个波长专门用于连接上海和南京两城市的试验网络,以实现两地城域网间10G速率的互连。利用该干线通路,以T比特级智能交叉连接设备与上海长宁3TNet中心互联后,就构成了长三角3TNet光传送平台。南京航空航天大学3TNet驻地示范网则通过CWDM设备上联至东南大学南京3TNet ASON城域网节点。
驻地示范网总体规划与建设
在南航明故宫校区网络信息中心机房放置一台ACR大规模接入路由器,下联远程模块EMD和RIU,提供用户接入服务,并通过CWDM上联东南大学南京3TNet ASON城域网节点,通过多个GE接口和校园网核心交换机相连,通过IP协议与南航CERNET/CERNET2节点实现互联互通。
在南航网络中心机房部署一套MS服务器,通过千兆交换机和ACR相连,为用户提供流媒体服务。
改造南航学生公寓区校园网络,建立用户小区,为用户提供宽带上网和流媒体业务。
在明故宫校区网络中心建立网络管理中心,将3TNet设备运行信息采集到网管系统中。
在明故宫校区网络中心建立一个演示体验中心,供试验和演示不同设备商之间的ASON互联,OVPN、体验3TNet业务等。
学生公寓子网结构
改造南航明故宫校区7幢研究生公寓楼作为3TNet驻地示范小区,信息点数约为5000个,网络汇聚点设在网络中心分机房。在分机房安放2台EMD设备,用于连接示范小区共两百多台RIU接入设备,以支持5000个信息点;两台EMD分别通过单模光纤以10GE上联至网络信息中心的ACR大规模接入路由器,通过GE口用新敷设光纤下联到各栋楼的RIU上。RIU通过五类线进入宿舍房间,为每个用户提供FE接口。布线部分,尽量利用现有布线。
路由方案
3TNet南航驻地示范网与南航校园网通过静态路由实现互联,并通过校园网实现国内国际互联。3TNet用户访问3TNet资源的从3TNet走,其余流量均通过校园网。其优点是避免了同城访问路由问题,缺点是存在不对称路径问题,但可在CERNET上进行调整和控制。
用户接入控制
在3TNet南航驻地示范网中,用户接入控制采用802.1X认证的方法,认证服务器位于南航网络信息中心机房。用户使用3TNet资源则将到上海宽带中心认证与计费,从而实现网络接入认证与应用服务认证的分离。
南航建3TNet驻地网的意义
长三角是由苏浙沪三地15个地级以上城市组成、以上海为核心的复合型区域,已被公认为是中国经济发展速度最快、经济总量规模最大的区域。在我国全面推进现代化和实现小康社会的历史进程中,面对全球的激烈竞争,迫切需要继续强化这一地区的综合实力和竞争优势,力争使该地区成为我国产业改造和创新的战略基地,成为信息化带动工业化的创新基地和示范区,成为我国率先现代化的示范区。因此,高性能宽带信息网落地长三角,不仅是重要的国家战略举措,而且还能够进一步增强长三角的火车头和领航区的战略功能。
作为国家“863计划”专项课题的子课题和3TNet南京驻地网的重要部分,南航充分发挥校园网用户覆盖广、信息消费量大、层次高以及南航校园网信息资源丰富等优势,建成一个体系结构完整、技术先进、具有一定规模、符合3TNet标准的高速宽带试验网,成为一个具有较高试验价值和较强展示功能的3TNet示范区,从而为我国在新一代信息通信网核心技术方面进入世界前列做出重要的贡献。
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