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                                            冬奧開幕在即,現場通信網絡技術深度揭秘!

                                            發布時間:2022-02-17 03:03:17  來源:IT資訊網    采編:author  背景:

                                            還有11天,舉世矚目的北京冬奧會就將拉開大幕。

                                            本次冬奧會,是繼2008年之后,中國再一次承辦這種世界最頂級體育盛會。這兩年全球疫情肆虐,抗疫形勢波折多變。北京冬奧能夠如期舉辦,意義極為重大,將有力提振世界各國的抗疫決心和信心,幫助早日迎來最終勝利的曙光。

                                            北京冬奧場館

                                            為了確保本次冬奧會的順利舉辦,主辦方對相關籌備工作進行了精心的計劃和準備。如今,歷時六年多的籌辦工作已經進入沖刺階段。即將呈現給世界人民的,究竟是一個怎樣的冰雪盛會?

                                            頂級賽事,網絡迎考驗

                                            眾所周知,現代體育競技運動,正在融入越來越多的科技元素。世界矚目的奧運會賽場,不僅是高水平運動員的競技場,也是酷炫黑科技的展示舞臺。

                                            尤其是信息通信技術,歷經數十年的高速發展,已經進入了賽場的每一個角落,是賽事能否成功舉辦的關鍵要素。

                                            本次北京冬奧會,正值全球數字革命的轉折階段,提出了“綠色辦奧”、“共享辦奧”、“開放辦奧”、“廉潔辦奧”的全新發展理念,核心目標是打造一個融合了安全奧運(Safety)、數字奧運(Multimedia)、智能奧運(AI)、綠色奧運(Reduction)、科技奧運(Technology)的“SMART

                                            智慧冬奧”。

                                            S.M.A.R.T 智慧冬奧

                                            大家可以看出來,“SMART ”目標的背后,是5G、云計算、大數據、VR/AR、人工智能等前沿信息技術的大量運用,也是對相關能力的實戰化考驗。

                                            以比賽轉播為例。為了幫助全球觀眾更好地欣賞現場賽事,本次冬奧會將全面采用8K超高清直播,并引入“自由視角”、“子彈時間”等視頻技術。

                                            借助“自由視角”技術,觀眾通過電視、手機或VR設備觀看比賽時,可以自己當“導播”,隨時改變觀賽視角,全方位地欣賞比賽運動員的出色表現。借助“子彈時間”技術,觀眾還可以在比賽過程中“凝固時空”,感受精彩瞬間。

                                            這種交互式、沉浸式的觀看體驗,不僅對現場拍攝技術提出了很高的要求,更給視頻信號的處理和傳輸帶來了嚴峻挑戰。

                                            北京冬奧會的通信網絡,不僅在速率、帶寬和時延等性能指標上必須滿足苛刻要求,在安全性、可靠性上也要做到滴水不漏。除此之外,基于“雙碳”的國家戰略,通信網絡也必須符合低能耗的綠色環保要求。

                                            極簡架構,一網承多業

                                            北京冬奧會數據通信網,由中國聯通和華為公司共同建設,承擔了整個賽事的通信連接重任。我們來仔細看一下,這張網絡是否做到了前面我們所說的“SMART”。

                                            首先我們看一下整個網絡的架構設計。

                                            冬奧會數據網的網絡架構

                                            從宏觀上看,這張網絡采用了標準的葉脊網絡架構。通過兩個MCF脊交換機節點,與20多個場館直接連接,并連通至互聯網區、業務管理區、媒體MPC等。對于媒體大巴等移動場景,則采用5G進行連接。

                                            相比以往采用不同網絡承載不同業務的方式,這次僅用了一張網絡,就實現了對媒體轉播、賽事報道、工作人員通信保障等多項業務的統一承載。這就是“一網承多業”。

                                            “一網承多業”的背后,離不開一項關鍵技術的支撐,那就現在備受關注的“IPv6+”。

                                            “IPv6+”是IPv6下一代互聯網的升級,是面向5G和云時代的IP網絡創新體系。

                                            它在IPv6的基礎上,進行了技術體系的完善和創新,擁有更強的網絡能力,能夠提供更完美的用戶體驗。

                                            本次冬奧會的數據通信網,是中國信通院認證的第一張“IPv6+”網絡,也是“IPv6+”專網首次應用于奧運會。我們具體分析一下,這張網絡究竟是如何賦能SMART奧運的。

                                            “IPv6+”擁有遠超IPv4的海量地址數量,不再需要“私網”,避免了地址轉換。它與葉脊架構相結合,實現了網絡的扁平化,大幅減少了網絡節點,實現了任意Leaf(葉節點)的兩跳直達。

                                            網絡節點的減少,意味著設備、機房和光纖的減少,也意味著電能耗的下降,降低碳排放,踐行了“綠色冬奧”的理念。

                                            葉脊架構,在網絡的可靠性上,也有明顯的優勢。它實現了雙節點保護,任意Leaf之間有多條不重疊的路徑可達,容災能力極強。

                                            應用感知,切片保體驗

                                            一張網絡承載多項業務,最重要的,是要保證不同優先級業務的服務質量。

                                            在奧運現場,有不同的網絡用戶角色,也有不同的網絡應用場景。

                                            就像前文所說,視頻拍攝、媒體報道、工作協調、安保調度等,都需要占用通信網絡。這些通信需求對網絡服務的QoS(服務質量)要求是不一樣的。

                                            這也就意味著,雖然這些業務都承載在同一個網絡上,但是網絡要能夠提供套餐式的差異化服務。

                                            像超高清視頻轉播業務,VR/AR全景直播,就屬于需要重點保障的高優先級業務。它本身的數據量就很大,對網絡帶寬要求極高。想要實現觀眾的沉浸式互動體驗,對傳輸時延要求也很高。

                                            傳統的IPv4和MPLS(Multi-Protocol Label Switching,多協議標簽交換)技術,并不能很好地滿足需求。

                                            IPv6的數據報文結構升級,相比IPv4,報文內容變得更加豐富,可以記錄更多的信息。

                                            IPv6報頭格式

                                            它就好像在快速包裹上貼了準確、完整的標簽,幫助網絡精準識別數據報文的內容屬性。這樣一來,網絡就可以根據數據報文屬性的不同,提供不同的QoS,實現差異化的服務。

                                            對數據報文內容的精準識別,也可以幫助電信運營商掌握整個網絡中數據業務的流動趨勢,更高效地進行資源協調,適時進行網絡擴容。

                                            北京冬奧會數據通信網還采用了靈活以太網(FlexE)技術。這是一種基于高速以太接口實現SDH通道化功能的硬管道、硬隔離技術,可以提供確定時延、滿足大帶寬業務傳輸需求。

                                            SRv6,意圖驅網絡

                                            冬奧會的骨干網絡采用了先進的SRv6技術。這是基于IPv6的分段路由(Segment Routing)技術。

                                            SRv6具有前所未有的高效路徑選擇能力。在傳輸數據報文的過程中,上層管理中心提前規劃并下發了從起點到終點的最佳路徑,非常便于路徑控制與流量調優。

                                            SRv6無需MPLS,頭尾支持SRv6,中間只需支持IPv6,云數據中心開雙棧便可無縫云網融合,云隨選網,實現數據的一跳入云,大幅提升網絡傳輸效率。

                                            本次奧運,是第一次實現“云上奧運”。也就是說,線下沒有專門建設奧運會獨有的數據中心或機房。奧運會所有的IT業務服務,全部部署在云端。

                                            借助SRv6,將奧運賽場的海量接入終端應用延伸到云端,實現視頻轉播等業務的快速聯接上云和業務質量保障,可以確保業務不繞路、不斷網、不丟包、不延誤,進一步提升了現場用戶的網絡體驗。

                                            SRv6與SDN技術相結合,實現了網絡的開放可編程,便于業務鏈的智能編排。未來隨著APP支持SRv6,網絡可以真正實現意圖驅動。

                                            智能運維,AI助安全

                                            北京冬奧會作為世界頂級體育盛會,容不得任何差錯。冬奧會數據通信網,在安全性和可靠性方面的要求遠遠高于普通網絡。而IPv6+,為網絡的安全可靠奠定了堅實的基礎。

                                            “IPv6+”通過網絡層協議實現內生安全,天生具備免疫能力。

                                            在“IPv6+”網絡中,節點采用公網地址取代私網地址,惡意報文更容易被追蹤,增強了網絡的安全可信。數據報文結構改造升級之后,也大幅增加了攻擊者進行偽造和竊聽的難度,強化了數據報文的安全性和私密性。

                                            “IPv6+”零信任對所有訪問進行認證和鑒權,并只提供最小訪問權限?;谠凭W安一體架構協同威脅處置,實現從小時級到分鐘級的威脅遏制。

                                            網絡安全性增強,并沒有增加網絡運維的工作量和難度。

                                            北京冬奧會現場數據網絡,不再使用LDP/RSVP-TE協議,也不需要MPLS標簽,簡化了協議,管理簡單。通過與EVPN的結合,SRv6可以使得IP承載網簡化歸一。

                                            結合人工智能、隨流檢測、知識圖譜等關鍵技術,對網絡進行智能運維,智能預測網絡故障,實現自動、自愈、自優、自治的自動駕駛網絡,將故障恢復時間從小時級縮短到分鐘級。

                                            結語

                                            毫無疑問,面向未來的“IPv6+”技術,深刻地詮釋了前沿通信科技對奧運夢想的助力與支撐?;凇癐Pv6+”構筑的數據通信網絡,將為北京奧運會的成功舉辦構建堅實的基礎。

                                            北京冬奧會的主題口號,是“一起向未來(Together for a Shared Future)”。

                                            IPv6是目前全球公認的,唯一可以規模商用部署的互聯網升級演進方案,是下一代互聯網發展的起點和不可逾越的階段。它就是通信技術的未來。

                                            基于IPv6進一步演進的“IPv6+”,不僅是互聯網升級的必然趨勢,更是助力互聯網與實體經濟深度融合、支撐數字經濟高質量發展的“基石”和“底座”。

                                            “IPv6+”全面亮相北京奧運,將是它承載千億聯接、實現萬物智聯的第一步。讓我們盡情期待“IPv6+”更精彩的未來!

                                              聲明:本文僅為傳遞更多網絡信息,不代表IT資訊網觀點和意見,僅供參考了解,更不能作為投資使用依據。


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