加入星計劃,您可以享受以下權(quán)益:

  • 創(chuàng)作內(nèi)容快速變現(xiàn)
  • 行業(yè)影響力擴散
  • 作品版權(quán)保護(hù)
  • 300W+ 專業(yè)用戶
  • 1.5W+ 優(yōu)質(zhì)創(chuàng)作者
  • 5000+ 長期合作伙伴
立即加入
  • 正文
    • ▊ 頂級賽事,網(wǎng)絡(luò)迎考驗
    • ▊ 極簡架構(gòu),一網(wǎng)承多業(yè)
    • ▊ 應(yīng)用感知,切片保體驗
    • ▊ SRv6,意圖驅(qū)網(wǎng)絡(luò)
    • ▊ 智能運維,AI助安全
    • ▊ 結(jié)語
  • 相關(guān)推薦
  • 電子產(chǎn)業(yè)圖譜
申請入駐 產(chǎn)業(yè)圖譜

冬奧開幕在即,現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)深度揭秘

2022/01/25
510
閱讀需 12 分鐘
加入交流群
掃碼加入
獲取工程師必備禮包
參與熱點資訊討論

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(guān)籌備工作進(jìn)行了精心的計劃和準(zhǔn)備。如今,歷時六年多的籌辦工作已經(jīng)進(jìn)入沖刺階段。即將呈現(xiàn)給世界人民的,究竟是一個怎樣的冰雪盛會?

▊ 頂級賽事,網(wǎng)絡(luò)迎考驗

眾所周知,現(xiàn)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(shù),歷經(jīng)數(shù)十年的高速發(fā)展,已經(jīng)進(jìn)入了賽場的每一個角落,是賽事能否成功舉辦的關(guān)鍵要素。

本次北京冬奧會,正值全球數(shù)字革命的轉(zhuǎn)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(fā)展理念,核心目標(biāo)是打造一個融合了安全奧運(Safety)、數(shù)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(biāo)的背后,是5G云計算、大數(shù)據(jù)、VR/AR、人工智能等前沿信息技術(shù)的大量運用,也是對相關(guān)能力的實戰(zhàn)化考驗。

以比賽轉(zhuǎn)播為例。為了幫助全球觀眾更好地欣賞現(xiàn)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(shù)。

借助“自由視角”技術(shù),觀眾通過電視、手機或VR設(shè)備觀看比賽時,可以自己當(dāng)“導(dǎo)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(xiàn)。借助“子彈時間”技術(shù),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(xiàn)場拍攝技術(shù)提出了很高的要求,更給視頻信號的處理和傳輸帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

北京冬奧會的通信網(wǎng)絡(luò),不僅在速率、帶寬和時延等性能指標(biāo)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(zhàn)略,通信網(wǎng)絡(luò)也必須符合低能耗的綠色環(huán)保要求。

▊ 極簡架構(gòu),一網(wǎng)承多業(yè)

北京冬奧會數(shù)據(jù)通信網(wǎng),由中國聯(lián)通和華為公司共同建設(shè),承擔(dān)了整個賽事的通信連接重任。我們來仔細(xì)看一下,這張網(wǎng)絡(luò)是否做到了前面我們所說的“SMART”。

首先我們看一下整個網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)設(shè)計。

冬奧會數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

從宏觀上看,這張網(wǎng)絡(luò)采用了標(biāo)準(zhǔn)的葉脊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。通過兩個MCF脊交換機節(jié)點,與20多個場館直接連接,并連通至互聯(lián)網(wǎng)區(qū)、業(yè)務(wù)管理區(qū)、媒體MPC等。對于媒體大巴等移動場景,則采用5G進(jìn)行連接。

相比以往采用不同網(wǎng)絡(luò)承載不同業(yè)務(wù)的方式,這次僅用了一張網(wǎng)絡(luò),就實現(xiàn)了對媒體轉(zhuǎn)播、賽事報道、工作人員通信保障等多項業(yè)務(wù)的統(tǒng)一承載。這就是“一網(wǎng)承多業(yè)”。

“一網(wǎng)承多業(yè)”的背后,離不開一項關(guān)鍵技術(shù)的支撐,那就現(xiàn)在備受關(guān)注的“IPv6+”。

“IPv6+”是IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)的升級,是面向5G和云時代的IP網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系。

它在IPv6的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了技術(shù)體系的完善和創(chuàng)新,擁有更強的網(wǎng)絡(luò)能力,能夠提供更完美的用戶體驗。

本次冬奧會的數(shù)據(jù)通信網(wǎng),是中國信通院認(rèn)證的第一張“IPv6+”網(wǎng)絡(luò),也是“IPv6+”專網(wǎng)首次應(yīng)用于奧運會。我們具體分析一下,這張網(wǎng)絡(luò)究竟是如何賦能SMART奧運的。

“IPv6+”擁有遠(yuǎn)超IPv4的海量地址數(shù)量,不再需要“私網(wǎng)”,避免了地址轉(zhuǎn)換。它與葉脊架構(gòu)相結(jié)合,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的扁平化,大幅減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,實現(xiàn)了任意Leaf(葉節(jié)點)的兩跳直達(dá)。

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的減少,意味著設(shè)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(gòu),在網(wǎng)絡(luò)的可靠性上,也有明顯的優(yōu)勢。它實現(xiàn)了雙節(jié)點保護(hù),任意Leaf之間有多條不重疊的路徑可達(dá),容災(zāi)能力極強。

▊ 應(yīng)用感知,切片保體驗

一張網(wǎng)絡(luò)承載多項業(yè)務(wù),最重要的,是要保證不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。

在奧運現(xiàn)場,有不同的網(wǎng)絡(luò)用戶角色,也有不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景。

就像前文所說,視頻拍攝、媒體報道、工作協(xié)調(diào)、安保調(diào)度等,都需要占用通信網(wǎng)絡(luò)。這些通信需求對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的QoS(服務(wù)質(zhì)量)要求是不一樣的。

這也就意味著,雖然這些業(yè)務(wù)都承載在同一個網(wǎng)絡(luò)上,但是網(wǎng)絡(luò)要能夠提供套餐式的差異化服務(wù)。

像超高清視頻轉(zhuǎn)播業(yè)務(wù),VR/AR全景直播,就屬于需要重點保障的高優(yōu)先級業(yè)務(wù)。它本身的數(shù)據(jù)量就很大,對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求極高。想要實現(xiàn)觀眾的沉浸式互動體驗,對傳輸時延要求也很高。

傳統(tǒng)的IPv4和MPLS(Multi-Protocol Label Switching,多協(xié)議標(biāo)簽交換)技術(shù),并不能很好地滿足需求。

IPv6的數(shù)據(jù)報文結(jié)構(gòu)升級,相比IPv4,報文內(nèi)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(zhǔn)確、完整的標(biāo)簽,幫助網(wǎng)絡(luò)精準(zhǔn)識別數(shù)據(jù)報文的內(nèi)容屬性。這樣一來,網(wǎng)絡(luò)就可以根據(jù)數(shù)據(jù)報文屬性的不同,提供不同的QoS,實現(xiàn)差異化的服務(wù)。

對數(shù)據(jù)報文內(nèi)容的精準(zhǔn)識別,也可以幫助電信運營商掌握整個網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的流動趨勢,更高效地進(jìn)行資源協(xié)調(diào),適時進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴容。

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

▊ SRv6,意圖驅(qū)網(wǎng)絡(luò)

冬奧會的骨干網(wǎng)絡(luò)采用了先進(jìn)的SRv6技術(shù)。這是基于IPv6的分段路由(Segment Routing)技術(shù)。

SRv6具有前所未有的高效路徑選擇能力。在傳輸數(shù)據(jù)報文的過程中,上層管理中心提前規(guī)劃并下發(fā)了從起點到終點的最佳路徑,非常便于路徑控制與流量調(diào)優(yōu)。

SRv6無需MPLS,頭尾支持SRv6,中間只需支持IPv6,云數(shù)據(jù)中心開雙棧便可無縫云網(wǎng)融合,云隨選網(wǎng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一跳入云,大幅提升網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。

本次奧運,是第一次實現(xiàn)“云上奧運”。也就是說,線下沒有專門建設(shè)奧運會獨有的數(shù)據(jù)中心或機房。奧運會所有的IT業(yè)務(wù)服務(wù),全部部署在云端。

借助SRv6,將奧運賽場的海量接入終端應(yīng)用延伸到云端,實現(xiàn)視頻轉(zhuǎn)播等業(yè)務(wù)的快速聯(lián)接上云和業(yè)務(wù)質(zhì)量保障,可以確保業(yè)務(wù)不繞路、不斷網(wǎng)、不丟包、不延誤,進(jìn)一步提升了現(xiàn)場用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗。

SRv6與SDN技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的開放可編程,便于業(yè)務(wù)鏈的智能編排。未來隨著APP支持SRv6,網(wǎng)絡(luò)可以真正實現(xiàn)意圖驅(qū)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(shù)據(jù)通信網(wǎng),在安全性和可靠性方面的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通網(wǎng)絡(luò)。而IPv6+,為網(wǎng)絡(luò)的安全可靠奠定了堅實的基礎(chǔ)。

“IPv6+”通過網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議實現(xiàn)內(nèi)生安全,天生具備免疫能力。

在“IPv6+”網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點采用公網(wǎng)地址取代私網(wǎng)地址,惡意報文更容易被追蹤,增強了網(wǎng)絡(luò)的安全可信。數(shù)據(jù)報文結(jié)構(gòu)改造升級之后,也大幅增加了攻擊者進(jìn)行偽造和竊聽的難度,強化了數(shù)據(jù)報文的安全性和私密性。

“IPv6+”零信任對所有訪問進(jìn)行認(rèn)證和鑒權(quán),并只提供最小訪問權(quán)限?;谠凭W(wǎng)安一體架構(gòu)協(xié)同威脅處置,實現(xiàn)從小時級到分鐘級的威脅遏制。

網(wǎng)絡(luò)安全性增強,并沒有增加網(wǎng)絡(luò)運維的工作量和難度。

北京冬奧會現(xiàn)場數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),不再使用LDP/RSVP-TE協(xié)議,也不需要MPLS標(biāo)簽,簡化了協(xié)議,管理簡單。通過與EVPN的結(jié)合,SRv6可以使得IP承載網(wǎng)簡化歸一。

結(jié)合人工智能、隨流檢測、知識圖譜等關(guān)鍵技術(shù),對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能運維,智能預(yù)測網(wǎng)絡(luò)故障,實現(xiàn)自動、自愈、自優(yōu)、自治的自動駕駛網(wǎng)絡(luò),將故障恢復(fù)時間從小時級縮短到分鐘級。

▊ 結(jié)語

毫無疑問,面向未來的“IPv6+”技術(shù),深刻地詮釋了前沿通信科技對奧運夢想的助力與支撐?;?ldquo;IPv6+”構(gòu)筑的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),將為北京奧運會的成功舉辦構(gòu)建堅實的基礎(chǔ)。

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(rèn)的,唯一可以規(guī)模商用部署的互聯(lián)網(wǎng)升級演進(jìn)方案,是下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的起點和不可逾越的階段。它就是通信技術(shù)的未來。

基于IPv6進(jìn)一步演進(jìn)的“IPv6+”,不僅是互聯(lián)網(wǎng)升級的必然趨勢,更是助力互聯(lián)網(wǎng)與實體經(jīng)濟深度融合、支撐數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的“基石”和“底座”。

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

相關(guān)推薦

電子產(chǎn)業(yè)圖譜

通信行業(yè)知名新媒體鮮棗課堂創(chuàng)始人,通信行業(yè)資深專家、行業(yè)分析師、自媒體作者,《智聯(lián)天下:移動通信改變中國》叢書作者。通信行業(yè)13年工作經(jīng)驗,曾長期任職于中興通訊股份有限公司,從事2/3/4G及5G相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域方面的研究,曾擔(dān)任中興通訊核心網(wǎng)產(chǎn)品線產(chǎn)品經(jīng)理、能力提升總監(jiān)、中興通訊學(xué)院二級講師、中興通訊高級主任工程師,擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗和積累。