中国高速互联网络示范工程项目可行性研究报告.docx
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中国高速互联网络示范工程项目可行性研究报告
中国高速互联网络示范工程可行性研究报告
（缩写本）
登记号：
要紧完成单位：
信息产业部北京邮电设计院
要紧完成人：
马妍、崔海东、宋力、李琳、朴勇梅
研究起止时刻：
1999年4月
获奖等级：
二等奖
目录
一、概述
1.1可行性研究报告的依据和范围
1.2项目提出背景和投资建设的必要性
1.3项目的总体目标
1.4要紧建设内容
1.5可行性研究报告要紧结论
二、承办单位概况
三、技术进展分析
四、国际高速宽带化IP网络的建设情况
五、中国高速互联网的市场需求分析及预测
5.1中国高速互联网的市场需求
5.2中国高速互联网的市场定位
5.3中国高速互联网的业务量预测分析
六、中国高速互联网工程建设的必要性及可行性
6.1必要性
6.2可行性
七、中国高速互联网概貌及要紧建设内容
7.1中国高速互联网概貌
7.2要紧建设内容
八、中国高速互联网工程建设方案
8.1建设方案总体框架
8.2网络体系层面建设方案
8.3业务及治理体系整体方案
8.4治理体系层面建设方案
8.5业务治理及计费系统建设方案
8.6客户服务中心
8.7中国高速互联网中的IP电话业务
8.8与其它网络的互连与互通
8.9中国高速互联网中有关实验的开展
8.10安全问题考虑
九、设备配置与投资估算
9.1光通信部分设备配置
9.2IP部分网络设备配置
9.3IP部分其它设备配置
9.4投资估算
十、工程进度安排
十一、实施步骤及其他
十二、人员培训
十三、工程经济评价
13.1财务评价指标分析
13.2敏感性分析
13.3综合经济评价
一、概述
1.1可行性研究报告的依据和范围
本可行性研究报告的要紧依据如下：
（1）1999年2月中国科学院文件《关于建议实施中国高速互联网络示范工程项目的请示》；
（2）1999年3月国家进展打算委员会计高技[1999]226号《印发国家计委关于审批中国高速互联网络示范工程项目建议书的请示的通知》；
（3）1999年4月中国国际网络通信有限公司（筹）托付我院的《CAInet工程可行性研究报告编制任务书》；
（4）中国国际网络通信有限公司（筹）提供的公司业务进展打算及其他文件资料；
（5）国际标准化组织相关标准、建议与规范及信息产业部相关标准与要求；
（6）我院相关工程设计文件。
本可行性研究报告的要紧范围为：
.IP及DWDM技术的进展
.国外IP高速宽带网络建设情况
.中国高速互联网的市场需求分析及预测
.中国高速互联网络示范工程建设的必要性与可行性
.中国高速互联网络概貌及要紧建设内容
.中国高速互联网络示范工程建设方案
.总体技术路线
.网络体系层面（光通信与IP层）建设方案
.治理体系层面建设方案
.业务体系层面建设方案
.应用研究开展内容
.与其他网络互通互连
.安全问题考虑
.工程建设规模
.设备配置及投资估算
.工程建设进度安排
.工程组织及实施打算
.人员培训
.工程经济评价
1.2项目提出背景和投资建设的必要性
随着我国改革开放和国民经济信息化进程的进一步深入，我国通信和网络进展发生了专门大变化，但目前采纳的技术仍以传统通信技术为主。
通信技术出现的重大突破及所带来的通信产业的深刻变革，宽带IP网络将可能成为新一代电信网络的基础设施。
为了抓住通信体制革命的历史机遇，迎接电信市场的国际竞争挑战，进展宽带IP网，从而带动我国信息产业的进步，迫切需要建设中国高速互联网络示范工程。
1.3项目的总体目标
建立一个全国性的高速宽带IP互联骨干网络，采纳先进的密集波分复用技术和千兆路由交换、千兆以太网技术。
它是以数据通信为基础的新一代电信网络，提供我国宽带IP通信业务包括数据、语音、图象、传真等综合业务。
同时，网络还提供因特网新技术新应用研究与试验环境，为国内的因特网技术进展起先导性示范作用，以跟踪世界最新进展水平、促进我国自主知识产权进步。
网络由新一代通信企业按市场机制运营与治理，通过网络服务与运营，促进中国的数据通信进展以及进一步推动中国知识创新与信息化进程。
1.4要紧建设内容
依照中国国际通讯有限公司托付书要求，中国高速互联网（CAInet）工程建设界限划分及要紧建设内容为：
中国高速互联网（CAInet）本期工程在全国15都市即：
北京、天津、济南、徐州、南京、上海、杭州、福州、厦门、广州、深圳、长沙、武汉、郑州、石家庄组建骨干网络，具体建设内容如下：
－密集波分复用系统建设
－IP骨干通信网络系统建设
－网络治理系统、业务治理及计费中心及客户服务中心建设
－IP服务应用的建设
1.5可行性研究报告要紧结论
本项目的建设关于推进我国电信业务和新业务、新技术进展，更好地满足我国成指数增长的因特网用户需求，进一步促进国民经济的高速进展有着重要的现实意义和深远的历史意义，从技术与经济的分析结果看，本工程建设是十分必要的，也是可行的。
二、承办单位概况
依照国阅（1999）12号《研究信息网络建设与治理体制有关问题的会议纪要》和国家进展打算委员会计高技（1999）226号《印发国家计委关于审批中国高速互联网络示范工程项目建议书的请示的通知》精神，中国科学院、铁道部中铁通信中心、国家广播电影电视总局广播影视信息网络中心和上海市联合投资有限公司于1999年4月9日召开第一次股东会，会议决定联合成立建设、运营中国高速互联网络示范工程项目的公司。
公司要紧经营基于因特网互联技术的电信业务。
公司将体制创新和科技创新相结合，在市场经济的原则下充分利用和发挥各方股东的网络与科技资源的优势，经营公司章程中所规定的业务，为全体股东寻求最大的利益，使他们的投资获得最中意的回报；为中国的国企改革、电信体制改革和知识创新战略服务，将公司建设成为具有国际先进水平和竞争力的新一代电信企业。
三、技术进展分析
为了适应数据通信网,尤其是Internet上急剧增长的业务需求以及解决随之而生的网络拥塞、时延和服务质量问题,ITU-T、IETF以及ATM论坛等国际标准化组织正在联合众多的网络设备开发商、制造商以及网络业务供应商们共同查找一种建设、改造Internet骨干网的方案。
在各种IP技术方案中IPoverATM、IPoverSDH/SONET、IPoverWDM/Optical等技术应运而生,成为以后Internet技术、多媒体通信网络技术的竞争焦点,同时也成为业界关注的热点。
这些技术是在特定时期和特定技术背景下的产物，各自有其自身的特点和适合的应用场合。
IPoverSDH/SONET是IP数据包通过采纳点到点协议PPP（PointtoPointProtocol）,映射到SDH/SONET帧上,按某次群相应的线速率进行连续传输。
IPoverSDH/SONET也叫PacketOverSDH/SONET或PPPOverSDH/SONET（POS）,它保留了IP面向非连接的特性,其分层模型如下图所示。
---------------------
应用层
传送层
IP
SDH
光纤物理层
---------------------
IPoverSDH/SONET的特点：
－IP数据包通过PPP协议直接映射到SDH/SONET帧结构上,省去中间的ATM层,简化了IP网络体系结构,提高数据传输效率；
－将IP网络技术建立在SDH/SONET传输平台上,能够专门容易地跨越地区和国界,兼容各种不同的技术和标准,实现网络互连；
－能够充分利用SDH/SONET技术的各种优点,如自动爱护切换APS,保证网络的可靠性；
－有利于实施IPMulticasting技术；
－适用于IP骨干网。
IPoverSDH/SONET技术的不足：
－SDH原要紧为电路交换网络考虑各种指标，如同步、自愈、抖动性能等，在IP网络中，这些指标的要求不一定相同，因而造成IPoverSDH时功能重复，建设成本高。
－不太适于集数据、语音、图像等的综合性多业务平台;
－IPoverSDH/SONET技术一般可进行业务分级（CoS）,目前尚不能像IPOverATM技术那样提供较好的服务质量QoS；
－缺乏电路仿真服务能力；
－网络扩充性能较差，不如IPoverATM技术那样灵活。
从光通信技术进展趋势看,SDH/SONET在不久的今后必定以波分复用（WDM）技术为基础,因此IPoverSDH/SONET将最终进展成为IPoverWDM/Optical,即IP数据包直接在光波道上传输。
采纳IPoverWDM/Optical技术,可减少网络各层之间的中间冗余部分,减少SDH/SONET、ATM、IP等各层之间的功能重叠,减少设备操作、维护和治理费用。
同时由于省去了中间的ATM层和SDH/SONET层,其传输效率最高,而且能够大大节约网络运营商的成本,从而间接降低用户获得多媒体通信业务的费用。
显然，这是一种最直接、最简单、最经济的IP网络体系结构,特不适用于超大型IP骨干网。
IPOverWDM/Optical的分层模型如下图所示：
---------------------
应用层
传送层
IP
光纤物理层
---------------------
由于业界刚刚提出IPoverWDM/Optical的解决方案，相关技术仍处于进展时期，例如新的光纤传输接口的开发等问题。
目前，一些路由设备厂商和DWDM厂商正在合作，开发基于IPoverWDM技术的交换、路由设备。
IP和WDM，特不是DWDM的结合，将出现一个"全光"IP网络。
全光IP网络将按照IP技术和业务的特性进行优化，从而为IP网络乃至电信网络开拓一个新世界。
四、国际高速宽带化IP网络的建设情况
（1）超高性能骨干网络服务（vBNS）打算
（2）第二代因特网（Internet2）打算
（3）先进网络第三代（CANet3）打算
五、中国高速互联网的市场需求分析及预测
5.1中国高速互联网的市场需求
从历史的角度看，因特网业务能够简单地分为"传统的"因特网业务诸如E-mail、WWW等以及新兴的因特网业务。
随着因特网的网络技术和应用技术的进步，因特网上新兴的业务，在信息服务方面、事务处理方面、实时应用方面有了长足的进展。
因特网目前差不多差不多具备了多媒体通信的环境条件和网络要求。
由于Internet提供的应用及业务将能够覆盖综合业务网业务类型，而且Internet网络提供这些业务的能力是不可幸免的趋势，因此Internet目前正走向综合网的概念。
首先，IP协议作为Internet的标准协议，会在今后的数据通信乃至电信业中占据重要的地位；其次，网络目前差不多转变成为一种商品，同时其上的各种增值服务有着巨大的利润潜力；再者IP通信的批发业务已成为一种重要的业务形式。
因此这些，都对网络建设、网络的业务体系和治理体系及支撑能力提出了新的要求。
因此Internet建设的"电信级"需求与优化等概念、将Internet变成一个综合网的概念层出不穷。
5.2中国高速互联网的市场定位
5.2.1中国高速互联网的业务模型
从承载服务层次上讲，CAInet的高带宽大容量特性决定了CAInet具备提供"骨干的骨干"的服务能力，同时亦可提供带宽服务，即提供骨干网的服务。
从增值服务层次上讲，CAInet综合化的网络和业务环境为引入各种业务制造了条件，即为用户提供端到端的服务。
从商业模式上讲，关于上述两个层次的服务或应用均可采纳批发或零售的方法向用户提供。
CAInet能够批发其带宽，亦能够批发其业务（例如虚拟ISP服务、VPN业务）；CAInet亦能够零售带宽或应用，向最终用户提供各种增值服务。
5.2.2中国高速互联网的业务进入点
在本可研中要紧确定了带宽批发、VPN、WebHosting和IP电话作为CAInet的业务进入点。
除了业务种类外，有不于目前业务特点的新的业务特性关于CAInet是特不重要的。
基于CAInet采纳的技术，应向用户提供更快、更好、更廉价的各种业务，以查找合适的市场空间和经营空间。
因此新的业务特性（更快、更好、更廉价）应成为CAInet的业务特性进入点。
5.3中国高速互联网的业务量预测分析
本报告对相关业务预测3年的业务量。
5.3.1.专线业务分析
专线用户预测表单位：
户
---------------------------------
2000年2001年2002年
2M3070120
10M80180300
100M4090150
合计150340570
----------------------------------
5.3.2.IP电话业务预测
IP电话业务预测表单位：
万分钟
______________________________________
2000年 2001年 2002年
国内长途业务3577.5010408.2031282.50
国际长途业务39.50115.50347.50
港澳台业务79.50231.00695.00
合计3696.5010754.7032326.69
年增长率190%200%
----------------------------------------
5.3.3WebHosting业务
以磁盘空间的形式进行WebHosting服务是一个热点，本可研初步取定200G容量的WebHosting业务规模。
5.3.4WebCache服务
在国际出口节点设置WebCache服务器，以提高用户访问国际站点的速度，"拉?
quot;国际站点和用户的距离，从而制造CAInet的业务特性优势。
六、中国高速互联网工程建设的必要性及可行性
6.1必要性
（1）建设中国高速互联网是业务进展的迫切需求
（2）建设中国高速互联网是技术进展使然
（3）中国高速互联网不同于传统电信网
（4）宽带IP网对中国经济、科技和教育产生重大阻碍
6.2可行性
（1）用户和市场是中国高速互联网的前提
（2）我国通信进展制造建网条件
（3）网络的新技术低成本是基础
（4）采取新型运营模式
（5）资金保证是网络建设的保障
（6）具备工程建设条件
七、中国高速互联网概貌及要紧建设内容
7.1中国高速互联网概貌
中国高速互联网（CAInet）是基于IP技术的高速宽带网，采纳先进的密集波分复用技术与千兆路由交换技术，是我国第一个利用这两种先进技术相结合组建的大型高速宽带网络，在网络设计及设备选择中贯彻IP优化思路。
中国高速互联网（CAInet）是覆盖范围为15都市（本期）的骨干通信网，要紧提供高速、大信息量的信息疏通与转接。
网络对外具有开放的、灵活的多种类型接口，便于各类高速接入网及宽带专线用户的连接。
中国高速互联网（CAInet）与传统电信网络不同，它以基于分组交换的数据通信为基础，提供可实现的各种电信业务，如语音、图象、传真、数据等。
并从网络设计、业务治理系统和网管系统的设计与建设等方面提高到电信运营的水平，尽力保证电信网络的技术指标。
中国高速互联网（CAInet）不仅满足向社会提供电信服务，而且做为科学研究的试验平台，提供我国新一代网络设备、技术与应用的试验环境，以推动我国自主信息产业的健康进展。
中国高速互联网（CAInet）由相关部门联合出资组建的中国国际通讯有限公司，按市场机制进行网络建设与试验运行。
7.2要紧建设内容
具体建设内容如下：
2密集波分复用系统建设
2IP骨干通信网络系统建设
2网络治理系统、业务治理及计费中心及客户服务中心建设
2IP服务应用的建设
八、中国高速互联网工程建设方案
8.1建设方案总体框架
高速互联网总体框架如下"两层与四面"：
两层光通信层
IP层
四面网络体系面
治理体系面
业务体系面
研究应用面
（1）关于光通信层
IPoverDWDM技术，DWDM作为传输层应起支撑作用，从目前的技术条件上，关于DWDM系统，应采纳开放式系统，通过波长转换器将IP数据流接入光传输通道。
目前，IPoverDWDM技术中是通过波长转换器来实现DWDM传送层对IP业务层的同意能力，即OTU所能承载的信号的格式，目前，可支持的帧格式有SDH/SONET帧及千兆以太网帧等格式，但目前尚未有统一的标准。
（2）关于IP层
IPoverDWDM应该讲是IP"优化"网络的较好解决方案。
IP技术和DWDM技术结合，IP数据流直接进入大粒度的光通道，将充分综合DWDM技术大容量和IP技术统计复用的优势，真正达到IP"优化"目的。
IPoverDWDM的组网结合了"波长路由"和IP路由的技术。
波长路由提供了大粒度的复用，而IP路由提供了细粒度的复用，两者的结合为IP应用提供了优化的环境。
DWDM系统本身的特点是业务透明性，它能够承载各种格式的客户层信号。
IPoverDWDM的帧结构选择应该考虑到这么几个因素：
－帧格式对IP包的打包速度和封装效率；
－帧格式对WDM系统治理功能的贡献；
－目前DWDM系统能够提供的OUT接口类型
目前IPoverDWDM的帧结构方案选择差不多有SDH格式和千兆以太网帧格式两大类。
使用SDH帧格式的好处有：
－目前大部分DWDM系统的OTU提供SDH接口；
－SDH格式的帧头中可载有大量的信令和治理信息。
其中的信令能够完成爱护切换之类的工作，而其中的治理信息能够辅助DWDM系统完成网管功能。
假如失去类似的开销，运营者就会难于评估信号质量和系统传输性能，因为在光域上加入开销和光信号的处理技术还有待进展。
然而这些帧头信息的使用必须以IP设备和DWDM设备通过互通测试为前提。
SDH帧格式的局限为：
－由于IP包的大小和SDH帧的大小不一定匹配，因此在路由交换机接口上SDH帧的SAR处理将阻碍着设备的吞吐量和性能。
－使用SDH帧格式需要OTU提供SDH方式的接口，具备SDH方式的转发和再生功能，增加了成本。
使用千兆以太网帧格式的好处有：
－OTU只需提供透明接口；
－目前成本较低；
－在路由交换机接口中无需SAR操作；
－由于以太网帧是个异步的协议，对抖动和定时不敏感。
使用千兆以太网帧格式的局限为：
－目前千兆以太网采纳10B/8B编码，封装效率稍低；
－以太网帧格式中不含治理信息，造成对DWDM系统的性能监测困难。
通过上述比较，两类帧格式各有优缺点。
具体的选择应在工程实施时依照IP网络设备和DWDM设备的具体情况确定，然而依照目前OTU的技术状况，选择SDH帧格式较千兆以太网帧格式的可能性大。
目前帧格式的问题亦在不断的研究进展中，例如为解决SDH帧格式的SAR问题对帧结构的改动；为解决以太网帧格式的效率问题对10xG以太网接口的研究等等。
目前由于DWDM系统成熟的只是点对点的系统，因此，对系统的自愈爱护从光层上只能采纳1＋1的光纤爱护。
在IP层上，当使用动态路由协议时，IP网络本质上具备自愈功能。
这两种爱护具有不同的效果。
光层的爱护时刻在ms级。
而在IP层，由于其自愈功能是通过重新选择路由实现的，爱护时刻的长短取决于路由协议发觉链路状态改变所需的时刻和路由计算重新收敛的时刻，前者一般较长（秒级）。
关于大部分一般的IP应用，IP层的爱护是足够的，因为关于应用来讲瓶颈一般在于服务器而不是网络。
然而关于基于IP的实时应用来讲，秒级的时刻会阻碍业务质量。
（3）关于网络体系面
网络体系涉及光通信网及IP网的组织与协调，是支持网络业务的传送手段和基础设施。
应充分考虑其连通性、安全性、可靠性、扩展性、经济性。
（4）关于治理体系面
治理体系是"电信级"网络的重要支撑手段。
原先的Internet以无治理性著称，而电信级的目标是网络的可治理性、业务的可配置性、网络和业务的可测量性等特征，因此在网络中认真规划建设治理体系是必须和必要的。
（5）关于业务体系面
业务体系含业务与业务治理、计费等方面，前者包括网络对外可实现的各类服务，如前文所述的业务类型。
鉴于业务组织依靠于用户选择与相应设备的配套配置，本工程初期支持的业务类型仅为：
带宽批发、VoIP、VPN、WebHosting及一些Internet应用，其他业务的依照市场情况今后逐渐开放。
业务治理要紧包括域名、业务生成、业务治理、业务维护、计费帐务等。
（6）关于研究应用面
支撑网络技术应用研究和试验工作是本网络的重点内容之一，研究的要紧内容包括下一代因特网的最新网络技术和应用技术。
8.2网络体系层面建设方案
8.2.1网络体系层面总体建设方案
中国高速互联网在网络体系层总体建设方案为建设完整的高速宽带IP网络。
IP网络直接构架在基于DWDM技术的光通信层之上，采纳IPoverDWDM技术。
8.2.2光通信层建设方案
A．光层网资源利用方案
对IPoverDWDM的光通道资源利用上可有两种方案：
首先，利用光纤资源，全程租用同一家电信公司的一对光纤，或分段租用不同电信公司的光纤，开通一个8波长的DWDM系统，以提供初期业务的运营传输通道和今后的业务进展传输通道；另一方案是依照初期工程的业务量所需的光通道，分段租用3个可承载2.5G速率以上的波长通道，今后依照新技术的进展和不同段落的业务量情况再租用波长，扩容设备，以满足要求。
上述两种传输资源利用各有利弊。
从长远的角度讲，租用光纤更利于企业的运营。
因此，本可行性报告推举租用光纤的方案。
B.DWDM系统应用代码的选用
依照可能的线路情况，本工程的DWDM系统建议采纳8×22dB的应用代码。
C．路由方案选择
本工程在全国15个都市通过DWDM光传输系统作为媒介建?
quot;高速互联网"，所建立节点的都市有北京、天津、济南、徐州、南京、上海、杭州、福州、厦门、广州（深圳）、长沙、武汉、郑州、石家庄，因此通过广电部、中国电信或铁道部已有的京津沪、沪闽穗、京汉广3条干线建立DWDM光传输网，在这15个都市之间通过建立DWDM点到点的线性系统连成光环型网，作为第一方案，其光缆路由全长约为7000公里左右。
另一路由方案为：
在武汉及南京间通过广电系统或中国电信的光缆建设一条横向的DWDM系统，作为要紧环网的迂回爱护线路，对业务层上IP业务爱护上亦增加了灵活、方便的条件，但在工程投资上将增加800多公里的光纤租用费及DWDM传输设备及相关路由器设备的投资。
其中传输设备安装工程的投资将增加3000万元。
因此，本报告从经济的角度上讲，推举由京津沪、沪闽穗、京汉广路由上使用二纤组成主网环的第一方案，在工程二期、三期时，可视业务情况逐步完善网络结构。
D.光通信网路爱护的考虑
本工程在光传输层上将不采纳线路自动爱护方案，传送的业务爱护可在IP层上实施。
在设备配置上，本期工程在每个站均配置了光放大器备盘，以实现光线路系统的人工修复，尽量减少传输设备故障而造成的业务损失。
E.节点结构及站址设置
全线全长接近7000km，设置光复用器20个（包括深圳）。
依照光放段衰耗为22dB的要求，全程共设置105个光放站。
F.光传输层DWDM系统波长使用安排
依照高速互联网今后的进展规划，本期工程在一对光纤上开通8波
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