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無線通訊及網際網路:國家實驗網路是什麼?

「國家實驗網路(NBEN)」提供了實驗平臺,讓新進技術能有良好的實驗支援環境。同時肩負著把研究成果落實在學術網路甚至商業網路上的責任,還扮演起培育臺灣電信產業人才的重任。
 
 
 
緣起、背景及目標

我國資訊及半導體高科技產業經多年紮根,已累積深厚的基礎與動力。近年來全球通信網路技術快速發展,網際網路已經成為人們生活中的一部分,因此,我國也亟需搭上通信網路產業列車。目前的電信自由化將使通訊產業蓬勃發展,關鍵性零組件的掌握也積極推動中,希望能在國內逐漸形成有利通信產業發展的環境。

過去數年來我國通訊產業海外產值大幅成長,預期未來也將持續成長。因此國內通訊產業技術的研發能力應大幅提升,以因應產業成長的需求。國內通信產業的研發須儘速形成全面的共識,進行前瞻的策略規劃,以發揮產、官、學、研整合力量,加速趕上美、日、歐等國家。

行政院國家科學委員會依據第五次全國科學技術會議建議的「國家型科技計畫」方案,於民國八十五年底提出「電信國家型科技計畫」,並於民國八十六年「行政院科技顧問組會議」建議,應加速提出國內寬頻網路的發展藍圖與政策,並掌握關鍵技術。於是,國科會委員會議於民國八十七年通過「電信國家型科技計畫」,由前交通大學校長鄧啟福教授擔任總召集人。

「國家實驗網路」是「電信國家型科技計畫」內的一個重要環節。希望建構具網路品質保障的實驗網路,以作為網路電話、網路遠距教學、視訊會議等各種互動式多媒體寬頻應用;與作為下一代網際網路協定、即時通訊協定、網路資源管理技術等各種先進通訊協定,及各式接取技術如Wireless LAN等的測試平臺,以掌握未來網際網路的關鍵技術,並作為我國通訊研發成果的展示及互連測試環境,同時配合我國與其他先進國家的國際高速研究網路,支援國際合作研究及網路互連測試。

「國家實驗網路」的建置

為籌設國家實驗網路,電信國家型科技計畫辦公室指定相關委員成立「建設管理委員會」,負責網路骨幹及設備的規劃。此外,為能超然地對產學研界提供服務,決定由國家高速網路與計算中心負責執行「網路維運中心」。網路骨幹則由中華電信公司提供學研界免費使用三年的STM—1(155 Mb)數據專線,連接全國12個網路接點(GigaPOP),分設於10所國立大學,以及中華電信研究單位。

組織架構與功能

「建設管理委員會」主要負責制訂國家實驗網路的使用規範與長期發展方向、審定網路建置架構、制訂維運原則與審核研發單位的連網申請。委員會由產、學、研界具網路相關背景的精英組成,召集人由國家高速網路與計算中心主任擔任,並設置執行祕書一人,負責執行相關政策。

「建設管理委員會」下設置「規劃小組」及「維運中心」。前者負責中長程網路架構規劃、未來技術規範的制訂、設備規格的建議及應用需求的評估;後者成員由各GigaPOP電算中心主任及學、研界人士擔任。

「維運中心」負責網路骨幹的維護與運作、檢視維運統計及實驗環境準備等,下設維運分組、技術及應用支援兩組。維運分組由國家高速網路與計算中心、中華電信研究所與各GigaPOP代表組成,負責骨幹網路每日的正常運作,其中中華電信研究所負責實體電路的維護及ATM層的管理;國家高速網路與計算中心則負責網路IP層的規劃與管理,及骨幹網路設備等的維護,並負責建立實驗網路相關的網路管理系統與機制。

技術及應用支援分組為計畫任務導向,維運分組所需的先進網路相關技術可由技術支援分組做有效的開發研究;另一方面,技術支援分組研究所需的相關網路設備、設定等,皆可由維運分組來統籌規劃支援,兩者相輔相成,期能讓「國家實驗網路」獲得最大的研究效用。

研究群體計畫

為延續研究計畫成果,「維運中心」的技術與應用支援分組,將個別的研究計畫作一整合,共規劃了四個研究計畫群。各研究計畫群分述如下:

一、在NBEN以政策為基礎的不同傳輸服務等級(QoS)服務的提供與管理:執行單位為臺灣大學、中正大學。目標是在實驗網路上提供以政策為基礎的網路服務品質。此項服務包含服務管理、網路資源共享的效能評估、以及資源管理等相關議題的研討。

二、視訊會議自動化管理暨服務系統的建置計畫:執行單位為中山大學、臺灣大學、交通大學、中正大學、成功大學。為因應未來寬頻視訊會議時代的來臨,希望將NBEN上已建置完成的視訊會議系統做自動化的安排與管理,使視訊會議真正成為NBEN上的常態性服務。NBEN視訊會議研究成果與經驗,未來也將推廣至學術/研究網路(TANet/ TANet2)。目前視訊會議技術已經逐步推廣應用於網路學術課程、活動或會議。如TANet2000、TANet2001研討會利用NBEN進行實況轉播,讓在遠處的使用者透過網路,一樣能有親自參與的感覺;此外,國內許多大學或研究單位更進一步利用網路與國內外研究單位進行網路遠距教學,充分達到學習無國界的目標。

三、下一代IPv6網路的建置:執行單位為東華大學、中正大學、清華大學。由於近年來網際網路及通訊科技(如ADSL、cable modem)的蓬勃發展,網路使用人口迅速增加,網際網路上的可用位址很快便發生不足的現象。依據統計資料顯示,隨著網際網路的廣泛應用,目前32位元的IP位址(IPv4 address)已不敷使用,預計所有的IP位址,將於二○○四年使用飽和。因此,新一代網際網路協定(簡稱IPv6, 128位元)因而產生,以解決此一問題。

在發展 IPv6的同時,對於原網際網路協定(IPv4)不足之處,如隨插隨用、壅塞控制及網路安全措施的支援等問題,都將一併解決。因此,IPv6 可以說是下一世代網際網路發展重要的里程碑。而此計畫希望在實驗網路上建置出一套下一代網際網路技術(IPv6)的實際運作環境。建立我國下一代網際網路通訊協定的基礎網路,也為我國培育下一代通訊網路技術人才,以因應寬頻上網、3G無線通訊、網路家電新時代的到來所造成的大量IP位址需求。

四、國家實驗網路的整合性網路管理系統:執行單位為中央大學、成功大學。本計畫將在國家實驗網路上進行兩項有關網路管理與量測報告的研究與建置。其一為應用多重代理人以及移動式代理人的技術,建立以多重行動式代理人技術的國家實驗網路整合性網路管理系統,以提供分散且智慧型的網路管理服務。其二為架設一Web-based網路監控站,配合寬頻網路監測技術,建置一個網路流量資訊的蒐集、分析、報告系統,以利NOC網路管理人員能夠正確且迅速地判讀目前網路的各項狀況。

前瞻技術發展計畫

網際網路已徹底改變許多人的生活形態,隨著人們對網路的依賴程度越來越高,對於「隨時隨地可上網」的需求逐漸增加,因此,在可見的未來,無線上網將是一股不可抵擋的趨勢。而隨著掌上型裝置(如個人數位助理PDA)、行動式電腦的大量普及,無線區域網路更突顯出它的實用價值。因為有了它,就可以不必在牆壁上費心拉網路線,也不再需要找網路插槽來連接筆記型電腦。這對於經常需要在外處理公務的行動上班族造福甚多,因為以後在會議中心、機場、學校、飯店、連鎖便利商店、咖啡店甚至在火車上等都可以隨時行動上網,收送重要的電子信件、瀏覽網站或傳送電子文件等。

目前國內有蕃薯藤、中華電信、遠傳電信等業者已經投入公共場所無線上網服務。此外,近年來國內寬頻上網人口成長急遽升高,以及未來3G服務開放後,手機無線上網對IP位址的需求將大增,下一代網際網路技術(IPv6)的推動勢在必行。而隨著寬頻技術的進步,學術/研究界對於網路頻寬的渴望更是日增,下一代學術/研究網路骨幹技術的相關測試也越顯重要。

高科技產業面對的是不確定的未來,而電信產業技術的變化尤為快速。對於各項新進技術,「國家實驗網路」提供了各項技術的實驗平臺,讓「電信國家型計畫」的兩大主軸:「無線網路」及「寬頻網路」等新進技術能有良好的實驗環境支援。同時,實驗網路更肩負著積極將各項研究成果(例如:IPv6、QoS、Network Management、視訊會議等技術)推廣應用至「研究網路TANet2」及「學術網路TANet」,並讓研究成果能落實於學術網路甚至商業網路。此外,實驗網路還負有積極培育電信相關產業人才的重任,以使臺灣能掌握未來通訊產業及寬頻網際網路的關鍵技術。
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