FAST工程通讯与数据传输方案调研报告

1FAST工程通讯与数据传输方案调研报告500米口径球面射电望远镜（FAST）位于贵州省黔南州平塘县克度镇大窝凼，计划于2016年9月完工并开始早期科学观测。整体调试将于2016年5月开始。通讯与数据传输支撑需在整体调试前完成。基本需求、解决方案及调研情况如下：一、基本需求FAST工作频率覆盖70MHz-3GHz波段。由于无线通讯也在这个波段内，会对FAST造成干扰，将被禁止使用。FAST与外界通讯必须全部通过光纤网络。通讯主要包括电话、视频会议、工作网络、数据传输四个部分，其中数据传输所需带宽最大，是通讯与数据传输解决方案的重点。基本需求详见下表。分类数量/带宽位置备注1、电话直线6总控室、办公室、观测基地、学术交流中心、无委监测站总机外线5内线约150分机2、视频会议3总控室会议室1会议室2可连接国家天文台、贵州师范大学等进行多方视频会议。（目前国家天文台与大窝凼使用的是Polycom视频终端）23、工作网络普通工作网络100Mbps内网计算机约100台。2015年底开始测试。包括贵州无委监测站远程观测与数据处理100Mbps低延迟，小于20ms。2015年底开始测试。4、数据传输网络2Gbps由大窝凼传输至贵州师范大学早期科学数据中心。2016年5月开始测试。2016年9月早期科学阶段单波束需要1Gbps。19波束至少需要2Gbps，每天需要传输数据量约16TB。运行一段时间后，会增加贵州射电天文台FAST数据中心链路，预计总体需求是5Gbps。可考虑部署10GbE设备，可直接升级带宽。文件以1-50GB的大文件为主，也有kB到MB大小的文件。二、解决方案1、数据传输网络接入方案。FAST观测基地机房------贵州师范大学中心机房租用通信公司的MSTP专线实现网络连接，带宽为2Gbps。贵州师范大学中心机房的网络出口联入贵阳本地网，FAST观测基地的网络出口联入黔南州本地网，最终通过贵州骨干网进行数据交互。MSTP专线是为适应高速网络建设需求而推出的高端数字电路组网产品，适用于任何高速率、信息量大、实时性强的业务传送，能满足FAST在两个节点之间数据传输的需3求。整体光缆建设思路如下所示：贵州师范大学毕节FAST项目园区2Gbps2Gbps贵州联通骨干网黔南本地网黔南本地网黔南本地网贵阳本地网FAST数据传输网络的稳定性非常重要，考虑到FAST观测基地网络出口和贵师大网络出口相对比较脆弱，特别是FAST观测基地到克度这一段光缆进行架空建设，外在因素对网络稳定性影响很大，所以两端网络出口的可靠性需由线路备份来保证。FAST观测基地的网络出口、贵师大网络出口都采用物理双路由，即增加一路备份光缆连接。FAST观测基地机房架空建设一条光缆到克度，再通过克度------平塘机房------黔南州本地网；在此基础上，增加一条备份光缆连接到董架，再通过董架------罗甸机房------黔南州本地网；由此FAST观测基地的网络出口形成双路由接入主干网。4FAST观测基地架空建设两条光缆示意图（双路由）FAST观测基地机房接入拓扑图黔南联通本地传输网联通侧联通干线机房传输设备贵州联通骨干传输网GEFAST项目接入拓扑图联通干线机房传输设备2Gbps1路由2路由FAST项目机房传输设备GE贵州师范大学机房接入拓扑图贵阳联通本地传输网联通侧联通干线机房传输设备贵州联通骨干传输网GE贵州师范大学接入拓扑图联通干线机房传输设备2Gbps1路由2路由贵州师大机房传输设备GE5'2、工作网络、视频会议和电话接入方案上述接入方案需FAST观测基地提供综合机房一套，套内面积为30平米，机房位置为地面1楼至2楼。因光缆架空至FAST观测基地机房直线距离260米处入地，所以需准备线缆进出条件的弱电井空间，且需具备两条及以上路由进出机房条件。市电引入需求为三相不小于30KVA交流电源。机房内部装修应按照弱电机房建设要求进行装修。（注：光纤传输的是光信号，光缆架空建设不会产生电磁辐射）4、数据传输备份方案。FAST工程也可采用车辆运输磁盘或磁带的办法，作为网络传输数据的备份方案。但运输磁盘和磁带需要较多的人工对于互联网业务、视频会议业务及电话业务的接入，采用GPON接入，业务流向由FAST机房ONU上行至克度基站OLT设备，经克度基站PTN设备接入传输网络，通过传输网接入互联网网络及语音交换网络。FAST机房通过ONU作为业务接入设备，直接网线与电脑连接即可实现上网；直接网线与IAD设备连接，分离出语音业务，IAD通过电话线连接话机即可实现语音互打功能，新增IP—PBX设备实现号码资源分配、业务开通、呼叫控制等功能，满足语音业务内网互通和内外网互通功能；视频会议与ONU设备连接，即可实现分会场与主会场的会议互动。3、硬件需求。6操作，且运输过程硬件受颠簸，损坏的概率更高。同时数据传输的延迟为4-7天，也给数据处理带来不变，不便于及时发现问题。考虑到网络传输的成本一直在下降，网络传输是更优的选择。两种方式具体情况如下：A、运输磁盘频繁拆装磁盘容易造成损坏，实际应该是运送磁盘阵列。目前较大的单个磁盘阵列的容量为40TB。以每周2次班车计算，单次需运送4天的数据约64TB，需要2台整列。2次班车需要4台阵列。考虑到不间断工作，需要2台备份。共计需要6台。费用约6x10万元/台=60万元。2台阵列运输箱体积约0.5x0.5x0.8米x2，运输重量约30*2=60公斤。B、运输磁带磁带重量较轻，体积较小。LTO6磁带的容量为2.5TB，4天的数据约需26盘。运输箱体积约0.5x0.5x0.5米。需要在大窝凼和数据中心配备磁带机，磁带机费用约30万元/台x2=60万元。磁带费用约0.08万元/盘*26*2次班车=4.2万元。总体费用需求约64万元。磁带的重写寿命约100次，需每年定期更换。考虑到磁带是很好的备份介质，可考虑每次将磁带保留在数据中心，每年的磁带数量约2300盘，费用约190万元。三、调研情况为了保证FAST工程通讯与数据传输支撑能如期完成，7近期先后和电信、联通和移动三家通信公司进行的沟通。三家通信公司根据FAST工程提出的基本需求和解决方案，及时组织技术人员进行现场勘测、资源核查、方案编制、商务报价。运行费用、建设工期、网络稳定性、后期扩容、售后服务等五个问题是调研工作的重点，具体情况如下：1、运行费用。电信公司报价为一次性收取光缆建设费1188万元，每年收取网络总资费1056万元。联通报价为免除光缆建设费，每年收取网络总资费360万元，须签订5年以上合同。移动报价为二种收费方式，一是免除光缆建设费，每年收取网络总资费300万元，须签订3年以上合同；二是一次性收取光缆建设费200万元，每年收取网络总资费180万元。（注：上述报价是带宽为2Gbps的MSTP专线费用。电话、视频会议和工作网络等三项每年总费用约需18万元）2、建设工期。电信、联通和移动三家公司承诺建设工期分别是60天、45天、70天。（注：时间从正式签订合同之日算起。电信在金科有基站，铺设光缆相对容易。联通和移动在克度镇有基站，通往大窝凼光缆工程可能涉及到与地方村民的赔偿问题，可能影响工期）。3、网络稳定。三家公司均可采用两端物理双路由的办法接入贵州骨干网，且都是MSTP专线，网络通信技术成熟，通信设施设备可靠，能高质量保障FAST数据的传输、存储。84、后期扩容。FAST运行一段时间后，会增加贵州射电天文台FAST数据中心链路，预计数据量会大幅提升。三家公司均考虑到了后期扩容的问题，且具备相应的技术能力和通信资源（贵安新区均设有大数据中心机房）。5、售后服务：三家公司均承诺做到365天24小时技术服务，并针对FAST工程定做个性化的售后服务方案，高标准高质量做好线路维护、故障排除和技术咨询。2Gbps数据传输对比表运营商电信联通移动工期60天45天70天费用方式1（一次性建设费+年费）1188万元+1056万元/年无报价200万元+180万元/年费用方式2（无建设费+年费）无报价360万元/年（需签订5年合同）300万元/年（需签订3年合同）硬件需求FAST提供30平米机房三相不小于30KVA电力售后均承诺做到365天24小时技术服务扩容均考虑到了后期扩容的问题四、评价与建议电信公司地方网络建设比较健全稳定，抢修力量比较强9（担负贵州省内国防光缆抢修任务和预备役通讯值班），报价也最高。移动公司报价最低。联通公司对FAST需求很重视，省分公司副总曾两次到FAST现场勘察。三家运营商的报价均为第一次报价，仍有通过谈判或招标降低费用的可能性。三家运营商技术方案相近，均采用华为公司的设备和技术，预期使用中不会有明显差异。在遇到抢修等紧急情况，可能会有响应时间的差异。虽然运输磁盘或磁带的费用相对较低，但会有几天传输的延迟和数据不同步的问题。建议使用光纤网络传输数据。2015-9-6