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CERNET2支持下一代互联网应用关键技术研究，开发和推广具有比现在互联网更大、更快、更安全可信、更及时、更方便、更可管理等下一代互联网典型应用，特别是目前互联网所不能提供的重大应用。
计算网格、数据网格：大规模科学计算
建设拥有高性能计算资源的计算网格、拥有海量数据的数据网格，实现网格之间大容量、高可靠性的数据传输,实现分布式高速安全交易和全网计费审计，体现下一代互联网端对端高性能传输的技术特征，为具有大规模、多站点分布式计算和数据挖掘技术特性的重大应用提供服务。
大规模点到点的视频通信
提供端到端高性能传输和无线/移动接入服务，实现大规模点到点的视频通信，充分体现下一代互联网的高带宽技术特征,具有重大应用前景。
无线/移动应用：智能交通
建成下一代互联网的高速无线/移动接入网络，利用多种信息终端设备（包括：手机，可视手机，PDA等）灵活方便地接入下一代互联网络，实现全网漫游，保证移动过程中网络应用的连续性和服务质量，并安全、可靠地远程控制各种信息家电。结合全球卫星定位系统GPS，实现城市智能交通管理，体现IPv6大的地址空间和可移动的特性。
大规模视频会议、高清晰度电视
建设纯组播环境，提供服务质量控制，实现基于组播、具有网络性能保障的大规模视频会议和高清晰度电视广播应用，这是只有高带宽、高性能的下一代互联网才能支持的典型应用，具有交互协同技术特性。
环境监测、地震监测
体现IPv6大地址空间特性，采用IPv6地址接入各类传感装置，实时采集大气、水文等各种环境监测数据以及地震监测数据，体现下一代互联网“更大、更方便”的技术特征。
远程仪器控制、虚拟实验室
建立具有实时远程控制功能的虚拟现实环境，实现远程仪器控制和虚拟实验室，以及远程控制信息传输的高可靠性、安全性和实时性，具有共享虚拟现实技术特性。开展以下方面的重大应用示范：
大型贵重仪器联网，实现对仪器的远程操作与控制;
建立有关CAVE的试验、示范环境，实现虚拟实验;
虚拟现实的研究试验与应用;
先进制造:综合利用远程仪器控制和交互协同等下一代互联网技术，实现协同设计、先进制造，为信息化带动工业化的重大应用示范;
交互式协同设计;
远程仪器控制。
远程教育、数字图书馆
基于交互协同视频会议技术进行远程授课和辅导；基于高清晰度视频广播技术进行授课内容回放；基于按内容流媒体检索和点播技术实现随时随地的按需学习；实现海量信息存储与检索等等。
远程医疗
基于交互协同视频会议技术进行实现远程医疗，包括安全、可靠地传输医学图象和视频，实现远程协同诊断；基于IPv6的各种人体传感器联网，实现人体健康监测。
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