CERNET高速传输网扩容工程(以下简称传输网扩容工程)专题是国家“十五”211工程公共服务体系“CERNET高速地区网和重点学科信息服务体系建设项目”的五大组成部分之一,也是此项目中投资强度最大的专题。这一专题的胜利完成,极大地提高了CERNET传输网的能力,使得CERNET成为国际上少有的拥有自己光纤传输网的国家级学术网络。特别是具有世界一流水平的800G/1.6T超高速、超长距密集波分复用(DWDM)系统的投入使用,标志着CERNET的光传输系统的技术水平已经达到或接近主要发达国家水平。
创新思路,实现跨越式发展
在CERNET的成长和发展过程中,长期存在着租用传输线路费用昂贵(不可接受的通信分担费)和高速线路甚至无法租用到的困难,这成为CERNET发展的瓶颈,传输网扩容工程突破了这个瓶颈,为CERNET的可持续发展铺平了道路。2003年10月,“十五”211工程中传输网扩容工程的预定目标基本确定,主要是希望将“九五”期间建设的以2.5 G为基础的SDH/DWDM混合传输网络升级成覆盖全国主要省会城市的40G/2.5G DWDM系统,即可扩展性是以2.5G增加的,争取满足2005年全国CERNET的主要网络应用。具体目标为:新建2.5GDWDM系统,其中,东北段为2000公里,成都—西安段为1100公里;SDH系统升级为2.5GDWDM系统:东南沿海段为2100公里,徐州-合肥段为460公里;在已建DWDM系统上添加2.5G波长:北京-武汉-广州段扩充2个波,北京-南京段扩充2个波,成都-重庆-武汉段扩充1个波,南京-上海-杭州段扩充2个波。
然而,在实施过程中,这一目标有了很大的调整,主要原因为:近几年国际互联网应用和CERNET应用的需求急剧上升,光电子技术在分布式喇曼放大器、超强前向纠错(FEC)、色散管理、光均衡以及高效的调制格式等关键技术方面取得了重大突破,因此CERNET高速传输网面临巨大的压力和机遇,如果简单开展扩容工程,可能造成工程还没有验收就已经落后的严峻情况。
从2003年7月高速传输网扩容工程开始,在不到三年的时间中,CERNET专家委员会、CERNET国家网络中心和多家国内外著名设备厂商一起以开放的心态和为国家负责的精神,反复讨论和比较了多种技术路线,充分了解光纤线路的质量、各种技术存在的风险以及设备价格的发展趋势,创新地提出将有限的资金主要用于以10G为基础的DWDM系统建设。通过方案的调整和艰苦的搬迁工程,完成了CERNET高速传输网的跨越式发展。
具体情况为:新建10GDWDM系统,其中,北京-广州段为2600公里,武汉-上海段为1900公里,新建1.6T/10G DWDM系统避免了低水平投资浪费;通过搬迁升级2.5GDWDM系统,其中,东南沿海段为2100公里,徐州-合肥段为460公里;2.5G设备搬迁工程,北京-广州段设备搬迁到东南沿海和石家庄-太原段,武汉-上海段设备搬迁到西安-成都段和西安-兰州段,南昌-杭州段和广州-桂林段搬迁到东北段;并对北京-天津-合肥段、武汉-成都段、西安-郑州段进行扩波。
通过传输网扩容工程的实施,极大地改善了CERNET主干网的服务质量:CERNET在北京-武汉-广州、武汉-上海的T字形主干传输网上,升级为800G/10G和1.6T/10G的DWDM系统,每个单元是10G的系统,单通道速率翻了四倍,为CERNET和CERNET2主干网同时提供10G以上带宽的核心主干链路;东北地区带宽只有N×155M的线路拥塞状况成为历史;CERNET东南、西南和西北地区主干网拥有了自己的冗余链路,网络的可靠性将大大提高,西部地区的师生开始享受到良好的网络资源。
相比“九五”及“十五”211程的预定目标,CERNET高速传输网的总量至少翻了20倍,比原来有了跨越式进展,全面超额完成了任务,并为CERNET在“十一五”期间的大发展奠定了基础。
进驻国际互联网第一集团军
CERNET部分核心主干链路(由北京-武汉-广州段和武汉-南京-上海段构成的“T”字形链路)采用了基于超长距离的800G、1.6T DWDM系统,这大大减少了传输路由中电再生点的数量,极大地降低了系统增加波长的成本和后期运营成本,目前在该部分的DWDM系统可以较好地适应未来几年的技术发展和带宽需求。
“十五”211工程完成后,CERNET高速传输网形成了三环——三链DWDM配置、“T”字形高容量配置的高速光纤网络。其中,三个环网为北环(北京—武汉—合肥—天津—北京环)、南环(武汉—广州—上海—武汉环)和西环(武汉—成都—西安—郑州—武汉)。三链为东北链、西安—兰州链和石太链(石家庄—太原链)。
CERNET高速传输网N×2.5G传输能力的覆盖范围从当时的北京、武汉、南京、上海、西安、成都、广州等7个城市,扩大到沈阳、天津、济南、合肥、杭州、福州、厦门、长春、哈尔滨、郑州、长沙、大连、重庆、兰州、太原、深圳等23个重点高校集中城市,其中北京、武汉、南京、上海、广州等5个城市的DWDM系统总容量从80G升级到800G,传输能力达到N×10G。
目前,国际先进的教育网采用的主流传输技术是DWDM,美国、欧洲、加拿大等教育网单链路传输能力为10G,由此可见,CERNET无论在传输能力和技术水平上都已经达到美国、欧洲、加拿大等发达国家教育网的水平。可以说,中国的学术互联网已经站到了世界互联网第一集团军的行列中。
从国际上的教育科研网来看,除澳大利亚、加拿大等有限的几个国家之外,一般的国家教育科研网都没有自己的高速传输网,而是通过租用电信运营商的线路组网。而拥有独立自主的高速传输网奠定了我们在国际上举足轻重的地位,这已成为我国教育与学术界的后发优势:第一,在升级和扩容上,我们可以根据需要进行扩容和更新。比如网络高招,完全可以根据需要调用各方面的力量,充分保障教育科研工作的顺利进行。而国际上没有独立高速传输网的国家教育科研网,如美国等,则需要提交年度的计划,向政府申请,周期长,不利于应对迅速变化的互联网需求;第二,由于拥有专用的光纤,有利于在网络上进行科学实验。
2002年,CERNET承担了“下一代互联网中日IPv6合作项目(IPv6-CJ)”,2003年,国家启动了“中国下一代互联网CNGI示范工程”。CERNET之所以能够承担起这些重大的国家项目,除具有较强的技术实力、良好的管理和运维团队外,更重要的是CERNET拥有独立自主的高速传输网,该传输网正为推动我国下一代互联网的建设和发展发挥着极其重要的作用。