NSFCNET

項目簡介

項目的研究目標是，建設我國第一個基於密集波分多路復用DWDM光傳輸技術的高速計算機互連學術性試驗網路，研究下一代網際網路路關鍵技術和基礎理論，開發若干重大應用系統，為我國開展下一代網際網路路技術研究提供實驗環境。

在項目承擔單位的共同努力下，本項目按計劃完成了全部研究內容，達到了預期目標。項目還實現了與國際下一代網際網路路的連接，各項性能指標均已達到目前世界上最先進的下一代高速網際網路路實驗環境，取得了一批重大研究成果。項目從1999年11月正式啟動，2000年9月試驗網路開通。目前，網路進入試運行。

"中國高速互聯研究試驗網路NSFCNET"的總體結構分為相互關聯的三個層次，如圖所示。

在NSFCNET的總體結構中，最底層為用傳輸線路和交換設備搭建的網路基礎設施（INFRASTRUCTURE）。其中包括：基於DWDM的光纖基礎傳輸網路和架構在其上的高速計算機網際網路路；中間層為服務（SERVICE）層，利用高速網路的基礎環境為網路應用提供組播（MULTICAST）、服務質量控制（QOS）、IPV6網路編址以及網路管理等網路服務；最上層為應用（APPLICATION）層，高速網路的典型應用包括基於數字化視頻技術（包括視頻會議和視頻流）的遠程教育、高性能的科學計算、多媒體海量數據查詢等。根據NSFCNET的總體設計，NSFCNET研究劃分為三個重大項目，即：密集波分多路復用光纖傳輸系統、高速計算機互連網路（包括網路服務）、高速網路環境下典型示範系統及其關鍵技術。這三個重大項目既相對獨立，又有著相互之間的有機聯繫。密集波分多路復用光纖傳輸系統是整個高速網際網路路的基礎通信傳輸平台，為高速網際網路路提供高帶寬保證；高速計算機互連網路是架構在通信傳輸平台之上的網路服務平台，實現帶寬管理、路由選擇、網路傳輸服務質量控制等功能。密集波分多路復用光纖傳輸系統和高速計算機互連網路之間建立起有效的信息通道，共同完成IP /DWDM高速互連網路的網路自愈保護、鏈路管理、網路管理等任務，為高速網際網路路的重大應用系統提供快速、穩定、安全的網路支撐環境，從而實現非高速網路環境下所難以實現的重大網路應用。第三個重大項目包括若干個目前具有較好基礎的重大網路應用：實時交互遠程多媒體教學和學術研討系統；用於遠程教育的高速網際網路路互動式VOD點播試驗系統；高速網際網路數字地球試驗系統；高速網際網路科學資料庫應用系統。

NSFCNET在總體設計、DWDM關鍵技術、高速計算機網際網路組網技術、高速網際網路路服務關鍵技術、網路基礎理論研究以及若干重大網際網路路應用研究方面達到了國際先進水平，實現了我國與國際下一代網際網路的首次連接。項目主要承擔者與美國下一代網際網路路組織正式簽署了網際網路協議，組織召開了四次下一代網際網路路研究方面的國際學術會議，積極參加國際下一代網際網路路學術活動，並多次應邀在國際下一代網際網路路學術會議上做特邀報告，使我國在國際下一代網際網路路的研究中有了一席之地。 NSFCNET的建設成功，為我國積極參與國際下一代網際網路路研究計劃提供了必要手段，為未來國家信息基礎設施建設起到了示範作用，推動了我國高速網際網路路關鍵技術和基礎理論的研究，為我國開展基於高速網際網路路及其應用的各類基礎研究提供了與世界接軌的試驗環境，發揮了我國計算機和光通信學科的交叉優勢。對我國實施"科教興國"戰略、實現中華民族的偉大復興具有重要意義。

NSFCNET在與國際下一代網路連接過程中，得到了信息產業部、中國電信、中國網通的大力支持和幫助。

創新成果

(1) 建成了我國第一個基於密集波分多路復用DWDM光傳輸技術的下一代高速互聯研究試驗網路NSFCNET，提出了包含網路基礎設施、網路服務和網路應用三個層次的高速網際網路路總體設計框架，為我國下一代網際網路路理論和應用的研究建立了具有世界領先水平的網路實驗環境，為我國參與國際下一代網際網路路研究、開展學術合作和交流打下良好基礎。

(2) 研製成功了1.6×10Gb/s鈮酸鋰調製器多波長光發射端機，波長復用能力達到16波、100GHz間隔。

(3) 建成傳輸容量為200Gbps、傳輸距離為400公里的DWDM光傳輸系統，傳輸性能達到功率代價小於2dB@BER=10-10。

(4) 開發一種基於二纖雙向環網的波長通道保護（BWLSR/2）的光子層自愈保護技術，系統的自愈恢復時間在50毫秒以內。

(5) 研製了10Gbps和2.5Gbps的"光-電-光"（O-E-O）光波長轉換設備；利用半導體光放大器非線性效應實現了10Gbps的全光波長轉換。

(6) 在我國首次建成了傳輸速率為2.5Gbps－10Gbps的高速計算機互聯研究試驗網路，實現了高速路由器OC-192（10Gbps）POS板與DWDM系統的連接，開通了傳輸速率達10Gbps的高速路由器IP鏈路。

(7) 首次實現了我國學術網路與國際下一代網際網路路的連接。自主研製成功中國第一個下一互聯連網路交換中心DRAGON TAP，通過DRAGON TAP，分別以1Gbps速率連接我國的學術網路CERNET和CSTNET，同時連接到國際下一互聯連網路交換中心STAR TAP和亞太地區高速網APAN交換中心Tokyo-XP，完成了與國際下一代互聯主幹網Abilene和VBNS的互連，為我國下一代網際網路研究與世界接軌建立了基礎條件。

(8) 在國內首次完成了一批高水平的高速計算機網際網路路服務實驗。主要包括：IPv6試驗網路，並與國際IPv6試驗網連接；支持Native Multicast網路服務試驗；開放式高速網路運行管理服務系統實驗；多協議標記交換系統MPLS流量控制工程試驗。

(9) 為高速網際網路路基礎理論研究提供了實驗環境。提出了基於多視圖的高互聯連網路安全體系結構，面向性能的高速互連網路網路行為理論框架以及基於IP數據流分類的QoS控制方法，在網路安全、網路行為和服務質量控制等方面都獲得了一批理論研究成果。

(10) 研製完成了實時交互遠程多媒體教學和學術研討系統。設計並實現了一套基於IETF的Mmusic會議框架的通用高速網路大規模多媒體實時交互系統結構框架，在國內首次實現同時支持50～100路多媒體流的大規模多媒體實時協同應用，並與美國阿貢國家實驗室的AccessGrid系統通過Internet2實現了互通。

(11) 研製完成了用於遠程教育的高速網際網路路互動式VOD點播試驗系統，支持傳送 MPEG1、MPEG2等高質量全動態的視圖像象及話音和課件數據，通過多種信息終端實現流式媒體播放。

(12) 研製完成了高速網際網路數字地球試驗系統。採用分散式對象技術、虛擬現實VR和可視化技術，以GIS為平台，建立了大型三維空間資料庫倉庫，開展三維空間數據瀏覽和各種空間數據交互查詢與空間分析。

(13) 研製完成了高速網際網路科學資料庫應用系統。建立了一個集高速網際網路路、科學資料庫和高性能計算機為一體的應用支撐平台，建立分散式資源環境虛擬科研環境原型系統，開展國際核酸序列資料庫在高速網路環境下的綜合應用和基於天文資料庫的太陽活動預報研究。