8月19日—21日,第九屆未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展大會將在南京拉開帷幕。今年大會正好是我國通信信息領(lǐng)域首個國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——未來網(wǎng)絡(luò)試驗設(shè)施(CENI)落地江蘇十周年。這個聽起來有些“高冷”的大科學(xué)裝置,其實和我們每個人的生活都息息相關(guān)。從遠(yuǎn)程手術(shù)的精準(zhǔn)操控到工業(yè)機(jī)器人的跨省協(xié)作,從高清視頻的流暢播放到算力資源的高效調(diào)配,CENI就像一張無形的“超級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,正悄悄改變著我們的生活方式和國家的發(fā)展格局。
(2025年1月2日,南京市科技大會暨產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新工作推進(jìn)會上,南京市委書記周紅波和劉韻潔院士共同宣布CENI全面竣工)
CENI是什么?為何要建這個“國之重器”?
中國工程院院士、紫金山實驗室及江蘇省未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院首席科學(xué)家劉韻潔介紹,很多人聽到CENI這個名字可能會覺得陌生,但如果把它比作“網(wǎng)絡(luò)世界的高鐵系統(tǒng)”,大家就容易理解了。我們平時用的互聯(lián)網(wǎng)就像普通公路,車多了會堵,遇到惡劣天氣還可能晚點,而CENI就像專門為數(shù)據(jù)傳輸修建的“高鐵專線”,不管路上有多少“數(shù)據(jù)列車”,都能準(zhǔn)時、安全、高效地到達(dá)目的地。具體來說,在100%網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、途經(jīng)13個省市、跨越1.3萬公里、承載1萬條確定性業(yè)務(wù)的情況下,CENI能做到零丟包,時延抖動小于50微秒——要知道,人眨一下眼睛的時間大約是500微秒,也就是說,它的穩(wěn)定性比我們眨眼快10倍以上。
CENI的建設(shè)歷程堪稱一部科技創(chuàng)新的奮進(jìn)史。早在2005年,劉韻潔院士就組織中科院計算所、北京郵電大學(xué)、清華大學(xué)的技術(shù)專家,悄然開啟了未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)理論研究的征程,這如同在黑暗中點亮了探索的火種。2010年,劉韻潔、李國杰院士向國家提交了CENI建議和實施方案,這份方案承載著對未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的深刻洞察與宏偉構(gòu)想,也為CENI的誕生奠定了重要基礎(chǔ)。
隨后,CENI在國家的高度重視下穩(wěn)步推進(jìn)。2013年,國務(wù)院發(fā)布《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃(2012—2030年)》,CENI作為通信與信息領(lǐng)域的關(guān)鍵項目,被列為優(yōu)先安排建設(shè)的16項重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一,正式踏上了從藍(lán)圖走向現(xiàn)實的建設(shè)之路。2015年,CENI確定主管部門及共建單位;2016年,CENI項目建議書獲國家發(fā)改委批復(fù);2019年5月,CENI首批12個光傳輸節(jié)點在北京、南京、廣州、深圳等城市開通運行,初步構(gòu)建起網(wǎng)絡(luò)的雛形,搭建起了未來網(wǎng)絡(luò)大廈的框架。
經(jīng)過數(shù)年的努力,2022年8月成為CENI建設(shè)的重要里程碑。全國40個城市骨干網(wǎng)全部開通,標(biāo)志著CENI建設(shè)工作已經(jīng)初步完成。2024年8月的第八屆未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展大會上,劉韻潔正式宣布CENI建成,并已完成工藝部分驗收,這意味著CENI已從圖紙上的規(guī)劃,變成了實實在在、能夠投入使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,開始具備為科研、產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域提供服務(wù)的能力。
2025年1月2日,從南京全市科技大會暨產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新工作推進(jìn)會上傳來喜訊,CENI全面竣工。此時的CENI,鏈接算力規(guī)模超10萬P,能提供靈活彈性可復(fù)用的算法服務(wù),支撐大模型協(xié)同訓(xùn)練,還成功解決了國家東數(shù)西算戰(zhàn)略工程實施中算不了、算不起、算不好的難題,展現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用價值。
目前,CENI的建設(shè)成果得到了進(jìn)一步確認(rèn)。7月24日,項目通過主管部門組織的總體驗收,正在全力做好國家驗收各項準(zhǔn)備。劉韻潔介紹,經(jīng)過十余年的謀劃和努力,未來網(wǎng)絡(luò)試驗設(shè)施(CENI)即將為全面推動我國信息通信領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)培育發(fā)展起到重要支撐作用。從最初的理論探索,到如今全面竣工,CENI的建設(shè)歷程見證了我國在通信與信息領(lǐng)域的不懈努力與卓越成就,也為未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用開辟了廣闊前景。
(CENI演示中心)
CENI突破了哪些技術(shù)?解決了哪些核心難題?
談到CENI的技術(shù)突破,劉韻潔院士用“給網(wǎng)絡(luò)換了一套‘智能大腦’”來形容。他解釋說,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)就像一堆各自為政的“小作坊”,每個設(shè)備廠商有自己的系統(tǒng),管理起來像“拆盲盒”,要調(diào)整一個參數(shù)可能得協(xié)調(diào)好幾個廠家;而CENI采用了全新的服務(wù)定制網(wǎng)絡(luò)(SCN)架構(gòu)和自主研發(fā)的大網(wǎng)級網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(CNOS),就像把“小作坊”整合成了“智能工廠”,可以全局調(diào)度、靈活控制。
最核心的突破是實現(xiàn)了“確定性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”。劉韻潔院士舉了個例子:“以前網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù),就像寄平信,能不能到、什么時候到全看運氣;現(xiàn)在有了CENI,就像寄‘定時快遞’,你說幾點到,它就幾點到!本唧w來說,在相同帶寬和距離下,CENI的視頻畫面更清晰流暢,工業(yè)控制更精準(zhǔn)——比如對500公里外的AGV小車(自動導(dǎo)引運輸車),能實現(xiàn)厘米級的精準(zhǔn)控制,這在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中是絕對做不到的。
為了讓大家更直觀地理解,他提到了全球首個覆蓋全國九大城市的400G確定性光電融合網(wǎng)絡(luò)平面。這個網(wǎng)絡(luò)就像“算網(wǎng)融合的高速公路”,能實現(xiàn)“一跳入算、一鍵調(diào)算、一網(wǎng)通達(dá)”:你想使用某個城市的算力資源,一點鼠標(biāo)就能連上;想調(diào)動多個中心協(xié)同工作,一鍵操作就能完成;全國的算力就像在一張網(wǎng)上流動,沒有阻礙。這背后是光電融合技術(shù)的突破——把光通信和電通信的優(yōu)勢結(jié)合起來,既保持了光通信的高速率,又實現(xiàn)了電通信的靈活控制。
針對“東數(shù)西算”的三大難題,CENI給出了“一攬子解決方案”。劉韻潔院士詳細(xì)介紹:首先是解決“算不了”的問題,CENI把9個核心城市和100多個邊緣節(jié)點連成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò),就像把分散的“小電站”變成了“國家電網(wǎng)”,用戶無論在哪都能接入,算力資源可以自由調(diào)配。比如一個人工智能企業(yè)要訓(xùn)練大模型,不需要自己建超算中心,通過CENI就能調(diào)用全國的算力,就像“拼車”一樣高效利用資源。
其次是解決“算不起”的問題。和傳統(tǒng)方案相比,CENI的新技術(shù)在同等配置下能降低60%以上的成本,能耗也大幅下降。劉韻潔院士算了筆賬:“以前傳輸1TB數(shù)據(jù),可能要花100元,現(xiàn)在用CENI,30多元就能搞定,而且更穩(wěn)定。這對中小企業(yè)來說,就是把‘奢侈品’變成了‘必需品’。”為什么能省這么多?因為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)要預(yù)留大量“冗余資源”防止擁堵,就像空著一半座位的公交車,而CENI能根據(jù)需求動態(tài)調(diào)整資源,就像“實時拼車”,上座率能達(dá)到90%以上。
最后是解決“算不好”的問題。CENI時延抖動極小,帶寬還能拓展到1.6T,傳輸效率高達(dá)90%。“這意味著什么?”劉韻潔院士講述到,“意味著在南京做的遠(yuǎn)程手術(shù),操控貴陽的機(jī)器人,手感和在同一個手術(shù)室里幾乎一樣;意味著東部的科研數(shù)據(jù)傳到西部計算,結(jié)果和本地計算一樣精準(zhǔn)!彼貏e提到,在南京至貴陽5000多公里的測試中,CENI網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以將傳輸效率能提升到90%左右——就像把一條“鄉(xiāng)間小路”拓寬成了“雙向八車道高速”,不僅快,還不堵車。
除了這些核心技術(shù),CENI還有很多“黑科技”。比如白盒交換機(jī),就像“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的樂高積木”,可以根據(jù)需求拼裝不同功能,支持虛擬防火墻、DDoS防護(hù)等;可編程虛擬路由器則像“網(wǎng)絡(luò)試驗的沙盤”,研究人員可以在上面模擬各種場景,測試新技術(shù)的效果。這些技術(shù)突破讓CENI成為全球首個基于全新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的大規(guī)模試驗環(huán)境,就像在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域建了個“太空站”,能支持4096個并行試驗,同時和國內(nèi)外現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通,既領(lǐng)先又實用。
劉韻潔強(qiáng)調(diào):“這些技術(shù)不是為了‘炫技’,而是為了解決實際問題。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)有先天性缺陷,就像老式手機(jī)只能打電話,而CENI就像智能手機(jī),能滿足各種復(fù)雜需求。未來,隨著光纜路由的繼續(xù)擴(kuò)展(還要新建1萬多公里),它的能力會更強(qiáng),能支撐更多我們現(xiàn)在想象不到的應(yīng)用!
CENI對我們的生活和國家發(fā)展有啥意義?
CENI項目法人單位——江蘇省未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院CENI項目管理部總監(jiān)許志堅談起CENI的實際影響時,用“從實驗室走進(jìn)生活”來概括。他笑著說:“可能有人覺得CENI離自己很遠(yuǎn),其實它已經(jīng)在悄悄改變我們的生活了。”
在遠(yuǎn)程醫(yī)療領(lǐng)域,CENI的作用尤為明顯。許志堅舉了山東的一個案例:青島大學(xué)附屬醫(yī)院的牛副院長通過CENI的確定性網(wǎng)絡(luò),遠(yuǎn)程操控位于日照市莒縣人民醫(yī)院的手術(shù)機(jī)器人,相隔200公里,歷時1小時,精準(zhǔn)完成了腹腔鏡左腎根治性切除術(shù)!斑@在以前是不敢想的,”他解釋道,“傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)延遲大、不穩(wěn)定,醫(yī)生操控機(jī)器人就像‘隔靴搔癢’,稍微有點延遲就可能出危險。但CENI能把時延抖動控制在微秒級,醫(yī)生的手感和在現(xiàn)場幾乎一樣,這就是技術(shù)帶來的突破!爆F(xiàn)在,這種遠(yuǎn)程手術(shù)模式正在全國推廣,意味著偏遠(yuǎn)地區(qū)的患者不用奔波,就能享受到大醫(yī)院的專家服務(wù)。
工業(yè)領(lǐng)域更是CENI的“主戰(zhàn)場”。寶武集團(tuán)、華為與未來網(wǎng)絡(luò)合作,依托CENI的確定性能力,實現(xiàn)了500公里以上PLC(可編程邏輯控制器,工業(yè)自動化的“大腦”)遠(yuǎn)程拉遠(yuǎn)控制。傳統(tǒng)PLC只能在生產(chǎn)線百米范圍內(nèi)工作,工廠要建很多控制室,成本高、難管理。而通過CENI,專家可以在南京遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制上海、武漢的生產(chǎn)線。新華三集團(tuán)通過“CENI+5G”模式在南京遠(yuǎn)程控制500公里外杭州工廠的設(shè)備,誤差控制在厘米級,這為工業(yè)企業(yè)節(jié)省了大量人力和場地成本。
對普通人來說,最直觀的感受可能是網(wǎng)絡(luò)體驗的提升。許志堅補(bǔ)充道:“以前看8K超高清視頻,稍不注意就卡頓;現(xiàn)在有了CENI支撐的新型組播技術(shù),8K直播就像看本地電視一樣流暢。華為和央視合作的全球首個新型組播8K直播系統(tǒng),就是在CENI上測試成功的,未來‘百城千屏’項目推廣后,大家在街頭大屏看春晚,清晰度能趕上電影院!贝送,VR游戲、元宇宙等新興應(yīng)用也依賴CENI的低時延特性——想象一下,你戴著VR眼鏡和千里之外的朋友“面對面”打球,動作沒有絲毫延遲,這種體驗很快就能實現(xiàn)。
產(chǎn)業(yè)化方面,CENI已經(jīng)形成了“試驗-驗證-落地”的完整鏈條。目前已有110多家單位申報了130多項試驗需求,立項103項,覆蓋人工智能、低空經(jīng)濟(jì)、腦機(jī)互聯(lián)等新興領(lǐng)域!拔覀兊哪繕(biāo)是讓CENI從‘科研設(shè)施’變成‘產(chǎn)業(yè)引擎’,讓各行各業(yè)都能用上CENI的技術(shù),降低創(chuàng)新門檻!痹S志堅說。
CENI的十年,是從“0到1”的突破;未來十年,將是從“1到N”的爆發(fā)。第九屆未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展大會上,更多應(yīng)用案例有望出現(xiàn),讓大家看到這個“國之重器”如何讓生活更美好;蛟S不久的將來,當(dāng)你在網(wǎng)上看病、遠(yuǎn)程辦公、VR旅游時,背后支撐你的,就是CENI這張“超級大網(wǎng)”。