Jedna z najnowocześniejszych światowych sieci komputerowych obejmuje również województwo kujawsko-pomorskie. Sieć powstała rezultatem realizacji programu rozwoju infrastruktury informatycznej dla polskiego środowiska akademicko-naukowego 2001-2005 pod nazwą Polski Internet Optyczny PIONIER. Problematyka nowoczesnych sieci komputerowych - miejskich i regionalnych - i ich aplikacji, była kilkakrotnie sygnalizowana w Promocjach Kujawsko-Pomorskich przez autora, m.in.: Miejska sieć komputerowa TORMAN, nr 4/1996; Strategiczna sieć województwa kujawsko-pomorskiego, nr 1-2/2003. Obecnie zaprezentowano wybrane szczegóły związane z realizacją budowy szerokopasmowej sieci komputerowej PIONIER, jej zastosowań i bezpośredniego związku z naszym województwem.

Cel programu

Podstawowe 3 cele programu PIONIER zdefiniowane na wstępie przez Komitet Badań Naukowych (KBN) i kontynuowane pod kierunkiem obecnego Ministerstwa Nauki i Informatyzacji (MNiI) brzmią następująco:

• rozbudowa infrastruktury informatycznej nauki w Polsce do poziomu umożliwiającego prowadzenie badań w zakresie wyzwań współczesnej nauki, technologii, usług i aplikacji,
• wytworzenie i przetestowanie pilotowych usług i aplikacji dla społeczeństwa informacyjnego, stanowiących podstawę wdrożeń w nauce, administracji i gospodarce,
• włączenie Polski do konkurencji w zakresie tworzenia oprogramowania nowych zastosowań dla społeczenstwa informacyjnego.

Wymienione wyżej cele mają ogromne znaczenie nie tylko dla środowiska akademicko-naukowego, ale dla całego kraju, w tym dla województwa kujawsko-pomorskiego. Z ponad 100 dyscyplin naukowych dofinansowywanych przez były KBN, do pilotowej realizacji przyjęto jako priorytetowe następujące aplikacje: komunikacyjne, nauk obliczeniowych, wspomagania nauczania dostępem do Internetu, zdalnego nauczania, informacji przestrzennej, zarządzania zasobami środowiska, telemedyczne i pracy grupowej. Wybór celów i aplikacji wiązał się z najbardziej zaawansowanymi programami światowymi: Internet2 i Next Generation Internet w USA, IST w Europie. W programie założono wybudowanie własnej infrastruktury światłowodowej o łącznej długości ponad 5.200 km, łączącej 21 największych środowisk naukowych i gospodarczych w Polsce z miejskimi sieciami komputerowymi MAN. Zaplanowano również podłączenie do sieci PIONIER 5 największych polskich ośrodków superkomputerowych KDM.

Infrastruktura sieciowa

Koordynację prac w zakresie budowy infrasktruktury sieciowej KBN powierzył formalnie w dniu 21 czerwca 2001 roku Instytutowi Chemii Organicznej PAN/Poznańskiemu Centrum Superkomputerowo-Sieciowemu (IChB PAN PCSS). Kolejnym krokiem organizacyjno-formalnym było podpisanie przez wszystkie środowiska akademicko-naukowe w Polsce porozumienia w sprawie eksploatacji i użytkowania sieci PIONIER. Zostało ono podpisane w dniu 31 lipca 2001 roku. Porozumienie to stanowiło fundament dla inwestycji PIONIER. W ramach działalności inwestycyjnej wybudowano już ok. 2.500 km traktów światłowodowych wraz z urządzeniami węzłowymi, łączące 16 ośrodków akademicko-naukowych. Toruń i Bydgoszcz znalazły się w pierwszym etapie inwestycji. Schemat zrealizowanej inwestycji PIONIER przedstawiono na załączonym rysunku. Wartość dotychczas zrealizowanej inwestycji dla 16 ośrodków i projektów technicznych dla dalszych ośrodków wyniosła 137 mln zł. Szkielet szerokopasmowej ogólnopolskiej sieci wraz z węzłami regionalnymi pracuje w nowoczesnej technologii DWDM (DWDM-technika zwielokrotniania pasma optycznego) o przepustowości 10 Gb/s (docelowo powyżej 40 Gb/s). Koordynatorem i wykonawcą prac związanych z przyłączeniem Torunia do węzła sieci PIONIER jest Uczelniane Centrum Informatyczne UMK (UCI UMK). Natomiast w Bydgoszczy tą funkcję spełnia Uczelniany Ośrodek Rozległych Sieci Komputerowych ATR (UORSK ATR). W II połowie 2003 r. przeprowadzono z pełnym sukcesem kompleksowe testy nowych węzłów sieciowych i transmisji danych w poszczególnych segmentach zbudowanego szkieletu sieci PIONIER. Przetestowano też współdziałanie sieci PIONIER z siecią zachodnioeuropejską GEANT z przepustowością 10 Gb/s. Z dniem 1 stycznia 2004 r. większość ośrodków akademicko-naukowych zrezygnowała z dotychczasowych usług innych operatorów (głównie Teleinformatyki Kolejowej) i przeniosła się na nowowybudowaną infrastrukturę światłowodową.
Bardzo istotną i trudną sprawą, budzącą ożywioną dyskusję w środowisku akadmicko-naukowym, był problem przeniesienia własności infrastruktury technicznej PIONIER. Na podstawie decyzji KBN i uwarunkowań związanych z prowadzoną inwestycją, ogólnopolskim operatorem sieci PIONIER został wyznaczony IChB PAN PCSS Poznań, mający jednocześnie na swoim stanie majątkowym infrastrukturę szkieletu krajowego i węzły dostępowe w poszczególnych środowiskach MAN/KDM. W związku uruchomieniem nowej sieci, koniecznym było uregulowanie szeregu spraw związanych z jej funkcjonowaniem m.in. prawa własności i rozwiązań organizacyjno-prawnych. Sprawa była złożona, z uwagi na nowatorstwo przyjętego rozwiązania i braku wzorców. W efekcie 2-letnich intensywnych prac poszczególnych środowisk akademicko-naukowych oraz KBN, wszystkie polskie środowiska akademicko-naukowe reprezentowane przez tzw. Jednostki Wiodące podpisały 25 listopada 2003 r. w Kazimierzu Dolnym n/Wisłą umowę Konsorcium. Porozumienie to reguluje szereg spraw związanych realizacją celów programu PIONIER oraz z eksploatacją, utrzymaniem i zarządzaniem zbudowaną siecią PIONIER. M.in. przyjęto jako zasadę, że właścicielem krajowego szkieletu infrastruktury światłowodowej wraz z regeneratorami i systemu zarządzania siecią jest IChB PAN PCSS Poznań. Natomiast węzły dostępowe i część włókien światłowodowych pomiędzy sąsiadującymi regionami, będą przekazywane sukcesywnie Jednostkom Wiodącym (uczelnia pełniąca funkcje koordynująca w regionie) do wyłącznego użytkowania. Mogą być one wykorzystywane do budowy łączności dedykowanej albo łączności regionalnej. Powołany został również organ o uprawnieniach inicjatywnych, opiniodawczych i nadzorczych - Rada Ogólnopolskiej Sieci Optycznej PIONIER, do której każda środowiskowa Jednostka Wiodąca delegowała swojego przedstawiciela. Z naszego regionu w skład Rady wchodzi 2 przedstawicieli, po jednym z UMK i ATR.

Aplikacje sieci PIONIER i przykłady wdrożeń w woj. kujawsko-pomorskim

Nowoczesna i szerokopasmowa sieć PIONIER (krajowe i zagraniczne lącza o przepustowosci 10 Gb/s) ma olbrzymie możliwości w zakresie obsługi nauki i potrzeb społeczeństwa informacyjnego. Pozwala ona na wydzielenie m.in. następujących optycznych sieci wirtualnych:

• sieci szerokopasmowego internetu optycznego,
• dedykowanych sieci optycznych dla projektów badawczych,
• sieci optycznej łączącej centra superkomputerowe,
• sieci łączącej jednostki administracji publicznej,
• innych specjalizowanych sieci.

Podjęto już szereg ogólnopolskich i regionalnych prac badawczych wykorzystujących możliwości sieci PIONIER i dedykowane kanały sieciowe. Wymienić należy m.in. projekty: ATLAS, ATRIUM, CLUSTERIX, CROSSGRID, EGEE, klaster SGI, PROGRESS, VLBI, 6NET. Prowadzone są testy i wdrożenia w zakresie wielodziedzinowych laboratoriów wirtualnych, portali edukacyjnych, rozproszonych archiwów i banków danych, bibliotek wirtualnych, czy usług strumieniowych wg protokołu Ipv6. Dokonuje się przełom w zakresie transmisji usług dźwięku i obrazu z wykorzystaniem Internetu. W ramach sieci PIONIER wdrożono m.in. pilotowy system telefonii VoIP w oparciu o protokół SIP.2.

Pierwsze pozytywne testy transmisji danych w sieci PIONIER zostały przeprowadzone pomiędzy Toruniem (UMK) a Bydgoszczą (ATR) w dniu 24 czerwca 2003 r. Pomiędzy węzłami DWDM przeprowadzono transmisję danych o szybkości 10 Gb/s. W ramach prac badawczo - rozwojowych w latach 2001-2003 zrealizowano projekt celowy KBN pt. "Wdrożenie protokołu LDAP w akademicko-naukowych sieciach komputerowych w Polsce". Prace były wykonywane przez zespoły informatyków z Warszawy, Poznania, Wrocławia i Torunia. Wyniki prac zostały wdrożone w ośrodkach akademicko-naukowych MAN w Warszawie, Poznaniu, Wrocławiu, Toruniu i ogólnopolskiej sieci PIONIER, a całość prac koordynowało UCI UMK. W ramach europejskiego projektu prac VLBI i tworzenia sieci radioteleskopów, istotne znaczenie mają prace toruńskich radioastronomów. Dla potrzeb tych prac w ramach infrastruktury sieci PIONIER zestawiono dedykowane kanały łączności do masowej transmisji danych radioastronomicznych z Torunia do Holandii. Do tego celu zestawiono m.in. kanały 2 x 1 Gb/s pomiędzy węzłem sieci PIONIER w Toruniu a Centrum Astronomii w Piwnicach, będące w fazie eksperymentalnych testów. Istotnym wsparciem dla programu budowy szerokopasmowej sieci informacyjnej województwa kujawsko-pomorskiego jest infrastruktura sieciowa PIONIER, przebiegająca przez terytorium naszego województwa (Nakło-Bydgoszcz-Solec Kujawski-Toruń-Chełmno-Grudziądz) oraz środowiskowych sieci TORMAN i BYDMAN. Dzięki ich wsparciu w lutym br. Kujawsko-Pomorska Sieć Informacyjna Sp. z o.o. podłączyła Włocławek do Internetu i zainaugurowano transmisję danych dla potrzeb środowiska medycznego w relacji Włocławek-Toruń-Bydgoszcz. Znaczącym zasobem sieci PIONIER są regionalne aplikacje biblioteczne, w szczególności toruński serwer obsługujący procesy katalogowania i wypożyczania w bibliotekach uczelni Torunia i Bydgoszczy (UMK, ATR, Akademia Medyczna, Akademia Muzyczna). Służy on również jako serwer specjalistycznych kartotek dla ok. 50 bibliotek naukowych w Polsce. Serwer jest zainstalowany w UCI UMK i zarządzany wspólnie przez BU UMK i UCI UMK. Rozważane są możliwości i warunki uczestnictwa w specjalizowanych projektach badawczych w ramach rozproszonych laboratoriów wirtualnych m.in. przez Instytut Fizyki UMK i Centrum Astronomii UMK.
Zbudowana infrastruktura PIONIER, oprócz obsługi i wspierania rozwoju nauki polskiej, posiada olbrzymie możliwości wspomagania krajowej i regionalnej administracji i gospodarki. Powinna być ona czynnikiem innowacyjno-rozwojowym, przyspieszającym i promującym rozwój nowoczesnych technologii i aplikacji w województwie kujawsko-pomorskim.

JERZY ŻENKIEWICZ, specjalista z zakresu sieci komputerowych, jeden z pionierów budowy i wdrażania Internetu w Polsce i regionie kujawsko-pomorskim, zastępca kierownika Uczelnianego Centrum Informatycznego Uniwersytetu Mikołaja Kopernika i koordynator miejskiej sieci komputerowej TORMAN w Toruniu. (red.)