Với dự án National LambdaRail (NLR), nhiều trường đại học trên toàn nước Mỹ sẽ được kết nối với nhau lần đầu tiên bằng một mạng "toàn quang" tạo thành từ hàng trăm ngàn dặm sợi quang.

Tâm điểm nghiên cứu của NLR, cùng với tác động tiềm năng trong tương lai của nó lên thị trường thương mại, đã khiến nhiều chuyên gia về mạng không thể không làm phép so sánh NRL với những đầu tư buổi đầu khai sinh ra chính Internet. 

Tháng trước, NLR đã hoàn tất giai đoạn triển khai Đông-Tây đầu tiên, bao gồm đường kết nối giữa Denver với Chicago, Atlanta với Jacksonvill, và Seattle với Denver. Giai đoạn hai, dự kiến hoàn thành vào tháng 5 hoặc tháng 6/2005, sẽ thiết lập mạng liên kết tại khu vực phía Nam nước Mỹ. Theo đó, các trường đại học tại Louisiana, Texas, Oklahoma, New Mexico, Arizona, Salt Lake City và New York sẽ được nối mạng với nhau. 

Bái bai nhà cung cấp đường truyền

"NLR là bước phát tiến hoá tự nhiên tiếp theo của quá trình nghiên cứu và giáo dục về giao tiếp dữ liệu." - Tom West, giám đốc điều hành Dự án NLR cho biết - "Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà nghiên cứu được thực sự sở hữu cơ sở hạ tầng phía dưới, một yếu tố thiết yếu trong việc phát triển các ứng dụng khoa học tiên tiến và nghiên cứu mạng tiếp theo". 

Hãy quên thật nhanh Internet2 cùng hệ thống mạng 10GB/giây của nó có tên Abilene. Giới chuyên gia nhận định: Kể từ sau ARPAnet của Bộ Quốc phòng Mỹ vào năm 1969 và NSFnet của Quỹ Khoa học Quốc gia cuối thập niên 1980, hai nỗ lực được đánh giá là then chốt trong lịch sử phát triển và thương mại hoá Internet, NLR mới chính là sáng kiến về mạng tham vọng nhất. 

Cũng giống như Abilene, NLR dựa rất nhiều vào Internet2, liên minh nghiên cứu của các trường đại học nhằm xây dựng các công nghệ mạng thế hệ tiếp theo.  Tuy nhiên, NRL có khả năng mang lại nhiều điều mà "người chị em" của nó không thể: một cơ sở hạ tầng hoàn toàn bằng sợi quang, trên đó người nghiên cứu có thể tự xây dựng mạng IP của chính mình. Trong khi đó, Abilene chỉ cung cấp một kết nối IP trên nền cơ sở hạ tầng đi thuê từ các hãng cung cấp đường truyền xương sống. Vì là cơ sở hạ tầng đi thuê nên khả năng nghiên cứu đến cùng của họ chỉ có giới hạn nhất định. 

Một vấn đề mà cộng đồng nghiên cứu phải đối mặt ngay sau khi Internet được thương mại hoá là họ phải mang tâm lý "chịu ơn" các nhà cung cấp đường cáp và cơ sở hạ tầng thương mại. Họ thường bị buộc phải ký các bản hợp đồng với thời hạn số năm vượt qua nhu cầu nghiên cứu thực sự của mình. Và cũng bởi vì các nhà nghiên cứu không được quyền truy cập vào những trung tâm "chốt điểm" của mạng,  họ không thể tiến hành các thí nghiệm mới nhất trên mạng đó. 

Nhưng giờ thì lần đầu tiên sau từng ấy năm trời, các nhà nghiên cứu đã một lần nữa có toàn quyền truy cập vào mạng mà họ nghiên cứu. Khả năng ấy hứa hẹn những cơ hội vô song trong việc tăng tốc  tiến trình phát triển của các mô hình mạng mới. 

Đòn bẩy cho mạng quang?

Được lợi lớn nhất từ NLR có lẽ chính là ngành công nghiệp mạng quang

Trong suốt những năm bùng nổ cơn sốt dotcom, các nhà cung cấp như WorldCom từng dự đoán mạng của họ sẽ tăng trưởng với tốc độ "xưa nay hiếm", và có vẻ như mạng quang mới chỉ là một công nghệ ra đời để đáp ứng nhu cầu từ sự tăng trưởng đó. Họ tạm gác lại những hoài nghi để chi hàng tỷ USD cho việc đào đường và lắp đặt sợi quang. Hàng tỷ USD khác nữa cũng được rót cho các nhà sản xuất để có được thiết bị sử dụng mạng sợi quang một cách hiệu quả. Tham vọng của họ là có thể tạo ra những hệ thống mạng truyền khối lượng dữ liệu khổng lồ đi với tốc độ của ánh sáng. 

Thế nhưng sau khi quả bong bóng xì hơi, hàng trăm công ty loại này đã bị phá sản. Còn "quang", mỉa mai thay, đã trở thành một từ ngữ "bẩn thỉu", "đáng sợ" và bị hắt hủi trong thế giới mạng. 

Trong một bối cảnh u ám và ảm đạm như vậy, việc NLR gõ cửa cùng những cơ hội nghiên cứu mà nó mở ra thoắt chốc giống như một món quà "từ trên trời rơi xuống". NLR đã đánh thức giấc mơ và mối quan tâm dành cho công nghệ quang. Cách đây một năm, những người làm việc về mạng có thể chẳng cần biết nhiều về mạng quang. Nhưng giờ thì họ cần và phải biết.

Nhưng tất nhiên, để những nghiên cứu về mạng trên nền cơ sở hạ tầng National LambdaRail có thể trở thành các dịch vụ hoặc sản phẩm thương mại cũng phải mất vài năm nữa. Song một khi điều này trở thành hiện thực, toàn bộ các mắt xích thành viên trong thị trường viễn thông sẽ cùng được hưởng lợi. Trong số những mắt xích này, có cả hai hãng cung cấp đường truyền Level 3 Communications và Qwest Communications International, các hãng chế tạo thiết bị như Cisco Systems và Nortel Networks, cùng những nhà sản xuất thiết bị quang như Corning và JDS Uniphase. 

Một dạng mạng nghiên cứu mới

Cũng giống như mạng sợi cáp ra đời vào cuối thập niên 1990, NLR dựa trên công nghệ DWDM (Dense Wave Division Multiplexing), cho phép chia nhỏ ánh sáng trên một sợi quang thành hàng trăm bước sóng nhỏ. 

Việc chia nhỏ ánh sáng không những cho phép mở rộng dung lượng băng thông một cách đáng kinh ngạc mà còn cho phép thiết lập đa đường dẫn trên cùng một cơ sở hạ tầng. 

Trong khi người sử dụng Internet2 chia sẻ một mạng 10GB/giây duy nhất, người sử dụng NLR có thể có một đường link 10GB/giây của riêng mình. Abilene cung cấp dung lượng "thừa đủ" để chạy phần lớn các ứng dụng thế hệ kế tiếp, chẳng hạn như video chất lượng cao, song nó vẫn chưa đủ sức để gánh những ứng dụng siêu máy tính ở trình độ cao nhất. 

Do Internet2 là một mạng chia sẻ nên các nhà nghiên cứu không ngừng cố gắng điều chỉnh cơ sở hạ tầng để gia tăng hiệu suất. Hiệu suất được xác định bằng phương pháp kiểm tra "tốc độ trong lòng đất". 

Kỷ lục mới nhất được xác lập vào tháng 9 vừa qua, khi các nhà khoa học tại CERN (Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu), Viện Công nghệ Califfornia, AMD, Cisco, Microsoft Reseearch, Newisys và S2IO có thể gửi 859GB dữ liệu trong chưa đầy 17 phút với tốc độ trung bình 6,63GB/giây. Để bạn dễ hình dung, tốc độ đó cho phép truyền cả một bộ phim DVD hoàn chỉnh trong vòng... 4 giây! Cuộc thử nghiệm được tiến hành từ Geneva, đại bản doanh CERN đến Pasadena, vượt qua khoảng cách xấp xỉ 15.766km.

Trên lý thuyết, các nhà nghiên cứu sử dụng một bước sóng (hay lambda) 10gb/giây, từ NLR có thể truyền hàng trăm GB dữ liệu với tốc độ 10GB/giây không mấy khó khăn. Tuy đa số vẫn chưa cần đến tốc độ này vào thời điểm hiện nay song nhiều người đã nghĩ tới những ứng dụng tương lai để tận dụng những mạng tốc độ cao, dung lượng lớn như NLR. Lấy thí dụ, tại Trung tâm Quốc gia về Nghiên cứu Khí quyển ở Colorado, người ta đang phát triển những biểu mẫu khí hậu, tích hợp các tương tác hoá học phức tạp, mở rộng lên cả tầng bình lưu và các quá trình sinh địa hoá. Muốn xác minh được từng ấy quá trình và biểu mẫu, họ phải so sánh với nguồn dữ liệu khổng lồ mà NCARR không thể đáp ứng nổi. Chính vì vậy, các nhà nghiên cứu tại đây đang sự dịnh sử dụng NLR để truy cập vào các nguồn máy tính và dữ liệu ở xa. Còn Pittsburgh Supercomputing Center, nhóm nghiên cứu đầu tiên kết nối với NRL vào tháng 11/2003 lại đang sử dụng cơ sở hạ tầng LambdaRail thay vì thuê kết nối từ một nhà cung cấp thương mại để liên lạc với Quỹ Khoa học Quốc gia ở Chicago. Lý do chính để họ lựa chọn NLR là vì với cơ sở hạ tầng linh hoạt này, họ có thể thay đổi "trục xương sống" tự do, vì bất cứ mục đích gì mà không cần phải thương thảo lại hợp đồng với nhà cung cấp.

Tìm kiếm đối tác

Hiện NLR có 18 thành viên, bao gồm các trường đại học và nhóm nghiên cứu trên toàn nước Mỹ. Mỗi thành viên phải cam kết đóng góp năm triệu USD trong vòng năm năm tới cho Dự án. Để so sánh, Internet2 mới có hai thành viên và yêu cầu đóng góp mười triệu USD.  

30 triệu USD trong ngân quỹ đã được dành riêng cho việc xây dựng cơ sở hạ tầng mạng quang. NLR thuê sợi quang từ một số nhà cung cấp dịch vụ như Level 3, Qwest, AT&T và WilTel Communications, song chỉ sử dụng duy nhất thiết bị từ Cisco. Thông qua mối quan hệ đối tác độc quyền này, Cisco sẽ cung cấp các bộ dồn tín hiệu quang DWDM, switch Ethernet và router IP cho dự án  NLR. 

"NLR là nơi thử nghiệm cho rất nhiều dự án mới liên quan đến mạng." - Javad Boroumand, giám đốc cao cấp của nhóm nghiên cứu và công nghệ tại Cisco cho biết - "Nếu nghiên cứu lịch sử, bạn sẽ thấy Internet và Napster không ra đời từ các hãng công nghệ mà khai sinh trong "lò nghiên cứu. Chúng tôi muốn góp phần thúc đẩy các sáng kiến mới".