《科技创新与品牌》杂志社院士天地

数字先锋刘韵洁

刘韵洁院士

  在我国的通信与信息系统领域,有这样一位科学家。
  曾经,他主持设计、建设并运营了我国第一个全国性的数据通信网、计算机互联网、高速宽带网,为我国信息化发展打下了重要基础。
  他设计并组织规划了中文内容互联网的发展,使互联网从知识界普及到了老百姓中间,为中国互联网的快速发展定下了基调,并因此被誉为“中国互联网之父”。
  他领导建立了联通“多业务统一网络平台”,在国内乃至国外率先实现了在一个网络平台上同时提供电信、互联网、视频、语音等多种业务的目标,取得了显著的社会效益和经济效益。
  现在,他提出了用飞艇和系留气球建造区域空间应急通信网络平台的构想并进行了设计,现已完成了总体验证性试验,为危急灾难中的应急通信保障提供了新的解决方案。
  如今,他正铆足了劲儿推动中国未来网络技术攻关,力争在新一代网络技术研究和网络建设的国际竞争中争得话语权。
  他,就是中国工程院院士、中国联合网络通信集团有限公司科技委主任刘韵洁。

忆往昔,峥嵘岁月稠

  “敢为天下先”,看完刘韵洁的简历,这个词迫不及待地从脑海中蹦了出来。而后又发现,他的“敢”是建立在领导的鼎力支持上的,是建立在所领导优秀团队的敢打敢拼上的,更是建立在他长期的专业积累和反复思索基础上的。

刘韵洁院士与夫人

  建立联通多业务统一网络平台

  采访中,刘韵洁说,建成联通的多业务统一网络平台,是他这一生中感觉最好、最有成就感的一件事,因为它最难,付出的代价也最大。
  1999年初,国务院决定重组中国联通,从原邮电部调去了一些领导和专家,刘韵洁是其中之一。“当时给我的任务,是把在邮电部、中国电信建设的那几个网,在联通也建起来。”
  到联通之前,刘韵洁已先后在原邮电部数据所、原邮电部电信总局和数据通信局任职,已经领导团队先后建成了中国公用分组交换数据网、我国第一个公用数字数据网、中国公用计算机互联网(ChinaNET)、中国公用帧中继宽带业务网等一系列网络平台,使我国的数据网在很短的时间内实现了从无到有、从简单到完备、从低速到高速的巨变,为我国信息化产业的发展奠定了基础。
  到联通把已经做过的事情再做一遍,大家都觉得挺好,轻车熟路,但刘韵洁却说,“不能这么做”。为什么?“原来建那么多网,是有业务需要。现在再做,怎么做都做不过原来的,一方面当年电信的资源很丰富,有钱有设备有人,而重组初期的联通几乎就是一张白纸,什么都没有。另一方面,当时电信的网已经发展了几年,联通建了就是在后面追,没有特色,起步晚不说,投资成本也会增加,建网周期也会很长。如果这么做,技术上来讲不会犯错,但后期的经营肯定不会有好的效果,这是可以预料到的。”
  当时的信息产业部批准联通发展12个城市的IP电话,2000年又批准联通的网络覆盖到全国。联通应该建设一个什么样的网络,采用什么样的技术,才能把握住这个有利时机取得快速发展,是问题的关键所在。
  刘韵洁在去之前就在考虑这些问题。他想,能不能按照新思路,采用新技术,建设一个统一的网络平台,能够为所有的业务提供服务。
  这种想法之前也有人尝试过,但都没有成功。但刘韵洁认为这个方向是对的,这是他一直以来的梦想,也是整个电信和计算机领域一直在追求的目标,正好有联通这样一个机会,他决定试试。
  最初要解决的难题,就是具体用什么技术来架构这个网络平台。当时只有两个技术可选,路由器技术和ATM技术。长期的应用实践证明,路由器技术支持IP技术,灵活方便,但没有流量工程,无法保证语音、视频等实时业务的质量;而ATM技术能够保证服务质量,但却过于复杂,成本过高,且无法适应大量IP业务的迅猛发展。双方各有利弊,都不具备可供选择的条件。
  在没有第三项技术提供支撑的情况下,刘韵洁带领团队经过反复比较、分析、调研、论证,提出了将路由器技术和ATM技术嫁接的思路,保留双方的技术优势,通过虚拟化的技术解决融合的问题,来架构整个网络平台。
  当时他们既要改造路由器,又要设计虚拟网,且只有一年多时间,面临的压力可想而知。新网起步阶段,故障很多,全网瘫痪是常有的事,很长一段时间里,刘韵洁甚至形成了条件反射—只要夜里电话响,第一反应就是网又瘫了。“当时联通已经上市,一个上市公司的网络三天两头瘫痪,让人家笑话。”
  压力不只刘韵洁一个人有,当时负责联通网络建设的数据部,同样面临着巨大压力。整个部门连续两年考评全公司倒数第一,部门总经理因为刘韵洁向领导解释才又争得一年的努力时间而没有被调职;述职报告会上部门总经理、副总经理边哭边讲,到最后台上台下哭成一片……实在扛不下去的时候,有人提出启动“备用方案”—回到老路上,一个网一个网的建。如果真的启动了,新路子就再没有实现的可能。
  “我就一直不吱声,没说同意,也没说不同意,反正我不发话,大家就得继续坚持。”关键时刻,刘韵洁的执着帮了他一把,因为这个“不吱声”,才有了后来的最终胜利。
  建成后的多业务统一网络平台,能够同时提供语音、视频、互联网、传统数据、CDMA1X移动数据等5项业务,而且实现了当年建设、当年赢利。这个平台的建成,不仅大大节省了建网的成本、降低了网络维护管理费用,而且它的统一、开放性,利于各种新业务、新应用的灵活、迅速开展,为之后联通的一揽子全业务服务奠定了基础。同时,随着业务量的增大,这个平台所获得的经济效益也越来越明显,数据部也在之后的考评中连续三年全公司第一。2004年,联通多业务统一网络平台成果,获得了国家科技进步一等奖。专家认为,这一平台的成功是向下一代网络演进中的一次成功的大规模实践,也为业界一直追求的三网融合的目标提供了一条可行的技术解决方案。国家和社会,最终给了这个成果一个公允的评价。
  刘韵洁一直强调,这个项目能够成功,最要感谢的是当时联通的一个好的领导班子,有一个好的班长—杨贤足董事长。没有领导的鼎力支持,这个项目成不了。当然也离不开研究团队的不放弃、不妥协,是他们的勇往直前,给了刘韵洁更坚定的信心。

  发展中文内容互联网

  谈到刘韵洁的贡献,发展中文内容的互联网也是较为有代表性的一个。
  建设中国公用互联网,这是刘韵洁的建议,那是1993年,他刚调到新成立的数据通信局任局长不久。客观来讲,这个起步在国际上是比较早的,比AT&T和“小贝尔”都要早。
  任何新生事物的出现,在成长初期都会遭到质疑,互联网的建设同样如此。“当时很多人看不起互联网,认为互联网成不了气候,没什么前景。”但一直在从事网络研究的刘韵洁坚持认为,互联网是一个非常重要的领域,发展好了,会对社会进步甚至国际话语权的争夺产生重要影响。
  当时有上网需求的人并不多,大多是高校、研究机构的专家、知识分子,到国外的英文网站上看文献、找资料,不仅资费昂贵,浏览速度也非常慢。因此在刘韵洁最初的规划里,把费用降下来,是首要解决的问题。
  “不同于电话网互联互通时双方各负责一半的电路费用,我们的互联网要与国外互通,不仅要交全部的互联电路费用,还要向美国交接入费,这是非常不合理的。”但在2005年他参加全球互联网大会时,向当时的互联网大会主席也是MCI的副总裁提出这一问题,对方给出的答复是:“刘先生你讲的很对,但现在是中国的用户要求到美国上网,我们美国的用户并没有要求到中国上网,中国没有我们需要的内容。”
  这对刘韵洁刺激很大,回来后他下定决心:一定要发展中文内容的互联网,要让老百姓能够上网。于是,降低费用和发展中文内容,成为了中国互联网起步阶段着力攻关的两大难题。
  经过反复策划和实验,刘韵洁专门设计了一个中文内容的虚拟网,不仅实现了不出国上网,大幅降低了资费,而且能够以此来吸引更多的用户上中文网站,与此同时,刘韵洁还联合国内高校、研究机构等共同开发中文互联网的应用,为后期中文互联网的快速发展打下了基础。
  因为中文内容互联网的发展,中国的网民很快普及到了老百姓,推动了我国互联网在上世纪末本世纪初的大发展。可以说,中国现在的互联网产业能做到这么大,与当时采用的技术路线、制定的政策法规不无关系。
  正因为在推动中文互联网发展中所发挥的重要引导和组织领导作用,刘韵洁被誉为“中国互联网之父”,并被美国《时代周刊》评为全球50位数字英雄之一。

看今朝,傲立潮头竟风流

刘韵洁是个爱琢磨的人,他喜欢琢磨一些当前需要解决和未来有可能需要解决的问题。他又是个随性的人,头脑开放灵活,不受限制。这两项特质使得他的想法天马行空,做事也是敢想敢干,总能在时代洪流中傲立潮头。

  建起空中“生命联络线”

  用飞艇和系留气球建一个空中平台,把通信基站建在上面,形成移动的通信系统,当地面通信设施被毁坏的时候,就由它来实现应急通信。
  这个想法新鲜吧?刘韵洁提出来的,最早产生于2008年,来源于他对雪灾、地震等特大灾难发生时地面通信基础设施被毁且难以短时间恢复的思考。“当时我就想,地面的恢复不了,那有没有可能在空中建一个应急通信网,一旦遇到灾害,就可以迅速的建立起来。”
  汶川地震后,刘韵洁正式提出了建设“区域空间应急通信系统网络”的构想,并得到中国联通和工程院领导的支持,开始逐步推进。
  他联合了北京邮电大学、清华大学、中电科技38所和中电科技54所等多家单位共同参与规划与研制,并奔走于国家有关主管部门,争取国家有关方面的支持。
  2009年初,刘韵洁领导的课题组得到了国家重大专项“新一代无线宽带网络”课题的支持,并在不断的摸索和改进过程中将最初的想法一步步实现—他们利用飞艇和系留气球在高空打造浮空平台,以其作为空间通信网络系统和通信基站的承载载体,形成空间移动通信网络系统,并和地面网络系统联为一体,在突发公共事件区域或特殊需求的应急通信区域,构建天地空一体化的应急通信网络系统。
  2009年8月到9月,课题组在时间紧、任务重、工程难度大、协调环节多、学科领域跨度较大、受气象等环境因素限制的条件下,完成了区域空间应急通信网络系统总体验证性试验。
  刘韵洁介绍,试验全面验证了区域空间应急通信网络系统总体架构的可行性和合理性,验证了该系统在突发公共事件应急通信和特殊通信领域应用的可行性;验证了WCDMA技术在该系统中良好的业务性能和覆盖特性,移动语音业务、视频业务、数据业务性能指标良好,这表明区域空间应急通信网络系统研制取得了阶段性进展,已经具备了装备应用的可能性。
  “飞艇平时不充气,有需要的时候直接空运到目的地附近。飞艇充气后可受控飞行,每小时能达六七十公里,到达目的地后就能迅速建立起通信网络。到时候,指挥部门就能够隔空看到实时的图像,完全可以进行实时指挥调度,语音、视频都可以。”说到最近的雅安地震没有用上,刘韵洁很是惋惜,“这个成果国外还没有,而我们做出来了,而且完全达到了应用的水平,相关部门应该积极地去推动它装备应用。”

  力争未来网络话语权

  经过多年发展,互联网已经成为很多国家必不可少的基础设施,在社会发展和经济增长中发挥着重要作用。但同时,互联网的问题也不断暴露出来,尤其是随着三网融合、云计算和物联网等的发展,它在可扩展性、安全性、路由可控性、设备高耗能等方面面临着一系列挑战,基于TCP/IP协议的互联网依靠增加带宽和渐进式促进已经无法满足未来发展的需求。
  当前,一个安全、高效的未来网络的出现,已经成为世界各国的普遍愿望,更成为新一轮信息产业革命中必争的信息技术制高点。
  长期以来,我国的互联网技术都受制于人,大部分关键技术和设备都依赖进口,如果能够在未来网络的发展中抓住机会,掌握话语权,对未来的信息产业发展会大有裨益。
  刘韵洁从2005年开始投入精力跟踪研究未来网络,同年在信息港论坛上发表了第一篇关于未来网络研究的报告,与国际研究同步。
  2009年,刘韵洁在中国工程院申请了未来网络的研究课题。他一直在思考更科学、更合理的未来网络技术。他认为,未来网络的研究应从以下两个方面下工夫:一是把路由器的功能分开,把硬件的东西做得尽量简单、标准、便宜,同时把控制平面的内容拿出来,用软件来做,为路由器减负。二是从顶层设计出发,建立以信息内容为中心的网络,跨过地址识别阶段,直接通过信息的标识、信息的搜索以及对信息的智能感知、存储和调度,形成快速直接的信息响应模式,满足用户个性化、多样化的服务需求。
  说起来容易,做起来难,尤其是这样一项复杂的系统工程。刘韵洁指出,未来网络的发展,必须集中一切优势资源和力量,各方面紧密合作,密切配合,才能在不远的将来取得突破性的进展。
  为了汇聚人才、资金等资源,推动我国未来网络健康、有序发展,2011年11月,刘韵洁等人推动成立了中国(南京)未来网络产业创新中心。这是一个由南京市政府、北京邮电大学、中科院计算技术研究所、清华大学等作为理事单位组建的事业法人单位,中心主任由刘韵洁担任。
  这是我国第一个专门从事未来网络技术研究的机构,它的成立,标志着我国将有一支专门的队伍在未来网络领域不断探索进取。
  在他们的规划中,创新中心采用“产业研究院+学科型公司”模式,以未来网络发展顶层设计、技术研发、标准推动、知识产权保护、产业孵化与发展为重点,带动未来网络技术、产品、应用的大规模发展与推广,实现科研成果就地转化,最终目标是建设成为国家级未来网络的协同创新中心与网络创新基础设施的运维中心,形成芯片设计、设备制造、基础软件、应用服务等方面的技术创新与产业化基地。同时成立的南京未来网络产业创新中心有限公司,承担对中心的研发成果产业化。
  刘韵洁介绍,创新中心吸纳“两弹一星”的管理经验,形成了全新的管理机制。中心不仅建立了资源互补、成果共享、利益共赢的协同创新机制,最大化汇聚人才和资金资源,而且建立了灵活的市场激励机制和创业环境,充分调动了技术人员的积极性和创新性。
  “我们不发项目指南和招聘启事,不说要立什么项目,让每个团队自己说,你有什么成果,能做什么。由我们9位院士和2位业内专家组成的专家委员会去审核评议,并把握中心的大方向。”刘韵洁说,这样的方式能够有效避免有人浑水摸鱼,也利于吸纳到最优秀的人才和团队。而在团队到位后,“我们每个人都不控制一分钱,也都不分钱,你需要什么环境,我就给你组织什么环境,需要什么,我们提供什么。如果成果搞出来了,80%算团队的;搞不出来,算我看走了眼,白投入了。唯一的条件,就是必须来南京工作,得让我们知道你确实在做。”如此灵活宽松的环境和极具诱惑力的条件,吸引了大批优秀团队的加盟,如今中心的研究团队已经由最初的3个扩大为19个,“有些国外的团队都过来了,家都搬来了。”
  2012年12月24日,经过半年多的筹备,由中国(南京)未来网络创新中心与中国通信标准化协会牵头,联合了中国移动、中国联通、中国电信、华为、中兴、腾讯、新浪等36家单位共同发起的中国未来网络产业创新联盟成立。
  刘韵洁介绍,联盟的成立是以“汇聚资源、树立影响、搭建桥梁”为目标,其宗旨是在资源互惠互助的基础上,促进各成员单位和各类资本在技术、资金、市场、产业、人才等战略层面的有效结合,充分发挥各成员单位的优势资源,互利共赢,产学研用相结合,共同推动未来网络技术和产业技术的创新发展,实现关键技术的突破,提升产业链的整合能力,最终提升我国在全球未来网络发展建设中的话语权和影响力。
  在刘韵洁等人的呼吁下,近年未来网络的发展也逐步得到国家的重视和支持。2013年3月,《国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012~2030年)》发布,所提出的16项“十二五”时期建设重点中,第8项即为未来网络试验设施。如此看来,未来网络发展将获得国家更加实实在在的支持。