hledat:

11   Podpora aplikací

Aktivita nazývaná Podpora aplikací se soustřeďuje na přímou podporu projektů, které řeší sami uživatelé sítě CESNET2, často jako partneři významných projektů v celoevropském nebo celosvětovém kontextu. Aktivita se soustřeďuje se na zprostředkování podpory a koordinaci činností mezi uživateli-řešiteli aplikací a CESNETem. Protože CESNET nemůže mnoho zasahovat do obsahu uživatelských aplikačních projektů, jejich časování a detailního zaměření, snažíme se, aby se vztahy řešitel aplikace-CESNET více formalizovaly a od organizace, která s CESNETEM spolupracuje na řešení výzkumného záměru, se snažíme získat určité záruky, že naše podpora bude efektivně zužitkována.

Podpora se poskytuje skupině projektů, které zapadají do tří velkých tematických oblastí - medicíny, fyziky a informačních technologií. Všechny tři mají společné to, že z mnoha důvodů potřebují specifické síťové prostředí, jako jsou vyhrazené spoje pracující vysokou rychlostí, s nízkým zpožděním, vysokým stupněm zabezpečení, atd. Takové prostředí je vytvářeno různými technologiemi, které i po profesní stránce nejsou v CESNETu zajišťovány jen jednou pracovní skupinou. V tomto ohledu je nutné spolupracovat i na interní úrovni a zajišťovat potřebné akce ve spolupráci specialistů několika týmů. To byla i jedna z činností této aktivity.

V oblasti medicíny jsme v roce 2008 podporovali pět projektů: POSN, MeDiMed/ReDiMed, Medicus, 3D-model a Videosurgery. Projekty vznikly před časem zcela izolovaně, ale v současnosti se některé z nich se začínají silně prolínat právě kvůli tomu, že využívají společnou infrastrukturu nebo slouží stejným uživatelům.

V oblasti fyziky se podpora nedá jednoznačně rozdělit na jednotlivé projekty, i když i v této oblasti několik aplikačních projektů existuje (ATLAS, LHC, STAR, Auger). Ty jsou však organizovány na mezinárodní úrovni a česká komunita fyziků se na nich podílí jen parciálně. Veškerá aktivita této komunity je technicky zastřešována Fyzikálním ústavem a formálně AV ČR. Naše podpora je tak poskytována komunitě fyziků jako celku. Jejím základem je zajištění mimořádné konektivity na národní i mezinárodní úrovni. CESNET vedle vysokého standardu IP konektivity poskytuje fyzikální komunitě několik vyhrazených propojení typu End-to-End (E2E).

Do informačních technologií patří projekty typu PlanetLab, VINI, C2C (Cave-to-Cave), videokonference s vysokou úrovní rozlišení apod. Patří sem i spolupráce na nových evropských projektech, jakým je FEDERICA.

Podpora CESNETu byla směrována do všech zmíněných projektů, avšak její konkrétní podoba měla v každém případě odlišný charakter - detaily popisujeme dále. Většina z podporovaných projektů není nová, jedná se o pokračování několikaletých projektů, jež zdokonalují svoji funkčnost nebo expandují k novým uživatelům. Při stanovování konkrétních forem podpory pro rok 2008 jsme proto vycházeli z aktuálního stavu řešení.

Naproti tomu projekt pojmenovaný C2C je zcela nový a podle našeho odhadu velice perspektivní. Měl by pokrýt celou novou oblast specifické komunikace spojené s přenosem virtuální reality generované v počítačích do vzdálených lokalit, kde by měl být obraz reprodukován. Jde jak o přenos scén ze zařízení typu Cave, tak o stereoskopické přenosy, širokoúhlé zobrazení skládané z několika paralelně přenášených video proudů, zobrazení prolínání scén reality s virtuální realitou atd. Samotná problematika zobrazování spočívá ve složité kombinaci videosignálů s grafickými a výpočetními procesy, které jsou náročné na výpočetní kapacitu počítačů a potřebují mít připojeny speciální zobrazovací prostředky. Výsledky takovýchto experimentálních zařízení byly až dosud prezentovány většinou jen lokálně. Pokud víme, problematikou přenosu takovýchto signálů se mnoho pracovišť na světě nezabývá. Proto byl C2C vybrán jako prioritní úkol CESNETu na tomto úseku výzkumu.

11.1   Podpora E2E

Podpora budování E2E spojů má dlouhodobý charakter a vztahuje se jak k projektům zmíněným v předcházejícím odstavci, tak představuje dlouhodobý cíl CESNETu, který se snaží transformovat do formy služeb poskytovaných všem uživatelům. CESNET se tím snaží pomáhat všem uživatelským aplikacím, jejichž uživatelé jsou lokalizováni uvnitř účastnických sítí a potřebují specifický typ spojení, který jim domovská organizace nedokáže sama poskytnout. Je to úkol, který se dá splnit jen ve spolupráci několika aktivit (především Optické sítě a Rozvoj sítě národního výzkumu a vzdělávání) s lokálními správci sítí. Obsahuje ale i budování spojů do zahraničí umožňujících zapojení samotného CESNETu do evropských nebo celosvětových aktivit i budování nových spojů podle přímých objednávek uživatelů nebo podle jejich strategických záměrů a působnosti v mezinárodních projektech.

Jedním z takových příkladů je postavení čtyř nových zahraničních linek pro projekt FEDERICA, do nějž se CESNET zapojil. Vzniká v něm stejnojmenná experimentální síť a uzel CESNETu tvoří jedno z páteřních center této sítě, přes které budou napojeni další účastníci. Síť je postavena z vyhrazených okruhů GÉANT2+ a CESNET v ní má přímé spojení do Polska (Poznaň), Německa (Erlangen), Itálie (Milano) a Řecka (Athény). Základní schéma sítě vidíte na obrázku. Ve své finální podobě půjde o několikavrstevnou síť, jejíž struktura v jednotlivých vrstvách bude vytvářena dynamicky podle požadavků uživatelů.

Na základě dohod mezi CESNETEm a Národním centrem pro superpočítačové aplikace (NCHC) Tchaj-wan o vzájemné spolupráci v oblasti výzkumu dálkového přenosu dat po optických sítích a možnosti spolupráce v oblasti telemedicíny byl z iniciativy NCHC otevřen optický spoj typu OC-12 TWAREN-CESNET. Spojení mezi akademickou sítí Tchaj-wanu (TWAREN) a sítí CESNET2 je určeno především pro testování nových síťových aplikací. Spoj je součástí projektu GLIF a tudíž jeho použití je uhrazeno v členském poplatku sdružení GLIF. Na trase byl zřízen přímý peering, byly zde provedeny výkonové testy v režimu TCP a bylo odzkoušeno oboustranné multicastové spojení. Při videopřenosech je dosahováno potřebných přenosových kapacit (kolem 20 Mb/s) pro kvalitní obraz JPEG. Ve směru ČR-Tchaj-wan byl odzkoušen přenos velkého počtu video proudů (více než 30).

Vedeme další jednání s TWAREN o rozšiřování tohoto typu spojení po interní síti TWARENu až do několika taiwanských nemocnic, které projevily zájem o spolupráci v oblasti telemedicíny. V ČR se také zaměřujeme na to, aby se multicastový přenos v dostatečné kvalitě dostal až na pracoviště klinik a do osobních počítačů lékařů, kteří budou moci spoj využít ve své práci. Výhodou tohoto lambda spoje je především to, že i když vede několika sítěmi, koncovým uživatelům se jeví jako nepřerušený spoj, kde na jednom konci je připojeno zařízení CESNETu a na druhém konci zařízení TWARENu. Správci tohoto spojení si pak mohou konfigurovat nastavení podle dohody jen mezi sebou a nemusí brát ohled na situaci v dalších zemích, kudy spojení prochází. Tímto způsobem je pak možné realizovat spojení s minimálním zpožděním, která jsou potřebná pro uskutečnění video přenosů operací v reálném čase a lékaři je mohou sledovat až ve svých pracovnách.

Na domácím poli byla vedena jednání s několika klíčovými pracovišti, o kterých jsme se domnívali, že by měla být napojena na CESNET2 přímo a měla by se s nimi navázat těsnější vědecká spolupráce. Jednalo se o IKEM, nemocnici Na Homolce a ČHMÚ. Některé z těchto cílů se podařilo zrealizovat, některá jednání budou ještě pokračovat a některá pracoviště se k CESNET2 přímou cestou pravděpodobně nikdy nepřipojí. Důvody jsou různé, ale mají společného jmenovatele. Pokud CESNET nebude poskytovat připojení výrazně levněji než komerční ISP, nemá šanci uspět ve výběrových řízeních, která ze zákona musí organizace, jež nejsou členy sdružení, realizovat při výběru nového partnera. Roli hraje samozřejmě i jejich rozpočet. Samotný argument, že se připojují k síti, která reprezentuje síť národního výzkumu nestačí, neboť dnes už každá taková organizace má své připojení k Internetu a prostřednictvím NIX.CZ má i spojení do CESNET2 na velice kvalitní úrovni. Zdá se však, že některé organizace nejsou ani dostatečně motivovány, aby se vhodně prezentovaly ve světě IT. Přesto se nám v roce 2008 podařilo získat nové významné partnery.

Rozběhla se příprava napojení Pardubické krajské nemocnice jako podpora projektu: Realizace pilotního síťového propojení počítačových aplikací pro potřeby náročné analýzy patologie a fyziologie hlasu. Jedná se o společný projekt Pardubické krajské nemocnice, HAMU Praha a ÚVN Praha.

Je připraveno rozšíření napojení SUKL (Státní ústav pro kontrolu léčiv) v Praze gigabitovou rychlostí a nové připojení pobočky SUKL v Brně v rámci podpory mezinárodních projektů EMEA a e-Preskripce. Projekt EMEA (European Medicines Agency) soustřeďuje celoevropské výsledky klinických zkoušek léků a projekt e-Prescripce směřuje k elektronickému předepisování léků.

V souladu se zájmem Nemocnice na Homolce o národní a mezinárodní výzkumnou spolupráci, zejména v oblasti neurověd, došlo k povýšení rychlosti napojení na 25 Mb/s a počítá s vybudováním optické trasy. Navíc je nemocnice propojena dalším bezdrátovým spojem v rámci projektu propojení pracovišť PET ÚJV Rež, jehož pracoviště se nachází v areálu nemocnice.

ÚJV Řež je naším nejvýznamnějším zákazníkem z komerční oblasti, který potřebuje být napojen na akademickou sféru, a navíc si buduje i vlastní privátní síť pro propojení svých divizí. V roce 2008 se k CESNET2 připojila další složka ÚJV - Energoprojekt.

Budování nových tras typu E2E přináší i pozitivní sekundární efekty. Například v areálu Fakultní Thomayerovy nemocnice vznikl v roce 2008 nový Ústav teorie a praxe ošetřovatelství (ÚTPO), který působí při 1. LF UK. K napojení tohoto nového ústavu byl s výhodou využit DWDM spoj vybudovaný v roce 2006 k propojení vybraných pracovišť FTN pro projekt MeDiMed. Pro nového účastníka (UTPO) byla použita volná lambda ve vícekanálovém spoji, a mohl být po technické stránce připojen do 24 hodin od vznesení požadavku. Tímto spojem bude moci CESNET napojit i již zmíněný IKEM nebo další pracoviště v areálu FTN, pokud najdeme společné projekty, ke kterým budou CESNET potřebovat.

Koncem roku jsme zahájili práce na posílení stávající infrastruktury severní větve projektu POSN tak, aby mezi ÚVN a MNUL vznikl další trvalý nezávislý kanál, který zajistí možnost realizovat videopřenosy typu DVTS mezi oběma nemocnicemi. To vyplynulo z úspěšných experimentů a demonstrací nových možností videokonferenčního servisu v rámci konference CESNET 2008 koncem září. Experiment popisujeme v další části zprávy.

Velkou prioritu v tomto směru měl úkol, který se vztahoval k vytvoření podmínek pro práci projektu C2C (viz výše). Byl vybudován 10 Gb/s spoj z IIM ČVUT-FEL Dejvice na katedru počítačové grafiky ČVUT FEL sídlící na Karlově náměstí. Spoj byl osazen moderními přepínači Cisco, které umožnily, aby se všechny použité počítače připojily na tento spoj v úrovni n×1 Gb/s. Spoj muže být používán i pro další projekty vázané na nově vybudované grafické pracoviště VRlab FEL na Karlově náměstí a v IIM v Dejvicích. Spoj byl projektován také tak, aby se mohl odbočit v CESNETU a umožnil oběma pracovištím vybaveným speciálním grafickými prostředky pro prezentaci virtuální reality spojení s partnery v dalších lokalitách CESNET2 (Brno, Plzeň, Ostrava) i do zahraničí.

Do této oblasti patří i zřízení několika vyhrazených 10 Gb/s kanálů (Brno-Praha-Plzeň) v základní páteři sítě CESNET2 pro aktivity MetaCentra a jejich experimenty zaměřené na virtualizací výpočetních gridů. Všechny technické detaily budování E2E jsou popsány v kapitole Rozvoj páteřní sítě CESNET2.

11.2   Aplikace pro obor telemedicíny

Projekt MeDiMed (Metropolitan Digital Imaging System in Medicine) má dnes již více než desetiletou historii. Řeší problematiku sběru, zpracování a dlouhodobé archivace medicínských obrazových informací, ale i otázky medicínské využitelnosti a problematiku vlastního technického zabezpečení. Jeho hlavním cílem je rozšiřování databáze grafických dat a studium metod zpracování obrazových informací z různých vstupních informačních zdrojů (ultrazvuk, počítačová tomografie, magnetická rezonance atd.). Mezi hlavní priority projektu dnes patří zpracování medicínských obrazových informací pro potřeby výuky.

Projekt, který řeší MU Brno, je již dlouhodobě podporován CESNETem jak na úseku poskytování konektivity, tak při budování samotné infrastruktury tohoto systému. V posledních dvou letech se pod tlakem potřeb změnila strategie připojování nemocnic a přenosu dat. Původní koncepce, kdy síť byla budována jen na optických linkách, a většina připojených nemocnic pocházela z Brněnského regionu, musela být pozměněna. Dnes systém připojuje i vzdálenější nemocnice prostřednictvím VLAN budovaných Internetem a přenos je zabezpečen šifrovacími funkcemi. V rámci projektu MeDiMed vznikl zcela nový přenosový systém ReDiMed, do kterého je dnes zapojeno 28 nemocnic.

Na bázi úspěšného projektu MeDiMed byl firmou ICZ vyvinut i konkurenční projekt ePACS, který nabízí podobné přenosové služby. Je provozován VFN Praha a má silnou podporu ministerstva zdravotnictví. Centrální komunikační uzel ve VFN je připojen na síť CESNET2, stejně jako většina účastníků projektu. Ostatní se připojují prostřednictvím NIX.CZ. Rozdíl mezi ePACS a ReDiMed je jednak v použité technologii, ale třeba i v tom, že ePACS nabízí své služby i pro nemocnice v regionech, které nemají přístup k rychlé komunikaci. Na druhou stranu ePACS nemá databázi obrazových dat. Mnohé nemocnice (zejména větší) používají oba systémy.

V průběhu roku 2008 Brněnský projekt MeDiMed expandoval do zahraničí, zapojila se do něj Fakultní nemocnice Bratislava (Kramáre). Jedná se o první zahraniční nemocnici, která projevila zájem o nadnárodní výměnu obrazových dat za účelem vzájemných konzultací specialistů. Lékaři z Bratislavy tak získali přístup do rozsáhlé znalostní databáze obrazových dat, kterou řešitelé projektu budují po dobu více než 10 let. CESNET tento krok vítá a hodlá tuto zahraniční spolupráci podporovat, pokud bude datová komunikace probíhat po spojích, které byly mezi CESNETem a SANETem před časem vytvořeny právě pro podobné projekty. Optický DWDM spoj CESNET-SANET využívá technologii optických zesilovačů CL vyvinutou v rámci výzkumného záměru a umožňuje rozšiřovat počet spojů bez potřeby jakékoliv nutnosti velkých investic. Každé její další využití v aplikacích pomůže k jejímu zdokonalení a propagaci. Detaily použité technologie byly popsány v předchozích zprávách.

První pozitivní výsledky tohoto pilotního projektu vedly k tomu, že se v průběhu druhé poloviny roku 2008 začalo jednat o připojení dalších lokalit v Bratislavě. Dnes se na slovenské straně hledají cesty a finance, jak vyřešit problém poslední míle pro připojení těchto nových lokalit k síti SANET.

V rámci studia a ověřování funkčnosti nových datových propojení pro telemedicínu bylo zprovozněno gridové prostředí Globus MEDICUS (GM). Systém pracuje na platformě linuxového systému CentOS 4.3. Je to řešení, které bylo vyvinuto v USA a oceněno několika cenami za příkladné a efektivní použití gridové technologie v oboru telemedicíny. První systém byl instalován na serveru v centru CESNETu. Proběhl import několika desítek DICOM studií a na konkrétních příkladech bylo ověřeno, že GM lze propojit s jinými PACS, které do něj mohou ukládat data protokolem DICOM, bez nutnosti upravovat administrátorsky PACS. Úspěšně jsme vyzkoušeli obousměrné spojení GM protokolem DICOM s freeware aplikací KPACS pro komunikaci s obecným PACS a obousměrné spojení GM s aplikací ReDiMed.

Ve druhé polovině roku byla gridová infrastrukturu GM rozšířena o další dvě instalace - v ústavu patologické fyziologie na 1. LF a ÚVN v Praze Střešovicích. Řešitelé projektu v něm začali uplatňovat nové principy, a tak dále rozšiřují jeho schopnosti. Začali používat virtualizované prostředí na bázi Xen, takže v jednom fyzickém uzlu může běžet nejen vlastní projekt GM, ale i další typy serverů. Např. v uzlu medicus.lf1.cuni.cz běží GM paralelně se systémem MS Windows server 2008 pro výpočetní potřeby laboratoře Biokybernetiky a počítačové podpory výuky pro 1. LF UK. Na serveru v ÚVN poběží server, který bude tvořit podstatnou část distribuovaného úložiště dat pro celý tento projekt.

S plněním výzkumu v oblasti telemedicíny se pojí řada publikací na národních konferencích a seminářích (Medsoft 2008, Telemedicína Brno 2008 a semináře eHealth 2008, MEFANET 2008, Moderní marketing, DETERM, Stav projektů elektronizace zdravotnictví (eHealth) v ČR 2008) i na mezinárodních konferencích (3rd EGEE User Forum, TERENA 2008, The 2nd WSEAS International Conference on Computer Engineering and Applications (CEA'08) a International Conference - New Information and Multimedias Technologies NIMT 2008).

V minulosti CESNET vytvořil pro potřeby vybraných nemocnic Privátní optickou síť - POSN, která slouží, jako experimentální prostředí pro testování nových aplikací vyžadujících rychlé spoje s minimálním zpožděním a nízkou úrovní rozptylu (jitter).

Datová centra (SAN, viz obrázek), která pracují v rámci POSN v ÚVN Praha a MNUL v Ústí nad Labem, v průběhu roku 2008 výrazně rozšířila výměnu dat a sdílený datový prostor. V současnosti sdílí SAN úložný prostor o celkové kapacitě 6 TB. Úspěšná spolupráce mezi CESNETem, UVN a MNUL v tomto směru bude pokračovat a předpokládáme, že v roce 2009 zvýšíme počet nezávislých DWDM kanálů mezi oběma nemocnicemi. Tím jednak vytvoříme podmínky pro trvalý přenos video signálů a také pro implementaci přenosu stereoskopických dat, např. z robotických operací. Samozřejmě, že tím budeme mít i další prostor pro prověřování chování námi vyvinuté optické technologie v praxi (optické zesilovače, multiplexery).

V roce 2008 jsme pokračovali v ověřování nových prvků pro video přenosy s vysokým rozlišením. Zaměřili jsme se na možnosti vícebodového propojení z několika významných zdravotnických pracovišť připojených do sítě CESNET a ověřovali jsme i nové formy distribuce signálů k zahraničním partnerům různými technikami a přenosovými protokoly.

Prakticky všechny práce spojené s plněním tohoto úkolu provádíme ve spolupráci s aktivitou Multimediální přenosy a kolaborativní prostředí. CESNET už tradičně participoval na pravidelné celostátní akci ÚVN Praha a jejich partnerů z několika dalších očních klinik v ČR, nazývané Surgery day. Zprostředkovali jsme přenosy do Internetu v několika režimech, které se lišily především rozlišovací schopností a tedy i šířkou potřebného pásma. Uživatelé si podle svého připojení a vybavení mohli vybrat od nenáročných až po špičkový HD režim. Smyslem tohoto opatření je umožnit široké odborné veřejnosti sledovat událost v živém přenosu a získat podklady pro budoucí rozvoj této disciplíny. Podobný cíl měly i další akce spojené s očními operacemi. CESNET pomáhal při realizaci přenosů nových typů očních operací v rámci symposia kongresu EVRS v Praze. Při této příležitosti byla uspořádána několikahodinová Live Surgery lekce o 23G vitreoretinální chirurgii - operace sítnice, kde se přenášel videosignál mezi ÚVN a fakultní klinikou v Lueven (Belgie).

Při přípravě konference CESNET 2008 bylo vyzkoušeno a prezentováno vícebodové připojení typu DVTS (přenos v plném SD rozlišení norem PAL/NTSC) z 9 míst v několika zemích: CESNET, ČVUT FEL, ÚVN, MNUL z České republiky, Kyushu University Fukuoka a univerzitní klinika Osaka z Japonska, univerzitní klinika z Tchaj-pej v Tchaj-wanu, univerzitní klinika v Barceloně ze Španělska a GARR v Itálii. DVTS potřebuje pro přenos 30 Mb/s, což je pro některá lékařská pracoviště stále dost vysoký požadavek, protože musí být k Internetu připojena kapacitou nejméně 100 Mb/s. Výhodou metody DVTS je však velice nízké zpoždění a velice dobrá kvalita obrazu i zvuku.

Cílem tohoto experimentu bylo vedle medicínské stránky i hledání vhodné společné platformy pro účast různých zemí, které používají různé TV systémy (PAL, NTSC), koordinace zvukové části systému a také prověření kvality a spolehlivosti přenosu na velkou vzdálenost. Všechny signály byly přenášeny nejprve do Japonska (Fukuoka), kde došlo k jejich transformaci do jediného výstupního streamu, který byl odtud distribuován účastníkům. Ze schématu komunikace na obrázku je vidět, kolik sítí bylo v celém experimentu zahrnuto. Přenos byl realizován po sítích, jež CESNET může běžně používat bez toho, že by je musel speciálně rezervovat nebo by požadoval specifické podmínky od jejich provozovatelů. Videokonference byla realizována v režimu unicast, takže k nejvyšší koncentraci toku dat došlo na japonské straně v centru Kyushu University, kde byl instalován koncentrátor (Quatre), který celou akci synchronizoval. Tam byl v průběhu konference zaznamenáván jednostranný tok kolem 300 Mb/s. I tento počítač byl řízen z Prahy, kde se nacházel nejen japonský moderátor celé konference Dr. Shimizu, ale i technický štáb.

I když DVTS metoda není nová, v Evropě se prakticky nepoužívala. Byla vyvinuta v Japonsku, kde je poměrně běžná. Její přednosti shrnul ve své přednášce Dr. Shimizu na konferenci CESNET 2008. Součástí přednášky byla i krátká živá ukázka, která měla velmi pozitivní ohlas. Mimo konferenci pak byla realizována dvouhodinová výuka s vystoupením japonských a taiwanských lékařů, zaměřená na různé využití této zobrazovací technologie v telemedicínských aplikacích. Dr. Muto z japonské Univerzity Kjótó mluvil o využití NBI (Narrow Band Imaging) při odhalování raných stadií rakoviny hltanu a jícnu a Dr. Čen-Šuan Čun se zaměřil na konkrétní využití NBI v neobvyklém případu pankreatálního onemocnění. V diskusi vystoupili lékaři ze všech participujících pracovišť. Potěšitelné bylo, že i přes značnou vzdálenost (prakticky dvakrát kolem celé zeměkoule) nebyl vidět žádný rozdíl v kvalitě přenosu (obraz i zvuk), ať byly iniciovány z kteréhokoliv účastnického místa.

Life Surgery z konference CESNET 2008 s diskuzí na téma Úzkopásmového zobrazení NBI (Narrow Band Imaging) měla význam i pro formaci týmu "Aplikací pro potřeby náročné analýzy patologie a fyziologie hlasu" a podporu zájmu o Life Sumery v oblasti ORL, navíc s plánem mezinárodního videokonferenčního spojení do univerzitních nemocnic v Izraeli.

Na základě úspěchu této přenosové metody byl CESNET požádán o vybudování trvalého kanálu pro přenos DVTS videa mezi ÚVN Praha a MNUL v Ústí nad Labem. V závěru roku byla pořízena potřebná video technika a je připravováno rozšíření celého POSN tak, aby se dal tento projekt realizovat. Pokud bychom však chtěli realizovat v ČR nebo v Evropě vícebodovou konferenci tohoto typu, museli bychom najít náhradu za řídicí jednotku vícebodového spojení Quatre, která pracuje jen v režimu NTSC.

Další zajímavý projekt z oblasti telemedicíny představuje systém pro kolaborativní 3D modelování. Jeho řešitelé (kolektiv FIT VUT Brno) si pro rok 2008 stanovili cíl dokončit systém a připravit jej pro reálné klinické nasazení. Dnes máme k dispozici plně funkční server, který zajišťuje synchronizaci stavu prostředí VCE. Součástí serveru je databáze importovaných pacientů a jejich obrazových dat (CT/MR) a prostředky pro její správu. Plně funkční je také klient pro připojení uživatele k serveru a jeho kolaborativní práci v prostředí VCE. Systém plně synchronizuje startovní obrazová data ze serveru s využitím progresivní komprese, takže je možné začít pracovat již za několik málo sekund (při nižším rozlišení) i na pomalejší lince (od 1 Mb/s). Data se postupně na pozadí stahují až po plnou kvalitu.

Klientský software umožňuje uživateli prohlížet data a vytvářet anotační poznámky, které jsou online synchronizovány s ostatními. V současné době se ještě dokončuje implementace obousměrné synchronizace (import/export) skupiny 3D modelů objektů korelovaných s načtenými obrazovými daty. Napojení celého VCE řešení na další systémy správy a archivace medicínských obrazových dat (PACS) je možné zatím prostřednictvím plného nebo virtuálního importu příslušných dat na VCE server.

Výsledky tohoto projektu se podařilo uplatnit na několika zahraničních konferencích - v Tromso Telemedicine and eHealth Conference 2008 a na mezinárodní vědecké konferenci EMBC'08 (30th Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society) ve Vancouveru v Kanadě. Tento systém kolaborativního prostředí byl představen i na dalších konferencích v přehledových referátech o medicínských aplikacích CESNETu (Navrátil, Šárek, Kulhánek). Ukazuje se, že o systém je mezi účastníky konferencí mimořádný zájem. Např. na TNC 2008 byla diskutována možnost tento systém integrovat do systému MEDICUS a prosadit jej prostřednictvím amerických partnerů do širšího povědomí lékařské komunity ve světě. Pro příští rok proto připravujeme prezentaci jeho použití v mezinárodním kontextu, tedy pro spolupráci několika zahraničních pracovišť při řešení zajímavého medicínského problému.

11.3   Aplikace pro obor fyziky

Jak již bylo řečeno na počátku, obor fyziky dostává silnou podporu, která není přímo směrována na jednotlivé projekty, tak jako v telemedicíně nebo dalších oborech. Většina prostředků je věnována na mezinárodní konektivitu a zapojení české komunity fyziků do obrovských mezinárodních projektů (ATLAS, LHC). V nich se výsledky dosahují jen ve velkých kolektivech, kde je práce koordinována v celosvětovém měřítku. Je pozitivní, že v nich je oceňován nejen odborný příspěvek českých fyziků, ale i infrastruktura, kterou jim poskytuje CESNET pro jejich práci a která je ve světovém měřítku výrazně nadstandardní.

Vytvořili jsme pro tuto komunitu experimentální privátní optickou síť mezi několika institucemi, které mají vazbu na FZÚ a podílejí se na zpracování fyzikálních dat. Navíc zprostředkováváme speciální spojení T2 Centra ve FZÚ s datovými centry T1 projektu LHC v Německu, USA a na Tchaj-wanu. CESNET se prostřednictvím aktivit Optické sítě a Multimediální přenosy a kolaborativní prostředí a prostřednictvím spolupráce s několika pracovníky FZÚ přímo podílí na udržování provozní způsobilosti této sítě a mezinárodního spojení. Způsob participace CESNETu na zajištění fyzikálních projektů byl popsán v loňské zprávě, v tomto směru se nic nového nezměnilo.

V letošním roce se očekávalo zahájení provozu urychlovače LHC v CERNu a související výrazný nárůst všech aktivit, zvýšení objemu přenášených dat, zpracování, atd. Jak je všeobecně známo, krátce po spuštění došlo k vážné poruše urychlovače, který musel být zastaven a jeho provoz bude obnoven až v roce 2009. Po počátečním provozu, kdy experimenty začaly registrovat první toky částic a započalo ostré zpracování dat, se IT zpracování vrátilo do přípravné fáze. Prováděly se nové zátěžové testy T1 center, která podporují více LHC experimentů. Testy mezi FZÚ Praha (T2) a FZK Karlsruhe (T1) vykázaly dlouhodobé výkony přes 50 MB/s. To je určeno jednak kapacitou spoje (1 Gb/s), ale především limitovanou výkonností lokálních úložných systému.

Kromě síťových přenosových testů probíhají v gridových centrech CESNETu a FZÚ dlouhodobé simulace činností detektoru experimentu LHC a výsledky jsou přenášeny především do datových úložišť, tj. do centra v FZK a do centra v CERN Ženeva. Celkem bylo v roce 2008 zpracováno několik set tisíc úloh a je přenášeno více než 1 TB dat měsíčně oběma směry. Pokračují simulace dat pro projekt D0, zpracovávají se data pro projekt STAR a pokračují i experimenty s registrací a zpracováním tzv. kosmických dat. Do zpracování fyzikálních dat se intenzivně zapojují další pracoviště. Např. pracoviště ÚJF na Bulovce dlouhodobě zpracovává data experimentu STAR v BNL a v současnosti již při přenosech dat dosahuje až 50% využití kapacity linky.

Vzhledem ke zpožďování celého projektu LHC nerostla ani výpočetní a úložná kapacita centra ve FZU tak rychle, jak se plánovalo. Proto v roce 2008 nevznikla potřeba zvyšovat kapacity jednotlivých spojů. Začátkem roku 2009 však bude ve FZÚ uvedena do provozu pásková knihovna s počáteční kapacitou 80 TB, diskový prostor bude navýšen o více než 150 TB a výpočetní kapacita pro experimenty na LHC a na STAR bude navýšena celkem o 1000 jader.

Ve FZÚ také dochází k rychlému nárůstu objemu zpracování dat pro astrofyzikální experiment Auger v Argentině. Zkoumáme možnosti spolupráce s projektem EELA pro získání lepšího přístupu k experimentálnímu zařízení Auger v městě Malargue v Argentině. To je důležité pro řízení části detektoru, který tam FZÚ provozuje, i následné zpracování dat. Argentinská výzkumná sít postupně zlepšuje své pokrytí, stále však chybí asi 70 km pro připojení Malargue. Tento spoj má být uveden do provozu v prvním čtvrtletí 2009 za přispění EU. To vše zřejmě vytvoří situaci, kdy FZU bude CESNET žádat o zvýšení přenosových kapacit a zřízení nových E2E spojů do vhodných přípojných bodů v síti GÉANT2.

Na úseku fyziky CESNET spolupracuje i s dalšími pracovišti z vysokých škol a AV ČR, která nejsou vázána jen na zmíněné mezinárodní experimenty z oblasti částicové fyziky vysokých energií, ale mají návaznost na jadernou energetiku a jadernou bezpečnost (ÚJV Řež) a další mezinárodní projekty z této oblasti. Jejich působnost je spíše v oblasti používání výpočetních kapacit, což souvisí s přístupem těchto pracovišť k výpočetním serverům MetaCentra a dalších vysokých škol.

11.4   Aplikace pro obor IT

Jak už bylo řečeno v úvodu, projekt pojmenovaný C2C CAVE-to-CAVE je zcela novým úkolem, který se jeví, jako velice perspektivní směr dalšího využití potenciálu CESNETu. Časem by měl pokrýt celou oblast specifické komunikace spojené s přenosem virtuální reality generované v počítačích do vzdálených lokalit, kde by měl být tento imaginární obraz reprodukován. Pro letošní rok si CESNET stanovil úkol připravit experimentální síťové propojení aplikací z oblasti virtuální reality (aplikace typu CAVE-to-CAVE). Ukazuje se, že projekt je mnohem složitější než se původně předpokládalo, a že do něj bude zapojeno mnoho nových lidí, kteří dosud s CESNETem na řešení výzkumného záměru nespolupracovali. Mezi FEL ČVUT Praha jako řešitelem tohoto projektu a CESNETem byla uzavřena smlouva o spolupráci, která řeší vzájemné závazky související s projektem.

Za splnění letošního cíle považujeme vydání technické zprávy o stavu řešení. Prvním z úkolů, který zajišťoval CESNET, bylo vybudování 10 Gb/s spoje mezi zapojenými pracovišti, tj. mezi Institutem intermedií FEL ČVUT Praha 6, Dejvice a VRlab Katedry Počítačové grafiky a interakce FEL ČVUT na Karlově náměstí. Tam jsou umístěna specializovaná grafická pracoviště (CAVE, EON reality, atd.), která by měla být zdrojem i příjemcem přenášených dat. Spoj jsme uvedli do provozu v září. Byla pořízena potřebná technika pro sestavení přenosového řetězce a realizaci softwarového řešení. Vzniklo několik akčních scénářů, co bude možné přenášet, a jak se bude jevit situace pozorovatelům na obou stranách spoje.

Ve druhé polovině roku byl zahájen vývoj metod pro odebírání videosignálu z počítačového systému, který řídí CAVE. Po několika týdnech experimentování se podařilo najít vhodnou cestu, jak sběr stereo signálu realizovat, což byl klíčový bod otevírající další cestu v rámci projektu. První model byl vyzkoušen na živém přenosu stereo signálu z haly IIM do CAVE. Byly zahájeny další navazující aktivity, např. průzkumný projekt vývoje metod pro záznam panoramatického videa. Se studenty byly zahájeny práce na tvorbě, kompletaci a testováni nástrojů pro sběr a vysílání stereo video signálu.

V oblasti vývoje informačních technologií se nám podařilo zapojit do několika mezinárodních projektů orientovaných na novou generaci internetových principů a technologií. Podrobnější informace o nich najdete v kapitole věnované projektům PlanetLab, VINI a FEDERICA.

předchozí

obsah

následující