李晗：“光通信”技術(shù)將對“信息時(shí)代”產(chǎn)生變革

  ICC訊 當云計算、大模型、物聯(lián)網(wǎng)、大數據等信息技術(shù)快速發(fā)展及加速應用后，全球數據流量激增。同時(shí)，越來(lái)越多場(chǎng)景正在驅動(dòng)數據流量和數據交匯量爆發(fā)式增長(cháng)，“信息高速公路”正變得“擁擠”，一場(chǎng)新變革勢在必行。

  “誰(shuí)掌握光子技術(shù)，誰(shuí)就掌握了光通信的未來(lái)，也就是掌握了整個(gè)信息的未來(lái)?！苯?，在2023全球硬科技創(chuàng )新大會(huì )“光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展暨硬科技成果轉化論壇”上，中國移動(dòng)研究院基礎網(wǎng)絡(luò )技術(shù)研究所所長(cháng)李晗如此總結。

  李晗以《算力網(wǎng)絡(luò )和5G對光通信的需求和挑戰》為主題進(jìn)行了演講。他認為，信息時(shí)代的新變革將以光子技術(shù)為核心展開(kāi)。然而，此次變革將對未來(lái)產(chǎn)生怎樣的影響？我國光通信行業(yè)又將面臨怎樣的機遇和挑戰？此次演講，透露了一些問(wèn)題的答案。

  “光通信”時(shí)代，我國正站在世界前列

  1979年，著(zhù)名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森在《中國激光》上首次提出“光子學(xué)、光子技術(shù)和光子工業(yè)”的構想。此后的幾十年間，中國光子產(chǎn)業(yè)在摸索中逐漸成為我國突破“卡脖子”瓶頸的關(guān)鍵。在國家政策大力支持下，我國逐步在光電子元器件、光纖光纜、光學(xué)系統集成等多個(gè)方面取得重大突破，并初步建立起較為完整的光子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系。以光纖通信為例，我國已經(jīng)建成全球最大的光纖通信網(wǎng)絡(luò )；在5G等領(lǐng)域也取得一系列原創(chuàng )性技術(shù)成果，為我國光子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎。

  我國在光通信基礎設施方面位于世界前列，李晗說(shuō)：“作為全球最大的移動(dòng)運營(yíng)商，中國移動(dòng)已經(jīng)建成了世界上最先進(jìn)、規模最大的光傳輸網(wǎng)絡(luò )，全國光纖線(xiàn)路達300多萬(wàn)公里?！倍鴮τ?G時(shí)代來(lái)說(shuō)，光通信還承載了更為重要的作用，他認為“（光通信技術(shù)）一是把基站的信息連到核心網(wǎng)，連到我們的互聯(lián)網(wǎng)當中，二是前傳網(wǎng)絡(luò )把基站信息和設備信息連接起來(lái)，這兩張網(wǎng)對整個(gè)5G來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的?！?

  隨著(zhù)光子信息技術(shù)的快速發(fā)展，光通信的優(yōu)勢越發(fā)明顯。一根光纖的傳輸容量可達數十Tbps，遠超電信銅纜。光纖信號衰減很低，這意味著(zhù)更加高效和節能，“光進(jìn)銅退”已成為光通信領(lǐng)域的共識?，F如今，光子信息產(chǎn)業(yè)已涵蓋了光通信、光傳感、光計算、光存儲、光顯示等領(lǐng)域?！安还苁莻鹘y的網(wǎng)絡(luò )接入還是很先進(jìn)的干線(xiàn)，從經(jīng)典的實(shí)心光纖，再到量子通信，都離不開(kāi)光子產(chǎn)業(yè)?！崩铌险f(shuō)。

  而這一觀(guān)點(diǎn)，恰好也印證了2016年硬科技理念提出者米磊博士發(fā)表的“米70定律”：光學(xué)技術(shù)會(huì )是未來(lái)一項非常關(guān)鍵的基礎技術(shù)，其成本會(huì )占到未來(lái)所有科技產(chǎn)品成本的70%。更為重要的是，在這場(chǎng)變革中，我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展走在世界前列。

  光子技術(shù)革新，推動(dòng)我國在光子賽道“換道超車(chē)”

  李晗認為，光子產(chǎn)業(yè)的提前布局所帶來(lái)的領(lǐng)先優(yōu)勢，幫助我國在光子賽道“換道超車(chē)”獲得機遇。他以SPN技術(shù)為例：“在5G回傳這一塊是由中國產(chǎn)業(yè)原創(chuàng )性提出了SPN技術(shù)，成為了新一代傳輸網(wǎng)絡(luò )技術(shù)體系?；谶@個(gè)標準我們構建了最新的SPN技術(shù)，是目前業(yè)界既支持硬貼片又支持軟貼片的技術(shù)，從時(shí)延的角度，單節點(diǎn)單跳的時(shí)延已經(jīng)到了5微妙以?xún)?，是性能最?yōu)的方案?！彼J為，中國的原創(chuàng )性，以及強大的產(chǎn)業(yè)鏈支撐，讓中國有能力在光通信方面持續領(lǐng)先，正如他總結的：“SPN是由中國產(chǎn)業(yè)來(lái)引領(lǐng)，并且在國際上有70%的原創(chuàng )技術(shù)都來(lái)自于中國?！?

  技術(shù)的原創(chuàng )性非常關(guān)鍵，李晗在演講中指出“（光子）技術(shù)的原創(chuàng )性，帶動(dòng)了整個(gè)回傳產(chǎn)業(yè)，包括核心的交換芯片，這些都比國外提早1到2年完成?！辈贿^(guò)他同時(shí)指出，這樣的領(lǐng)先也離不開(kāi)市場(chǎng)先行，而只有構建了差異化優(yōu)勢和先發(fā)優(yōu)勢之后，在國際競爭中才能處于持續領(lǐng)先的地位。

  李晗認為，光子技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域對于我國未來(lái)經(jīng)濟發(fā)展將起到至關(guān)重要的作用。發(fā)展光子產(chǎn)業(yè)既是推動(dòng)中國打造未來(lái)萬(wàn)億產(chǎn)值產(chǎn)業(yè)集群的重要著(zhù)力點(diǎn)，也是搶占全球科技創(chuàng )新重要戰略的切入點(diǎn)。數據表明，如今，中國作為光子產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數規模最大的國家，在2012-2020年的復合增長(cháng)率已經(jīng)接近23%，光子產(chǎn)品全球份額也從2005年的10%提升到2019年的30%。

  光通信領(lǐng)域，未來(lái)十年的挑戰

  當下，龐大的光子產(chǎn)業(yè)鏈不僅意味著(zhù)機遇，也面臨不少挑戰?；仡櫩萍际房梢园l(fā)現，人類(lèi)的技術(shù)變革是由以“機電光算”（機械、電路、光學(xué)、算法）為代表的底層技術(shù)推動(dòng)的。而在這些細分領(lǐng)域里，我國與一些發(fā)達國家仍存在一定的差距，并且將進(jìn)一步面臨復雜多變的國際局勢和大國之間的技術(shù)博弈。

  在李晗看來(lái)，光通信領(lǐng)域將對東數西算國家戰略發(fā)揮至關(guān)重要的作用，中國也要堅定核心技術(shù)自主可控的道路。就在今年3月，中國移動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò )400G全光網(wǎng)技術(shù)創(chuàng )下超長(cháng)距離傳輸行業(yè)紀錄，橫跨浙江、江西、湖南、貴州四個(gè)省，涉及45個(gè)光放段，實(shí)現5616千米超長(cháng)距離陸地實(shí)時(shí)現網(wǎng)傳輸，而在這背后，則是我國光通信領(lǐng)域從底層技術(shù)到應用的多年積累所爆發(fā)出來(lái)的強大硬實(shí)力。

  李晗提到：“東數西算算力網(wǎng)絡(luò )是目前業(yè)界非常熱門(mén)的話(huà)題，這個(gè)挑戰是非常大的，并且還有時(shí)延的要求。今年中國移動(dòng)開(kāi)啟了400G的商業(yè)元年，在400G這一塊代表著(zhù)目前幾大網(wǎng)最高的技術(shù)，將來(lái)還有800G、1.2T，目前400G是最高的，400G的單波這一領(lǐng)域實(shí)際上也是我國光子產(chǎn)業(yè)最先進(jìn)、光子技術(shù)最密集的產(chǎn)業(yè)?！?

  同時(shí)，在他看來(lái)，信息時(shí)代下一代超高速傳輸將采用空心光纖作為介質(zhì)?？招墓饫w顛覆了目前所有光纖都是實(shí)心的光纖：“將把光束在空氣中進(jìn)行傳輸，可以實(shí)現最低的損耗，打破最低光纖的天花板，也能夠降低三個(gè)數量級，性能非常優(yōu)秀?！钡?，空心光纖的難度和成本非常大，對整個(gè)業(yè)界也是一個(gè)重要命題。對此，李晗希望我國能夠率先發(fā)力，占據空心光纖顛覆性技術(shù)市場(chǎng)的前沿。

  李晗總結認為，隨著(zhù)全球信息時(shí)代不斷深入，光通信技術(shù)將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。我國在光的片間互聯(lián)這一領(lǐng)域，將會(huì )有更多硬科技產(chǎn)出。并且，掌握了光子技術(shù)，就意味著(zhù)掌握了光通信的未來(lái)，也就掌握了整個(gè)信息時(shí)代的未來(lái)。