李晗：“光通信”技術(shù)將對“信息時代”產(chǎn)生變革

  ICC訊 當云計算、大模型、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)快速發(fā)展及加速應用后，全球數(shù)據(jù)流量激增。同時，越來越多場景正在驅(qū)動數(shù)據(jù)流量和數(shù)據(jù)交匯量爆發(fā)式增長，“信息高速公路”正變得“擁擠”，一場新變革勢在必行。

  “誰掌握光子技術(shù)，誰就掌握了光通信的未來，也就是掌握了整個信息的未來?！苯?，在2023全球硬科技創(chuàng)新大會“光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展暨硬科技成果轉(zhuǎn)化論壇”上，中國移動研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡技術(shù)研究所所長李晗如此總結(jié)。

  李晗以《算力網(wǎng)絡和5G對光通信的需求和挑戰(zhàn)》為主題進行了演講。他認為，信息時代的新變革將以光子技術(shù)為核心展開。然而，此次變革將對未來產(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(zhàn)？此次演講，透露了一些問題的答案。

  “光通信”時代，我國正站在世界前列

  1979年，著名科學家錢學森在《中國激光》上首次提出“光子學、光子技術(shù)和光子工業(yè)”的構(gòu)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、光學系統(tǒng)集成等多個方面取得重大突破，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；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)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

  我國在光通信基礎(chǔ)設施方面位于世界前列，李晗說：“作為全球最大的移動運營商，中國移動已經(jīng)建成了世界上最先進、規(guī)模最大的光傳輸網(wǎng)絡，全國光纖線路達300多萬公里?！倍鴮τ?G時代來說，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)絡把基站信息和設備信息連接起來，這兩張網(wǎng)對整個5G來說是至關(guān)重要的?！?

  隨著光子信息技術(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(shù)十Tbps，遠超電信銅纜。光纖信號衰減很低，這意味著更加高效和節(jié)能，“光進銅退”已成為光通信領(lǐng)域的共識?，F(xiàn)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。“不管是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡接入還是很先進的干線，從經(jīng)典的實心光纖，再到量子通信，都離不開光子產(chǎn)業(yè)?！崩铌险f。

  而這一觀點，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”：光學技術(shù)會是未來一項非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)，其成本會占到未來所有科技產(chǎn)品成本的70%。更為重要的是，在這場變革中，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，推動我國在光子賽道“換道超車”

  李晗認為，光子產(chǎn)業(yè)的提前布局所帶來的領(lǐng)先優(yōu)勢，幫助我國在光子賽道“換道超車”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)絡技術(shù)體系?；谶@個標準我們構(gòu)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)，從時延的角度，單節(jié)點單跳的時延已經(jīng)到了5微妙以內(nèi)，是性能最優(yōu)的方案。”他認為，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(xù)領(lǐng)先，正如他總結(jié)的：“SPN是由中國產(chǎn)業(yè)來引領(lǐng)，并且在國際上有70%的原創(chuàng)技術(shù)都來自于中國?！?

  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，帶動了整個回傳產(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^他同時指出，這樣的領(lǐng)先也離不開市場先行，而只有構(gòu)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(xù)領(lǐng)先的地位。

  李晗認為，光子技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域?qū)τ谖覈磥斫?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)既是推動中國打造未來萬億產(chǎn)值產(chǎn)業(yè)集群的重要著力點，也是搶占全球科技創(chuàng)新重要戰(zhàn)略的切入點。數(shù)據(jù)表明，如今，中國作為光子產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)規(guī)模最大的國家，在2012-2020年的復合增長率已經(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，未來十年的挑戰(zhàn)

  當下，龐大的光子產(chǎn)業(yè)鏈不僅意味著機遇，也面臨不少挑戰(zhàn)?；仡櫩萍际房梢园l(fā)現(xiàn)，人類的技術(shù)變革是由以“機電光算”（機械、電路、光學、算法）為代表的底層技術(shù)推動的。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，光通信領(lǐng)域?qū)|數(shù)西算國家戰(zhàn)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，中國移動算力網(wǎng)絡400G全光網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)下超長距離傳輸行業(yè)紀錄，橫跨浙江、江西、湖南、貴州四個省，涉及45個光放段，實現(xiàn)5616千米超長距離陸地實時現(xiàn)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)出來的強大硬實力。

  李晗提到：“東數(shù)西算算力網(wǎng)絡是目前業(yè)界非常熱門的話題，這個挑戰(zhàn)是非常大的，并且還有時延的要求。今年中國移動開啟了400G的商業(yè)元年，在400G這一塊代表著目前幾大網(wǎng)最高的技術(shù)，將來還有800G、1.2T，目前400G是最高的，400G的單波這一領(lǐng)域?qū)嶋H上也是我國光子產(chǎn)業(yè)最先進、光子技術(shù)最密集的產(chǎn)業(yè)?！?

  同時，在他看來，信息時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心的光纖：“將把光束在空氣中進行傳輸，可以實現(xiàn)最低的損耗，打破最低光纖的天花板，也能夠降低三個數(shù)量級，性能非常優(yōu)秀。”但是，空心光纖的難度和成本非常大，對整個業(yè)界也是一個重要命題。對此，李晗希望我國能夠率先發(fā)力，占據(jù)空心光纖顛覆性技術(shù)市場的前沿。

  李晗總結(jié)認為，隨著全球信息時代不斷深入，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，將會有更多硬科技產(chǎn)出。并且，掌握了光子技術(shù)，就意味著掌握了光通信的未來，也就掌握了整個信息時代的未來。