◎ 文 / 薛 明

光 網(wǎng) 絡(luò)（Optical Networks） 采用光纖作為信息傳輸?shù)母咚俟罚⑶乙虢粨Q和控制能力，把一段一段的光纖線路與系統(tǒng)組織起來，從而更有效地為多點到多點通信提供連接服務(wù)。因其具有速率高、容量大、距離長等特點，能夠適應(yīng)人們對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，從而成為國家重要的信息基礎(chǔ)設(shè)施。另一方面，伴隨我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，國民經(jīng)濟建設(shè)對于信息化網(wǎng)絡(luò)的需求越來越迫切，光網(wǎng)絡(luò)與我們的生活可謂息息相關(guān)，“光”也是人工智能以及 “數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”制造等新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心所在。

北京郵電大學(xué)光電信息學(xué)院（信息光子學(xué)與光通信研究院）張杰教授就是一位“追光者”，他至今已在光網(wǎng)絡(luò)與光通信領(lǐng)域深耕了20余年，在“光”的科技前沿搏擊創(chuàng)新；他還是一位發(fā)光者，在為人民利益的不懈奮斗中書寫人生的華章。

搏擊創(chuàng)新，砥礪奮進鑒初心

1989年，張杰考取了北京郵電學(xué)院電信工程系，先后師從李國瑞教授、顧畹儀教授和徐大雄教授，并且得到了中國通信科技界泰斗、國內(nèi)微波通信與光纖通信開拓者葉培大院士的親切指導(dǎo)。

1998年張杰博士畢業(yè)留校任教，他秉持和繼承了老一輩通信人對于科研精益求精的態(tài)度，積極投身于實驗室建設(shè)，見證和經(jīng)歷了實驗室的快速發(fā)展。2005年，張杰獲教授職稱，同年被評為博士生導(dǎo)師，逐步成長為光網(wǎng)絡(luò)方向的領(lǐng)軍人物。2008年，北郵信息光子學(xué)與光通信研究院成立，張杰擔(dān)任副院長。2011年獲批立項建設(shè)信息光子學(xué)與光通信國家重點實驗室。張杰作為實驗室和研究院光網(wǎng)絡(luò)方向?qū)W科帶頭人，如何使學(xué)科、專業(yè)獲得更好更快的發(fā)展，一直是他關(guān)注的大事。他一心撲在科研和學(xué)科建設(shè)上，經(jīng)常奔波于科研第一線。憑借突出的研究成果，張杰獲政府特殊津貼，入選國家百千萬人才工程，被授予“有突出貢獻中青年專家”榮譽稱號，并于2017年開始擔(dān)任光電信息學(xué)院（信息光子學(xué)與光通信研究院）院長。

讓信息飛，擁抱光網(wǎng)絡(luò)時代

展望未來，在全IP趨勢下，高速率大容量仍是今后光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主題，光網(wǎng)絡(luò)必將為寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用奠定優(yōu)良的承載平臺，滿足人們各種信息交流的需求。

從20世紀(jì)90年代至今，互聯(lián)網(wǎng)流量每年增長 40%，流量持續(xù)爆發(fā)增長驅(qū)動光網(wǎng)絡(luò)升級和擴容?！丁笆濉眹铱萍紕?chuàng)新規(guī)劃》指出“大力發(fā)展泛在融合、綠色寬帶、安全智能的新一代信息技術(shù)”。“中國制造 2025”、“寬帶中國”、“一帶一路”等國家戰(zhàn)略的提出和實施為光通信領(lǐng)域提供了前所未有的發(fā)展新機遇，中國光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也得到了長足的進步。截至2017年9月底，全球光線路長度達3605.73萬公里，新建653.66萬公里，較2016年年末新建563.66萬公里。據(jù)預(yù)測，2025年，中國互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟將占GDP比重達到22%以上?；ヂ?lián)網(wǎng)經(jīng)過40多年的發(fā)展，已經(jīng)成為推動國民經(jīng)濟發(fā)展的新動能，互聯(lián)網(wǎng)與實體經(jīng)濟的深度融合，也正成為經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的重要途徑。所有這些，對光網(wǎng)絡(luò)提出了更大的需求和更高的標(biāo)準(zhǔn)。

光網(wǎng)絡(luò)時代已然到來，21世紀(jì)是光的世紀(jì)。當(dāng)下，由于人-機-物信息交互量與日俱增，光網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性和靈活性進一步增強，人們迫切需要探索新的智能光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展途徑。早在2001年，張杰就有前瞻性地開展了光網(wǎng)絡(luò)的前沿研究。張杰所在課題組成為國內(nèi)最早從事這一領(lǐng)域方向的研究單位之一。不僅如此，他更敏銳預(yù)測到，未來傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)向智能化發(fā)展是大勢所趨。這將引領(lǐng)光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域新一輪的變革。比如，在通信傳輸能力提升的基礎(chǔ)上，怎樣進行有效資源調(diào)度和分配，實現(xiàn)全網(wǎng)資源最大化利用。為此，張杰全身心投入到光網(wǎng)絡(luò)智能控制理論與技術(shù)研究，把人工智能技術(shù)運用到光網(wǎng)絡(luò)控制中，努力提高網(wǎng)絡(luò)智能化的水平，從自動交換光網(wǎng)絡(luò)到路徑計算單元，再到目前的軟件定義光網(wǎng)絡(luò)，繼續(xù)著他的追“光”之旅。

機遇、挑戰(zhàn)、應(yīng)對：寬帶化、智能化、安全化

當(dāng)前，我們正處在一個急劇變革的時代。數(shù)字洪流滾滾而來，跨代創(chuàng)新和跨界融合層出不窮，大數(shù)據(jù)、云計算、信息安全等新興信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的深度融合勢在必行。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等快速崛起，新一代信息網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)數(shù)字化、寬帶化、智能化發(fā)展趨勢，基于此，如何提升通信傳輸能力，如何進行數(shù)據(jù)有效資源調(diào)度和分配，如何為網(wǎng)絡(luò)安全提供一個更為堅實的屏障，圍繞這些新問題，對光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提出了“更寬帶、更智能、更安全”的現(xiàn)實需求。

圍繞寬帶化需求這一焦點問題，國內(nèi)外都展開了相關(guān)研究，不斷將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新手段、新方法運用到光通信領(lǐng)域。數(shù)據(jù)顯示：我國光纖通信技術(shù)和產(chǎn)品設(shè)備已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，擁有世界最大最完整的光通信產(chǎn)業(yè)鏈，我國也成為世界上光通信器件產(chǎn)品輸出大國。但我國通信領(lǐng)域光電子器件研發(fā)在關(guān)鍵工藝技術(shù)能力和工藝平臺水平方面與國際先進水平相比還存在差距。尤其是光通信高端的光器件、芯片、材料、儀表等方面差距較大，甚至受制于人。比如，高端芯片還存在不小的差距，設(shè)計制造能力不足，即所謂“缺芯”問題突出。再如，光網(wǎng)絡(luò)研究中整個技術(shù)架構(gòu)設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展方面，西方發(fā)達國家同樣具有先發(fā)優(yōu)勢，國內(nèi)始終追隨其后。

圍繞“網(wǎng)絡(luò)寬帶化和智能化”重大科技任務(wù)，張杰主持和參與承擔(dān)了國家973、國家863、國家自然科學(xué)基金等10余項光通信領(lǐng)域的重大重點研發(fā)項目，在中國高速互聯(lián)試驗網(wǎng)NSFCNET、中國高速信息示范網(wǎng)CAINONET、國家高性能寬帶信息網(wǎng)3TNET、國家新一代高可信網(wǎng)絡(luò)等多個國家級示范網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中做出了重要貢獻。目前已在光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域發(fā)表SCI收錄論文100余篇，出版著作和教材13部，授權(quán)國家發(fā)明專利40余項，多次應(yīng)邀做國際學(xué)術(shù)會議大會和分組報告。

大數(shù)據(jù)云計算時代，光網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)越來越突出。截至2018年6月，中國網(wǎng)民規(guī)模已達8.02億，如何保證網(wǎng)絡(luò)安全已成為當(dāng)前全社會關(guān)注的話題。2013年，張杰開始關(guān)注光通信與網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)科交叉融合的前沿方向。他一直在思考，網(wǎng)絡(luò)自身安全是否可以不依賴外部安全要素，通過固有屬性提供一種內(nèi)源化的信息防護呢？他研究了現(xiàn)有的解決方案，從探索光纖傳輸信道中信號與噪聲的關(guān)系出發(fā)，在國內(nèi)外首次創(chuàng)新性地提出了微元內(nèi)生安全光通信的原創(chuàng)性技術(shù)，使通密一體、無需密鑰的內(nèi)生安全光通信成為現(xiàn)實。

近2年，張杰團隊主持開發(fā)的微元內(nèi)生安全光通信原創(chuàng)技術(shù)及產(chǎn)品，填補了安全長跨距光纖傳輸領(lǐng)域國內(nèi)外空白，應(yīng)邀在2018年全國科技活動周暨北京科技周活動主場上進行展示，《科技日報》在第一版顯著位置以“用噪聲保密 我研究成果可使光通信‘抗劫持’”為新聞標(biāo)題報道了該項成果。新華網(wǎng)、人民網(wǎng)、中新網(wǎng)等媒體紛紛也進行了相關(guān)報道。目前張杰正積極組織隊伍攻關(guān)研制業(yè)界首個光信息安全芯片和首個安全光收發(fā)模塊，力爭為我國在這一領(lǐng)域取得原創(chuàng)性的技術(shù)突破做出新的貢獻。

協(xié)同創(chuàng)新，產(chǎn)學(xué)研合作結(jié)碩果

服務(wù)國家戰(zhàn)略、領(lǐng)域前沿和產(chǎn)業(yè)需求，是產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新的重要驅(qū)動力。1999年以來，張杰與華為、中興、烽火以及中國移動、中國電信、中國聯(lián)通等在光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域緊密合作，聯(lián)合攻關(guān)核心關(guān)鍵技術(shù)、共同研制高端設(shè)備系統(tǒng)，取得了豐碩的研究成果：帶領(lǐng)團隊主持開發(fā)了光即服務(wù)原型系統(tǒng)，2012年應(yīng)邀進行歐亞跨洲演示，西班牙電信全球CTO評價該成果“使跨層優(yōu)化成為一個具有發(fā)展前景和實用意義的目標(biāo)”；牽頭完成業(yè)界首個軟件定義的彈性光組網(wǎng)實驗，2013年在全球光通信學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界公認的最高水平、最具規(guī)模的光纖通信大會OFC 2013上發(fā)表國內(nèi)高校第一篇OFC PDP論文；率先研制出T-SDN控制器，2014年 通過國際標(biāo)準(zhǔn)組織ONF/OIF全球互通測試，用于中國電信首個T-SDN商用案例，2015年 江蘇現(xiàn)網(wǎng)部署?；贠NOS的傳送SDN創(chuàng)新應(yīng)用案例應(yīng)邀在美國硅谷開放網(wǎng)絡(luò)峰會ONS2015上演示，國際知名通信媒體Light Reading進行了現(xiàn)場報道。以上新發(fā)明、新技術(shù)和新產(chǎn)品，在國內(nèi)主要運營商以及數(shù)十個國家和地區(qū)的通信網(wǎng)建設(shè)中已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，第二完成人獲得兩項國家技術(shù)發(fā)明獎、牽頭獲得兩項省部級科技一等獎，創(chuàng)造了百億元以上規(guī)模的經(jīng)濟效益。

張杰教授的探索和研究，與企業(yè)結(jié)合，與應(yīng)用結(jié)合，為行業(yè)發(fā)展獻言獻策，為展示中國光網(wǎng)絡(luò)成果增光添彩，也為人才培養(yǎng)提供了更廣闊的平臺。為此，張杰說：“我們要做的是應(yīng)用基礎(chǔ)研究，只有把我們的研究和國家戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)需求結(jié)合起來，把高校偏重原型、前瞻研究的優(yōu)勢與產(chǎn)業(yè)界的支持結(jié)合起來，我們的研究才是更接地氣的，更被社會和國家需要的?！?/p>

繼續(xù)揚帆，不負新時代召喚

張杰是一位優(yōu)秀的科研人，也是一位出色的師者、管理者和領(lǐng)導(dǎo)者。在他看來，科教管并不矛盾，而是互相促進的，在高校，對于教學(xué)和科研的管理往往相輔相成。短短數(shù)年，他已經(jīng)在光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域建立起一支實力雄厚、頗有實力的年輕人才隊伍，并且?guī)ьI(lǐng)隊伍參與到國際最前沿的科研工作中。他所帶領(lǐng)的研發(fā)團隊中已有1人獲國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目資助、1人入選中國科協(xié)青年人才托舉工程、1人入選全國首屆博士后創(chuàng)新人才計劃、1人獲首屆中國電子學(xué)會優(yōu)秀博士學(xué)位論文。

在指導(dǎo)青年教師和博士生開展研究探索的過程中，張杰勉勵大家做科研，一要站高起點，抓住至高點和難點，二是要腳踏實地實實在在地付出，一步一個腳印。這也來源于他自己做科研的心得。在光網(wǎng)絡(luò)研究的各個階段，張杰一直處于國內(nèi)外研究前沿，并且取得了一系列先進的技術(shù)成果。他提到，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域知識更新速度快是一大特點，那么，如何敏銳地發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域發(fā)展趨勢，并進而產(chǎn)生有特色的學(xué)術(shù)成果，這需要敏銳的學(xué)術(shù)眼光和超前的認知把握，才能及早發(fā)現(xiàn)，做好科研學(xué)術(shù)布局。另外，長期的研究要有良好的積累，要充分利用已有的技術(shù)成果。這些充分說明，從事科學(xué)研究一定要堅持嚴(yán)謹踏實的作風(fēng)，只有耐下心來持之以恒，才可能取得更大成績。

未來網(wǎng)絡(luò)、人工智能，就像兩個輪子一樣，在推動著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和社會的進步?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，前沿科學(xué)的迭代更新，新學(xué)科的交叉融合，正在為我們構(gòu)建一個嶄新的未來“光”世界。20載披星戴月，張杰勇攀高峰的腳步不曾停歇；專注于光網(wǎng)絡(luò)，堅持創(chuàng)新，張杰的追“光”之旅在繼續(xù)。我們期盼他和他的團隊在光網(wǎng)絡(luò)的研究領(lǐng)域中開啟新的征程，創(chuàng)造新的榮光。