李晗：“光通信”技術將對“信息時代”產生變革

  ICC訊 當云計算、大模型、物聯(lián)網、大數據等信息技術快速發(fā)展及加速應用后，全球數據流量激增。同時，越來越多場景正在驅動數據流量和數據交匯量爆發(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，誰就掌握了光通信的未來，也就是掌握了整個信息的未來。”近期，在2023全球硬科技創(chuàng)新大會“光子產業(yè)發(fā)展暨硬科技成果轉化論壇”上，中國移動研究院基礎網絡技術研究所所長李晗如此總結。

  李晗以《算力網絡和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為核心展開。然而，此次變革將對未來產生怎樣的影響？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、光子技術和光子工業(yè)”的構想。此后的幾十年間，中國光子產業(yè)在摸索中逐漸成為我國突破“卡脖子”瓶頸的關鍵。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和產業(yè)體系。以光纖通信為例，我國已經建成全球最大的光纖通信網絡；在5G等領域也取得一系列原創(chuàng)性技術成果，為我國光子產業(yè)的快速發(fā)展奠定了堅實基礎。

  我國在光通信基礎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，中國移動已經建成了世界上最先進、規(guī)模最大的光傳輸網絡，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）一是把基站的信息連到核心網，連到我們的互聯(lián)網當中，二是前傳網絡把基站信息和設備信息連接起來，這兩張網對整個5G來說是至關重要的。”

  隨著光子信息技術的快速發(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，這意味著更加高效和節(jié)能，“光進銅退”已成為光通信領域的共識?，F(xiàn)如今，光子信息產業(yè)已涵蓋了光通信、光傳感、光計算、光存儲、光顯示等領域?！安还苁莻鹘y(tǒng)的網絡接入還是很先進的干線，從經典的實心光纖，再到量子通信，都離不開光子產業(yè)。”李晗說。

  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”：光學技術會是未來一項非常關鍵的基礎技術，其成本會占到未來所有科技產品成本的70%。更為重要的是，在這場變革中，我國相關產業(yè)發(fā)展走在世界前列。

  光子技術革新，推動我國在光子賽道“換道超車”

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

  技術的原創(chuàng)性非常關鍵，李晗在演講中指出“（光子）技術的原創(chuàng)性，帶動了整個回傳產業(yè)，包括核心的交換芯片，這些都比國外提早1到2年完成。”不過他同時指出，這樣的領先也離不開市場先行，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(xù)領先的地位。

  李晗認為，光子技術相關領域對于我國未來經濟發(fā)展將起到至關重要的作用。發(fā)展光子產業(yè)既是推動中國打造未來萬億產值產業(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。數據表明，如今，中國作為光子產業(yè)從業(yè)人數規(guī)模最大的國家，在2012-2020年的復合增長率已經接近23%，光子產品全球份額也從2005年的10%提升到2019年的30%。

  光通信領域，未來十年的挑戰(zhàn)

  當下，龐大的光子產業(yè)鏈不僅意味著機遇，也面臨不少挑戰(zhàn)。回顧科技史可以發(fā)現(xiàn)，人類的技術變革是由以“機電光算”（機械、電路、光學、算法）為代表的底層技術推動的。而在這些細分領域里，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博弈。

  在李晗看來，光通信領域將對東數西算國家戰(zhàn)略發(fā)揮至關重要的作用，中國也要堅定核心技術自主可控的道路。就在今年3月，中國移動算力網絡400G全光網技術創(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)網傳輸，而在這背后，則是我國光通信領域從底層技術到應用的多年積累所爆發(fā)出來的強大硬實力。

  李晗提到：“東數西算算力網絡是目前業(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最高的技術，將來還有800G、1.2T，目前400G是最高的，400G的單波這一領域實際上也是我國光子產業(yè)最先進、光子技術最密集的產業(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?？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，占據空心光纖顛覆性技術市場的前沿。

  李晗總結認為，隨著全球信息時代不斷深入，光通信技術將發(fā)揮至關重要的作用。我國在光的片間互聯(lián)這一領域，將會有更多硬科技產出。并且，掌握了光子技術，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。