李晗：“光通信”技术将对“信息时代”产生变革

  ICC讯 当云计算、大模型、物联网、大数据等信息技术快速发展及加速应用后，全球数据流量激增。同时，越来越多场景正在驱动数据流量和数据交汇量爆发式增长，“信息高速公路”正变得“拥挤”，一场新变革势在必行。

  “谁掌握光子技术，谁就掌握了光通信的未来，也就是掌握了整个信息的未来。”近期，在2023全球硬科技创新大会“光子产业发展暨硬科技成果转化论坛”上，中国移动研究院基础网络技术研究所所长李晗如此总结。

  李晗以《算力网络和5G对光通信的需求和挑战》为主题进行了演讲。他认为，信息时代的新变革将以光子技术为核心展开。然而，此次变革将对未来产生怎样的影响？我国光通信行业又将面临怎样的机遇和挑战？此次演讲，透露了一些问题的答案。

  “光通信”时代，我国正站在世界前列

  1979年，著名科学家钱学森在《中国激光》上首次提出“光子学、光子技术和光子工业”的构想。此后的几十年间，中国光子产业在摸索中逐渐成为我国突破“卡脖子”瓶颈的关键。在国家政策大力支持下，我国逐步在光电子元器件、光纤光缆、光学系统集成等多个方面取得重大突破，并初步建立起较为完整的光子技术和产业体系。以光纤通信为例，我国已经建成全球最大的光纤通信网络；在5G等领域也取得一系列原创性技术成果，为我国光子产业的快速发展奠定了坚实基础。

  我国在光通信基础设施方面位于世界前列，李晗说：“作为全球最大的移动运营商，中国移动已经建成了世界上最先进、规模最大的光传输网络，全国光纤线路达300多万公里。”而对于5G时代来说，光通信还承载了更为重要的作用，他认为“（光通信技术）一是把基站的信息连到核心网，连到我们的互联网当中，二是前传网络把基站信息和设备信息连接起来，这两张网对整个5G来说是至关重要的。”

  随着光子信息技术的快速发展，光通信的优势越发明显。一根光纤的传输容量可达数十Tbps，远超电信铜缆。光纤信号衰减很低，这意味着更加高效和节能，“光进铜退”已成为光通信领域的共识。现如今，光子信息产业已涵盖了光通信、光传感、光计算、光存储、光显示等领域。“不管是传统的网络接入还是很先进的干线，从经典的实心光纤，再到量子通信，都离不开光子产业。”李晗说。

  而这一观点，恰好也印证了2016年硬科技理念提出者米磊博士发表的“米70定律”：光学技术会是未来一项非常关键的基础技术，其成本会占到未来所有科技产品成本的70%。更为重要的是，在这场变革中，我国相关产业发展走在世界前列。

  光子技术革新，推动我国在光子赛道“换道超车”

  李晗认为，光子产业的提前布局所带来的领先优势，帮助我国在光子赛道“换道超车”获得机遇。他以SPN技术为例：“在5G回传这一块是由中国产业原创性提出了SPN技术，成为了新一代传输网络技术体系。基于这个标准我们构建了最新的SPN技术，是目前业界既支持硬贴片又支持软贴片的技术，从时延的角度，单节点单跳的时延已经到了5微妙以内，是性能最优的方案。”他认为，中国的原创性，以及强大的产业链支撑，让中国有能力在光通信方面持续领先，正如他总结的：“SPN是由中国产业来引领，并且在国际上有70%的原创技术都来自于中国。”

  技术的原创性非常关键，李晗在演讲中指出“（光子）技术的原创性，带动了整个回传产业，包括核心的交换芯片，这些都比国外提早1到2年完成。”不过他同时指出，这样的领先也离不开市场先行，而只有构建了差异化优势和先发优势之后，在国际竞争中才能处于持续领先的地位。

  李晗认为，光子技术相关领域对于我国未来经济发展将起到至关重要的作用。发展光子产业既是推动中国打造未来万亿产值产业集群的重要着力点，也是抢占全球科技创新重要战略的切入点。数据表明，如今，中国作为光子产业从业人数规模最大的国家，在2012-2020年的复合增长率已经接近23%，光子产品全球份额也从2005年的10%提升到2019年的30%。

  光通信领域，未来十年的挑战

  当下，庞大的光子产业链不仅意味着机遇，也面临不少挑战。回顾科技史可以发现，人类的技术变革是由以“机电光算”（机械、电路、光学、算法）为代表的底层技术推动的。而在这些细分领域里，我国与一些发达国家仍存在一定的差距，并且将进一步面临复杂多变的国际局势和大国之间的技术博弈。

  在李晗看来，光通信领域将对东数西算国家战略发挥至关重要的作用，中国也要坚定核心技术自主可控的道路。就在今年3月，中国移动算力网络400G全光网技术创下超长距离传输行业纪录，横跨浙江、江西、湖南、贵州四个省，涉及45个光放段，实现5616千米超长距离陆地实时现网传输，而在这背后，则是我国光通信领域从底层技术到应用的多年积累所爆发出来的强大硬实力。

  李晗提到：“东数西算算力网络是目前业界非常热门的话题，这个挑战是非常大的，并且还有时延的要求。今年中国移动开启了400G的商业元年，在400G这一块代表着目前几大网最高的技术，将来还有800G、1.2T，目前400G是最高的，400G的单波这一领域实际上也是我国光子产业最先进、光子技术最密集的产业。”

  同时，在他看来，信息时代下一代超高速传输将采用空心光纤作为介质。空心光纤颠覆了目前所有光纤都是实心的光纤：“将把光束在空气中进行传输，可以实现最低的损耗，打破最低光纤的天花板，也能够降低三个数量级，性能非常优秀。”但是，空心光纤的难度和成本非常大，对整个业界也是一个重要命题。对此，李晗希望我国能够率先发力，占据空心光纤颠覆性技术市场的前沿。

  李晗总结认为，随着全球信息时代不断深入，光通信技术将发挥至关重要的作用。我国在光的片间互联这一领域，将会有更多硬科技产出。并且，掌握了光子技术，就意味着掌握了光通信的未来，也就掌握了整个信息时代的未来。