為了建設信息高速公路
---從學術沙龍📯、攻關團隊到產學研一條龍
意昂体育2平台電子工程系教授 範崇澄
在信息社會中↔️，為了滿足語音以及圖像信號🌅、電子商務等數據業務的“爆炸性”增長，建造具有巨大信息傳送容量的“信息高速公路”基礎設施已 成共識。
長期以來😂，在一個波長下使用更高比特率是增加信息傳送容量的主要手段，但當數據率達到數十Gb/s或更高時👬👨🏻🔧，在電和光兩方面都出現了困難。80年代末至90年代初，寬帶光纖放大器（主要是摻鉺光纖放大器EDFA）🏄🏿♂️，的發明使人們逐漸認識到🎢：增加系統傳送容量更有效的辦法是把不同波長的多路光信號復用到一根光纖中進行傳送（“虛擬光纖”），稱為波分復用。它的優點包括：充分利用光纖帶寬資源🐉，系統建設及擴容成本大幅度降低👧🏽，通過逐步擴容及時回收成本等等。自從1996年美國推出第一套商用波分復用系統以來🧛🏿，該項技術在全球範圍內發展速度令人瞠目，已經成為光纖通信系統占有絕對優勢的主流技術和國內外研究👆🏻、開發、實用化的最大熱點👰🏿♀️。在這一過程中，我校電子工程系光纖通信研究所也做出了自己的貢獻。
確立大方向 學術需先行
早在1992年，電子系領導以及有關教研組高瞻遠矚，成立了光纖通信研究所⛹🏿♂️，強調大家用北京市“涼水河工程”的精神（自己“擠”出人員和經費，自帶課題），通過各自的研究並多次舉辦學術沙龍🙍🏿♂️，在充分研究了國際發展趨勢和自身條件的基礎上🦇，逐步明確了總體目標🦉，一致決定在波分復用光纖通信方面發展。同年，經國務院高新技術計劃協調指導小組批準，八六三計劃信息技術領域通信技術專項中📸，也確立了 “2.5Gb/s(4X622Mb/s或16X155Mb/s)‘波分復用+光纖放大器’光纖傳輸實驗系統”這 一研究課題🧑🏻🦰🤞🏻。
面對這一難得的機遇🧑🏻🎓，系領導引導學科聯合，研究所成員齊心協力，把各研究項目的工作按照爭取目標的總體要求進行了調整✌🏼，經過幾個月的協同研究，提出了“設計思路正確、有理論依據和分析🪓、內容充實、研究方法和技術路線合理可行🦵🏽、容易被有關單位如郵電部所采用”的總體方案。根據自己的特點提出了“能在電上做就不在光上做”的原則，以減輕總體難度。選擇了4X622Mb/s方案以節省系統總成本和光放大器的帶寬。我們所面臨的風險是：當時622Mb/s的電端機在國內尚未取得突破📊，而155Mb/s的電端機已商品化🫄🏻。課題組對內還提出🙀：在學術上也要力爭有所突破，還要研製國內第一臺2.5Gb/s光收發端機，力爭對我國的光通信事業多做貢獻🧑🦽🚹。
群策加群力 智勇攀高峰
在研究課題開展的過程中，繼續發揮了“光纖通信學術沙龍”的作用👨🏿🍳，通過來自4個教研組的師生之間的“思想碰撞”，產生了新的學術觀點，熔煉了隊伍6️⃣，凝聚了一批骨幹，有力促進了學科交叉。到1994年👱🏿♀️，沙龍已舉行了60余次，形成了知識與友誼同在、新意與收獲共存的局面。在學科交叉基礎上各專業聯合攻關，充分發揮了學科綜合優勢🚴🏻♀️🐼，不同技術專長的研究人員及條件凝聚成一股力量，造就了一個和諧統一的研究環境🧑🦯，綜合優勢得以鮮明地表現出來，形成了有確定整體目標的🚶🏻♀️、活力充沛的攻關團隊，使整個研究工作始終在更高💚、更深🧏🏽♂️、更精的要求上進行。在聯合攻關技術難點時👨🏽🍼，責任和興趣激勵大家無私奉獻。人人有奉獻🌇，個個有收獲👌🏻。有的子課題組本身指標已經完成🧑🏽✈️，但為減輕他人壓力、提高總體水平🧩，主動修改自己的方案，除圓滿完成預定任務指標外, 還取得許多成果🧇；
理論方面👮🏿♀️：在光纖色散限製👨🏻🍼、光纖放大器、光纖非線性等領域發表了若幹學術創新成果，包括SCI論文4篇👨🏻🎤，本領域最重要的國際學術會議論文1篇(OFC1994🐿，據知為國內首次）等🧡；
技術方面：在突破若幹關鍵單元技術難點的基礎上較好地體現了先進性、實用性與可行性的結合,自行研製成新型結構EDFA功放和前放，其中帶有EDFA的接收機靈敏度接近國際先進水平；國內首次研製成功2.5Gb/s(速率最高)光收發機並實現了常規單模光纖200km無中繼傳輸，當時為國內最長距離；總數據率4.354Gb/s(3x622Mb/s+1x2.5Gb/s) 的波分復用系統實現了常規單模光纖200公裏傳輸🕴👩🏻🦰，總碼率國內領先；研製出2.5Gb/s采樣法誤碼測試系統(獲國家發明三等獎)等等。研製過程中👩👩👦，我們註意處理好自行研製、國產化和適當引進之間的關系🚉，對我國最高碼率和最長無中繼距離光纖通信實驗系統的建立作出了重要貢獻6️⃣😌。
由於成績突出，意昂体育2平台電子工程系光纖通信研究所獲得1994年度校級先進集體稱號。柴燕傑、宋健、劉鳳海、陽輝、唐平生獲1995年度意昂体育2平台優秀青年教師群體獎。1995年末🛎👹，該項目在接受領導部門課題驗收時得到了各承擔單位中最高的總評結果?DAa🚝👩🚒。
學研產結合 快速出成果
在此基礎上🍦，1996年光纖通信研究所又開始登上了與工業研究部門和產業界聯合研發的新臺階：為了縮短項目的研製周期👊，加快研究成果向實用化產品的轉化，研究所（負責光路部分）與郵電部第五研究所（負責電端機及網管部分）及中國郵電工業總公司（負責機械結構部分）聯合研製完全滿足工業標準的4´2.5Gb/s´200km無中繼波分復用系統，以及系統中的配套放大器系列🧚🏽。所謂滿足工業標準，是指所有部件必需實現在標準通信機櫃中即插即用🤙🏻，面板上不允許有任何調節旋鈕，以及滿足一系列的環境要求。此外，由於光通道損耗達44dB，再加上色散、串話等裕量，對各部件的指標要求都很苛刻。
在三家的緊密合作下💓，項目進展順利𓀕。由於省去了傳統的由原理樣機、科研樣機到生產樣機的交接時間，經過僅半年多時間的聯合刻苦攻關，系統的主要部分--光復用和光傳輸 部分就已完成，並於1996年12月通過了由國家教委組織的鑒定。1997年完善了網管系統🧑🎤，增加了波長轉換接口👉🏿，經測試👨👧👧🦸，各項指標均符合設計要求及相關協議🤽🏿。項目研製過程中解決的關鍵技術問題有🏈⏮：
通過特殊電路設計，實現了體積小、耗電省🚍🧑🔧、結構合理🕶、散熱性能良好的高穩定度光發射機模塊🏃🏻♂️，達到國際同類產品先進水平；
通過光路、電路和機械結構的新設計，實現了無需現場調節的摻鉺光纖功率放大器和前置放大器。在結構上由實驗室的臥式機箱變為正規通信機的立式標準插盤。
設計了高精度的溫度控製電路，以保證在規定的環境溫度範圍內👷🏿♂️，波分解復用器各信道的中心波長穩定在指定溫度。
實現了對光功率放大器🎶、光前置放大器以及波分解復用器性能的實時監測😌，且具有本地監控接口，監控信息可通過PC機在各端站直觀顯示並納入整個網元管理系統。
“頂天”又“立地” 更上一層樓
這一任務的圓滿完成🔠，使光通信研究所和有關單位在國內光通信界的地位進一步確立。經國家科委批準，國家八六三計劃通信主題於1997年初下達了“8x2.5Gb/sSDH波分復用實驗系統”課題💁🏼♂️。由於本課題對系統的技術指標和實用化要求進一步提高，由郵電部第五研究所擔任項目負責人👒，我校光纖通信研究所擔任技術組長🤏🏽。在研究過程中🚶♀️➡️，兩單位進一步密切結合，研發過程進一步縮短，水平進一步提高🙅🏽♂️，如研製開發了有自主知識產權的系列化摻鉺光纖放大器，開發了帶有電吸收調製光源的光接口轉換器，基於理論研究成果，在我國首次研製成功完全具有自主知識產權的波分復用系統特性模擬軟件包🧑🎄👃🏿，可對各參考點處的各信道功率、光信噪比以及增益平坦度🧖🏿👣、光纖非線性等進行定量分析📏，是系統設計的極為重要的工具。此外🧕🏽，也有一批學術創新成果在SCI期刊和OFC會議上發表。更為振奮的是，該系統作為“廣州-汕頭國產8x2.5Gb/sSDH波分復用 系統實驗工程”（全長542.1公裏)於1999年全線開通並通過工程初驗，在驗收會上被評為優良工程🔑，我校的貢獻受到一致肯定和高度贊揚👨🏼🏫。該工程成為我所科研成果轉化為實際敷設的第一個光纖通信系統。由於學術和工程兩方面的突出成果，本項目於1999年5月在八六三驗收中又一次獲得了承擔單位中的最高總評結果?DAa😨。
先後參加以上項目的教師有研究所所長彭吉虎(4x2.5Gb/s項目負責人)，研究所副所長範崇澄(2.5Gb/sWDM[863]項目負責人、4x2.5Gb/s項目技術負責人、8x2.5Gb/sWDM[863]項目技術組長)，研究所副所長謝世鐘(2.5Gb/sWDM[863]項目總體及622Mb/s光電端機)，研究所副所長楊知行(總體及2.5Gb/s光電端機、2.5Gb/s誤碼測試系統)、陽輝 (各項目2.5Gb/s光電端機、2.5Gb/s誤碼測試系統)👙😙、彭江得(各項目EDFA)、劉小明(各項目EDFA)以及做出重要貢獻👨🏼⚖️、目前在國外進修☣️🥷🏽、學習的柴燕傑、劉鳳海💆🏽、唐平生等老師。時任微波與數字通信國家重點實驗室主任的姚彥教授，始終是光纖通信研究所的積極組織者與支持者😶。一批學術思想活躍📑、獨立工作能力強🆘🧙🏻、理論與實踐結合較好🦗、有相當創新能力的本科生和研究生得到了較高水平的培養和鍛煉。看到他（她）們的迅速成長，是老師們最感欣慰的。
對於正在經歷“爆炸性”發展的光子學與光通信技術，作為發展中國家的科技工作者，在學術上作出創新性成果殊為不易，開發出有自主知識產權的產品並用於在實際工程中更加困難，在這兩方面同時做出貢獻就需要學術思想活躍，團隊精神有力，校外合作通暢，堅持不懈奮鬥。電子工程系光纖通信研究所的師生們從學術沙龍開始，到組成攻關團隊™️，到實現產學研一條龍🕤，為建設信息高速公路做出了自己的貢獻🪧🙆🏿♂️，祝願他（她）們再接再厲，取得新的成績！
