光互連：順應(yīng)“光化”潮流的生命線

    人們對網(wǎng)絡(luò)的依賴程度越來越高，“互聯(lián)網(wǎng)+”的出現(xiàn)是大勢所趨。近日，主題為“創(chuàng)新改變世界”的2015中國“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新大會·河北峰會召開，與會各界專家針對“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、“互聯(lián)網(wǎng)+”高端制造、“互聯(lián)網(wǎng)+”教育、“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧醫(yī)療等問題進(jìn)行了廣泛而深入的討論。

南明光纖100GQSFP有源光纜在2015年國際光纖通信大會作動態(tài)演示

    其中，上海交通大學(xué)講席教授、區(qū)域光纖通信網(wǎng)與新型光通信系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、“千人計劃”國家特聘專家何祖源所作題為“支撐“互聯(lián)網(wǎng)+”的光傳感與光互連”的主題報告引發(fā)廣泛關(guān)注。

    何祖源認(rèn)為“互聯(lián)網(wǎng)+”一定要與實(shí)體經(jīng)濟(jì)相融合，與物理的真實(shí)空間相連接，為此需要一系列的技術(shù)支撐，其中光傳感和光互連是兩項基本的支撐技術(shù)，只有協(xié)同發(fā)展才能全面實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”的創(chuàng)新戰(zhàn)略。

    光傳感：實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的神經(jīng)網(wǎng)

    “萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)給“互聯(lián)網(wǎng)+”展開了廣泛想象空間，物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，也需要產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)共同努力，建設(shè)共贏的生態(tài)系統(tǒng)�！焙巫嬖锤嬖V記者，互聯(lián)網(wǎng)要落地，要能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)加起來，就必須把互聯(lián)網(wǎng)這個信息空間和物理的真實(shí)空間結(jié)合起來，中間最重要的接口就是各種各樣的傳感器和傳感網(wǎng)。

    而物聯(lián)網(wǎng)在產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施方面的發(fā)展則依賴于光纖傳感網(wǎng)的廣泛應(yīng)用。

    據(jù)介紹，這種在20世紀(jì)70年代伴隨光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的技術(shù)，是以光波為載體，光纖為媒質(zhì)，感知和傳輸外界被測量信號的新型傳感技術(shù)，對于在產(chǎn)業(yè)界和基礎(chǔ)設(shè)施中的大規(guī)模應(yīng)用來說，起著舉足輕重的作用。

    為了更清晰地闡明光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用價值，何祖源以管線管網(wǎng)的安全監(jiān)測為例，作了比較形象的解釋。他說：“各種各樣的管線管網(wǎng)就是城市的生命線，比如電力管網(wǎng)、油氣管網(wǎng)、通信管網(wǎng)、公鐵路網(wǎng)等等。這些看似司空見慣的管網(wǎng)，在為大眾生活提供便利的同時，也存在一定的風(fēng)險，因?yàn)樗鼈兎浅��?fù)雜，也非常脆弱，容易受到災(zāi)害的影響，而且一旦發(fā)生問題它們本身也可能引發(fā)災(zāi)害�！�

    如果在這樣一些管線管網(wǎng)當(dāng)中，運(yùn)用光纖傳感網(wǎng)，則可以實(shí)現(xiàn)對異常事件的定位和告警，可以精確地監(jiān)測事故發(fā)生的時間和地點(diǎn)。

    “這是因?yàn)楣饫w傳感網(wǎng)具有體積小、穩(wěn)定性好、可植入材料中、高靈敏度、大帶寬、抗電磁干擾、耐環(huán)境等特點(diǎn)，特別是它具有易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、密集、多點(diǎn)分布式測量的顯著優(yōu)勢�！焙巫嬖唇榻B，這種技術(shù)可應(yīng)用于各種管線管網(wǎng)的防護(hù)和周界安防警戒等。

    讓互聯(lián)網(wǎng)更加普遍深刻地影響到生活

    “光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣，幾乎涉及國民經(jīng)濟(jì)和國防上所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用，解決了很多行業(yè)多年來一直存在的技術(shù)難題�！焙巫嬖锤嬖V記者，目前人們在各個領(lǐng)域?qū)�光纖傳感器進(jìn)行了深入研究，使光纖傳感技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，并已經(jīng)在各行各業(yè)取得了廣泛的應(yīng)用，例如油氣工業(yè)、電力工業(yè)、土木建筑、航空航天、高速鐵路、安全防范等。

    記者了解到，何祖源和其團(tuán)隊已經(jīng)開發(fā)出一款分布式光纖振動傳感器產(chǎn)品，它的監(jiān)測長度是50公里，分辨率是10米，具有對各種事件分類識別的功能，在主要的性能指標(biāo)方面都處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。

    針對“互聯(lián)網(wǎng)+”光纖傳感網(wǎng)的應(yīng)用，何祖源分析說，該應(yīng)用將來會形成一個包括用戶層、傳感層、傳輸層和數(shù)據(jù)服務(wù)層的框架。比如橋梁、隧道、管線等用戶的狀態(tài)信息，首先可以通過一個一個的局域傳感網(wǎng)被獲取到，然后通過傳輸網(wǎng)絡(luò)，傳送到云端數(shù)據(jù)中心，接下來經(jīng)過一系列不同專業(yè)的數(shù)據(jù)分析服務(wù)，把分析結(jié)果反饋給用戶。

    在這樣一個互聯(lián)網(wǎng)和傳感技術(shù)的融合當(dāng)中，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等等概念或者技術(shù)統(tǒng)統(tǒng)得到了體現(xiàn)。如果能夠把這些技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用和開發(fā)，光纖傳感網(wǎng)可以成為智慧城市、智慧中國、乃至智慧地球的光纖神經(jīng)網(wǎng)，讓互聯(lián)網(wǎng)更加普遍而深刻地影響到人們的生活。

    光互連：順應(yīng)“光化”潮流的生命線

    如果說光傳感是支撐萬物互聯(lián)的神經(jīng)網(wǎng)，那么光互連則是支撐萬物互聯(lián)的生命線。

    我們知道，寬帶互聯(lián)網(wǎng)一方面依賴于寬帶高速骨干網(wǎng)，另一方面則依賴于大容量的數(shù)據(jù)中心，而數(shù)據(jù)中心中所需要的是短距離的大容量的密集數(shù)據(jù)交換和傳輸。

    利用銅線的傳統(tǒng)的電互連已經(jīng)難以滿足數(shù)據(jù)中心當(dāng)中高速大容量數(shù)據(jù)傳輸和交換的需求。那么在大容量的數(shù)據(jù)中心，如何來滿足這樣高速的短距離密集數(shù)據(jù)交換和傳輸呢？

    何祖源介紹，目前被科學(xué)界廣泛認(rèn)同的就是使用有源光纜（AOC）。有源光纜（AOC）的應(yīng)用領(lǐng)域首先是數(shù)據(jù)中心和高性能計算機(jī)，兩者都要用到大量的相互連接的服務(wù)器（計算單元）、路由器（交換單元）和存儲器（存儲單元），“以世界排名前列的天河計算機(jī)為例，它有著千千萬萬的計算單元和交換單元，需要高速低能耗的互連，而AOC可以很好地滿足這些需求�！�

    隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨和應(yīng)用場景的不斷開發(fā)，AOC將成為超寬帶互連的主要形式，其市場也將逐漸壯大。

    因?yàn)閺募夹g(shù)發(fā)展大背景來看，從通信到互連的世界，正在形成一個“光化”的潮流：由長距離骨干網(wǎng)，到接入網(wǎng)，光纖到戶，再到局域網(wǎng)和機(jī)架間的連接，這已經(jīng)是光的世界；而從機(jī)器間、電路板間、再到集成電路芯片間，也逐漸由電連接變?yōu)楣饣ミB。

    而在這股“光化”的潮流中，有源光纜（AOC）憑借其高傳輸速率、低能源消耗，高安裝密度、低信號串?dāng)_，長連接距離、短時間延遲，抗電磁干擾等突出優(yōu)勢，將在機(jī)架間、機(jī)器間和電路板間的互連中扮演越來越重要的角色。

    真正讓互聯(lián)網(wǎng)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)深度融合

    “有源光纜（AOC）另外一個應(yīng)用領(lǐng)域是影像和消費(fèi)電子市場�！焙巫嬖凑f道，4K、8K超高分辨率影像正在逐漸走入人們的生活，這些產(chǎn)品及其應(yīng)用涉及海量數(shù)據(jù)的傳送，也需要光互連技術(shù)的支撐。

    超高分辨率家庭影院應(yīng)用對有源光纜（AOC）來說也是一個很大的機(jī)會，而另一個與視頻相關(guān)的應(yīng)用——數(shù)字標(biāo)牌也具備相當(dāng)大的潛力，這是因?yàn)閿?shù)字標(biāo)牌的安裝應(yīng)用在過去數(shù)年呈指數(shù)式增長。

    據(jù)了解，何祖源以團(tuán)隊名義和四方通信合資成立南明光纖，這一舉動也被業(yè)界稱為產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、技術(shù)同資本結(jié)合的一次新的嘗試。南明光纖自成立以來，通過自主研發(fā)和吸收國外先進(jìn)技術(shù)，成功開發(fā)了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的光互連技術(shù)和產(chǎn)品，其中40G和56G的QSFP+規(guī)格AOC產(chǎn)品已經(jīng)通過國際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證，并實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，同時開發(fā)成功了具有世界最高傳輸速率的100GQSFP+規(guī)格AOC產(chǎn)品。今年3月在美國洛杉磯舉行的國際光纖通信大會（OFC）展覽會上，全球共有三家廠商動態(tài)演示了100GQSFP+規(guī)格AOC產(chǎn)品，南明光纖是其中唯一一家來自中國的廠商。

    “一個“互聯(lián)網(wǎng)+”萬眾創(chuàng)新的風(fēng)暴已經(jīng)來臨，這是未來中國科技的機(jī)會所在，也是中國光通信和光傳感技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)會所在�！焙巫嬖凑J(rèn)為，圍繞著“互聯(lián)網(wǎng)+”這個中心，今后將大力發(fā)展光傳感和光互連這兩個強(qiáng)有力的支撐技術(shù)，為實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、“互聯(lián)網(wǎng)+”產(chǎn)業(yè)升級改造、“互聯(lián)網(wǎng)+”安全等一系列創(chuàng)新發(fā)展貢獻(xiàn)力量，真正讓互聯(lián)網(wǎng)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)深度融合、協(xié)同增效。