本刊記者 夏 文

沈綱祥：潛心科研 “光”耀人生

本刊記者 夏 文

時(shí)至今日，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)革命對(duì)生產(chǎn)力的帶動(dòng)作用是不容置疑的。然而，越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對(duì)帶寬速率的要求也越來(lái)越大，而光纖網(wǎng)絡(luò)則被認(rèn)為是唯一能滿足人們對(duì)帶寬需求的技術(shù)，它可以將傳統(tǒng)基于電纜網(wǎng)絡(luò)的吞吐量增加數(shù)百萬(wàn)倍。不可否認(rèn)，光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命，可以這么講沒(méi)有光纖通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，不可能有今天無(wú)處不在的IP網(wǎng)絡(luò)爆炸式的發(fā)展。

越來(lái)越多的科學(xué)家也都把希望寄托于光纖網(wǎng)絡(luò)，他們希望通過(guò)提高光通信網(wǎng)絡(luò)的容量來(lái)進(jìn)一步提升互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)給人類生活帶來(lái)的便利。

蘇州大學(xué)電子信息學(xué)院光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中心主任沈綱祥教授也選擇了這項(xiàng)國(guó)際前沿技術(shù)，并在此領(lǐng)域展開(kāi)了深入探索。自潛心投入該領(lǐng)域的工作以來(lái)，沈綱祥教授在網(wǎng)絡(luò)保護(hù)、半透明光網(wǎng)絡(luò)、光與無(wú)線接入網(wǎng)融合、綠色光網(wǎng)絡(luò)及頻譜高效光網(wǎng)絡(luò)方面做出了一些開(kāi)創(chuàng)性的研究工作。共發(fā)表科技論文近60篇（包括IEEE期刊論文23篇，OFC/NFOEC會(huì)議論文9篇），論文被他引超過(guò)800次，第一作者論文平均他引超過(guò)22次。

一位剛過(guò)而立之年的學(xué)者、一連串閃光的成績(jī)，沈綱祥教授可以稱得上是年輕有為。

學(xué)海無(wú)涯他是孜孜不倦求學(xué)人

回顧自己的求學(xué)生涯，沈綱祥直言那是一段極其簡(jiǎn)單而充實(shí)的歲月。1997年于浙江大學(xué)信電系畢業(yè)之后，沈綱祥隨即來(lái)到新加坡南洋理工大學(xué)攻讀電力電子工程系的碩士學(xué)位，從此開(kāi)始了他長(zhǎng)達(dá)12年的異國(guó)求學(xué)之路。

“國(guó)外12年的經(jīng)歷對(duì)我特別重要，現(xiàn)在回想起來(lái)仍覺(jué)得彌足珍貴。”

在新加坡南洋理工大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間，由于學(xué)術(shù)研究突出，沈綱祥在1年5個(gè)月時(shí)間內(nèi)完成了學(xué)位研究工作，并轉(zhuǎn)為研究中心副研究員，后又轉(zhuǎn)為新加坡信息研究院高級(jí)研究工程師。主要研究方向?yàn)楣饩W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與控制。期間參與了多項(xiàng)新加坡政府資助的研究項(xiàng)目，共發(fā)表科技論文19篇（論文被他引近240次）。

“在新加坡攻讀研究生和工作的四年里，我逐漸學(xué)會(huì)怎樣去做研究。在國(guó)內(nèi)時(shí)，我的自學(xué)能力比較一般。在新加坡的幾年里，我得到的不光是知識(shí)上的提升，更重要的是，從剛開(kāi)始時(shí)對(duì)新知識(shí)的畏懼和困惑，到很快能進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)、以及吃透知識(shí)的能力。”

結(jié)束了在新加坡的學(xué)習(xí)之后，沈綱祥到加拿大阿爾伯特大學(xué)攻讀博士學(xué)位然后就職于加拿大OptiWave光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)軟件公司。主要研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)生存技術(shù)及半透明光網(wǎng)絡(luò)。期間參與了多項(xiàng)加拿大政府資助的研究項(xiàng)目，共發(fā)表科技論文11篇（論文被他引超過(guò)290次）。

“在加拿大求學(xué)時(shí)，我的導(dǎo)師是一位在學(xué)術(shù)界德高望重的皇家科學(xué)院、工程院院士。他做科研時(shí)那種嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的態(tài)度深深地影響了我，并且可以說(shuō)將影響我一輩子?！?/p>

2006年5月至2008年10月，沈綱祥在澳大利亞墨爾本大學(xué)任研究員和ARC研究員，師從于澳大利亞科學(xué)院、工程院院士、國(guó)家獎(jiǎng)?wù)芦@得者Rodney S. Tucker。主要研究方向?yàn)榘胪该鞴饩W(wǎng)絡(luò)、綠色光網(wǎng)絡(luò)和光與無(wú)線接入網(wǎng)的融合等。在短短兩年半時(shí)間內(nèi)，他作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（Chief Investigator）的身份同時(shí)獲得兩項(xiàng)澳大利亞ARC項(xiàng)目（類似于自然科學(xué)基金），并且其中一個(gè)項(xiàng)目是以獨(dú)立申請(qǐng)人身份獲得的。期間也發(fā)表了科技論文11篇（論文被他引超過(guò)280次）

“我曾到全球第三大光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公司Ciena工作，負(fù)責(zé)光網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件設(shè)計(jì)，并協(xié)助公司銷售團(tuán)隊(duì)完成各類如AT&T、Verizon等美國(guó)大型客戶網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃。去公司工作讓我更加清楚了工業(yè)界的實(shí)際需求，這在以后的科研上具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，避免了自己研究的閉門造車。”

科研是艱苦的，艱苦到局外人難以感同身受；科研是孤獨(dú)的，孤獨(dú)到?jīng)]有故事可講。十幾年的科研歲月，在沈綱祥的娓娓道來(lái)中，在談到科研時(shí)他雙眼發(fā)光的神態(tài)中，卻似一幅幅鮮活的畫面，呈現(xiàn)在我們眼前，就像他研究的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣，始終是鮮活靈動(dòng)的，而只有用心體會(huì)過(guò)的人才會(huì)明白，孤獨(dú)艱辛的科研工作也可以那么美，那么熱烈！

撥云見(jiàn)日他是攻堅(jiān)克難科學(xué)人

“從碩士開(kāi)始，這么多年來(lái)我一直堅(jiān)持從事光網(wǎng)絡(luò)與通訊的研究?！?/p>

“提到光網(wǎng)絡(luò)，不像柴米油鹽，普通人可能感覺(jué)不到它與自己的生活有著怎樣息息相關(guān)的聯(lián)系。但當(dāng)你在家上網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)頁(yè)始終打不開(kāi)，或抱怨網(wǎng)速慢時(shí)，你就需要想到是網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)地方出現(xiàn)了瓶頸。光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是克服這種瓶頸唯一的也是最好的技術(shù)，一根標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的極限傳輸容量大約為30至50Tb/s 。當(dāng)前這方面最突出難題是如何在低成本或可控成本的條件下，不斷地提升光網(wǎng)絡(luò)帶寬和光纖頻譜使用效率，這也是目前光通訊領(lǐng)域面臨的重要技術(shù)挑戰(zhàn)?！?/p>

談到自己的研究對(duì)實(shí)際生活的影響，沈綱祥的解釋簡(jiǎn)單易懂。

那究竟什么是光網(wǎng)絡(luò)呢？光網(wǎng)絡(luò)究竟有多好？

光網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由多個(gè)光交換節(jié)點(diǎn)和多條點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光傳輸鏈路組成的復(fù)雜信息傳輸系統(tǒng)?？煽毓馍舷侣方徊婀?jié)點(diǎn)（ROADM）是目前主流光交換節(jié)點(diǎn)技術(shù)，通過(guò)軟件配置此類節(jié)點(diǎn)可以將光通道在不轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的情況下實(shí)施全光交換，從而避免了電子瓶頸。就點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光傳輸鏈路，目前的主流傳輸技術(shù)是采用波分復(fù)用（W D M）技術(shù)，它通過(guò)在一條光纖上同時(shí)傳輸多條承載獨(dú)立數(shù)據(jù)的波長(zhǎng)（頻率）來(lái)充分利用光纖的頻譜資源和傳輸容量。光網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常作為電層數(shù)據(jù)網(wǎng)如IP網(wǎng)、OTN網(wǎng)的承載網(wǎng)提供高速傳輸帶寬。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用光網(wǎng)技術(shù)可使網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本節(jié)省70%，建網(wǎng)成本節(jié)省90%，而其傳輸速度則可高達(dá)傳統(tǒng)單波長(zhǎng)光同步數(shù)字傳輸技術(shù)的80倍，甚至更高。此外，在接入網(wǎng)和城域網(wǎng)中采用光通訊技術(shù)能極大地提高相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)段的傳輸帶寬，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)目前正在大力推廣的“三網(wǎng)融合”應(yīng)用必不可少的。光網(wǎng)絡(luò)提供的高速帶寬使以前難以實(shí)現(xiàn)的視頻點(diǎn)播、電視會(huì)議及其它寬帶業(yè)務(wù)成為了可能，“光纖到戶”作為我國(guó)下一代連向千家萬(wàn)戶的通訊技術(shù)正被廣泛地推廣和實(shí)施。今天，光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬的提升是飛速的，可令傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)相形見(jiàn)絀，光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬每9個(gè)月翻一番，而芯片的速度需要每18個(gè)月才翻一番。

“當(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)的通訊能力已經(jīng)比較強(qiáng)，但光網(wǎng)絡(luò)頻譜資源使用率卻不高，不像無(wú)線頻譜資源那樣得到充分利用。我們希望通過(guò)改善現(xiàn)有光纖頻譜使用模式的措施來(lái)提高其使用效率?！?/p>

在異國(guó)求學(xué)12年后，沈綱祥懷著一顆赤子之心，踏上了歸國(guó)之路，以特聘教授身份加盟蘇州大學(xué)。成立了一個(gè)包含多位具有中高級(jí)職稱教師和近10名研究生的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中心。他希望將他在海外所學(xué)的知識(shí)和理念毫無(wú)保留地傳授給他的學(xué)生，能很好地為國(guó)家培養(yǎng)下一代科技人才。中心目前的主要研究方向包括頻譜高效光網(wǎng)絡(luò)和綠色光網(wǎng)絡(luò)。

團(tuán)隊(duì)成立以來(lái)，已先后與武漢郵電科學(xué)研究院光通訊與網(wǎng)絡(luò)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室合作，搭建了國(guó)際上屈指可數(shù)的頻譜高效靈活柵格全光網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)平臺(tái)。中心也主持和參與了包括863、國(guó)家自然科學(xué)基金、教育部博士點(diǎn)基金（博導(dǎo)類）在內(nèi)的多項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)項(xiàng)目。

結(jié)合頻譜高效光網(wǎng)絡(luò)的研究方向，光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中心在2011年?duì)款^主辦了一個(gè)關(guān)于頻譜高效光網(wǎng)絡(luò)的IEEE Journal on Selected Areas in Communications (JSAC)專刊（這是IEEE歷史上第二次以大陸教授牽頭主辦的JSAC?？蜕蚓V祥教授一起的其他幾位客座編輯包括Prof. Kenichi Sato（IEEE Fellow），Prof. William Shieh（OSA Fellow，光CO-OFDM傳輸技術(shù)的主要發(fā)明者和推動(dòng)者之一），Prof. Ioannis Tomkos(前IEEE光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)主席），及Dr. Jennifer Yates（美國(guó)AT&T研究部門總監(jiān)）。

光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中心也在2011年亞洲光通訊會(huì)議（ACP）上牽頭主辦了一個(gè)“頻譜和能量高效光網(wǎng)絡(luò)”的國(guó)際研討會(huì)，邀請(qǐng)到了包括Prof. Rodney S.Tucker（IEEE/OSA Fellow）在內(nèi)的多位國(guó)際知名專家和學(xué)者。沈綱祥也應(yīng)邀出任了2012年亞洲光通訊會(huì)議（ACP）的光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)控制及應(yīng)用技術(shù)委員會(huì)共同主席（Co-Chair）及2012年第一屆中國(guó)國(guó)際通訊會(huì)議（ICCC）光網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)分會(huì)的共同主席（Technical Symposium Chair）。

2010年在中科院青聯(lián)主辦、科學(xué)新聞承辦、愛(ài)思唯爾協(xié)辦的“SCOPUS 尋找青年科學(xué)之星”活動(dòng)中，基于對(duì)全國(guó)40歲以下的文章引用和文章國(guó)際影響力的評(píng)估，沈綱祥入選“信息科學(xué)領(lǐng)域”全國(guó)10強(qiáng)，被授予“青年科技之星新人獎(jiǎng)?！痹?011年，他也進(jìn)入中組部第一批“青年千人計(jì)劃”公示期。

在沈綱祥的帶領(lǐng)下，光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中心團(tuán)隊(duì)成員也獲得很好的發(fā)展和成長(zhǎng)。一名成員在2011年獲得國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目，兩名成員在2011年分別獲得江蘇省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，兩名成員在2011年分別獲得了光通訊與網(wǎng)絡(luò)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題。指導(dǎo)的一篇研究生論文進(jìn)入2012年OFC/NFOEC Corning最優(yōu)學(xué)生論文半決賽，這也可能是中國(guó)大陸2012年唯一一篇進(jìn)入半決賽的學(xué)生論文。

鍥而不舍，迎難而上，如今的沈綱祥，正在醞釀新一輪光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突破！