高妍+毛艷玲

曾烈光，清華大學(xué)電子工程系教授，一個(gè)既簡單又不簡單的科技工作者。

說他簡單，是他的研究經(jīng)歷簡單。自1970年從清華大學(xué)無線電電子學(xué)系畢業(yè)留校，就扎根通信領(lǐng)域，始終不離工程應(yīng)用。

說他不簡單，是他的成就不簡單。在我國通信事業(yè)發(fā)展的過程中，無論是在奠基、轉(zhuǎn)型、突破哪個(gè)重要時(shí)期，都能看到他和他的突出成果。

30年，三個(gè)國家獎(jiǎng)，為曾烈光的人生寫下了精彩的注腳。

第一個(gè)國家獎(jiǎng)

為數(shù)字通信終端工程應(yīng)用奠基

數(shù)字通信，一種用數(shù)字信號（1或0）作為載體傳輸信息的通信方式。

1937年，英國人A.H.里夫斯提出脈碼調(diào)制（PCM），從而推動(dòng)了模擬信號數(shù)字化的進(jìn)程。與原來的模擬通信相比，數(shù)字通信具有抗干擾性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)、便于加密、集成化程度高、可以實(shí)現(xiàn)多種通信業(yè)務(wù)的綜合等諸多優(yōu)勢。

我國早期的數(shù)字通信研究多停留在理論層面，直到20世紀(jì)70年代，才開始面向大規(guī)模工程應(yīng)用的數(shù)字通信技術(shù)工程應(yīng)用研究。當(dāng)時(shí)的一個(gè)標(biāo)志工程，就是川滬輸氣通信研發(fā)工程。

川滬輸氣工程是上世紀(jì)70年代規(guī)劃的繼西氣東輸工程后國內(nèi)最大的管道工程，其目標(biāo)是要把四川的天然氣經(jīng)武漢輸送到上海。這是一個(gè)大的系統(tǒng)性工程，通信工程是其中的一部分。就是在這個(gè)工程中，我國首次提出全部研發(fā)并采用數(shù)字通信技術(shù)和設(shè)備，在這之前，通常采用模擬通信方法。

這一工程由國務(wù)院批準(zhǔn)，牽頭組織各個(gè)部門匯聚整個(gè)行業(yè)的力量共同實(shí)施，基本囊括了當(dāng)時(shí)對通信有研究的所有大學(xué)、研究所和企業(yè)。清華大學(xué)就是參研單位之一。

作為清華大學(xué)電子工程系教師，曾烈光加入了川滬輸氣通信研發(fā)工程技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。在這之前，他剛剛完成了32路增量調(diào)制數(shù)字電話終端機(jī)定時(shí)系統(tǒng)的研制，理論研究和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都很豐富。

數(shù)字復(fù)接和PCM編碼（脈沖編碼調(diào)制）是數(shù)字通信終端的兩種基礎(chǔ)技術(shù)，前者用于實(shí)現(xiàn)多路數(shù)字信號同步傳輸，后者實(shí)現(xiàn)高保真水平的語音數(shù)字化。

在工程初期，團(tuán)隊(duì)參照德國及澳大利亞等國技術(shù)方案研制了正/零/負(fù)碼速調(diào)整復(fù)接器，但其抖動(dòng)實(shí)測值達(dá)100%UI（單位間隔）以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到工程提出的小于5%UI的要求。

初入團(tuán)隊(duì)的曾烈光接下了這一任務(wù)。通過一年的悉心研究，他發(fā)明了模型法碼速調(diào)整數(shù)字復(fù)接技術(shù)，采用模型化參數(shù)方法，將正/零/負(fù)碼速調(diào)整抖動(dòng)及漂移指標(biāo)由100%UI減小到3%UI，達(dá)到了工程要求并領(lǐng)先國際先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

PCM編碼是當(dāng)時(shí)國際上通用的語音數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，以此為基礎(chǔ)的數(shù)字電話終端機(jī)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信的基本終端設(shè)備。當(dāng)時(shí)國內(nèi)的PCM終端設(shè)備存在小信號信噪比指標(biāo)不達(dá)標(biāo)問題，“聲音大的時(shí)候，編出來還可以，聲音一小，噪聲大，編出來質(zhì)量差很多，達(dá)不到國際要求?！贬槍@一問題，通過潛心研究，曾烈光提出了極性另判法PCM編碼技術(shù)，很好地解決了這一關(guān)鍵問題。

以上述兩項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，曾烈光先后研制出模型法數(shù)字復(fù)接器和新型的PCM編碼數(shù)字電話終端機(jī)，并協(xié)助電子部相關(guān)730廠、734廠完成了設(shè)計(jì)定型，實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，推動(dòng)了我國數(shù)字通信工程應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，為國內(nèi)數(shù)字通信終端工程應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

相關(guān)成果榮獲1987年度國家發(fā)明二等獎(jiǎng)，作為技術(shù)方法的提出者和設(shè)備的主要研制者，曾烈光排名第一。

第二個(gè)國家獎(jiǎng)

為光通信終端產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型助力

上世紀(jì)80年代，隨著技術(shù)的發(fā)展，全球數(shù)字產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向?qū)Ｓ眉呻娐罚ˋSIC，Application Specific Integrated Circuit）系統(tǒng)集成時(shí)代。

專用集成電路是一種為專門目的而設(shè)計(jì)的集成電路，是相對于標(biāo)準(zhǔn)集成電路或通用集成電路而言的。它將某種應(yīng)用系統(tǒng)所需的各種分立元件集成起來做成一個(gè)芯片，不僅能夠減小體積，節(jié)省開發(fā)時(shí)間，降低成本，減少功耗，而且能降低故障率，提高可靠性；同時(shí)，它將核心技術(shù)都集成到芯片中，是最安全的自主知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)措施。

相比國外專用集成電路的風(fēng)起云涌，國內(nèi)的現(xiàn)狀卻令人焦急不已——光通信終端設(shè)備產(chǎn)業(yè)仍采用傳統(tǒng)技術(shù)和中小規(guī)模分離器件，整體技術(shù)水平落后，企業(yè)創(chuàng)新性不足，加工水平相對落后，處境艱難。

在領(lǐng)導(dǎo)層和研究人員的大力推動(dòng)下，“七五”期間，“光通信設(shè)備系統(tǒng)集成化”科技攻關(guān)項(xiàng)目立項(xiàng)，曾烈光為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

研究過程中，曾烈光發(fā)明了一種正碼速調(diào)整減小抖動(dòng)技術(shù)，該技術(shù)采用分離塞入比的方法，可將光通信終端設(shè)備正碼速調(diào)整復(fù)接抖動(dòng)由國際上的25%UI減小到2%UI，具有國際領(lǐng)先水平。隨后，以該創(chuàng)新技術(shù)為基礎(chǔ)，他在國內(nèi)首次自主設(shè)計(jì)出超大規(guī)模數(shù)字復(fù)接專用集成電路THMT001A和THMR001。

接下來，怎么才能加工出來，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用呢？國內(nèi)的加工工藝達(dá)不到要求，能否借助國外的？

那是1988年，國內(nèi)改革開放的程度還比較低，這一想法毫無意外遭到了不少人的反對。但曾烈光沒有輕易放棄，他四處奔波聯(lián)絡(luò)，在時(shí)任國家科委主任宋健等領(lǐng)導(dǎo)的支持下，蓋了二三十個(gè)相關(guān)部門的章，終于獲準(zhǔn)在當(dāng)時(shí)國內(nèi)不具備加工工藝條件的情況下，利用國外加工條件加工生產(chǎn)該芯片，并實(shí)現(xiàn)了與日本FUJITSU的芯片加工合作。

最終，他們在日本FUJITSU公司成功加工及批量生產(chǎn)了THMT001A和THMR001。這是我國最早采用自主專利技術(shù)成功開發(fā)的大規(guī)模專用集成電路之一，也是首次實(shí)現(xiàn)國內(nèi)設(shè)計(jì)、利用國外條件加工并批量生產(chǎn)的超大規(guī)模通信專用芯片。宋健同志曾親筆寫信祝賀這一開創(chuàng)性成功。

曾烈光介紹，這兩塊芯片立即受到了國內(nèi)相關(guān)企業(yè)的歡迎。它們把當(dāng)時(shí)我國采用分立電路的兩米多高的龐大的二、三次群光端機(jī)縮小到一塊小板上，且大大提高了性能，為亟待產(chǎn)業(yè)升級換代的我國光端機(jī)生產(chǎn)企業(yè)帶來了及時(shí)雨，很快就在國內(nèi)數(shù)十家光通信終端設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)批量應(yīng)用。同時(shí)還以此為主打技術(shù)創(chuàng)辦了高新技術(shù)企業(yè)北京華環(huán)公司，并為一些企業(yè)培養(yǎng)了一批早期的ASIC設(shè)計(jì)人才。

這一成果為我國光通信終端產(chǎn)業(yè)向?qū)Ｓ眉呻娐废到y(tǒng)集成化轉(zhuǎn)型作出了貢獻(xiàn)，并有力推動(dòng)了我國早期專用集成電路設(shè)計(jì)業(yè)的創(chuàng)生與發(fā)展。

相關(guān)成果被中國電子報(bào)組織評選為我國“七五”期間十大電子科技成果之一，并榮獲電子部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、北京市優(yōu)秀新產(chǎn)品獎(jiǎng)、中關(guān)村拳頭產(chǎn)品稱號。

1990年，該成果榮獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，作為該技術(shù)方法的提出者，集成電路和復(fù)接器的主要設(shè)計(jì)者，曾烈光再次排名第一。

第三個(gè)國家獎(jiǎng)

為“信息高速公路”建設(shè)添彩

1993年11月15日，美國克林頓政府批準(zhǔn)由副總統(tǒng)戈?duì)?、商?wù)部長布朗宣布：“美國將實(shí)施一項(xiàng)永久地改變美國公民的生活、工作和溝通方式的國家信息基礎(chǔ)設(shè)施?！奔?，NII（National Infarmation Infrastructure），也就是我們所說的“信息高速公路”。

此舉引發(fā)世界范圍的反應(yīng)，法、英、德等國紛紛提出自己的“信息高速公路”計(jì)劃，及至南美洲的巴西、阿根廷、巴拉圭、烏拉圭等國也聯(lián)合起來，要建立自己的“信息高速公路”?！靶畔⒏咚俟贰苯ㄔO(shè)成為全球熱點(diǎn)，我國自然也在積極規(guī)劃、研究。

“信息高速公路”即大容量高速光傳輸網(wǎng)，它主要通過光纖通信把政府機(jī)構(gòu)、科研單位、企業(yè)、圖書館、學(xué)校、商店、家庭及個(gè)人的計(jì)算機(jī)及移動(dòng)終端連接起來，方便、迅速地傳遞和處理信息，從而最大限度地實(shí)現(xiàn)信息共享。

建設(shè)初期，借助高速光網(wǎng)傳輸?shù)囊苿?dòng)通信基站失步現(xiàn)象嚴(yán)重，影響網(wǎng)絡(luò)使用效果。很快人們發(fā)現(xiàn)，造成這一現(xiàn)象的原因，是“信息高速公路”的主要傳輸標(biāo)準(zhǔn)體制SDH（光同步傳輸分層）存在指針泄漏抖動(dòng)和漂移過大造成的。這一問題一度困擾全球電信業(yè)，很多廠商都在積極尋求解決辦法。

曾烈光在國家863項(xiàng)目“SDH技術(shù)與芯片研發(fā)”的支持下，發(fā)明了一種統(tǒng)計(jì)預(yù)測時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)。該技術(shù)在不需要附加再定時(shí)設(shè)備，不要求全局主從時(shí)鐘同步的前提下，用統(tǒng)計(jì)預(yù)測的數(shù)字處理方法大幅度抑制了SDH指針泄漏抖動(dòng)和漂移，將損傷指標(biāo)由國際上的100%UI以上減小到5%UI以下，很好地解決了上述問題，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

曾烈光隨即采用該項(xiàng)發(fā)明成功主持設(shè)計(jì)開發(fā)出了新型、系列、成套的SDH超大規(guī)模專用集成電路—MXHO155-2（SDH開銷處理片）、MXLO21E1-3（SDH 21路E1映射片）、MXDC8X8-4（SDH交叉連接片）、MXTULP-5（SDH指針下泄片）等，在國內(nèi)數(shù)十家企業(yè)批量生產(chǎn)應(yīng)用，性能優(yōu)良，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益突出。其中，值得一提的是，MXLO21E1-3是國際上最先開發(fā)出來的SDH 21路E1映射片。

采用這些芯片的新型SDH設(shè)備以優(yōu)良性能大量運(yùn)行在國內(nèi)外大容量高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)，為我國大容量高速光傳輸網(wǎng)工程及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

該成果榮獲教育部科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)，相關(guān)論文在國際通信界頂級刊物發(fā)表并入選全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文。

2002年，相關(guān)項(xiàng)目榮獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，作為技術(shù)提出者和芯片設(shè)計(jì)的主持者，曾烈光排名第一。

事實(shí)上，進(jìn)入21世紀(jì)，在獲獎(jiǎng)芯片成果之外，曾烈光還主持完成了多業(yè)務(wù)傳送平臺芯片MXMSTP-6、彈性分組環(huán)芯片MXRPR01-7、萬兆以太網(wǎng)芯片MX10GE-9等多種超大規(guī)模專用芯片的設(shè)計(jì)開發(fā)。其中，多業(yè)務(wù)傳送平臺芯片MXMSTP-6單片規(guī)模達(dá)600萬門/片，在美國達(dá)拉斯通過了MAXIM公司的性能測試。

這些工作有力地推動(dòng)了我國高速光通信技術(shù)與產(chǎn)業(yè)、城域網(wǎng)技術(shù)與SoC技術(shù)的發(fā)展。

獎(jiǎng)項(xiàng)背后

嚴(yán)謹(jǐn)與實(shí)干缺一不可

曾烈光是實(shí)干派，他認(rèn)為做一件東西，要立足實(shí)際，從提出問題，到找到解決方案，再從理論上證明、技術(shù)上實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而形成產(chǎn)品，最終在工程上應(yīng)用，收獲效益，才算做到了家。“這樣的事情，哪怕做到一件，心里也比較踏實(shí)?！?/p>

從畢業(yè)后做成第一件成功的事—研制數(shù)控機(jī)床開始，他就明白，一件事，只要認(rèn)真去做，總能做成?！斑@世上的事，很少有做不到的。如果沒成，那是你的信心不夠、努力不夠、付出不夠?！?/p>

然后一件事的發(fā)生，讓他懂得，做研究，光有付出還不夠。

那是在THMT001A和THMR001研制時(shí)期，已經(jīng)設(shè)計(jì)完成在日本加工好的芯片，卻出了問題。“從日本拿回來的芯片樣片運(yùn)行時(shí)，每隔一兩個(gè)小時(shí)就出一次故障，日方派專家組來中國共同尋找原因未果，后來我們又去了日本，還是找不到?！彪y題久攻不下，曾烈光急了，“牛勁兒”上來了，帶著干糧住進(jìn)了辦公室，一個(gè)星期沒出門，才最終找到了問題癥結(jié)并予以解決。

此事之后，曾烈光更深刻地體會(huì)到，做芯片設(shè)計(jì)，付出辛苦只是基本配置，最重要的是要有非常嚴(yán)格、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，必須一絲不茍?！耙粋€(gè)集成電路芯片，它里面有多少億條線，多少個(gè)元器件？如果有200多萬門，一個(gè)門有多少個(gè)晶體管、二極管？這么多的東西，必須要有很精確的設(shè)計(jì)，一點(diǎn)都不能錯(cuò)。否則出了問題很難找不說，前期的巨大投入也會(huì)打水漂?！?/p>

就是憑著一絲不茍的科學(xué)作風(fēng)，從上世紀(jì)80年代末設(shè)計(jì)我國最早的專用集成電路芯片THMT001A和THMR001開始，到2007年，僅20年時(shí)間，曾烈光就主持設(shè)計(jì)開發(fā)了超大規(guī)模專用集成電路芯片12種，其中10種實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)和工程應(yīng)用。他將工作做到了家，做到了心里。

2007年，曾烈光根據(jù)自己對形勢的判斷，決定轉(zhuǎn)向?qū)W術(shù)研究?！皣鴥?nèi)通信企業(yè)華為、中興等崛起，他們都有自己的集成電路設(shè)計(jì)中心，有龐大的研究團(tuán)隊(duì)，而且資金雄厚。作為高校，我們之前是為他們解決問題、提供芯片，帶他們闖一條路，20年后情況發(fā)生了變化，企業(yè)自身的科技能力越來越強(qiáng)，不再依賴我們，角色發(fā)生了變化。所以我們對自身的定位應(yīng)該有所變化?！?/p>

在這之后，他積極投身未來網(wǎng)絡(luò)研究，承擔(dān)了國家973、863、自然基金及重大專項(xiàng)等多項(xiàng)課題，積極參與國家中長期信息領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃，重點(diǎn)研究近距離無線通信和新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為建設(shè)國家網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)積累關(guān)鍵技術(shù)，驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新和提供參考設(shè)計(jì)。

實(shí)干精神也被曾烈光貫徹到了學(xué)術(shù)研究中?！把芯课磥砭W(wǎng)絡(luò)離不開實(shí)驗(yàn)環(huán)境，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)不能滿足要求，所以我們自己搞了一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境?！边@個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，就是TUNIE。

TUNIE是基于虛擬技術(shù)建立的、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)境。它的建立，為未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新發(fā)展進(jìn)行了有益探索，進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，開發(fā)了基于平臺和真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，另外還積極參與了國際合作，實(shí)現(xiàn)了與GENI的互通，增強(qiáng)了我國在未來網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的國際影響力。作為973項(xiàng)目成果，TUNIE已通過課題驗(yàn)收，得到了專家組的高度評價(jià)。

此外，多個(gè)項(xiàng)目的開展過程中，曾烈光還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在UWB標(biāo)準(zhǔn)與芯片、UWB體域網(wǎng)、SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）、大數(shù)據(jù)研究等方面取得一系列成果。

如今，雖然已經(jīng)退休，但曾烈光仍有不少時(shí)間在學(xué)校辦公?！笆掷锏囊恍┱n題項(xiàng)目還沒有結(jié)題，要繼續(xù)做完。另外，帶的博士生還有沒畢業(yè)的，得繼續(xù)盯著。”站好最后一班崗，是這位古稀老人對自己鐘愛的中國通信事業(yè)的另一種堅(jiān)守。