□ 于曉杰

楊輝作特邀報(bào)告

古時(shí)候，人們寄書信于鴿雁以實(shí)現(xiàn)相互的溝通交流。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們開始借助電與光作為載體，實(shí)現(xiàn)通信，即使相距萬(wàn)里，遠(yuǎn)隔重洋，也可以清晰地聽到聲音，清楚地看到容貌，真正使“海內(nèi)存知己，天涯若比鄰”這樣的美好詩(shī)句成為現(xiàn)實(shí)。

光纖通信即光通信，是在發(fā)送端首先把傳送的信息變成電信號(hào)，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)的頻率變化而變化，并通過光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。

如果說20世紀(jì)是電力通信時(shí)代，那么21世紀(jì)將會(huì)是光通信的時(shí)代。一根頭發(fā)絲般粗細(xì)的普通光纖，可容納上百億人的同時(shí)通話，并有效提升傳輸距離，降低傳輸過程中的能量損耗。而這一切與光通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展密不可分，在這條尋“光”的道路上，北京郵電大學(xué)信息光子學(xué)與光通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授、科學(xué)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)楊輝，多年來一直致力于光通信與光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究，不斷探索著光的奧秘，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)全程化光網(wǎng)絡(luò)不懈奮斗著。

源于興趣 忠于光通信網(wǎng)絡(luò)研究

早在大學(xué)期間，楊輝就對(duì)通信產(chǎn)生了極大興趣，選擇了通信工程作為輔修專業(yè)。“我挺喜歡通信的，相信它會(huì)成為全世界發(fā)展速度最快的產(chǎn)業(yè)之一?！痹趩柕綖槭裁磿?huì)跨專業(yè)選擇通信時(shí)，楊輝堅(jiān)定地說道。即使當(dāng)時(shí)擁有本專業(yè)的保研資格，為保險(xiǎn)起見老師也勸他選擇保研時(shí)，他都沒有動(dòng)搖決心。楊輝說他深刻地記得，在聯(lián)系到通信領(lǐng)域的知名導(dǎo)師顧畹儀教授時(shí)，顧老師為他著想勸他慎重，但看到他毅然決然的堅(jiān)持后，給予了他很多幫助。最終他以實(shí)驗(yàn)室第一名的優(yōu)異成績(jī)，成功考取了北京郵電大學(xué)信息光子學(xué)與光通信研究院先進(jìn)光網(wǎng)絡(luò)研究室，開啟了他向往的光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)習(xí)和科研之路。

光通信網(wǎng)絡(luò)是以光纖為傳播介質(zhì)組成的一種通信體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其具有傳輸頻帶寬、通信容量大、傳輸損耗低和保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，光通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)由局部固定的“點(diǎn)到點(diǎn)連接”向全程動(dòng)態(tài)的“端到云連通”方向過渡。作為“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略的重要支撐，全程化光網(wǎng)絡(luò)成了國(guó)家的重要戰(zhàn)略需求。而全程化的過程中，多種類型資源相互交織，形成了資源異質(zhì)與控制靈活間的制約，衍生出高復(fù)雜、低效率、慢響應(yīng)的光網(wǎng)絡(luò)管控難題。圍繞這一系列難題，楊輝從如何利用、調(diào)度、融合異質(zhì)資源三個(gè)視角入手，探索全程化光網(wǎng)絡(luò)的靈活控制結(jié)構(gòu)。

向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)并演示項(xiàng)目成果

發(fā)表國(guó)內(nèi)高校第一篇光通信領(lǐng)域頂級(jí)會(huì)議OFC的Post Deadline Paper

他構(gòu)建了內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)跨層協(xié)同控制模型，突破數(shù)據(jù)中心與光網(wǎng)絡(luò)間控制隔離的限制，解決了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一運(yùn)維的矛盾，實(shí)現(xiàn)千節(jié)點(diǎn)規(guī)模的異構(gòu)組網(wǎng)與靈活管控，完成跨洲應(yīng)用演示，該成果獲得首屆中國(guó)電子學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎(jiǎng)等，并發(fā)表了ESI高被引論文。設(shè)計(jì)了多維資源聚合理論與集成調(diào)度機(jī)制，刻畫出異質(zhì)資源關(guān)聯(lián)程度的數(shù)學(xué)表征，完成頻譜、應(yīng)用、時(shí)間等多維資源靈活性調(diào)度，解決了數(shù)據(jù)中心互聯(lián)資源利用低效的難題，獲得中國(guó)電子學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等。提出了邊緣承載融合組網(wǎng)方法與優(yōu)化策略，率先實(shí)現(xiàn)射頻、光譜和處理資源的軟定義融合組網(wǎng)，將業(yè)務(wù)提供時(shí)間降低至毫秒級(jí)，解決了邊緣高帶寬業(yè)務(wù)響應(yīng)緩慢的難題，獲得中國(guó)通信學(xué)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和IEEE ICOCN2017青年科學(xué)家獎(jiǎng)等。

在科研過程中他發(fā)現(xiàn)，把全程化光網(wǎng)絡(luò)的控制結(jié)構(gòu)放在范圍廣闊、應(yīng)用繁多和環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)景中，其控制的智能性和組網(wǎng)的安全性將面臨巨大挑戰(zhàn)。因此，在未來的科研計(jì)劃中，一方面，他將圍繞光網(wǎng)絡(luò)智能性差的問題，擬利用人工智能技術(shù)的自學(xué)習(xí)、自優(yōu)化、自適應(yīng)和自推理等能力，研究基于人工智能的全程化智慧光網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)，從業(yè)務(wù)、控制、資源和運(yùn)維等不同層面提升光網(wǎng)絡(luò)的智能性。另一方面，針對(duì)組網(wǎng)安全性低的挑戰(zhàn)，他將結(jié)合區(qū)塊鏈的去中心性、匿名性和不可篡改性等技術(shù)特征，探索基于區(qū)塊鏈的全程化可信光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在設(shè)備接入、資源調(diào)度和路由計(jì)算等方面實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)可信。

科研管理雙肩挑

楊輝是北京郵電大學(xué)信息光子學(xué)與光通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授，北京郵電大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)。他的日常工作不僅要在實(shí)驗(yàn)室做科研，還要參與學(xué)校的行政管理工作。已經(jīng)習(xí)慣實(shí)驗(yàn)室辦公室兩頭跑的他笑著說道：“辛苦是必然的，但也樂在其中。畢竟做科研是我的興趣，學(xué)校的科研服務(wù)管理是我的責(zé)任。多付出，提高效率，也就沒什么解決不了的事。”

作為副教授的楊輝，在日常教學(xué)工作中也有自己獨(dú)到的一套教學(xué)理念。他講到自己做學(xué)生期間，養(yǎng)成了愛思考的習(xí)慣。不論是聽課還是查閱文獻(xiàn)的過程中都勤于思考，這影響了他的授課方式，引導(dǎo)學(xué)生多問為什么。例如，一段代碼寫完后，在反復(fù)修改調(diào)通的過程中，問問自己造成錯(cuò)誤的原因是什么。楊輝說，這樣可以讓學(xué)生們進(jìn)一步挖掘自身的潛力和創(chuàng)造力。除此之外，他還鼓勵(lì)學(xué)生們多向身邊的專家、老師和同學(xué)請(qǐng)教交流，這對(duì)科研能力的提升將很有幫助。

因材施教是楊輝的教學(xué)方式?！拔腋鷮W(xué)生的關(guān)系，首先是師生關(guān)系，同時(shí)更多的是朋友關(guān)系?！睏钶x跟學(xué)生的交流，更多的基于換位思考。他說：“通過換位思考，可以更好地建立雙方之間良好的溝通渠道，每位學(xué)生來實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，我都會(huì)找他聊一聊，問問將來想做什么，未來的職業(yè)規(guī)劃是什么，愛好是什么，想做學(xué)術(shù)研究還是編程實(shí)現(xiàn)。然后根據(jù)每個(gè)人的喜好，在實(shí)驗(yàn)室的研究范圍內(nèi)制訂適合的培養(yǎng)計(jì)劃。”

2018年，楊輝入選了中國(guó)科協(xié)青年人才托舉工程項(xiàng)目?！扒啻喉氃鐬?，豈能長(zhǎng)少年?！卑盐兆r(shí)間，盡快研究出性能優(yōu)越的光網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備，利用人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)，讓全程化光網(wǎng)絡(luò)變得更加智能、可信，解決光網(wǎng)絡(luò)的“動(dòng)脈硬化癥”，是楊輝下一階段的科研目標(biāo)。