中国信科“全国五一劳动奖章”获得者:青年专家徐健
2024-05-01 09:50:54

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引子:让超长跨距光通信传输成为可能

 

2015年,国家电网邀请海外某公司来华开展技术交流和长跨距传输系统演示,先进的传输技术、国际领先的超长传输距离让每一位参观的工程师赞叹不已,感叹国内技术和产品的差距。
 
在参观完成后,他们现场提出了一个尖锐的问题:“这样的技术,我们国内什么时候才能掌握?什么时候国家电网才能用上国产的长跨距传输系统?”
 
现场一片沉默。
 
要知道当时国内直流输电距离常达上千公里,但与之配套的光通信系统传输距离通常只能达到300多公里,单跨距光传输系统已经有400km+的工程应用诉求,但国内尚无完善的产品技术和工程应用解决方案,这就需要在中途建设价值数千万的通信中继站,并寻找交流变电站为其提供场地和电源,这一直是配套通信工程建设的难题。
 
可如果公司立项加大这一块研发投入,将是一个漫长的系统工程,海量的人力财力背后,面临着巨大的不确定性。
 
在一片沉默之中,一名戴着眼镜的年轻工程师勇敢地站了出来:
 
“请再给光迅几年时间,最多三年,我们一定能攻克这一技术难题!”
 
2018年,他带着光迅自主研发的长跨距光传输系统来到国家电网的项目基地,一举打破当时的传输距离记录,践行了自己的诺言。
 
他就是中国信科集团旗下武汉光迅科技股份有限公司(简称:光迅科技)子系统产品业务部的徐健。

 

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他是“卡脖子”关键核心技术的攻关队长,是不甘技术附庸、坚持自主创新、打破世界纪录的开拓先锋,也是今年全国五一劳动奖章的获得者,国内长跨距光通信传输的拓荒者。
 
这是一段漫长又艰难的拓荒之旅。
 
 
世界级难题,
从零开始自主研发打破“卡脖子”
 
中国是一个幅员辽阔的大国,从祖国的最西端到最东端,从最南端到最北端,横跨几千公里是很正常的事情,而愈发进步的科技把古代这些很难互通有无的地区紧密地联系在一起,让天堑变通途,让西部高原的风高与浪急化为南方沿海的万家灯火。
 
为了把西部的水电风电输送到上海江苏等地,国家电网专门搭设了几千公里的特高压电网,确保电力的持续传输。
 
但问题来了,电力传输的问题通过特高压交直流输电技术解决了,与之配套的通讯传输技术却成为瓶颈。
 
当时传统光通信系统单跨距传输距离通常只能为100多公里,这意味着要想让西部的电网信息传输到上海,沿途需要铺设几十个基站。
 
当时这项技术不仅被海外垄断,而且每个基站的建设费用,以数千万计算。
 
这对我国的西电东送工程,是一项沉甸甸的经济压力。
 
徐健在与国家电网的合作中敏锐地观察到:随着特高压交直流输电、跨国跨洋通信、海底监测等领域呈现出超长跨距传输发展态势,超长跨距系统面临的400km+超长传输瓶颈、泵浦光功率和信号光功率非线性受限、传统方案系统繁杂、纤芯资源利用率低等关键问题日益突出。
 
尤其在特高压输电领域,特高压直流输电单跨可达2000—3000km,特高压交流输电单跨可达600—800km,然而长跨距通信技术仅仅为300km,呈现出“拖后腿”的困状,随着客户和市场的“痛点”越趋明显,解决400km超长跨距传输“卡脖子”技术重要性愈加凸显。
 
于是他主动请缨,带队从零开始进行长距离光通信传输的项目攻坚。
 
在看不到任何方向的荒原里拓荒,当时光迅科技的决策层也拿出了决心与魄力。
 
他们相信,只要坚持下去,总有一天,中国能独立掌握这项技术,独立完成我们广袤山河上的信息通信传输!
 
在徐健团队手中,他们凭借惊人的毅力和决心,不断实践,不断改良,让光通信的传输距离从最开始的100公里延伸到200公里,再在拉曼放大器技术的加持下突破300公里天关,当遥控放大器技术投入使用时,400公里的目标也顺利跨越。
 
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科技攻关摒弃幻想,
创新技术从“跟跑”到“领跑”超越
 
在近十年的光器件和超长跨距光传输系统设计与开发工作中,徐健始终坚持带领团队们不断进取、勇攀高峰,以世界眼光、永争一流的精神看世界、看问题。
 
项目组刚成立时,经过产品对比和技术差距分析后,徐健带领团队们开始深入钻研理论原理,开展大量的光器件测试和系统模型仿真。
 
为了给国家的清洁能源提供通讯走廊,徐健想了很多办法。
 
他首先注意到,相较传统运营商需求的海量数据传输需求,专网超长跨距光通信传输实际上没有那么大的数据传输需求,而是需要保证数据传输的长跨距和可靠性。
 
“这就好像我们需要把一辆满负荷的重型卡车改装成轻量级的皮卡汽车,我们要保留传输载体的马力,但是又不需要装那么多东西,这就给我们的研究提供了指导方向。”徐健这样解释道。
 
不仅如此,他们团队还独立开发模块,独立撰写算法,在近十年的时间里通过一次又一次的光器件实验和系统测试,经历过无数次的失败挫折和百思不得其解的技术瓶颈,最终基于对光器件的深入剖析、持续创新和级联优化,技术团队研究并设计出全球最长的2.5G、10G、50G、100G、400G 、500G和800G 超长单跨距光传输系统,实现了点对点无电中继单跨距传输713km世界纪录,打破了国外公司620km单跨传输世界纪录。
 
这项世界纪录的打破,解决了400km超长跨距传输的“卡脖子”技术难题。打破了400km超长跨距传输的“技术瓶颈”,发明了具有完全自主知识产权的遥泵系统解决方案;解决了传统方案输入泵浦光功率和输出信号光功率受限的共性难题;解决了传统方案系统繁杂、成本高昂和纤芯资源利用率低等业界难题;目前已在国家电网、南方电网和内蒙古电网等大规模应用,并出口澳大利亚、印度和巴西等国家,实现了大规模商用。
 
不仅如此,考虑到当前海底光传输距离仅50km左右,这项技术也可应用于海底地理探测领域。基于该技术的海底地理探测系统能实现中国沿海环向400km、单向200km岛链的地震、海啸、海洋等地理探测,有效提升我国深海区域的环境监测和灾害预警。
 
国际领先的系列技术成果被2019年、2020年和2021年OFC(国际顶尖光通信会议)大会录用,且连续三年被大会邀请做报告,技术成果同时获得2019年和2020年OFC会议“Top Scored”。徐健团队研发的超长跨距光传输创新技术达到国际领先水平,同时开发的光路子系统产品已经规模应用于国家电网特高压项目,市场份额超70%。
 
 
“想干事、能干事、能干成事”的新时代奋斗者
 
徐健从2011年到光迅科技实习,师从光迅拉曼放大器的开拓者付成鹏,光器件的理论知识和光路设计能力得到了大幅提升;同时跟从子系统业务部教授级高级工程师黄丽艳从事超长距传输系统的研究与开发,为后续打破超长距传输系统奠定了扎实技术基础。自身能力提升的同时,也将所学所用传授和教会更多人,带领更多年轻人成长。
 
在工作中,他成绩斐然,近年来发表OFC、OECC、ACP、JLT等国内外文章35篇(第一作者/通讯作者18篇),6篇论文成果打破本领域世界纪录。申报国内外专利72项(第一发明人19项);已授权专利46项(第一发明人15项),凭借着扎实的技术功底和优异的研究成果,相应的领先创新技术获得湖北省职工优秀技术创新成果一等奖(全省排名第三)、湖北省科技进步一等奖1项,中国电子学会科技进步一等奖1项,中国通信学会科技进步二等奖1项,第一作者专利获得2021年首届湖北省专利奖金奖和第二十三届中国专利奖优秀奖,获得湖北省“优秀带徒名师”、湖北省“五一劳动奖章”、湖北省“青年拔尖人才”等荣誉称号。
 
在提升自身技术功底的同时,徐健也培养了一批能吃苦、有技能、表现突出的青年人才,在长距离光通讯传输项目组中,有不少都是他从实习生亲手带起的光迅青年精英,从2015年开始,陆续培养了多名年轻的光路系列优秀技能人才。团队成员在2019年打破400G单跨传输482km世界纪录,成果被2019年国际会议ACP的PDP收录,并做大会报告;2021年打破800G单跨传输404km世界纪录,成果被2021年OFC录用,并做口头报告;2022年实现了φOTDR单跨350km长距传感的世界纪录。
 
徐健言传身教,将绝技绝活、先进技术毫无保留传授业务技能和理论知识,通过“传”“帮”“接”“带”等方式,使得青年人才队伍实现良性循环,其中有2人入选“3551光谷人才”。这些成绩的取得,离不开徐健的言传身教和项目团队十年如一的实战淬炼,在他的带领下,整个团队逐渐形成“能干事、想干事、能干成事”奋斗者精神氛围,秉持“干一行、爱一行、专一行”工作态度,持续在长距离光通信传输的领域继续奋斗着。
 
展望未来,徐健表示作为新时代奋斗者,将秉持勇于创新和勤于探索的精神,让光引领梦想,以昂扬斗志和饱满热情开辟新天地、创造新奇迹,继续为公司光通信事业全球领先、为我国科技自立自强贡献自己的力量!
 

 

来源:信科视界

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