做寻“光”人 实现全程化光网络——记北京邮电大学科学技术研究院副院长杨辉

□ 于晓杰

杨辉作特邀报告

古时候，人们寄书信于鸽雁以实现相互的沟通交流。随着科学技术的不断发展，人们开始借助电与光作为载体，实现通信，即使相距万里，远隔重洋，也可以清晰地听到声音，清楚地看到容貌，真正使“海内存知己，天涯若比邻”这样的美好诗句成为现实。

光纤通信即光通信，是在发送端首先把传送的信息变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的频率变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。

如果说20世纪是电力通信时代，那么21世纪将会是光通信的时代。一根头发丝般粗细的普通光纤，可容纳上百亿人的同时通话，并有效提升传输距离，降低传输过程中的能量损耗。而这一切与光通信网络的快速发展密不可分，在这条寻“光”的道路上，北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室副教授、科学技术研究院副院长杨辉，多年来一直致力于光通信与光网络领域研究，不断探索着光的奥秘，为我国实现全程化光网络不懈奋斗着。

源于兴趣 忠于光通信网络研究

早在大学期间，杨辉就对通信产生了极大兴趣，选择了通信工程作为辅修专业。“我挺喜欢通信的，相信它会成为全世界发展速度最快的产业之一。”在问到为什么会跨专业选择通信时，杨辉坚定地说道。即使当时拥有本专业的保研资格，为保险起见老师也劝他选择保研时，他都没有动摇决心。杨辉说他深刻地记得，在联系到通信领域的知名导师顾畹仪教授时，顾老师为他着想劝他慎重，但看到他毅然决然的坚持后，给予了他很多帮助。最终他以实验室第一名的优异成绩，成功考取了北京邮电大学信息光子学与光通信研究院先进光网络研究室，开启了他向往的光通信网络技术的学习和科研之路。

光通信网络是以光纤为传播介质组成的一种通信体系网络结构，其具有传输频带宽、通信容量大、传输损耗低和保密性强等优点。随着移动互联网等技术的快速发展，光通信网络的业务由局部固定的“点到点连接”向全程动态的“端到云连通”方向过渡。作为“网络强国”战略的重要支撑，全程化光网络成了国家的重要战略需求。而全程化的过程中，多种类型资源相互交织，形成了资源异质与控制灵活间的制约，衍生出高复杂、低效率、慢响应的光网络管控难题。围绕这一系列难题，杨辉从如何利用、调度、融合异质资源三个视角入手，探索全程化光网络的灵活控制结构。

向领导汇报并演示项目成果

发表国内高校第一篇光通信领域顶级会议OFC的Post Deadline Paper

他构建了内容与网络跨层协同控制模型，突破数据中心与光网络间控制隔离的限制，解决了异构网络统一运维的矛盾，实现千节点规模的异构组网与灵活管控，完成跨洲应用演示，该成果获得首届中国电子学会优秀博士学位论文奖等，并发表了ESI高被引论文。设计了多维资源聚合理论与集成调度机制，刻画出异质资源关联程度的数学表征，完成频谱、应用、时间等多维资源灵活性调度，解决了数据中心互联资源利用低效的难题，获得中国电子学会技术发明奖一等奖等。提出了边缘承载融合组网方法与优化策略，率先实现射频、光谱和处理资源的软定义融合组网，将业务提供时间降低至毫秒级，解决了边缘高带宽业务响应缓慢的难题，获得中国通信学会科技进步奖一等奖和IEEE ICOCN2017青年科学家奖等。

在科研过程中他发现，把全程化光网络的控制结构放在范围广阔、应用繁多和环境复杂的场景中，其控制的智能性和组网的安全性将面临巨大挑战。因此，在未来的科研计划中，一方面，他将围绕光网络智能性差的问题，拟利用人工智能技术的自学习、自优化、自适应和自推理等能力，研究基于人工智能的全程化智慧光网络控制结构，从业务、控制、资源和运维等不同层面提升光网络的智能性。另一方面，针对组网安全性低的挑战，他将结合区块链的去中心性、匿名性和不可篡改性等技术特征，探索基于区块链的全程化可信光网络架构，在设备接入、资源调度和路由计算等方面实现光网络的组网可信。

科研管理双肩挑

杨辉是北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室副教授，北京邮电大学科学技术研究院副院长。他的日常工作不仅要在实验室做科研，还要参与学校的行政管理工作。已经习惯实验室办公室两头跑的他笑着说道：“辛苦是必然的，但也乐在其中。毕竟做科研是我的兴趣，学校的科研服务管理是我的责任。多付出，提高效率，也就没什么解决不了的事。”

作为副教授的杨辉，在日常教学工作中也有自己独到的一套教学理念。他讲到自己做学生期间，养成了爱思考的习惯。不论是听课还是查阅文献的过程中都勤于思考，这影响了他的授课方式，引导学生多问为什么。例如，一段代码写完后，在反复修改调通的过程中，问问自己造成错误的原因是什么。杨辉说，这样可以让学生们进一步挖掘自身的潜力和创造力。除此之外，他还鼓励学生们多向身边的专家、老师和同学请教交流，这对科研能力的提升将很有帮助。

因材施教是杨辉的教学方式。“我跟学生的关系，首先是师生关系，同时更多的是朋友关系。”杨辉跟学生的交流，更多的基于换位思考。他说：“通过换位思考，可以更好地建立双方之间良好的沟通渠道，每位学生来实验室的时候，我都会找他聊一聊，问问将来想做什么，未来的职业规划是什么，爱好是什么，想做学术研究还是编程实现。然后根据每个人的喜好，在实验室的研究范围内制订适合的培养计划。”

2018年，杨辉入选了中国科协青年人才托举工程项目。“青春须早为，岂能长少年。”把握住时间，尽快研究出性能优越的光网络控制设备，利用人工智能和区块链技术，让全程化光网络变得更加智能、可信，解决光网络的“动脉硬化症”，是杨辉下一阶段的科研目标。