千万IP创科普，共筑科技强国梦。为普及科学知识，弘扬科学精神，提高全民科学文化素质，助力实现高水平科技自立自强，中国科协科普部与人民网联合策划推出“见证科技之路”主题报道，聚焦国家科技战略政策、重要科技奖项、“卡脖子”关键核心技术等，深入基层一线开展采访调研，推出一批生动鲜活的科普精品，大力弘扬科学家精神，为建设科技强国汇聚磅礴力量。
这里，是中国光通信的缘起。1976年，赵梓森院士在这里拉出了中国第一根实用化光纤。尽管它只有17米，却衍生出众多“中国第一”——中国第一个光纤通信系统工程，第一条国产国家骨干传输干线，第一个中国提出、被国际电联采纳的IP标准……近日，记者走进“中国光谷”，看荆楚大地上的“逐梦追光者”，如何在光与电的交汇中，用智慧和汗水点亮一颗颗科技之星。
突破多芯复用技术，为通信光纤发展铺路
通信光纤，是人类迄今为止发明的最迅速、最有效、使用最广泛的传输介质之一，全球90%以上的信息通信都是由光纤传输的。随着工业互联网、云计算、自动驾驶等业务的快速发展，数据传输需求急剧增加。如何进一步提高光纤的传输容量，满足日益增长的数据传输需求，成为当前光纤通信技术研究的核心问题。
“传统单芯光纤的传输容量已经接近它的香农极限，也就是100Tbit/s。如何进一步提高光纤的传输容量，满足日益增长的数据传输需求，是业界的痛点。”烽火通信线缆产出线光纤研发部经理彭楚宇告诉记者。
在光纤传输其他维度已无法突破的情况下，基于多芯复用技术的多芯光纤为提升光纤容量提供了新的方向，实现在同一根光纤内，多个信号沿着不同的纤芯独立传输，就像单车道变多车道，使系统传输容量实现数量级的提升。“单芯光纤就是一根光纤包层里面含有一根纤芯，多芯光纤就是一根包层里面同时含有多根纤芯。”彭楚宇说道。
电子显微镜下的7芯光纤。受访者供图
近年来，烽火通信科技股份有限公司持续对多芯光纤技术展开专项研究，还从应用上和规模产业化上研究多芯光纤传输系统的实用性，实现了从核心光纤、关键器件到应用系统的规模产业化能力，摆脱了核心器件对国外的强烈依赖，确保我国传输产业的安全性和可持续发展性。
2023年，烽火通信基于自研19芯单模光纤，实现了净传输容量3.61Pbit/s的系统传输，刷新了单模多芯光纤传输容量的世界纪录。彭楚宇介绍，3.61Pbit/s相当于1秒传输451个1TB的硬盘，下载约135300部最高画质的电影。
多芯光纤的开发提高了我国通信技术国际领跑能力，带动了超大容量多芯光纤产业链的协同发展。多芯光纤的应用可有效解决通信网络面临的带宽持续增长的压力问题，实现系统扩容升级。
攻克一系列“卡脖子”难题，实现光传输芯片技术向Tb/s级的首次跨越
在光通信领域，除了多芯光纤技术在不断发展，“中国芯”也在不断迭代升级。自2018年至2021年底，历经三年的不懈努力，科研工作者们攻克了一系列“卡脖子”难题，成功研发出中国首款、拥有自主知识产权的400G相干商用硅光收发芯片，实现每秒可传输400Gbit的数据速率，是前代100G芯片速率的四倍。
时隔三年，科研团队再次刷新自身纪录，研发出1.6Tbit/s级光传输芯片，实现了我国光传输芯片技术向Tb/s级的首次跨越。该芯片是目前业界处理容量最大、集成度最高的传输芯片。芯片最大处理容量可达1.6T，集成超100亿个晶体管，可应用在汇聚网、骨干网，解决了高端光网络设备核心芯片“卡脖子”难题。
1.6Tbit/s光传输处理芯片。受访者供图
“从100G、200G、400G到1.6T，相当于高速公路由单车道、双车道、四车道变成16车道，同时每个车道也变宽了。”烽火通信微电子研发项目经理李光瑜介绍。
1.6TFramer芯片的成功研发，推动了400G甚至更高速率网络的建设，以满足各种新型业务不断发展和用户不断增长的带宽需求，进一步支持大规模的云计算、物联网、5G等业务的发展，赋能数字中国建设。
全自主研发构建5G与F5G“双千兆”工厂，为生产线植入硬核大脑
在烽火通信的数字工厂内，生产热火朝天，却少见人影。取而代之的AGV机器人在厂内灵活穿梭，十余条高水平自动化生产线开足马力。
“在我们的工厂中会有大量的类似AGV的自动化设备，它每时每刻都在产生各种各样的数据，这些数据每时每刻都需要在我们的设备和后端服务器之间进行交互，每天大概有至少3亿条数据在我们的工厂管理系统和现场进行不断产生和流转。”烽火通信线缆产出线光缆智能制造专项经理肖昌云介绍，如何确保这些数据不遗漏、高效可靠地传到后端系统，来支撑相应的业务，网络就很关键。“我们需要一张容量大、速度快、可靠性高的网络，我们就选择了用5G来替代传统的WiFi网络，用F5G替代传统的以太网络。”
烽火通信数字工厂。受访者供图
烽火通信在业内完成了首个全自主研发的5G与F5G“双千兆”工厂构建，为光通信技术在工业领域的应用普及做出了积极探索。“在升级改造中，我们优化了超过40个业务模块、100多个流程，消除了30多个业务断点，将系统间数据流动的效率提升了30%。数字化改造后，产品制造效率提升了20%，人工成本降低了14%，净利润增加了10%。”肖昌云说道。
在湖北武汉的这座“中国光谷”里，成千上万的科技工作者凭借不懈的努力和非凡的创新精神，在光通信领域取得了举世瞩目的成就，不仅点亮了人类探索宇宙的明灯，也照亮了中国光通信的前行之路。
本文来源：烽火通信
