博士军团破解世界级难题

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董振华(右)在工作中供图/受访者6月6日,我国5G商用发牌三周年之际,国家知识产权局知识产权发展研究中心有关报告显示,当前全球声明的5G标准必要专利共21万余件,涉及4.7万项专利族。其中,中国声明1.8万项专利族,占全球40%,排名第一。专利申请人中,华为声明标准必要专利余项。华为在专利上的突出成就离不开其对研发的投入,科研队伍的扩大、对人才的激励是其中的重点。不光是华为,北青报记者注意到,今年以来,各大科技公司虽然总体增速放缓,但对研发仍然保持高度重视,不断加大研发投入,同时扩大科研队伍、培养科研人才。

6月8日,华为在“开拓创新视野:创新和知识产权论坛”上公布了其“十大发明”评选成果。其中,获奖发明“数智光分配网(DQODN)”通过在光波导上刻写光虹膜作为光纤的身份标签,能够帮助运营商实现光分配网的数字化、智能化管理,加速光纤宽带部署,减少30%的资源沉淀,降低20%的运营成本。

北京青年报记者采访了该技术的主要发明者——华为光产品线研究部接入光技术Lab的董振华。他讲述了他与“博士军团”如何在短短几个月内破解世界级难题、该技术在将来有着怎样的应用价值,以及他是如何实现自己儿时的梦想、成为一名青年科学家的。当下正值高考季和大学毕业季,董振华还为考生和职场新人提出了他的建议。

谈初入职场

入职光产品线研究部

成功破解世界级难题

年,入职华为光产品线研究部3年的董振华接到来自部长的一封“军令状”:“谁能解决光分配网难题,谁就能连升两级。”

后来,成功解决这一难题并获得华为年“十大发明”的董振华告诉北青报记者,这实际上是一个20多年来未被解决的世界级难题。

董振华介绍,光分配网(ODN)是光纤宽带上网的基础设施,它通过光纤以及无源分光器将运营商机房设备与用户家里的“光猫”连接起来,实现了光纤上网。ODN呈树状结构,通过分光器将一根主干光纤分为64个一模一样的“支流”光纤,实现64个用户共享一根主干光纤上网,这也是“光分配网络”叫法的由来。另外,由于光纤不导电,ODN的一大特点是它的无源性。

“这就造成了两大问题。”董振华说,一是ODN的光纤资源非常难以管理,没有办法精准掌握它们的利用情况,当光纤用完后无法及时得到扩容。“这就是为什么大家在搬新家时去营业厅办理宽带,运营商通常需要花数天才能开通,而不是当天开通。”运营商当前主要通过人工贴标签方式对光纤资源进行记录管理,较容易出错,久而久之就变成了“糊涂账”。当某小区有新用户申请安装宽带时,运营商不清楚是否有空闲的光纤可以使用,只能派装维师傅上门逐级排查,发现无可用光纤就还得为该用户新开通一条线路,同时需跟物业协调,耗费大量的时间。

二是当ODN发生故障时难以定位。“例如大家遇到在家里突然上不了网的情况,维修人员很难准确找到故障点的位置,需要沿着光纤一段段排查,因而维修效率非常低,且耗费了大量人力成本。”他说,“从绿色环保的角度来讲,特别是偏远地区维修人员来回交通产生的碳排放也是十分大的损耗与浪费。”

“这两大问题在光纤宽带发展以来的20多年间一直没有得到很好的解决,成为了世界级难题,也是运营商运营光纤网络的最大痛点。”董振华说。

过去,华为曾经尝试解决这一难题。董振华表示,10年前,华为曾有一个多人的团队尝试攻克,但由于未找到正确的切入点,未能成功解决。随着过去10年光纤宽带的大力发展,中国基本已完成光纤宽带建设,这一痛点愈发明显地暴露出来。

谈团队合作

发明“光虹膜”技术

实现ODN数智化管理

年,海外客户再次向华为提出需求。彼时,董振华已经在华为的光产品线研究部工作,这是一个为光产品做长期研究的部门,周期为3年到5年,60%以上的员工为博士学历,其中大多数是海归或名校毕业。该部门的部长接到这一任务后,向员工下达了军令状。

董振华所在的小组开展了多次头脑风暴。他们回顾历来华为和其他业界厂商失败的案例后发现,这些探索都走了弯路,即试图将无源、不导电的ODN变为有源网络。然而,ODN正是因为由无源的器件组成,无需供电维护,具有成本低、不怕日晒雨淋易部署的优点,才得到大规模的发展。一旦改为有源设备,反而变得难以维护。

“我们这个小组的成员背景是多元化的,有研究光通信的,有研究光传感的,也有研究光器件的。”如果将这些学科融合起来,他们感觉到问题是有解的。于是他们成立了一个“博士军团”,领了军令状,开始攻克难题。

多次讨论后,他们想到,传统的纸质标签,人工会标错,且容易损坏丢失,能否把纸质标签直接印刷到光波导里面?“于是我们联合开发部、精密制造部,通过超高精度的加工技术,在比头发丝还要细的光波导上雕刻出特殊的微结构,给经过不同支路的光打上不同的标签。这样一来,光就携带了地址信息,从哪来、到哪去都一清二楚。”

于是,他们的发明中最核心的技术创新——“光虹膜”就出现了,即在光波导里印刷



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