與“光”同行
——區域光纖通信網與新型光通信系統國家重點實驗室

1989年6月，為了引領和支撐高速發展的光通信技術，作為國家科技發展戰略的一部分，國家計委批準建立了“區域光纖通信網與新型光通信系統”國家重點實驗室。實驗室依托單位為上海交通大學和北京大學。

自成立以來，實驗室率先完成了國內第一套波分復用光纖通信系統——廣州—深圳4×2.5Gb/s雙向無中繼WDM光纖通信系統工程；率先完成了支持組播和突發調度的自動交換光網絡，并開展了試驗示范。同時，以上述兩個重要成果為核心，實驗室衍生和發展出了光傳輸、光網絡、光傳感與信號處理和光電子器件研究4個主要研究方向，形成了系列研究成果，成為國際上光通信方向的重要研究力量。

攻堅克難寫輝煌

實驗室依托于通信與信息工程、電子科學與技術、物理3個一級學科，及計算機應用、醫學等專業，來展開組織基礎研究、重大工程應用基礎研究和交叉學科研究。在多年的發展建設中，實驗室四大研究方向之一的新型光網絡研究由上海交通大學的胡衛生，北京大學的李紅濱、何永琪等人領導，重點研究光傳送網(OTN)集成控制機制、新型光交換原理與實現方法、新型光接入機制及光與無線混合接入網，對光網絡基礎理論與實驗方法進行科研攻關；新型光傳輸研究方向以上海交通大學的董毅，北京大學的陳章淵、郭弘為學術帶頭人，來重點研究超高速傳輸、空間與星載光通信、射頻光纖傳輸、量子通信，及其涉及的基礎理論、系統架構與實驗方法；光電子器件研究方向的學術帶頭人為上海交通大學的陳建平、陳險峰、蘇翼凱，北京大學的周治平、張志剛，重點研究支撐未來光通信系統和網絡的低成本、低功耗光電子器件，新型光子器件，大規模光電子集成器件，及其涉及的基礎理論與工藝方法；光傳感和信號處理研究方向則由上海交通大學的何祖源，北京大學的王子宇作為帶頭人，領導團隊重點研究光纖及光子傳感的基礎理論、器件原理及信號處理方法，如新型光學陀螺機理、分布式光纖傳感、生物傳感等。

圍繞新型光網絡、新型光傳輸、光電子器件、光傳感和信號處理四大研究方向，實驗室研究人員取得了眾多研究成果：

以微波與高速電路為研究對象，實驗室成員采用LTCC工藝、硅基MEMS工藝設計與實現了基片集成同軸互連陣列結構，并在華為公司、三星公司、Synopsys公司得到應用；自主開發了高速集成電路的布局布線軟件、信號完整性分析/電源完整性分析軟件、以及系統級封裝的電磁熱力多物理場全波仿真軟件；開發了面向5G移動通信的三維芯片集成高性能射頻前端模塊，可提高電性能、減小幾何尺寸、實現5G通信的多頻帶復用。

在光電子器件基礎研究領域，實驗室成員提出了一種基于CMOS工藝研制的新型自耦合硅基諧振結構，其具有調節靈敏度高、功耗小、結構靈活、易拓展等特點，能有效增加延遲帶寬積，以此作為單元，還可構建一系列功能器件（如可調光緩存器、梳妝濾波器）；研究開發了基于WDM/OTDM技術的超高速光模數轉換實驗系統，使采樣率高達80GS/s，相關研究成果有望在超寬帶雷達、超高速光通信等領域中得到應用；研制了100km點對多點光纖雙向時間頻率傳遞系統，使同步精度優于50ps。

在新型光傳輸研究領域，實驗室成員針對下一代光傳輸系統和網絡對超高速通信的需求，創新性地提出并驗證了160G相位反轉新型碼型—成對相位反轉碼型(PAP-CSRZ)和成組相位反轉碼型(GAP-CSRZ)。這些新型碼型可以減小非線性效應，提高傳輸距離和帶寬利用率。其中，PAP-CSRZ可以減小非線性損傷，GAP-CSRZ可以簡化時鐘恢復。此外，實驗室還和烽火通信一同搭建了160Gb/s OTDM的實驗平臺，通過色散補償和FEC技術，使誤碼率大大減少；首次提出了基于硅基微環實現了全光信號的微分，提出了用級聯自耦合環實現40-Gb/s的二階微分；首次實現了基于硅基器件的超高速全光二階微分器。

…………

與時俱進譜新篇

跟隨時代發展，與時代共同進步。在最新的研究成果中，實驗室金賢敏研究團隊報道了世界最大規模的三維集成光量子芯片，并演示了首個真正空間二維的隨機行走量子計算。同時這也是國內首個光量子計算芯片。這項研究進展推進了模擬量子計算機研究進程。

除此之外，在戰略研究方面，實驗室作為國家“十二五”寬帶網絡科技發展規劃起草組組長單位，主持和參與制訂了國家高速光通信領域的戰略研究，對我國光通信發展的戰略研究和國家寬帶科技發展計劃做出了重要貢獻；在重大基礎研究方面，實驗室作為首席科學家單位主持承擔了超大容量光網絡和高速低功耗光子集成重要的原“973”項目，以及相關課題；同時，還參加了自然科學基金重大項目，主持承擔了自然科學基金重點項目等數項，引領和組織了光通信領域兩個重要前沿方向的基礎研究；在高技術研究與發展方面，實驗室在光通信領域引領和支撐了國家原“863”計劃重大項目“高性能寬帶信息網”、“高可信網絡”和“三網融合演進技術與系統”中的“國家試驗床”的研究開發，支撐了“下一代廣播電視網”的光通信網絡規劃和建設，對國家在光通信領域的科技發展和示范網建設做出了重大貢獻；在成果產業化方面上，以實驗室光纖同軸混合接入為核心的同軸電纜高速接入技術，已經成為廣電行業自主創新的重要標準之一，得到“核高基”國家重大專項和科技支撐計劃的支持，研究成果SoC流片已經批量試驗試用，具有重大產業化前景；在國防科技攻關方面，實驗室作為國防原“863”計劃某專家組組長單位，引領和參與了若干國防重點項目、國防型號項目，在量子通信、光纖陀螺和空間與星載光通信、激光技術等方面做出重要貢獻。

據報道，2016年，實驗室發表學術期刊論文182篇，實驗室承擔和參加了省部級以上科研項目143項；主辦、承辦了多場國際性、國內會議。實驗室研究人員先后在Optical Fiber Communication Conference、European Conference of OpticalCommunication和INFOCOM等10余個國際會議上擔任委員、分會主席、大會主席或組委會主席等職。其中，有兩位教授入選美國光學學會，有45人次擔任國際會議大會主席、技術委員會主席和委員等。在光通信最頂級的國際會議—美國光纖通信國際大會（OFC）技術委員會（2016）上，3名來自中國大學的教師入選技術委員會委員，其全部為實驗室（胡衛生教授、周治平教授、義理林教授）成員。

近年來，實驗室還獲得了上海市科技進步獎一等、上海市科技進步獎特等獎、國家科技進步獎二等獎、國家杰出青年科學基金、教育部創新團隊等多項獎勵。實驗室現有雙聘院士，以及中組部“千人計劃”，中組部青年“千人計劃”，中組部“萬人計劃”領軍人才、青年拔尖人才，教育部長江學者特聘教授，教育部青年長江學者，國家自然科學基金杰出青年基金獲得者，國家自然科學基金優秀青年基金獲得者，原“973”首席科學家等。實驗室成員中91%的固定人員具有博士學歷，40歲以下人員占49%。

此外，實驗室在國際標準化方面也取得了突破，參加了國際互聯網工程標準組織（IETF），并主持制訂了光網絡性能度量的國際標準（RFC6777），引領了國際光網絡性能研究領域的標準化進展。為進一步促進國家重點實驗室內、外的學術交流，實驗室直接領導和管理了“光纖之家”研究生交流協會的發展。

“光纖之家”研究生交流協會是全國范圍內率先成立的學生會組織，直接隸屬于“區域光纖通信網與新型光通信系統”國家重點實驗室，是實驗室學生自我組織、自我服務、自我約束、自我鍛煉、自主開展活動的交流協會，也是實驗室師生間聯系的紐帶和橋梁。旨在通過師生間、學生間等多元而新穎的活動，促進實驗室內、外的學術交流，展現實驗室師生的風貌，擴大實驗室的社會影響力，豐富全體師生的學習和生活。“光纖之家”研究生交流協會自2012年初籌備開始試運行以來，在老師和協會各部門成員的努力和幫助下，詳盡完善了協會的各項規章制度和管理職責，開展了眾多以實驗室為基礎的國家級、校級活動，協助實驗室完成了一系列工作，得到了國家科學技術部、上海交通大學校團委、以及實驗室全體師生的一致認可和好評。

作為上海交通大學下屬的7個國家重點實驗室之一，一直以來，實驗室始終圍繞國家的戰略目標，立足基礎研究，加強實驗研究與理論研究相結合，在光通信和光電子方面實現了重大突破，也為領域引進和培養眾多優秀人才。在“十三五”期間，實驗室將繼續圍繞國家中長期科技發展與規劃，積極參與、承擔和組織國家重大科研項目和核心技術的攻關，攻克更多領域難題。