全光交换节点被纳入国家“东数西算”“宽带中国”等战略规划，但读者可能对这一技术较为陌生。请您用生活化的比喻跟我们科普一下其技术原理。它与传统设备相比又有何优势？能否列举几个贴近生活的应用场景？

1、技术原理：如果将网络比作信息高速公路，全光交换节点就像高速公路的立体互通式立交桥，能让我们轻松实现不同道路间的无缝切换。

2、核心优势：与传统电力处理节点相比，全光交换节点的核心优势在于既能便捷地转换数据传输路径，又能有效降低能耗，符合“双碳”战略下的绿色网络发展目标。

传统电交换节点（即OEO转换）需要将光信号转换为电信号进行处理后再转回光信号传输，这不仅会产生时延问题，还会造成大量能源消耗。就像老式收费站：所有车辆必须停下，经过人工处理，再重新上路，不仅造成堵点，还要消耗大量燃油。而全光交换节点（即OXC转换）跳过了这种光电转换过程，直接对光信号进行处理交换，相当于“智能无感通行系统”，使光信号全程保持“高速行驶”状态，数据传输效率大幅提升。

3、生活应用场景：我常把全光交换节点比作网络世界的无名英雄。无论是看视频、玩游戏，还是在线学习、远程办公，背后都有它在为我们提供稳定快速的网络连接。特别是它的低时延特性，在视频会议等高实时性要求场景尤为重要。实际上，中国电信、中国移动等运营商已在我国部署了大量基于全光交换节点组网的网络，我国网速提升正得益于此。

当前，在AI大模型应用领域（如DeepSeek、ChatGPT等），面对动辄需要万卡互联的大模型训练需求，全光交换技术不仅支持更大规模的算力卡互联，还能提供更高带宽和更低的卡间通信时延，这正是谷歌、微软等企业已在数据中心实践该技术的原因。未来随着AI深入各行业，全光交换技术必将成为不可或缺的基础支撑。

我们关注到，您与团队共同完成的《高维无阻智能全光交换节点关键技术》项目荣获了2024年度江苏省数字经济学会科学技术奖，能否请您介绍一下其核心技术，分享一些具体案例，说说它是如何提升某领域的效率的？

在国家重点研发计划、国家自然科学基金及苏州市名城名校等项目的支持下，我们团队主要取得三方面突破，推动了下一代光传送网及相关基础设施的升级：

1、设计了全光交换节点的高维度架构，突破了传统全光交换节点32维光方向调度的上限，为构建高维度全光交换节点提供了理论支撑和实践方案。

△关于“高维”：指光调度方向的数量。例如一个节点能支持多个光方向输入输出，类似立交桥能连接多条高速公路。当前全光交换节点核心器件波长选择开关受限于1×32规模，导致最大调度方向仅32维。我们的创新架构突破了这一上限，用低维度器件实现了更高维度的调度能力。

2、建立了全光交换节点阻塞理论模型，通过数学公式实现端口约束下的阻塞率快速评估，为节点性能优化提供量化工具。

△关于“无阻”：这是网络领域的专有名词，源于光交换网络的无阻塞分级体系，包含严格无阻塞、可重构无阻塞和广义无阻塞等类型。我们主要聚焦严格无阻塞，即当存在空闲输入端口和空闲输出端口时，必须保证两者可直接连通。这对运营商至关重要——只要端口空闲就能通信，极大简化了运维复杂度，降低了运维成本。我们的工作正是在满足严格无阻塞要求的同时，实现了高维度架构的构建。

3、自主研发了基于SDN（软件定义网络）的智能管控系统，实现了交换平面的智能化运维。

△关于“智能化运维”：智能评估系统可根据网络需求推荐最优节点配置方案。全光交换节点按灵活性可分为无色、无向、无阻塞等多种类型。通过模型计算，系统能预判不同节点类型对网络性能的影响。

以实际应用为例，我们的技术可帮助运营商降低组网成本。比如通过性能评估模型，可精准测算不同灵活性节点对整网的影响。当评估显示：采用灵活性较低、成本较低的节点仍能满足整网性能需求时，可建议运营商部署灵活性适中但更经济的节点方案。这种精细化配置建议，已在实际组网中帮助运营商实现成本与性能的最优平衡。

您在绿色全光网领域也有深入研究。在您看来，在“双碳”目标下，全光交换节点将如何通过节能设计助力绿色发展？未来是否可能将AI算法与全光交换节点智能管控结合，实现光网络的“自愈”或“预测性运维”？

实际上，交换机最大的能耗来源就是频繁的光电光转换。而全光交换技术能直接在光域对光信号进行交换，极大减少能耗，无疑将成为绿色网络建设的核心驱动力。

AI算法与全光交换节点的结合，是未来算网融合的典型应用。以大规模计算中心为例，若用光网络连接万卡集群，整个网络规模将非常大。如今骨干网建设规模也在不断扩大，整网管控成为难题。若借助AI赋能，不仅能提高网络管理的智能化水平，还能极大降低运维难度。

目前，我们团队也在开展预测性相关工作，希望通过 AI 大模型实现大规模网络管理的智能化和轻量化。基于AI大模型，我们开发一种基于意图驱动的管理方案——例如，即便您对网络一无所知，只需提出开通业务的需求，无需任何操作，我们的算法和系统就能直接帮您开通点到点业务。

当前全球光通信技术竞争愈发激烈，您如何看待国产全光交换节点设备在“一带一路”合作中的潜力？作为青年科学家，您认为，光通信领域最亟需哪类跨界人才？

我认为，国产全光交换节点设备在“一带一路”合作中潜力巨大，竞争力极强。事实上，我国光通信产业全球领先，技术甚至超越欧美国家。随着“一带一路”沿线国家对通信基础设施建设需求的增长，国产全光交换节点凭借其高性能、高可靠性及成本优势，定能为这些国家提供优质通信解决方案。同时，与沿线国家的合作也将促进我国光通信技术进一步发展，提升国际影响力。

在我看来，光通信领域当下最迫切需要的是兼具光通信、数学及计算机科学等多学科知识背景的复合型人才。我本人就是学科交叉的受益者，本科期间积累的数学知识，为我硕士阶段的光通信领域的研究工作提供了极大助力。与此同时，我们积极与数学、计算机科学领域的老师携手合作，为光通信领域培育更多优秀人才。我们坚信，通过这种学科交叉模式的深入推进，能够充分融合不同领域的技术优势，实现创新性的技术突破，携手服务国家重大需求的科研事业。

最后问一个轻松的问题，如果未来全光交换节点技术突破了物理极限，这项技术能否助力实现科幻场景里全息3D视频影像的直接对话？您理想中的下一代光网络将如何改变我们的生活？

作为一名科研工作者，我坚信，再过十几二十年，无人驾驶、居家机器人、3D裸眼视频以及全息视频通话等，一定会融入我们的日常生活。回看90年代到2000年左右，2G技术还只能让我们用QQ发文字信息；后来，智能手机让我们能打语音电话，再后来能视频通话；如今，抖音、小红书等视频类APP占据了大量流量。而这一切，仅仅发生在短短十几二十年间。

我理想中真正的未来网络将实现万物互联，并且很快就会到来。比如，当你需要通话时，只需打开一个终端，就能以3D裸眼视频或全息方式与对方交流，仿佛对方就在身边。

图片来源于李泳成研究员团队所涉科研项目

编辑：陈敏

审核：巩璞玥、沈凌依阳