传承师恩 继往开来——专访北京邮电大学教授张杰
作者:田家君时间:2018-06-09 15:38 来源:《中国科技人才》杂志

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张杰,北京邮电大学教授,博士生导师。现任北京邮电大学信息光子学与光通信研究院(光电信息学院)院长,信息光子学与光通信国家重点实验室光网络学术带头人。政府特殊津贴专家,入选国家百千万人才工程,被授予有突出贡献的中青年专家称号。是教育部新世纪优秀人才、北京市优秀教师、茅以升北京青年科技奖、中国电子学会优秀博士毕业论文指导教师等获得者。

主持完成国家自然科学基金、国家973计划、国家863计划等多项国家级研究项目或课题,参与建设中国高速互联试验网、中国高速信息示范网、国家高性能宽带信息网、国家新一代高可信网络等多个国家级示范网络,成果入选国家“十二五”科技创新成就展。获国家技术发明奖二等奖2项、省部和全国性科技学会一等奖4项,国家级教学成果奖二等奖1项。发表SCI收录论文100余篇,出版著作和教材13部,做国际会议大会报告或特邀报告18次。已授权国家发明专利40项,参与制定国内行业标准4项,2次获工信部国际电信联盟优秀文稿奖。


见到张杰教授的时候,他正在办公室里工作。办公室不大,却给人一种非常简约、整洁的感觉。在邀请我们坐下后,张杰教授搬出一把椅子,在下午和煦的阳光之下,为我们讲述了他和他的团队的故事。

 

名师精神,薪火相传

北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室的历史可以追溯到上个世纪六十年代,由中国通信科技界泰斗、国内微波通信与光纤通信开拓者之一的叶培大院士创建。“执著出奇,团结致胜”,是这位已故著名学者和教育家留给实验室的一座精神丰碑。1989年考入北京邮电学院的张杰,在完成本科、硕士和博士学习过程中,先后师从李国瑞教授、顾畹仪教授和徐大雄教授,还得到了叶培大教授的亲切指导,他们不仅给予了年轻的张杰很多宝贵的知识,更重要的是传承了老一辈电信人在艰苦年代里执着、团结搞科研的那股韧劲儿。工作以后,张杰积极投身实验室的建设和发展。2003年,实验室成为教育部重点实验室, 从上个世纪90年代到新世纪的第一个10年,张杰从意气风发,到老成练达:2005年获教授职称,同年被评为博士生导师,并开始挑起团队建设的大梁,逐步成长为光网络方向学术带头人。从此,张杰所要传承的不仅仅是那份职业信仰、精神,更多的是一份沉甸甸的责任。

2008年,张杰调入新成立的信息光子学与光通信研究院,并担任副院长。学校建立该研究院的目的,就是为了加强实验室实体化建设,努力冲击国家重点实验室。研究院的老师们虽然来自不同学院、不同岗位,但是都瞄着同一个目标,怀着同一个信念,积极开展科学研究、学科建设、人才培养等工作。在建院三年之后终于圆梦,2011年获批立项建设国家重点实验室,并在2012年和2017年的两次国家重点实验室评估中获得良好成绩。2016年,根据新的发展形势需要,在信息光子学与光通信研究院基础上组建光电信息学院,以“场类物质粒子性与波动性并重、微波到光波全波谱化发展演进”为特色设立本科专业,为实现本、硕、博的贯通化培养奠定了发展基础。

2017年,张杰开始担任信息光子学与光通信研究院(光电信息学院)院长。作为北邮两个国家重点实验室之一信息光子学与光通信国家重点实验室的主要支撑单位,以及“信息网络科学与技术”一流学科群的重要建设单位之一,张杰深感所肩负责任的重大。研究院和光电信息学院的进步和积累,背后是几代科研人员的付出和心血。在与张杰教授的访谈中,他多次提到“执著出奇,团结致胜”这一格言,将老一辈的谆谆教导与垂范作为未来前行的动力,推动研究院和学院建设和发展。

 

革故鼎新,锐意求索

张杰的主要研究方向是光网络。光通信和无线通信是宽带网络基础设施建设的两大支柱之一。光通信是一种以光波为载波、以光纤或自由空间为媒介的通信方式,主要解决的是点到点的大容量和长距离信息传输。然而人与人之间的交流通信并非点到点那么简单,而是从多点到多点,换言之,就是需要构成一张通信网络,为任意两点之间的信息交互提供传输通路。光网络就是利用光通信节点和线路构建的这样一张网络,把一段一段的光通信系统有机组织起来,引入交换和控制能力,从而更有效地为多点到多点通信提供连接服务。

为了充分发挥光通信带宽优势,满足互联网发展的强劲需求,上个世纪九十年代国际上开始兴起对全光网络的研究,张杰所在课题组成为国内最早从事这一领域方向的研究单位之一。2001年,参加工作不久的张杰跟随国内一个科研代表团赴美访问,在考察交流过程中了解到美国正在进行“软光学”的前沿研究。对比当时国内还停留在光网络硬件开发的认知水平上,张杰认为智能化代表了光网络演进趋势,必然会给光网络发展带来革命性的影响。回国之后,他带领学生全身心投入到光网络智能控制理论与技术研究,从自动交换光网络到路径计算单元,再到目前的软件定义光网络,开启了他的光网络创新求索之路。在那个时代,中国有许多对通信行业有着远大憧憬的年轻人,远赴美国考察、学习,也正是像张杰这样的杰出学者,才有了10年后中国通信技术的腾飞。

2013年棱镜门事件曝光后,张杰开始关注光通信与网络安全学科交叉融合的前沿方向。通过深入分析调研,他敏锐地发现已有解决方案中通信和安全过程是分离的,安全最核心要素之一的密钥依赖外部方式附加到通信系统之上,提供网络信息安全。那么能否象人体的免疫机制一样,让安全能力真正成为构成通信系统的一部分,实现通信和保密功能一体化呢?循着这一目标,张杰带领团队开始刻苦攻关,在国内外上首次提出了光子内生安全体系与关键技术,使通密一体、无需密钥的内生安全光通信成为现实。倪光南院士、王恩东院士、郑建华院士等专家评审意见认为“首次在同一光通信技术体制下实现了加密、隐藏和窃听发现的一体化功能”。拟态防御理论提出者邬江兴院士评价该成果对“增强我国网络空间信息安全防御能力具有开创性意义”。

 

付诸实践,大胆创新

创新驱动发展,科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑。无论是从实际应用需求出发,还是从理论指导实践、通过实践完善理论的科学途径出发,与企业深度合作、协同创新,推动技术成果的转化都是不二之选。1999年至今,依托北邮-中兴通讯联合实验室这一平台,开展了历经四个国家五年计划、长达20年的产学研合作。2009年以来,与华为、中国电信、中国移动等围绕新兴的软件定义光网络网领域进行联合攻关。从单个项目合作到签署战略协议,从承担产品开发任务到共同谋划产业发展方向,张杰及其团队不断地躬体力行老一辈科学家留下的格言“执著出奇,团结致胜”,从理论指导实践再到完善理论,从一个方向衍生出另一个方向,逐步成长为光网络学科领域的引领者和带头人。

与企业的合作研究已经取得了丰硕成果。2012年主持开发了光即服务原型系统,在马德里进行跨洲演示,西班牙电信全球CTO评价该成果“使跨层优化成为一个具有发展前景和实用意义的目标”。牵头完成业界首个软件定义弹性光组网实验,在2013年全球光通信大会OFC上发表国内高校第一篇OFC PDP论文。率先研制出传送软件定义网络(T-SDN)控制器,2014年通过国际标准组织ONF/OIF联合组织的全球互联互通测试,并用于中国电信首个T-SDN商用案例,2015年在江苏省现网部署。基于ONOS的T-SDN创新案例展示作为全球唯一高校成果入选美国ONS2015峰会,国际媒体LightReading现场报道。组织开发ACTN架构控制器样机获2016年IETF最佳标准回馈奖。联合开发的T-SDN Super控制器助力华为获ONS2016 IDOL竞赛单元冠军。

近2年,张杰及其团队以解决互联网的层一网络安全为己任,发展内生安全光通信这一新兴技术,填补400km以上安全长跨距光纤传输领域国内外空白,使之成为光网络安全的重要方向。成果在2018年5月19-26日举办的全国科技周活动暨北京科技周活动主场上进行展示,《科技日报》在第一版显著位置以“用噪声保密 我研究成果可使光通信‘抗劫持’”为新闻标题报道了该项成果。新华网以“防窃听 北邮在科技周展示内生安全光通信技术”为标题进行了详细报道。目前张杰正积极组织队伍攻关研制业界首个光信息安全芯片和首个安全光收发模块,力争为我国在这一领域取得原创性的技术突破做出新的贡献。


登顶莫愁山路长

在指导青年教师和博士生开展研究探索的过程中,张杰鼓励大家要深耕细研、求真务实,以重内涵和出精品的治学态度,撰写高质量的学术论文。“如果我们做一次实验能够写出一篇短论文,长论文是一篇,短论文也是一篇,于是大家都去写短文。”张杰向学生直言自己的忧虑。“我们撰写研究论文,哪怕需要开发更丰富的协议软件,完成更复杂的科学实验,都要努力去做,我们应把目标放在做出了多少有真知灼见的实际成果,而不是论文数量的多寡。”在这点要求上,张杰坚持己见。

张杰还表示,科研之路重在坚持、贵在认真,尤其在遇到困难时更要有这种“登顶莫愁山路长”的精神,一点一滴身体力行,一步一步仔细把关。他给我们讲了这样一个故事:在他攻读研究生的时候,曾编写过一段程序,前前后后检查了很多遍,但程序运行后始终无法获得预期的结果。最后终于发现,出错的原因是把某个变量的最高位和最低位顺序倒置了。他从中体会到,从事科学研究一定要具备严谨踏实的作风,只有耐下心来认真去做,才可能取得更大成绩。

张杰就是这样,在攀登科学山峰的道路上,不仅踩着前人的脚印上走,还要踮着脚步小心翼翼地在荆棘丛生、甚至无人踏足的密林之中,大胆走出一条创新之路!