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時間:2021-02-06 來源:外聯處 作者:趙冬玲

張宏科:新一代網絡技術的開創者

張宏科,男,1957年9月出生於山西省,1988年獲電子科技大學(原成都電訊工程學院)工學碩士學位;1992年獲電子科技大學通信與電子系統專業博士學位;1993年為北方交通大學博士後研究人員;1994年博士後出站留校擔任教學與科研工作至今。現為北京交通大學(原北方交通大學)電子信息工程學院院長,教授,博士生導師,高等學校電子信息科學與工程類教學指導委員會委員;國家自然科學基金委第十屆信息科學部學科評審專家組成員;信息產業部科技發展“十一五”規劃信息網絡技術專家組成員。

2005年8月,美國自然科學基金委員會提出“全球網絡環境研究GENI”項目,其意在從根本上重新設計互聯網,以克服現有互聯網的缺陷,打造一個更適合於未來發展的“下一代網絡”。而當這個信息強國剛剛提出這一構想時,我校電子學院的張宏科教授已於兩年前開始了這方面的研究,並在國內外首次創建了一體化網絡與普適體系結構模型,形成了全新網絡的總體框架。

2006年8月,關於新一代網絡的“一體化可信網絡與普適服務體系基礎研究”被列入國家“973”項目之中。張宏科將帶領一支幾十人的科研團隊,完成這一領先於世界的科研工作。

沒有知識產權就沒有發言權

“美國一個大學的互聯網地址比我們一個國家的都多”,談到中國信息化的發展,張宏科認為,中國必須儘快發展新一代網絡,才能擺脱信息發展受制於人的現狀。

伴隨着信息化步伐的加快,中國互聯網處於高速擴張時期。截至2005年12月31日中國互聯網信息中心統計,我國上網計算機數量達到4950萬台,上網用户達到1.11億人。然而,由於美國掌握傳統互聯網的核心,在互聯網的地址的分配上,北美共分得了總IPv4地址的近70%,而中國僅得到3%。對於一個有着13億人口的大國來説,地址分配的不均衡,嚴重製約了中國信息化發展的步伐,使中國始終無法在世界舞台中嶄露頭角。

沒有知識產權,就沒有發言權。要想擺脱這一困境,中國必須開發出一種擁有自主知識產權的全新網絡。這一新網絡體系與機理不但簡單有效,而且能夠克服現有網絡的嚴重缺陷,適應未來發展趨勢。只有這樣,中國的信息發展才能真正伸展拳腳。

張宏科教授主持的“一體化可信網絡與普適服務體系基礎研究”,即將給人們帶來的就是這樣一個全新網絡。它能有效克服已有網絡的嚴重不足,極大簡化網絡結構,提高網絡工作效率,確保互聯網的安全性和移動性。

傳統信息網絡的原始設計思想是一種網絡支持一種主要服務,即互聯網、電信、廣播電視採用不同的網絡進行信息數據傳輸。這種“多種網絡支持多種服務”的模式,不但導致基礎設施重複建設,也無法適應未來網絡服務的多樣性要求。因此,世界上多個國家對此進行研究,尋找突破途徑。歐洲、日本、韓國進行的“三網合一”嘗試,雖然實現了互聯網、電信網、廣播電視網的簡單合併,但這種在對現有某一種網絡基礎上進行修補而實現的“合一”的思想,難以突破傳統網絡的其他侷限,適應未來的發展需求。

面對這一世界課題,張宏科在國內外首次創建的“一體化可信網絡與普適服務的新總體系結構模型”,使傳統網絡的各種問題得到有效解決。多年來,張宏科教授一直致力於網絡基礎研究。他發現,電信網的交換機和互聯網的路由器工作機理非常相似,而且各種網絡體系結構都可以劃分為兩個大的層面。因此,他創造性地提出,全新網絡的總體框架應該是兩層結構體系。這不但能夠實現多網的“一體化”,在一種網絡上支持多種業務,而且可以大大提高網絡的工作效率,簡化網絡的管理和維護,有效解決傳統體系中存在的安全、可控、可管及移動問題。

“如果新網絡投入使用,人們只需一種網絡,就可以隨時隨地上網、打電話、看電視,而且安全性可以得到保障”,然而張宏科認為,新一代網絡的意義並不僅止於此,他指出,“一體化可信網絡與普適服務體系基礎研究”之所以被列入“973”項目之中,是因為它的基礎性和原創性。目前在全世界四千多個互聯網標準中,只有兩個是中國的,因此中國在互聯網的使用過程中必須繳納高昂的專利費。而“一體化可信網絡與普適服務體系”一旦在中國乃至全世界範圍內得到認可和推廣,中國將成為該技術自主知識產權的擁有者。

眾所周知,擁有知識產權的高新技術是一個國家綜合國力的標誌。在現代經濟競爭中,關鍵利潤的來源莫過於知識產權。在國家中長期科學和技術發展規劃中,中央曾明確提出要以科學發展觀統領我國經濟發展的全局,提高自主創新能力,把增強自主創新能力作為科學技術發展的戰略基點和調整產業結構的中心環節。

2005年3月28日,温家寶總理在全國科技獎勵大會上指出,真正的核心技術是錢買不來的。只有擁有強大的科技創新能力和自主知識產權,才能提高我國的國際競爭力,享有受人尊重的國際地位和尊嚴。張宏科正在踐行這一切,他所進行的研究工作和開創的新一代網絡,必將帶來國際信息產業競爭格局的巨大變化,中國信息強國夢想的實現將指日可待……

“超前”的理念

“填補國內外空白”、“達到國際領先水平”……在對張宏科學術成果的評價中,我們不難聽到這樣的評價。2000年,張宏科帶領團隊研製出了中國首台擁有自主知識產權、技術性能達到世界先進水平的IPv6路由器。中國科學院院士陳俊亮、沈昌祥等11位專家組成的鑑定委員會在鑑定書上寫道:這一網絡技術“攻克了關鍵的新一代網絡的路由技術和安全技術,具有自主知識產權,填補了國內外在這一領域的空白,達到國際領先水平”。

在學術上,張宏科有着許多驕人的成果。他先後撰寫學術論文100餘篇,分別發表在《中國科學》、《Chinese Science Bulletin》、《電子學報》、《通信學報》、《電子科學學刊》等國內外重要刊物和學術會議上,併成為通信、計算機及信息網絡科學等領域國內權威雜誌的主要審稿人。而在新一代信息網絡體系結構、關鍵理論、技術基礎及面臨問題等方面的研究,他的地位更是無可替代。

談到這些成績,張宏科指出,科學研究沒有捷徑,必須“十年磨一劍”。也許在有些人看來,“十年磨一劍”意味着不懈的追求和執著的探索。而對一個科研工作者而言,張宏科認為,這代表着一種“超前的意識”。只有超前,才能贏得時間,先人一步取得科學的研究成果。“超前”是科技創新的“制勝法寶”。

“一個科研人員應該在十幾年前就瞭解掌握自己學科領域的發展趨勢”,2004年,張宏科帶領團隊研製出的IPv6無線/移動路由器,就已經成功地解決了傳統網絡地址資源緊缺、移動性與安全性差的難題。而這些成果又為今天新一代互聯網的研究打下了堅實的基礎。曾經的“超前”成為今天的“基礎”——張宏科在科學研究的領域中永遠用“超前”激勵着自己。

然而,“超前”並不意味着簡單的求新求異。在張宏科看來,“超前”有着更深刻的涵義,“科研必須有意義,越重大越好,能夠滿足國內外的需求,否則科學研究本身也就喪失了意義。”作為“973”項目的“一體化可信網絡與普適服務體系基礎研究”,在申請立項過程中,經過了層層把關。而衡量它能否立項的一個重要標準,就是是否符合“國家重大需求”。成功的立項,無疑映證了張宏科對“超前”的準確把握。

“其實最具有前沿性的研究,大家都比較容易瞭解到,但關鍵是有沒有能力解決問題”,在張宏科的頭腦中,“超前”還代表着解決問題的能力。在國內外,“新一代網絡研究”並不是一個全新的課題。早在2002年,日本的NTT公司就制定了下一代網絡與網絡結構發展計劃。而我國在十五期間就啓動了一系列與新一代信息網絡基礎理論或技術相關的科研工作。“大家都知道傳統網絡的弊端,但只有我們目前給出瞭解決問題的方法”,張宏科在新一代網絡研究中不可撼動的地位,正是因為他創造性地提出了全新網絡的體系結構模式,有效地解決了網絡研究中的重大難題。

然而,新一代網絡研究僅僅是張宏科教授眾多研究課題中的一個。作為電子學院下一代互聯網研究中心的學科帶頭人,張宏科教授每年都需要組織新的課題研究。“每一個新課題都必須是有用的新東西”,在張宏科的科研生涯中,“超前”這個詞彙將激勵着他推出更多令人矚目的成果。

“敢於PK”的科研自信

在北京交通大學“973”項目研討會上,張宏科在談到自己的科研經驗時曾經説,科研工作者要敢於和自己領域中的佼佼者“PK”。從這簡單的一句話中,人們不難感受到張宏科的自信。

張宏科的自信,來自於紮實深厚的學術基礎。在他看來,任何科研成果的取得都是一個“自然而然”的過程。“只要對過去的東西瞭解透了,就能夠知道問題在哪、解決的方案是什麼”,他指出,自己之所以能夠提出全新的網絡框架體系,正是基於自己對傳統網絡的透徹研究。他説,“過去的東西就是‘基礎’。不瞭解過去,就無法做到超前,更不可能達到超越。”

而在他的頭腦中,最不容忽視的是基礎知識的積累。“好的科研工作者,首先應該基礎知識好”,他認為,雖然知識更新的速度不斷加快,但今天自己之所以能夠取得這樣的成果,完全得益於學生時代打下的紮實理論基礎,“上大學時,我的專業課非常好,做到了理解到位、消化吸收”。牢固的理論基礎使張宏科在學生時代就開始嶄露頭角。在研究生學習階段,他開始在電子學報上發表論文,並參與到自然科學基金項目的研究工作中去。

談到自己如何打下如此紮實的基礎時,張宏科坦言,“祕訣”在於自己喜歡探究事物的“來龍去脈”。學生時代,張宏科就養成了熱愛思考的習慣。對於任何公式原理,他總是要弄明白“來龍去脈”才肯罷休。而對於老師的講解,他也總是帶着批判的精神進行思考。“雖然一些學生成績優秀,但他們的學習只停留在應付考試。他們掌握公式原理,用來答對試題,而不肯花功夫搞清原理公式產生和發生的條件。在未來的科學研究中,一旦條件發生改變,他們所掌握的原理公式就無法使用了”,讓張宏科感到自豪的是,探究的精神使自己掌握了最可靠的原理和知識。

正是憑藉着紮實的基礎,張宏科有着一種挑戰困難的自信。作為學科帶頭人,他所面臨的最大困難就是“找準科研方向”,這是一個科研團隊能否順利開展科研並取得成果的關鍵。而堅實的學科基礎,使他帶領着自己的科研團隊,不斷準確定位,在前沿、重大的科研項目中取得了豐碩的成果。近年來,他承擔了“863”重大項目、自然科學基金項目、國家攻關項目等國家級科研項目。豐碩的成果展示了他在科研定位方面的敏鋭洞察力。

在人們眼中,張宏科總是在忙碌着。在負責新一代網絡基礎研究的同時,他還同時擔任了其他幾個科研項目的研究工作。然而,在面對繁重的科研工作時,他卻有着一種難得的從容和自如。雖然,科學研究是“沒有止境的”,但憑藉着堅實的基礎,人們相信,張宏科將在自己的科研道路上越走越遠。

論著及成果

在學術方面,先後撰寫學術論文100餘篇,分別發表在《中國科學》、《Chinese Science Bulletin》、《電子學報》、《通信學報》、《電子科學學刊》等國內外重要刊物和學術會議上,併成為該學科領域國內權威雜誌的主要審稿人。多年來主要從事通信、計算機及信息網絡科學等領域的理論和學術方面的研究,特別在有關新一代信息網絡體系結構、關鍵理論、技術基礎以及面臨問題等方面有深入細緻的研究,撰寫了《信息高速公路》(人民郵電出版社,1995.5)、“金字”工程叢書《信息高速網絡》(電子工業出版社,1996.1) 、《ATM網絡技術》(電子工業出版社,1996.9)、《ATM網絡互聯原理與工程》(清華大學出版社,1997.4)、《IP路由原理與技術》(清華大學出版社,2000.10)、《路由器原理與技術》(國防工業出版社,2003.1和2005.4)、《網絡處理器原理與技術》(北京郵電大學出版社,2004.11)和《IPv6路由協議棧原理與技術》(北京郵電大學出版社,2006.7)等理論與技術書籍。

近年來,承擔多項國家863重大項目、國家自然科學基金項目、國家攻關項目等國家級科研項目,取得了一系列重要的科研成果,包括:①IPv6路由器(2000年,國內第一台,已轉給企業產業化5年);②IPv6無線/移動路由器(2004年8月通過科技成果鑑定,被認為“填補國內空白,達到國際先進水平”,2005年6月獲得國家重點新產品證書,並獲得北京市科技進步一等獎);③IPv6微型傳感路由器(2005年12月通過科技成果鑑定,被認為“填補國內空白,整體達到國際先進水平,部分技術達到國際領先水平”)。上述成果在產業化後的經濟效益已達7000餘萬元。

目前作為首席科學家正在主持國家“973”項目“一體化可信網絡與普適服務體系基礎研究”。

先後獲得2001年度詹天佑科技進步獎、2003年度茅以升科技進步獎, 2004年入選全國“首批新世紀百千萬人才工程國家級人選”, 2005年獲得北京市科學技術進步一等獎(主持研製的BJTU IPv6 無線/移動路由器)。

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