破解光纤与无线“各说各话”难题 我国首创光纤—无线融合通信体系冲刺6G关键底座

长期以来,光纤和无线这两大通信支柱技术各自为政,难以在同一套设备上实现完美兼容,成为电信领域的核心痛点。

这一制约通信产业发展的瓶颈问题,如今被我国科学家团队成功破解。

北京大学王兴军教授、舒浩文研究员团队与鹏城实验室余少华院士团队、上海科技大学陈佰乐副教授课题组、国家信息光电子创新中心肖希团队等合作,在国际上首次提出集成"光纤—无线融合通信"的全新概念,率先实现了光纤与无线通信系统间的跨网络无缝融合。

相关成果已发表于国际顶级学术期刊《自然》。

这一突破的核心在于一块超宽带光电融合集成芯片。

虽然体积微小,但其带宽超过250吉赫兹,能够同时处理海量数据,相当于将传统通道扩展为多车道超级高速公路。

基于该芯片,研究团队创造了三项世界纪录:调制器带宽达250吉赫兹以上,单根光纤每秒传输数据量达512吉比特,无线传输速率也达到每秒400吉比特,均刷新全球最快速度。

国际期刊审稿人高度评价该研究"艰巨而卓越",认为其对融合光学与太赫兹通信系统进步作出了重要贡献。

在实际应用中,这套系统展现出强大的多用户并发支持能力。

在模拟6G大规模用户接入场景的演示中,该系统成功实现了86路8K高清视频的实时、流畅传输,可用带宽相较5G标准提升了一个数量级。

这意味着一套基础设施即可同时承载海量光纤数据传输与高速无线接入,为6G时代太赫兹频谱资源的高效开发与利用提供了全新的技术路线。

为进一步提升系统性能,研究团队创新性地将人工智能应用于信道均衡,开发出基于神经网络的新型数字信号处理算法。

传统算法在复杂干扰环境下容易失效,而神经网络算法能够自主学习、自动适应各种信道环境,使信号在有线和无线传输中都能保持稳定,大幅提升了系统的鲁棒性和可靠性。

更具战略意义的是,这项技术的所有关键技术和制备工艺均基于全国产集成光学平台,绕开了对国外传统微电子先进制程的依赖,有助于我国在半导体芯片领域实现自主创新。

该系统在能耗、成本及规模化部署方面表现出色,其全光架构可无缝融入现有光网络,有望推动移动网络与光纤网络的深度一体化融合,在未来的6G基站、无线数据中心等场景中展现出广阔的应用前景。

研究团队的下一步目标是继续提升系统集成度,彻底消除分立器件,实现从激光器到天线的全部微型化集成。

按照这一发展方向,一个指甲盖大小的模组或许就能承载一座6G基站的全部收发需求,这将为通信基础设施的小型化、高效化开辟新的可能性。

这项里程碑式的突破,标志着我国在6G通信关键技术领域已实现从跟跑到领跑的跨越。

它不仅为全球通信技术发展提供了中国方案,更展现出我国在核心技术创新上的决心与实力。

在数字经济蓬勃发展的今天,这样的基础性突破将为我国在新一轮科技革命中赢得战略主动奠定坚实基础。