我國科研團(tuán)隊(duì)在光通信與6G技術(shù)融合領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破，成功研發(fā)全球首個(gè)“光纖—無線一體化融合通信系統(tǒng)”，相關(guān)成果近日發(fā)表于國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》。該系統(tǒng)通過創(chuàng)新集成光學(xué)方案，首次實(shí)現(xiàn)光纖通信與無線通信的跨網(wǎng)絡(luò)無縫銜接，為6G時(shí)代超高速、低時(shí)延通信提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

面對AI數(shù)據(jù)中心算力爆發(fā)與6G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求，傳統(tǒng)通信技術(shù)面臨核心挑戰(zhàn)：光纖通信與無線通信在信號(hào)架構(gòu)與硬件設(shè)計(jì)上存在顯著差異，導(dǎo)致兩者間存在難以逾越的“帶寬鴻溝”。由北京大學(xué)牽頭，聯(lián)合鵬城實(shí)驗(yàn)室、上海科技大學(xué)等單位組成的科研團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)造性提出“光纖—無線一體化融合”技術(shù)路徑，通過自主研發(fā)250GHz超寬帶集成光子器件，成功構(gòu)建起跨介質(zhì)通信的橋梁。

系統(tǒng)核心是一塊指甲蓋大小的集成芯片，其帶寬容量突破250GHz，相當(dāng)于將傳統(tǒng)通信帶寬從鄉(xiāng)間小道擴(kuò)展為超百米寬的立體高速路?；谠撔酒?，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了三項(xiàng)世界紀(jì)錄：光纖單通道傳輸速率達(dá)512Gbps，無線單通道傳輸速率達(dá)400Gbps，調(diào)制器帶寬突破250GHz臨界值。這些指標(biāo)較現(xiàn)有5G技術(shù)提升10倍以上，標(biāo)志著我國在通信芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。

技術(shù)自主性是該成果的顯著特征。研究團(tuán)隊(duì)完全基于國產(chǎn)集成光學(xué)平臺(tái)，突破國外微電子制程限制，開發(fā)出全鏈條自主可控的技術(shù)體系。這種“換道超車”策略不僅解決了高端芯片“卡脖子”問題，更為6G通信設(shè)備國產(chǎn)化開辟了新路徑。系統(tǒng)采用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法可智能適配復(fù)雜通信環(huán)境，在有線無線切換時(shí)保持信號(hào)穩(wěn)定，抗干擾能力較傳統(tǒng)方案提升3個(gè)數(shù)量級(jí)。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)節(jié)，團(tuán)隊(duì)模擬6G典型應(yīng)用場景，成功實(shí)現(xiàn)86個(gè)信道同時(shí)傳輸8K視頻，系統(tǒng)總帶寬突破34Tbps。這項(xiàng)突破得到《自然》審稿專家高度評價(jià)，認(rèn)為其“為太赫茲通信與光學(xué)融合提供了革命性解決方案”。據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于6G基站、衛(wèi)星通信、量子計(jì)算等領(lǐng)域，單芯片即可替代傳統(tǒng)基站中數(shù)十個(gè)模塊，大幅降低建設(shè)成本與能耗。

目前，研究團(tuán)隊(duì)正推進(jìn)系統(tǒng)單片集成化研發(fā)，目標(biāo)是將整個(gè)通信系統(tǒng)濃縮至單塊芯片。未來，僅需指甲蓋大小的模組即可支撐6G基站全部收發(fā)功能，這種顛覆性設(shè)計(jì)將為6G網(wǎng)絡(luò)部署帶來革命性變化。隨著技術(shù)持續(xù)迭代，我國有望在6G標(biāo)準(zhǔn)制定中占據(jù)主導(dǎo)地位，為全球通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)中國方案。