在下一代通信技術領域,一支由多所頂尖科研機構組成的聯合團隊近日取得了重大突破。該團隊由北京大學、鵬城實驗室、上海科技大學及國家信息光電子創新中心的研究人員共同組成,在國際上首次提出了"光纖-無線融合通信"的創新理念,成功實現了光纖與無線通信系統的跨網絡無縫銜接。
研究團隊通過自主研發的超寬帶光電融合芯片與AI驅動的智能均衡算法,構建出可在光纖、無線及混合鏈路等全場景下運行的通信系統。該系統在各類電信場景中均展現出創紀錄的數據傳輸能力,實現了"一套系統、多場景復用"的技術目標。這項突破性成果為構建全光互聯網絡奠定了重要基礎,相關研究論文已發表于國際頂級學術期刊《自然》。
當前通信技術發展面臨三大核心挑戰:算力芯片間的高速互聯需求、星地通信與智能網聯汽車對超低時延的要求,以及光纖與無線通信系統間的帶寬鴻溝。傳統通信架構中,光纖通信與無線通信在信號處理機制和硬件設計上存在本質差異,導致難以在同一套基礎設施上實現高效兼容的端到端傳輸,這已成為制約"萬物互聯"時代通信網絡發展的關鍵瓶頸。
針對這些難題,研究團隊基于薄膜鈮酸鋰光子材料平臺,開發出突破250GHz帶寬限制的電-光-電轉換鏈路。該技術通過改進型單行載流子光電探測器結構,從根本上消除了傳統電學倍頻鏈的帶寬瓶頸和噪聲累積問題,在有線和無線頻段均可提供超過100GHz的可用信號帶寬。同時,團隊創新性地將神經網絡算法應用于信道均衡,研發出可自適應非線性損傷的新型數字信號處理技術,顯著提升了系統在復雜通信環境中的穩定性。
實驗數據顯示,該系統在單通道光纖通信中實現了超過512Gbps的直調直檢速率,光載太赫茲通信速率突破400Gbps,達到全球領先水平。更值得關注的是,團隊研發的超寬帶集成光子器件與AI均衡算法具有通用性,可在物理層實現有線/無線雙模式傳輸的深度融合。在6G用戶接入場景模擬測試中,系統成功支持86個信道同時傳輸8K視頻,傳輸帶寬較5G標準提升十倍,且所有信道性能高度一致,展現出卓越的多用戶承載能力。
這項研究得到了國際學術界的高度認可。三位審稿專家一致評價該工作"創造了多項世界紀錄",認為其"為光學與太赫茲融合通信系統的發展作出了重要貢獻"。研究團隊開發的超寬帶光電融合技術,為6G時代高效開發太赫茲頻譜資源提供了全新解決方案,標志著我國在下一代通信技術領域已占據國際領先地位。









