劍橋大學科研團隊近日宣布,成功研發出一種基于激光技術的新型無線通信系統,其數據傳輸速率突破360Gbps大關,同時能耗較傳統Wi-Fi技術降低50%。這項突破性成果為解決日益嚴峻的無線電頻譜資源緊張問題提供了創新方案,尤其適用于高密度室內網絡環境。
研究團隊指出,當前無線通信過度依賴無線電波,導致頻譜資源接近飽和,且設備能耗持續攀升。新型光學無線通信系統采用紅外激光替代無線電波傳輸數據,不僅擁有更寬的可用頻段,還能實現精準定向傳輸,有效避免與其他無線設備產生干擾。該技術特別適用于家庭、辦公場所及數據中心等需要高速穩定連接的室內場景。
系統核心組件是一塊面積不足1平方毫米的微型芯片,集成了5×5陣列的垂直腔面發射激光器(VCSEL)。這種特殊設計的紅外激光器具備高能效特性,每個激光單元均可獨立調控并傳輸獨立數據流。通過并行運行多個激光器,系統總數據容量實現指數級提升。實驗數據顯示,在激活的21個激光單元中,單個單元傳輸速率達13-19Gbps,系統整體速率高達362.7Gbps。
為解決多光束傳輸時的信號干擾難題,研究團隊開發了緊湊型光學系統。該系統通過微透鏡陣列對光束進行精確校準,并利用附加透鏡將光束分配為結構化網格,確保信號覆蓋區域重疊率低于10%。在2米距離的測試中,系統光照均勻度超過90%,四光束并行傳輸時仍能保持約22Gbps的穩定速率。
能效測試表明,該系統每比特數據傳輸僅消耗1.4納焦耳能量,約為現有Wi-Fi技術的二分之一。研究人員特別強調,這項技術并非要取代傳統Wi-Fi,而是作為補充方案緩解無線電網絡壓力。其獨特優勢在于可與現有照明設備集成,未來有望構建出兼具照明與通信功能的下一代室內網絡基礎設施。











