北京大學電子學院王興軍教授-舒浩文研究員團隊聯合鵬城實驗室余少華院士團隊、上海科技大學陳佰樂副教授團隊及國家信息光電子創新中心肖希總經理團隊,在6G通信與光通信領域取得重大突破。其研究成果《集成光子學賦能超寬帶光纖-無線通信》發表于國際頂級學術期刊《自然》,首次提出并實現了“光纖-無線融合通信”系統,攻克了跨網絡無縫銜接的技術難題。
研究團隊通過自主研發的超寬帶光電融合芯片與AI驅動的均衡算法,構建了支持多場景復用的通信系統。該系統在光纖、無線及混合鏈路中均實現創紀錄的數據傳輸速率:光纖單通道達512Gbps,太赫茲無線單通道突破400Gbps,并成功完成86路8K高清視頻的無線實時傳輸。這一成果首次在物理層彌合了光纖與無線通信的帶寬鴻溝,為全光互聯提供了關鍵技術支撐。
技術突破源于硬件與算法的協同創新。團隊基于薄膜鈮酸鋰材料平臺與改進型光電探測器結構,開發出250GHz以上超寬帶電-光-電轉換鏈路,突破傳統電學倍頻的帶寬限制。同時,引入神經網絡數字信號處理算法,顯著提升系統對非線性干擾的適應能力,解決了復雜信道下的傳輸難題。實驗表明,該系統在有線和無線頻段均可提供超100GHz可用帶寬,滿足未來超高速通信需求。
在應用場景驗證中,研究團隊模擬了6G大規模用戶接入環境,展示出系統優越的多用戶支持能力。得益于核心器件的平坦頻率響應,86個信道在傳輸過程中保持高度一致性,帶寬較5G標準提升一個數量級。這一成果為太赫茲頻譜資源的高密度開發提供了全新路徑,有望推動6G基站、無線數據中心等領域的變革。
該系統在能耗、成本及部署效率方面同樣表現優異。全光架構設計使其可無縫集成至現有光網絡,推動移動接入網與骨干網的深度融合。值得關注的是,所有關鍵技術均基于國產集成光學工藝平臺,無需依賴傳統微電子先進制程,為我國半導體芯片領域實現技術超越提供了重要契機。
目前,研究團隊正推進系統集成度優化,探索薄膜鈮酸鋰平臺的完全單片集成,目標開發從激光器到天線的微型化收發模組。團隊還將技術擴展至太赫茲雷達、實時測頻及光譜成像等領域,致力于提供緊湊經濟的太赫茲解決方案。相關論文詳見《自然》期刊在線發表內容。











