國際頂尖學術期刊《自然》近日在線發表了一項關于6G通信與光通信領域的突破性研究成果。這項研究由多支國內頂尖科研團隊聯合完成，在國際上首次提出集成“光纖-無線融合通信”概念，并成功實現跨網絡無縫融合，為下一代通信技術發展開辟了新路徑。
研究團隊通過自主研發的超寬帶光電融合集成芯片與AI賦能的均衡算法，構建出可在光纖、無線及混合鏈路場景中實現創紀錄數據傳輸速率的通信系統。該系統采用集成光學方案，研制出帶寬突破250GHz的光電/電光轉換器件，其中薄膜鈮酸鋰調制器與磷化銦探測器的性能指標均達到國際領先水平。基于這些核心器件，團隊實現了光纖通信單通道512Gbps、太赫茲無線通信單通道400Gbps的傳輸速率，并完成86路8K高清視頻的無線傳輸演示。
針對傳統通信系統中光纖與無線信號架構存在的帶寬鴻溝問題，研究團隊從硬件與算法層面實現雙重突破。在硬件層面，通過改進型單行載流子光電探測器結構與薄膜鈮酸鋰光子材料平臺，構建出寬帶平坦的電-光-電轉換鏈路，有效規避了電學倍頻鏈的帶寬限制。在算法層面，創新性地引入神經網絡數字信號處理技術，顯著提升了系統對非線性損傷等復雜信道的適應能力，解決了傳統均衡算法難以處理的信號干擾難題。
實驗數據顯示，該系統在全光通信領域樹立了新的性能標桿。其核心器件的超寬帶平坦頻率響應特性，使得所有傳輸信道均保持高度一致性，在模擬6G大規模用戶接入場景中，成功實現86個信道的多路實時8K視頻傳輸，傳輸帶寬較5G標準提升一個數量級。這種多用戶支持能力為太赫茲頻譜資源的高密度開發提供了全新解決方案，有望推動6G通信技術進入實質性應用階段。
除突破性傳輸性能外，該系統在能耗控制與成本優化方面同樣表現卓越。全光架構設計使其可無縫集成至現有光網絡，為移動接入網與光纖骨干網的深度融合奠定基礎。在6G基站、無線數據中心等典型應用場景中，系統展現出顯著的部署優勢與商業價值。特別值得關注的是，所有關鍵技術與制備工藝均基于國內集成光學平臺，擺脫了對傳統微電子先進制程的依賴，為我國半導體芯片產業實現技術突圍提供了重要范式。
這項研究通過物理層創新彌合了有線與無線通信的技術鴻溝，其提出的超寬帶集成光子器件與AI均衡算法具有通用性，可同時支持兩種通信模式。這種技術路徑不僅為6G通信發展提供了核心支撐，更為全球信息通信領域的技術迭代提供了中國方案。隨著相關技術的持續深化，該成果有望帶動整個產業生態的協同創新，推動我國在關鍵通信技術領域實現全球領跑。
