北大团队突破通信瓶颈:集成“光纤-无线融合通信”开启全光互联新纪元

   时间:2026-02-23 23:32 来源:快讯作者:顾雨柔

北京大学电子学院王兴军教授-舒浩文研究员团队联合鹏城实验室余少华院士团队、上海科技大学陈佰乐副教授团队及国家信息光电子创新中心肖希总经理团队,在6G通信与光通信领域取得重大突破。其研究成果《集成光子学赋能超宽带光纤-无线通信》发表于国际顶级学术期刊《自然》,首次提出并实现了“光纤-无线融合通信”系统,攻克了跨网络无缝衔接的技术难题。

研究团队通过自主研发的超宽带光电融合芯片与AI驱动的均衡算法,构建了支持多场景复用的通信系统。该系统在光纤、无线及混合链路中均实现创纪录的数据传输速率:光纤单通道达512Gbps,太赫兹无线单通道突破400Gbps,并成功完成86路8K高清视频的无线实时传输。这一成果首次在物理层弥合了光纤与无线通信的带宽鸿沟,为全光互联提供了关键技术支撑。

技术突破源于硬件与算法的协同创新。团队基于薄膜铌酸锂材料平台与改进型光电探测器结构,开发出250GHz以上超宽带电-光-电转换链路,突破传统电学倍频的带宽限制。同时,引入神经网络数字信号处理算法,显著提升系统对非线性干扰的适应能力,解决了复杂信道下的传输难题。实验表明,该系统在有线和无线频段均可提供超100GHz可用带宽,满足未来超高速通信需求。

在应用场景验证中,研究团队模拟了6G大规模用户接入环境,展示出系统优越的多用户支持能力。得益于核心器件的平坦频率响应,86个信道在传输过程中保持高度一致性,带宽较5G标准提升一个数量级。这一成果为太赫兹频谱资源的高密度开发提供了全新路径,有望推动6G基站、无线数据中心等领域的变革。

该系统在能耗、成本及部署效率方面同样表现优异。全光架构设计使其可无缝集成至现有光网络,推动移动接入网与骨干网的深度融合。值得关注的是,所有关键技术均基于国产集成光学工艺平台,无需依赖传统微电子先进制程,为我国半导体芯片领域实现技术超越提供了重要契机。

目前,研究团队正推进系统集成度优化,探索薄膜铌酸锂平台的完全单片集成,目标开发从激光器到天线的微型化收发模组。团队还将技术扩展至太赫兹雷达、实时测频及光谱成像等领域,致力于提供紧凑经济的太赫兹解决方案。相关论文详见《自然》期刊在线发表内容。

 
 
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