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北大团队突破通信瓶颈:集成“光纤-无线融合” 引领6G与光通信新变革

   时间:2026-02-24 01:53:15 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

国际顶尖学术期刊《自然》近日在线刊发了一项来自中国的突破性研究成果——研究团队在下一代无线通信(6G)与光通信领域实现重大跨越,首次提出“光纤-无线融合通信”集成概念,并成功构建跨网络无缝衔接的通信系统。该成果通过自主研制的超宽带光电融合芯片与AI驱动的智能均衡算法,在光纤、无线及混合链路场景中均实现创纪录的数据传输速率,为全球电信通信架构革新提供了全新范式。

传统通信系统中,光纤通信与无线通信因信号架构与硬件限制存在显著带宽差异,导致两者难以在同一套基础设施上实现高效兼容传输。研究团队针对这一行业痛点,创新性地提出集成化解决方案:通过薄膜铌酸锂调制器与磷化铟探测器构建的250GHz以上超宽带光电转换链路,突破传统电学倍频链的带宽瓶颈,在有线和无线频段同时提供超过100GHz的可用信号带宽。这一技术突破从原理层面消除了两大通信系统的带宽鸿沟,为统一系统设计奠定基础。

在硬件创新的基础上,研究团队将深度学习技术引入信道均衡领域,开发出基于神经网络的数字信号处理算法。该算法通过动态建模复杂信道特性,显著提升系统对非线性损伤等干扰的适应能力,较传统均衡算法性能提升达300%。实验数据显示,搭载该技术的系统在光纤通信中实现单通道512Gbps的直调直检速率,在太赫兹无线通信中达到400Gbps的传输速率,均刷新全球同类技术纪录。

技术验证环节,研究团队构建了包含86个信道的6G模拟场景,成功完成多路8K高清视频的实时无线传输。相较于现有5G标准,该系统的传输带宽提升一个数量级,且所有信道性能高度一致,展现出卓越的多用户支持能力。这一成果为6G时代太赫兹频谱资源的高密度开发提供了可行路径,有望推动通信技术向全光互联方向演进。

值得关注的是,该系统的核心器件与算法均具备跨场景通用性。超宽带集成光子芯片可同时支持有线和无线通信模式,AI均衡算法能自适应不同信道环境,首次在物理层实现两大通信领域的深度融合。这种“一套系统、跨场景复用”的设计理念,大幅降低了网络部署成本与能耗,为6G基站、无线数据中心等场景的规模化应用开辟了新路径。

研究团队特别强调,所有关键技术均基于全国产集成光学工艺平台开发,完全摆脱对传统微电子先进制程的依赖。这一技术路线不仅有助于我国在半导体芯片领域实现差异化突破,更为全球通信产业提供了新的技术选择。目前,相关成果已进入产业化转化阶段,预计将带动光电子芯片、智能算法、通信设备等产业链的协同创新。

该研究论文完整阐述了从理论建模、器件设计到系统验证的全链条创新过程,相关技术细节已通过《自然》期刊严格同行评审。学术界普遍认为,这项成果标志着我国在6G关键技术领域已占据领先地位,其提出的集成化通信架构或将引发全球电信行业的范式变革。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-026-10172-9

 
 
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