北大團隊領銜突破「帶寬鴻溝」 光纖-無線融合通信系統創世界紀錄
2026-03-16
我國在光通信與6G領域取得重大突破。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，成功研發出「光纖—無線一體化融合通信系統」，在全球率先實現了光纖通信與無線通信系統間的跨網絡無縫融合。這項具有里程碑意義的成果於2月18日在線發表於國際頂尖學術期刊《自然》。
隨著人工智能技術的快速發展，更高密度與性能的算力成為競爭關鍵，如何實現芯片間及數據中心內更高速互聯是重要瓶頸。同時，星地通訊、智能網聯汽車等泛在接入需求，也對以6G為代表的下一代移動通訊提出更高容量和更低時延的要求。然而，現有光纖通信與無線通信在信號架構與硬件上存在「帶寬鴻溝」，猶如兩條設計標準迥異的軌道，難以在同一基礎設施上高效融合，阻礙了統一、靈活且低成本網絡的構建。
為攻克此難題，聯合研發團隊首次提出集成「光纖—無線融合通信」概念。團隊採用集成光學方案，基於先進的薄膜鈮酸鋰光子材料平台，成功研製出250GHz以上超大帶寬的集成光子器件，實現了從原理上規避傳統電學倍頻鏈中的帶寬限制與噪聲積累。在此硬件基礎上，團隊結合自主研發的人工智能賦能先進均衡算法，成功開發出新系統。測試結果顯示，該系統在光纖通信場景實現了單通道512Gbps的信號傳輸，在太赫茲無線通信場景實現了單通道400Gbps的信號傳輸，兩項數據傳輸速率均刷新了世界紀錄。
值得注意的是，這一系統能夠支持有線與無線雙模式傳輸，首次在物理層彌合了兩大通信領域的鴻溝。團隊還模擬了6G大規模用戶接入場景，成功完成86路8K超高清視頻的實時無線傳輸演示，其傳輸帶寬較目前5G標準提升了一個數量級。《自然》期刊審稿人對該成果給予高度評價，認為實驗「艱巨而卓越並刷新多項世界紀錄」。
該研究的關鍵技術與製備均基於全國產集成光學工藝平台，無需依賴傳統微電子先進製程工藝。論文通訊作者王興軍教授表示，新系統在能耗、成本及規模化部署方面表現卓越，在6G基站、無線數據中心等場景中極具應用前景，有望重塑電信通訊系統架構，為未來全光互聯的願景奠定研究基礎。
