在下一代通信技術(shù)領(lǐng)域，一支由多所頂尖科研機構(gòu)組成的聯(lián)合團隊近日取得了重大突破。該團隊由北京大學(xué)、鵬城實驗室、上?？萍即髮W(xué)及國家信息光電子創(chuàng)新中心的研究人員共同組成，在國際上首次提出了"光纖-無線融合通信"的創(chuàng)新理念，成功實現(xiàn)了光纖與無線通信系統(tǒng)的跨網(wǎng)絡(luò)無縫銜接。

研究團隊通過自主研發(fā)的超寬帶光電融合芯片與AI驅(qū)動的智能均衡算法，構(gòu)建出可在光纖、無線及混合鏈路等全場景下運行的通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)在各類電信場景中均展現(xiàn)出創(chuàng)紀錄的數(shù)據(jù)傳輸能力，實現(xiàn)了"一套系統(tǒng)、多場景復(fù)用"的技術(shù)目標。這項突破性成果為構(gòu)建全光互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)奠定了重要基礎(chǔ)，相關(guān)研究論文已發(fā)表于國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》。

當前通信技術(shù)發(fā)展面臨三大核心挑戰(zhàn)：算力芯片間的高速互聯(lián)需求、星地通信與智能網(wǎng)聯(lián)汽車對超低時延的要求，以及光纖與無線通信系統(tǒng)間的帶寬鴻溝。傳統(tǒng)通信架構(gòu)中，光纖通信與無線通信在信號處理機制和硬件設(shè)計上存在本質(zhì)差異，導(dǎo)致難以在同一套基礎(chǔ)設(shè)施上實現(xiàn)高效兼容的端到端傳輸，這已成為制約"萬物互聯(lián)"時代通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

針對這些難題，研究團隊基于薄膜鈮酸鋰光子材料平臺，開發(fā)出突破250GHz帶寬限制的電-光-電轉(zhuǎn)換鏈路。該技術(shù)通過改進型單行載流子光電探測器結(jié)構(gòu)，從根本上消除了傳統(tǒng)電學(xué)倍頻鏈的帶寬瓶頸和噪聲累積問題，在有線和無線頻段均可提供超過100GHz的可用信號帶寬。同時，團隊創(chuàng)新性地將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用于信道均衡，研發(fā)出可自適應(yīng)非線性損傷的新型數(shù)字信號處理技術(shù)，顯著提升了系統(tǒng)在復(fù)雜通信環(huán)境中的穩(wěn)定性。

實驗數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)在單通道光纖通信中實現(xiàn)了超過512Gbps的直調(diào)直檢速率，光載太赫茲通信速率突破400Gbps，達到全球領(lǐng)先水平。更值得關(guān)注的是，團隊研發(fā)的超寬帶集成光子器件與AI均衡算法具有通用性，可在物理層實現(xiàn)有線/無線雙模式傳輸?shù)纳疃热诤?。?G用戶接入場景模擬測試中，系統(tǒng)成功支持86個信道同時傳輸8K視頻，傳輸帶寬較5G標準提升十倍，且所有信道性能高度一致，展現(xiàn)出卓越的多用戶承載能力。

這項研究得到了國際學(xué)術(shù)界的高度認可。三位審稿專家一致評價該工作"創(chuàng)造了多項世界紀錄"，認為其"為光學(xué)與太赫茲融合通信系統(tǒng)的發(fā)展作出了重要貢獻"。研究團隊開發(fā)的超寬帶光電融合技術(shù)，為6G時代高效開發(fā)太赫茲頻譜資源提供了全新解決方案，標志著我國在下一代通信技術(shù)領(lǐng)域已占據(jù)國際領(lǐng)先地位。