光纤通信与无线通信的深度融合,一直是下一代通信网络(包括6G)研发过程中面临的核心挑战。两者之间长期存在的“带宽鸿沟”——信号架构与硬件约束上的巨大差异,曾让无数科研团队铩羽而归。然而就在最近,我国科学家率先给出了一个硬核的解决方案。
据新华社2月19日报道,北京大学联合鹏城实验室、上海科技大学、国家信息光电子创新中心等科研团队,在国际上率先实现了光纤通信与无线通信系统的跨网络融合。他们自主研发的“光纤—无线一体化融合通信系统”,将数据传输速率刷新至新的世界纪录,相关成果直接发表于《自然》期刊。
为什么这一突破值得高度关注?随着AI数据中心算力需求的飙升以及6G商用进程的加速,信号传输必须在高速与低时延之间取得平衡——无论信号是在光纤中传输,还是在空中无线传播。但在传统方案中,光纤与无线系统如同两个彼此独立的世界,硬件架构各异,信号格式也不兼容,强行打通会导致巨大的传输损耗。研究团队提出的创新思路是:构建“光纤—无线一体化融合通信”概念,并借助集成光学方案,成功研制出带宽超过250GHz的超宽带集成光子器件。这一器件相当于一座万能转换桥,使两个系统能够实现无缝对接。
基于这一核心器件,团队开发出新型融合通信系统,实测数据令人瞩目:光纤通信单通道速率达到512Gbps,无线通信单通道速率达到400Gbps。更为关键的是,新系统支持双模式传输,抗干扰能力得到显著提升。团队还在实验室模拟了6G大规模用户接入场景——使用86个信道同时传输实时8K视频,传输带宽比目前5G标准提升了10倍以上。简而言之,这套系统在6G基站、无线数据中心等应用场景中,展现出巨大的发展潜力。

论文通讯作者、北京大学电子学院副院长王兴军进一步介绍,新系统彻底破解了“带宽鸿沟”这一难题,数据传输速率刷新了目前已知的纪录。换句话说,未来如果你能体验到6G网络,背后很可能就有这套技术的影子。《自然》审稿人给出的评价是:这项工作“对融合光学和太赫兹通信系统的进步作出重要贡献”。
从实验室走向实际部署,当然还有很长的路要走。但这一步的跨越,已经让光纤与无线之间的那道鸿沟,变得不再那么遥不可及。
