打電話、刷視頻、用AI——這些我們習(xí)以為常的操作背后，其實(shí)藏著通信領(lǐng)域一個(gè)“老大難”問(wèn)題：光纖和無(wú)線，這兩大支柱技術(shù)一直“各說(shuō)各話”，很難在同一套設(shè)備上完美兼容。這一橫亙?cè)陔娦蓬I(lǐng)域的核心痛點(diǎn)，如今被我國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)成功破解。北京大學(xué)王興軍教授—舒浩文研究員團(tuán)隊(duì)與鵬城實(shí)驗(yàn)室余少華院士團(tuán)隊(duì)、上海科技大學(xué)陳佰樂(lè)副教授課題組、國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心肖希團(tuán)隊(duì)等合作，在國(guó)際上首次提出集成“光纖—無(wú)線融合通信”的全新概念，率先實(shí)現(xiàn)了光纖與無(wú)線通信系統(tǒng)間的跨網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫融合。

更重要的是，團(tuán)隊(duì)通過(guò)自研相關(guān)集成芯片和AI賦能的先進(jìn)算法，所研發(fā)的系統(tǒng)在電信通信主要場(chǎng)景中，均能支持創(chuàng)世界紀(jì)錄的數(shù)據(jù)傳輸速率，實(shí)現(xiàn)“一套系統(tǒng)、跨場(chǎng)景復(fù)用”。相關(guān)成果日前發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》。

這套系統(tǒng)厲害在哪？“核心部件雖是一塊小小的超寬帶光電融合集成芯片，可帶寬超過(guò)250吉赫茲（GHz）——這個(gè)數(shù)字意味著它能同時(shí)處理海量數(shù)據(jù)，相當(dāng)于把一條鄉(xiāng)間小道直接擴(kuò)成了多車道超級(jí)高速公路?；谶@塊芯片，我們創(chuàng)下三項(xiàng)世界紀(jì)錄：調(diào)制器帶寬250GHz以上，單根光纖里一秒傳512吉比特（Gbit）數(shù)據(jù)，無(wú)線傳輸一秒也能飆到400Gbit，均刷新全球最快速度?！蓖跖d軍自豪地說(shuō)，“期刊三位審稿人高度評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)‘艱巨而卓越并刷新多項(xiàng)世界紀(jì)錄’，他們認(rèn)為‘該研究對(duì)融合光學(xué)/太赫茲通信系統(tǒng)進(jìn)步作出了重要貢獻(xiàn)’。”

“這意味著，一套基礎(chǔ)設(shè)施即可同時(shí)承載海量光纖數(shù)據(jù)傳輸與高速無(wú)線接入?！笔婧莆谋硎?，在模擬6G大規(guī)模用戶接入場(chǎng)景演示中，該系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了86路8K高清視頻的實(shí)時(shí)、流暢傳輸，其可用帶寬相較5G標(biāo)準(zhǔn)提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)，展現(xiàn)出強(qiáng)大的多用戶并發(fā)支持能力，為6G時(shí)代太赫茲頻譜資源的高效開(kāi)發(fā)與利用，提供了一條全新的技術(shù)路線。

團(tuán)隊(duì)還給這套系統(tǒng)裝上了“AI大腦”，創(chuàng)新性地將AI應(yīng)用于信道均衡，開(kāi)發(fā)出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新型數(shù)字信號(hào)處理算法。王興軍說(shuō)：“傳統(tǒng)算法碰到復(fù)雜干擾，系統(tǒng)就容易‘懵’，其可以輔助信號(hào)在光纖里跑得順溜，可一到無(wú)線端就‘水土不服’?，F(xiàn)在用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，系統(tǒng)能自主學(xué)習(xí)、自動(dòng)適應(yīng)各種信道環(huán)境，無(wú)論有線無(wú)線，信號(hào)都很穩(wěn)當(dāng)?！?/p>

“這項(xiàng)技術(shù)的意義不止于‘快’。更令人振奮的是，這一里程碑式的突破，所有關(guān)鍵技術(shù)和制備工藝均基于全國(guó)產(chǎn)集成光學(xué)平臺(tái)，繞開(kāi)了對(duì)國(guó)外傳統(tǒng)微電子先進(jìn)制程的依賴，助力我國(guó)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)換道超車?！蓖跖d軍介紹，這套系統(tǒng)在能耗、成本及規(guī)?；渴鸱矫嫱瑯颖憩F(xiàn)出色，其全光架構(gòu)可無(wú)縫融入現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)，有望推動(dòng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與光纖網(wǎng)絡(luò)的深度一體化融合，在未來(lái)的6G基站、無(wú)線數(shù)據(jù)中心等場(chǎng)景中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

王興軍還透露，團(tuán)隊(duì)下一步的目標(biāo)是繼續(xù)提升系統(tǒng)集成度，徹底消除分立器件，把整套系統(tǒng)“單片集成”于一塊芯片，實(shí)現(xiàn)從激光器到天線的全部微型化集成?！皩脮r(shí)，一個(gè)指甲蓋大小的模組，或許就能撐起一座6G基站的全部收發(fā)需求?！保ㄓ浾邥x浩天）