6G
2月19日消息:我国科学家在光通信与6G领域取得关键性突破性进展,在国际上率先实现光纤通信与无线通信系统间的跨网络融合,自主研发的“光纤—无线一体化融合通信系统”,成功刷新全球同类系统数据传输速率纪录,相关成果于19日凌晨在线发表于国际顶级学术期刊《自然》,标志着我国在下一代通信技术领域的研发实力跻身世界前列,为6G产业发展奠定了坚实基础。
成果核心:破解行业痛点,刷新传输纪录
长期以来,光纤通信(负责骨干网高速传输)与无线通信(负责移动终端接入)因信号架构、硬件约束存在天然的“带宽鸿沟”,如同两条无法高效并轨的铁路,难以实现协同发力,这一痛点严重制约了高速通信、大规模终端接入等场景的发展,也成为6G技术研发中的核心瓶颈之一。
此次由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组成的研发团队,创新性提出“光纤—无线一体化融合通信”概念,采用集成光学方案,成功研制出250GHz以上超宽带集成光子器件,在此基础上构建的新系统,实现了光纤通信单通道512Gbps、无线通信单通道400Gbps的超高传输速率——这意味着光纤单通道一秒可传完约100部高清电影,无线传输速率也达到当前行业顶尖水平。同时,该系统可支持双模式传输,显著提升抗干扰能力,团队模拟6G大规模用户接入场景时,成功实现86个信道的多路实时8K视频接入演示,传输带宽较目前5G标准提升10倍以上,得到《自然》审稿人的高度评价,被认为“对融合光学和太赫兹通信系统的进步作出重要贡献”。
核心利好:惠及产业发展,赋能未来生活
这项突破性成果的落地,不仅破解了通信领域的技术难题,更带来多维度利好,覆盖产业升级、民生体验、国家战略等多个层面。
对民生而言,未来人们将彻底告别网络卡顿、高清视频加载缓慢、多设备联网拥堵等问题,8K超高清直播、全息通信、沉浸式XR等极致应用将逐步走进日常生活,远程医疗、智慧教育、自动驾驶等场景也将因高速低时延的网络支撑,实现质的飞跃——比如远程手术可实现无延迟操作,自动驾驶车辆能实时同步海量路况数据,智慧家居可实现全场景无缝联动。
对产业而言,成果将直接推动光通信、6G、半导体、人工智能等相关产业的技术升级,带动上下游产业链协同发展。一方面,超宽带集成光子器件等核心技术的突破,将打破国外技术垄断,降低我国通信产业对进口硬件的依赖;另一方面,融合通信方案能简化网络架构,采用“光进铜退”策略可节省70%以上材料成本,无源分光器无需供电散热,能使整体能耗降低约70%,为通信产业绿色低碳发展提供支撑,同时催生新的技术岗位和产业形态,带动数字经济高质量发展。
对国家战略而言,该成果让我国在6G技术研发和标准制定中掌握更多话语权,进一步巩固我国在全球通信领域的领先地位,为我国数字经济安全、信息基础设施自主可控提供重要保障。
深远影响:重塑通信格局,引领全球技术演进
从行业影响来看,这项成果彻底打破了光纤与无线通信“各自为战”的格局,从物理层打通了骨干网和接入网,实现高速数据在光纤与无线间的无缝流动,为下一代超宽带高速通信网络的建设提供了全新技术路径,将引领全球光通信与6G领域的技术研发方向。
在国际竞争层面,我国率先实现跨网络融合,刷新传输纪录,打破了欧美国家在高端通信技术领域的垄断态势,推动全球通信技术竞争进入新阶段,也为我国与其他国家开展6G技术合作、共建全球数字基础设施奠定了基础。
从技术演进来看,该成果的核心技术可延伸至星地通信、无线数据中心、低空经济等多个领域,比如为光纤无人机提供更稳定的高速通信支撑,为数据中心短距互联提供高效解决方案,推动通信技术向全域覆盖、超低时延、超高带宽的方向迭代,助力“空天地海”一体化通信网络的构建。
应用阶段:处于技术验证期,潜力场景逐步明晰
结合当前6G技术发展规划和成果研发进展,目前该“光纤—无线一体化融合通信系统”仍处于关键技术验证与场景模拟阶段,尚未进入规模化商用阶段。
从发展背景来看,6G技术发展分为三个阶段,当前正处于2025-2026年的技术方案试验阶段,核心任务是研发原型样机、验证关键技术可行性,此次成果正是这一阶段的重要突破。目前,研发团队已完成核心技术的实验室验证和6G大规模用户接入场景的模拟演示,证明了技术的可行性和优越性,但要实现实际应用,还需完成一系列后续工作:一是推进系统小型化集成,下一步目标是将整套系统“单片集成”到一块芯片上,实现指甲盖大小的模组承担6G基站全部收发任务;二是开展户外场景测试,验证系统在复杂环境中的稳定性和抗干扰能力;三是完善产业链配套,推动核心器件的量产和成本降低;四是对接6G标准制定,将相关技术融入全球6G标准体系。
不过,该系统的应用潜力已初步明晰,论文通讯作者、北京大学电子学院副院长王兴军表示,新系统在6G基站、无线数据中心等场景中极具应用潜力,有望为下一代超宽带高速光纤—无线一体化融合通信奠定研究基础。按照6G技术发展规划,预计到2027-2030年,6G将进入系统组网试验阶段,推进预商用设备,届时该融合通信技术有望逐步落地应用,到2030年左右6G实现商用后,将全面融入各类场景,彻底改变人们的生产生活方式。
热门跟贴