湖北日?qǐng)?bào)訊(記者文俊、通訊員黃純、姜?jiǎng)賮?lái))近日,位于湖北武漢的國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心與北京大學(xué)、鵬城實(shí)驗(yàn)室、上海科技大學(xué)等單位合作,在下一代無(wú)線通信(6G)及光通信領(lǐng)域取得里程碑式突破——在國(guó)際上首次提出了集成“光纖-無(wú)線融合通信”概念,率先實(shí)現(xiàn)了光纖和無(wú)線通信系統(tǒng)間的跨網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫融合,這一成果將為6G技術(shù)商用再邁關(guān)鍵一步。該成果在線發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》,審稿人評(píng)價(jià)其“艱巨而卓越并刷新多項(xiàng)世界紀(jì)錄”。

集成光子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的全光超寬帶電信互聯(lián)系統(tǒng)概念圖
打電話、刷視頻、AI算力互聯(lián)、星地通信等各類場(chǎng)景,均對(duì)順暢通信有著多樣化需求,但通信領(lǐng)域長(zhǎng)期存在一個(gè)世界級(jí)難題:光纖與無(wú)線兩大通信支柱技術(shù),因信號(hào)架構(gòu)、硬件體系存在本質(zhì)差異,長(zhǎng)期處于“各自獨(dú)立、難以兼容”的狀態(tài),形成難以跨越的“帶寬鴻溝”,無(wú)法在同一套系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高效兼容,成為制約6G技術(shù)發(fā)展的核心瓶頸。針對(duì)上述問(wèn)題,研究團(tuán)隊(duì)提出了集成“光纖-無(wú)線融合通信”概念,在硬件器件和軟件算法上實(shí)現(xiàn)顛覆性突破,成功破解跨網(wǎng)絡(luò)融合難題。

國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心高級(jí)工程師周佩奇
“這套系統(tǒng)的核心,就是我們自研的超寬帶光電融合集成芯片,它相當(dāng)于修建了一個(gè)高速立交橋,打通了有線和無(wú)線通信的‘堵點(diǎn)’,無(wú)論是直連傳輸,還是跨路切換,都能實(shí)現(xiàn)信號(hào)高速、低時(shí)延傳輸。”國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心肖希博士團(tuán)隊(duì)的高級(jí)工程師周佩奇介紹。
團(tuán)隊(duì)通過(guò)芯片、器件、系統(tǒng)全鏈條自主創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了三項(xiàng)世界紀(jì)錄的刷新:研制出250GHz以上的超寬帶光調(diào)制器,刷新同類芯片帶寬紀(jì)錄,為信息跨網(wǎng)絡(luò)傳輸打通了遠(yuǎn)寬于傳統(tǒng)5G的“超級(jí)高速通道”;光纖通信實(shí)現(xiàn)破紀(jì)錄的單通道512Gbps信號(hào)傳輸,相當(dāng)于1秒鐘能傳完十幾部高清電影;太赫茲無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)破紀(jì)錄的單通道400Gbps信號(hào)傳輸,可實(shí)時(shí)無(wú)卡頓傳輸86路8K超高清視頻。
同時(shí),團(tuán)隊(duì)為這套系統(tǒng)搭載了“AI大腦”,創(chuàng)新性將AI技術(shù)應(yīng)用于跨網(wǎng)絡(luò)信道均衡,研發(fā)出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新型數(shù)字信號(hào)處理算法。傳統(tǒng)算法應(yīng)用于無(wú)線鏈路時(shí),易受外界環(huán)境干擾導(dǎo)致傳輸不穩(wěn)定;而基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法,可讓系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)、自適應(yīng)各類信道環(huán)境,有效提升跨網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與抗干擾能力。

國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心
國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心承載著我國(guó)信息光電子制造業(yè)“關(guān)鍵和共性技術(shù)協(xié)同研發(fā),實(shí)現(xiàn)首次商業(yè)化”的戰(zhàn)略任務(wù),近年來(lái)相繼突破1.6T硅光互連芯片、2T芯粒等關(guān)鍵技術(shù)。

國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心
近年來(lái),湖北省科技廳著力構(gòu)建全鏈條創(chuàng)新體系,積極推動(dòng)“61020”全鏈條攻關(guān),聚焦6G、人工智能等領(lǐng)域?qū)嵤┘獾都夹g(shù)攻關(guān)工程,推動(dòng)企業(yè)牽頭、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的技術(shù)攻關(guān)模式,持續(xù)建設(shè)“光通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”“湖北省新一代信息通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體”等各類創(chuàng)新平臺(tái),實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈全覆蓋。
湖北省科技廳相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,此次突破所有關(guān)鍵技術(shù)均基于全國(guó)產(chǎn)工藝平臺(tái),無(wú)需依賴傳統(tǒng)微電子先進(jìn)制程,為我國(guó)半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域換道超車提供支撐。省科技廳將持續(xù)聚焦6G等前沿領(lǐng)域,不斷優(yōu)化創(chuàng)新生態(tài),加大科研投入與政策扶持力度,推動(dòng)更多重大科研成果落地轉(zhuǎn)化,助力我國(guó)在信息通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越式發(fā)展。
編輯:張紅艷