光纤通信以其超大带宽、超低损耗的优势,撑起了全球信息传输的“骨干网络”;无线通信则凭借灵活便捷、泛在接入的特点,打通了终端连接的“最后一公里”。然而,长期以来,这两大通信体系如同两条设计标准迥异的“轨道”,在信号架构、硬件设备上存在天然的“带宽鸿沟”,难以实现高效协同。近日,我国科研团队在这一领域取得颠覆性突破,率先实现了光纤与无线通信系统间的跨网络无缝融合。
“要实现真正的无缝融合,必须打破底层技术壁垒,打造能够同时支撑高速光纤通信和高速无线通信的通用高性能平台。”相关研究团队负责人表示,此前行业内的融合尝试多停留在表层叠加,未能从物理层解决两大系统的兼容性问题,而本次突破则直击核心,从硬件芯片到智能算法,实现了全链条的创新重构。值得关注的是,国际电信联盟与世界无线局域网应用发展联盟此前已建立合作机制,推动光与无线局域网协同标准制定,为此次技术突破的产业化落地奠定了标准基础。

在硬件层面,科研团队基于先进的薄膜铌酸锂光子材料平台,成功研制出指甲盖大小的超宽带光电融合集成芯片,一举实现超250吉赫兹的宽带平坦电-光-电转换链路。这款芯片从原理上规避了传统电学倍频链路中必然存在的带宽限制和噪声积累问题,在有线和无线频段均能提供超过100吉赫兹的平坦可用信号带宽,如同构建了一条从光域到无线域畅通无阻的“超级高速公路”,为超高速跨网络传输提供了前所未有的硬件支撑。更值得一提的是,所有关键技术和制备工艺均基于全国产集成光学工艺平台,无需依赖传统微电子先进制程,有望助力我国在半导体芯片领域实现换道超车。
在算法层面,团队开创性地引入基于神经网络的数字信号处理算法,为融合系统配备了“AI导航员”。信号在长距离、多场景传输中难免遭遇非线性损伤与干扰,传统算法往往束手无策,而这款AI赋能的均衡算法具备强大的学习与适应能力,能够智能识别、建模并补偿信道中的各种复杂损伤,从根本上攻克了传统方法在复杂信道面前性能急剧下降的固有挑战,确保光纤与无线模式切换时信号传输的稳定可靠。此外,针对带内全双工光载无线系统中的自干扰问题,业内也已提出光电多域协同消除方法,进一步提升了系统频谱效率,为融合系统的优化提供了补充支撑。

基于自研的超宽带芯片与AI算法,科研团队成功搭建了全球首个“光纤—无线一体化融合系统”演示平台,取得了一系列震撼业界的成果,于2月19日将相关研究论文发表于《自然》杂志,得到了国际同行的高度认可。

这一突破并非两项技术的简单叠加,而是一场从底层硬件、智能算法到系统架构的全面范式革命,标志着移动接入网与光纤骨干网真正开始走向深度统一融合。与传统分离式网络相比,该融合系统不仅大幅提升了传输速率和可靠性,还能显著降低网络部署成本和能耗,在6G基站、无线数据中心、智慧园区等场景中展现出极具潜力的应用前景

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更新时间:2026-02-24
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