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[数码讨论]6G,取得新突破[2P] [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 昨天 09:37

近日,我国科学家成功研制出超宽带光电融合集成芯片,首次实现全频段、灵活可调谐的高速无线通信,为6G技术扫清关键障碍。未来,这一突破有望重塑无线通信格局,成为无线通信产业生态的技术引擎。该成果8月27日晚在线发表于《自然》杂志。

图为研究人员在北京大学实验室内调试系统链路。

6G作为下一代无线通信网络,需要在多样化场景下满足各种频段的无线信号高速传输。然而,由于传统电子学硬件之间频段不同,其所依赖的设计规则、结构方案、材料体系均有所不同,难以实现跨频段乃至全频段范围的工作,这一技术问题已困扰行业多年。

为此,北京大学教授王兴军—研究员舒浩文团队及香港城市大学教授王骋团队自主研发出超宽带光电融合集成系统,首次实现了0.5 GHz(千兆赫兹)至115GHz中心频率的实时、灵活、快速重构能力,彻底克服了过去带宽、噪声性能与可重构性之间难以兼顾的挑战。该系统还可实现突破120Gbps(吉比特每秒)的超高速无线传输速率,满足6G通信的峰值速率要求。

图为基于相关研究,所构想的未来无线网络全场景图。

“以万人聚集的演唱会、体育赛事等场景为例,传统无线设备往往采用相同且固定的频率,导致用户之间相互干扰,网络体验大打折扣。”团队相关负责人介绍,该技术则如同搭建了一条“宽阔的高速公路”,每一台用户设备都能找到“专属通道”,自由且高效地选择通畅的频段开展通信,有效避免了信号拥堵和干扰问题,极大提升了通信质量与效率。

此外,这项发现提出全频段重构的解决方案,将催生更为灵活、智能的AI无线网络,重塑未来无线通信格局。

本文来源|中国教育报2025年8月31日02版,原标题《北京大学联合团队为6G技术扫清关键障碍》

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只看该作者 沙发  发表于: 昨天 09:38
我国科学家研制的超宽带光电融合集成芯片,作为6G通信技术发展中的重要突破,具有深远的技术意义与产业价值。以下从多个维度深入解析该芯片如何推动6G技术的发展:

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一、实现高速率、低延迟通信的关键支撑

6G通信的目标之一是实现太比特级(Tbps)传输速率和亚毫秒级时延。超宽带光电融合芯片通过将光子器件与电子电路集成于同一芯片上,打破了传统电域处理的带宽瓶颈。

- 光域处理优势:光信号具有极高的频率(THz级),可支持超宽频带通信,显著提升数据传输速率。
- 电域控制优势:电子电路负责信号处理与控制,具备高灵活性与低功耗特性。
- 融合优势互补:光电融合架构实现了“高速+智能”的统一,为未来6G网络中的高速无线接入与边缘智能处理提供了硬件基础。

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二、推动通信架构向“光进电退”方向演进

6G网络架构将向分布式、灵活化、智能化方向发展,超宽带光电融合芯片的出现加速了“光进电退”的趋势。

- 光域前移:将光信号处理能力引入终端与基站侧,实现光信号的本地化处理与路由。
- 降低电域负担:通过光电协同处理,减轻了传统电域处理模块的负载,降低延迟和能耗。
- 支持太赫兹通信:为6G中计划使用的太赫兹频段通信提供高效的光电转换与调制技术支撑。

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三、助力实现6G“空天地一体化”网络架构

6G将构建空天地海一体化通信网络,包括卫星通信、高空平台通信、地面蜂窝网络与水下通信等多维度融合。

- 卫星通信应用:光电融合芯片可用于星间链路与星地链路,提升空间通信的速率和稳定性。
- 无人机/高空平台通信:适用于高机动、远距离通信节点,满足高空平台快速部署需求。
- 低功耗高集成度:芯片具有小型化、轻量化、低功耗等优势,适合部署在资源受限的移动平台或偏远地区。

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四、促进人工智能与通信系统的深度融合(AI+通信)

6G将深度融合人工智能技术,实现网络的自组织、自优化、自学习能力。光电融合芯片为此提供了强有力的硬件支撑。

- 支持边缘AI计算:在芯片上集成光神经网络(ONN)模块,实现边缘AI推理与决策。
- 提升数据处理效率:利用光信号并行处理能力,加速AI模型的训练与推理过程。
- 降低能耗与延迟:相比传统电域AI芯片,光电融合架构在处理大规模数据时能效更高、延迟更低。

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五、引领芯片技术自主创新,打破国外技术垄断

我国科学家在光电融合芯片领域的突破,不仅推动了6G技术发展,更在国家战略层面具有重要意义。

- 自主可控的核心技术:摆脱对国外高端芯片的依赖,保障6G核心器件的安全可控。
- 推动产业链协同发展:带动光通信、半导体、AI等多个行业的融合创新与协同发展。
- 抢占6G技术制高点:在全球6G标准制定中,掌握更多话语权,提升我国在信息通信领域的国际竞争力。

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总结

我国研制的超宽带光电融合集成芯片,不仅是6G通信技术发展的核心引擎,更是我国在高端芯片领域实现自主创新与突破的重要标志。它从通信速率、网络架构、多维覆盖、智能融合、安全保障等多个层面,全面支撑6G“高速率、低时延、广连接、智能化、绿色化”的愿景,助力我国在全球6G竞争格局中占据领先地位。未来,随着芯片性能的持续优化与成本的逐步降低,其在6G网络中的应用将更加广泛,成为构建数字中国与智能社会的重要基石。
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只看该作者 板凳  发表于: 昨天 13:35
我国6G无线通信领域实现关键技术突破
近日,我国科学家在6G无线通信领域取得重大进展,成功研制出超宽带光电融合集成系统,首次实现全频段、灵活可调谐的高速无线通信,为下一代通信网络的发展扫清关键障碍。相关成果已于2025年8月27日在线发表于国际顶级期刊《自然》杂志358。

核心突破:超宽带光电融合集成系统技术解析
研发背景与挑战
6G作为下一代无线通信网络,需在多样化场景下满足多频段信号高速传输需求。传统电子学硬件存在频段局限性,不同频段器件的设计规则、结构方案及材料体系差异显著,难以实现跨频段或全频段工作,这一问题长期制约行业发展346。

技术创新与性能优势
北京大学与香港城市大学联合研究团队历经4年攻关,自主研发的超宽带光电融合集成系统实现以下突破:

全频段兼容能力:支持0.5GHz至115GHz范围内任一频点高速传输,覆盖中低频到毫米波频段,国际领先457。
超高速传输速率:实验验证速率达120Gbps,满足6G通信峰值速率要求,且全频段性能一致性优异,高频段无劣化239。
灵活可调谐特性:信号受干扰时可动态切换至安全频段,提升通信可靠性与频谱利用效率,解决传统固定频段干扰问题

技术原理类比
该系统被形象比喻为“超宽高速公路”:

电子信号类比“车辆”,频段类比“车道”;
传统技术中信号“挤在一两个车道”,新系统提供“多车道选择”,干扰时可“灵活换道”,实现高速无阻塞传输137。
未来应用与技术价值
场景化应用前景
高密度人群场景:如演唱会、体育赛事等,可避免传统固定频率导致的网络拥堵,提升用户体验3;
复杂环境通信:通过AI算法植入,实现实时数据传输与环境精准感知,自动规避干扰,适用于智能交通、工业互联网等复杂场景15;
全场景无线网络:支撑从低空通信到深海探测的全域覆盖,推动“空天地海”一体化网络构建13。
产业与学术影响
学术价值:突破传统电子学硬件限制,为全频段通信提供新范式,相关成果发表于《自然》杂志,体现国际学术认可389;
产业意义:有望重塑无线通信产业生态,成为6G技术商用化的核心引擎,助力我国在下一代通信标准竞争中占据优势地位369。
研发团队与技术细节
该成果由北京大学、香港城市大学联合研究团队完成,团队通过光电融合技术路径,解决了跨频段器件兼容性难题,其自主研发的集成芯片为系统小型化、低成本化奠定基础146。未来,结合AI算法的智能化升级将进一步拓展系统应用边界
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