当前,面向新一轮科技革命和产业变革,“十五五”规划建议提出要前瞻布局未来产业,探索多元技术路线、典型应用场景、可行商业模式与市场监管规则,推动第六代移动通信等成为新的经济增长点。
作为下一代无线通信网络,6G被普遍认为将面向更高吞吐、更低时延、更强可靠性与更广覆盖的综合需求,在空天地海一体、工业互联网、车联网、沉浸式交互等多样化场景中实现协同服务。
这些目标的实现,离不开跨频段、跨场景的高速无线传输能力支撑。
问题在于,面向全频段高速传输的硬件基础长期受限于传统电子学器件的“频段割裂”。
既有无线系统往往依赖针对某一频段优化的器件方案,不同频段在结构、材料与工艺上差异显著,导致系统难以在宽频范围内兼顾效率与稳定性。
随着6G潜在可用频谱进一步拓展,网络对灵活调谐、快速切换、统一架构的需求更为迫切,传统路径在规模化部署、维护成本和系统演进空间上都面临掣肘。
造成这一瓶颈的根本原因,是电子器件在超高频条件下面临频响范围、能耗与集成度的多重约束。
频率越高,对器件的带宽、线性度、噪声控制与热管理提出更严苛要求,而“为每个频段单独设计”的方式不仅研发周期长、工程复杂度高,也不利于形成可复制的产业化链条。
与此同时,6G应用呈现“多场景叠加”的特点:既要满足大带宽业务,又要适配移动性、复杂电磁环境与多终端并发,这进一步放大了跨频段统一能力的重要性。
针对上述难题,北京大学王兴军教授、舒浩文研究员与香港城市大学王骋教授组成的联合团队,成功研制出面向6G通信的超宽带光电融合集成系统。
研究团队通过光电融合的路径,将光学链路的宽带优势与无线系统的灵活接入能力相结合,实现全频段、可调谐的高速无线通信能力,为未来6G网络提供更“通用”的硬件底座。
业内人士指出,这类系统的意义不仅在于带宽提升,更在于为网络架构的统一化、模块化与可演进性提供支撑,有助于形成覆盖多频段、多场景的一体化解决方案。
从影响看,该成果有望在三方面带来积极变化:其一,提升网络“通行能力”。
当系统能够覆盖更宽频谱并灵活选择工作频段,网络可在不同业务高峰与不同环境条件下实现资源动态调度,缓解局部拥塞,提升总体传输效率。
其二,增强复杂场景下的可靠性。
面向工业现场、城市密集区、交通枢纽等电磁环境复杂区域,具备灵活调谐能力的系统更有利于开展频谱避让与链路优化,降低干扰带来的性能波动。
其三,推动网络能力从“传输”向“综合服务”延伸。
随着通信与感知融合趋势增强,未来网络既要传数据,也要对环境变化进行快速响应,统一的宽带硬件平台将为相关功能叠加提供基础条件。
在对策层面,业内普遍认为,推动该类成果走向工程化与规模应用,需要多维度协同推进:一是强化关键器件与工艺路线的持续攻关,围绕高频链路稳定性、能耗控制、封装与散热等工程问题开展系统性验证,提升可制造性与可维护性。
二是尽快围绕典型应用场景开展示范验证,形成从实验室原型到外场测试的闭环,推动指标体系、测试方法与评估标准逐步完善。
三是同步探索商业模式与监管规则,面向未来频谱使用、网络安全与数据合规等问题提前布局,降低产业化过程中的制度性成本。
四是加强跨区域、跨机构协作。
在全球竞争加速背景下,联合攻关、优势互补有助于缩短迭代周期、提升创新效率。
值得关注的是,超高频光电融合芯片与系统已成为国内外研究热点,多支团队在该方向持续投入。
此次北大与港城大团队在远程协同条件下实现高效合作,体现了基础研究与工程创新相结合的组织能力。
研究团队表示,新系统引入算法能力后,有望推动更灵活、智能的无线网络形态:在多种复杂场景下实现实时数据传输与环境精准感知,并具备自动规避干扰信号的能力,从而提升网络安全性与通畅度。
随着相关技术成熟,通信网络或将从“固定配置”迈向“动态自适应”,为未来产业数字化提供更高质量的连接底座。
展望未来,6G的发展不会是一条单线推进的道路,而是技术、产业与治理共同演进的过程。
超宽带光电融合路线为突破“频段割裂”提供了新的可能,但要转化为可持续的经济增长点,还需在标准体系、产业链协同、应用牵引与安全治理方面形成合力。
面向“十五五”时期的创新布局,谁能在关键共性技术上率先建立可扩展的通用平台,谁就更有可能在下一代通信产业竞争中占据主动。
在全球6G技术竞赛的关键阶段,我国科研团队这项突破性成果彰显了自主创新能力。
从技术跟随到并跑甚至领跑,中国科学家正以扎实的原始创新为数字经济发展筑基铺路。
当光电融合的"高速公路"贯通之时,或将重塑未来十年的全球通信产业格局。