北京大学突破6G超宽带光电融合技术 实现全频段灵活可调谐高速通信

问题:面向6G的移动通信正从“连接”迈向“连接+感知+智能”的综合能力,对网络提出更高要求:一方面,业务从沉浸式交互、超高清传输到低时延控制不断升级,数据吞吐量、时延、可靠性等指标全面抬升;另一方面,应用场景从城市密集区延展到空天地海一体、工业制造与公共安全等复杂环境,频谱资源需要在更多频段上灵活调配、按需使用。

现实挑战在于,现有无线硬件体系往往“各管一段”,在跨频段协同、高速率调谐和系统级集成方面受限,难以兼顾覆盖与容量、灵活性与成本控制。

原因:传统电子学器件通常针对单一工作频段进行设计优化。

不同频段在器件结构、材料体系、工艺条件以及信号链路上差异明显,导致系统要实现多频并行或全频段覆盖时,往往需要叠加多套硬件方案,带来体积、功耗、复杂度和维护成本上升。

同时,随着工作频率不断提升,信号损耗、相位噪声、互调失真等问题更为突出,进一步加大高频段、超宽带场景下的稳定传输难度。

这些因素共同制约了6G所需的“多频段、可扩展、可演进”的网络底层能力。

影响:针对上述瓶颈,北京大学电子学院副院长王兴军教授、舒浩文研究员与香港城市大学王骋教授组成的联合团队,研制出面向6G通信的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。

业内人士指出,光电融合路径有望在超高频段降低传输损耗、拓展可用带宽,并通过系统级集成提升链路稳定性与可复制性。

该成果的意义不止于“速度更快”,更在于为未来6G在多样化场景下实现频谱弹性调度、网络切片按需供给以及跨场景一致体验提供支撑。

王兴军将其比喻为为6G修通“超宽高速公路”,使信号传输拥有更宽阔的通行空间与更高的通行效率。

对策:当前,超高频光电融合芯片制备已成为国内外研究热点,相关技术处于加速突破与竞速攻关阶段。

在此背景下,此次跨地域联合攻关体现出“协同创新、优势互补”的科研组织方式:一方面,依托高校在基础研究与原创技术上的积累,推动关键器件、关键工艺与系统架构的协同优化;另一方面,通过联合攻关形成可验证、可迭代的系统方案,为后续工程化、规模化应用打通路径。

值得注意的是,团队还提出将智能算法嵌入系统,面向未来智能化无线网络需求,实现更灵活的资源配置与自适应控制:在复杂电磁环境下可进行干扰识别与规避,兼顾实时数据传输与环境感知能力,提升安全性与通畅性,为6G“端—网—云”一体化智能演进提供可落地的技术方向。

前景:从国家战略层面看,“十五五”规划建议提出前瞻布局未来产业,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。

6G既是新型信息基础设施的重要组成,也是数字经济向更高层次跃升的关键支撑。

展望未来,超宽带光电融合集成技术若能在功耗、成本、可靠性与制造良率等方面持续突破,并与标准研制、频谱规划、产业链协同同步推进,有望加快形成“技术—标准—应用—产业”闭环:在城市高密度区域缓解容量压力,在工业互联网场景保障低时延高可靠连接,在空天地海一体化通信中增强覆盖与抗干扰能力,并推动“通信与感知融合”的新型应用落地。

与此同时,围绕数据安全、网络韧性与跨域协同治理的制度设计也将成为配套重点,为新一代网络健康发展提供规则保障。

在全球数字化竞争格局下,通信技术自主创新已成为大国博弈的战略支点。

此次光电融合技术的重大突破,不仅展现了我国科研团队解决复杂系统工程问题的创新能力,更凸显了跨区域、跨学科协同攻关的体制机制优势。

当技术突破与产业需求形成良性循环,中国在6G时代的话语权提升将获得坚实支撑,为构建人类数字命运共同体贡献东方智慧。