新型光傳輸系統(tǒng)問世
來源：光明網(wǎng) 時(shí)間：2026-03-02 17:09
當(dāng)你驚嘆于自動(dòng)駕駛汽車流暢的避障，或陶醉于無人機(jī)集群精準(zhǔn)的編隊(duì)表演時(shí)，可能并未察覺，支撐這些智能場景的海量數(shù)據(jù)正在無數(shù)邊緣節(jié)點(diǎn)間疾速奔流。然而，承載這些數(shù)據(jù)洪流的傳統(tǒng)光通信設(shè)備，往往體積龐大、能耗高昂，猶如給靈巧的“飛鳥”綁上了沉重的“鉛塊”，嚴(yán)重制約了邊緣智能的廣泛部署。如今，這一困境有望被一枚硬幣大小的芯片破解。北京大學(xué)電子學(xué)院王興軍教授-舒浩文研究員團(tuán)隊(duì)及華中科技大學(xué)王健教授團(tuán)隊(duì)，在國際上率先研制出基于集成微光梳的輕量化相干光傳輸系統(tǒng)，將系統(tǒng)體積縮小約百分之一的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了令人驚嘆的高容量傳輸。相關(guān)成果日前發(fā)表于《自然·通訊》。
“隨著計(jì)算范式從‘中心化云端’向‘分布式邊緣’演變，邊緣節(jié)點(diǎn)（如基站、自動(dòng)駕駛車輛、工業(yè)網(wǎng)關(guān)）需要更高的海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力。光通信作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹髣?dòng)脈’，其核心性能取決于激光的質(zhì)量。傳統(tǒng)集成光源往往面臨噪聲大、線寬寬的問題，限制了傳輸?shù)木珳?zhǔn)度?！蓖跖d軍告訴記者。
面對這一矛盾，研究團(tuán)隊(duì)將目光投向了光梳——一種能同時(shí)產(chǎn)生大量頻率極其均勻、穩(wěn)定的激光“尺子”。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地利用自注入鎖定技術(shù)，在一枚微型芯片上“雕刻”出了高品質(zhì)的光頻梳，并為其戴上了精密的“穩(wěn)定器”，成功將激光線寬壓縮至600赫茲以下，其相干性遠(yuǎn)超高性能商用激光器。憑借這把極度精密的“光尺”，團(tuán)隊(duì)在光纖里架起了“多層高架橋”，不僅單波長傳輸速率突破了1Tbit/s，更在多芯光纖中實(shí)現(xiàn)了215.04Tbit/s的總傳輸速率。
“然而，真正的革命性一步在于‘瘦身’?！闭撐牡谝蛔髡摺⒈本┐髮W(xué)博士生韓君豪透露，為了滿足邊緣設(shè)備對“輕量化”的極致需求，團(tuán)隊(duì)大膽地去除了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中的龐大臺(tái)式設(shè)備，取而代之的是只有“硬幣大小”的集成芯片與半導(dǎo)體光放大器。得益于微光梳本身極高的信噪比“底子”，這套芯片級系統(tǒng)成功扛住了性能考驗(yàn)。最終，一個(gè)體積僅為傳統(tǒng)系統(tǒng)百分之一左右的微型化平臺(tái)，在10公里傳輸中穩(wěn)穩(wěn)承載了5Tbit/s的聚合容量。
王興軍介紹，這種“高容量、低功耗、微型化”的傳輸系統(tǒng)，將成為未來低空智能、具身智能、綠色數(shù)據(jù)中心等諸多前沿領(lǐng)域不可或缺的“大動(dòng)脈”，為我國在下一代高密度計(jì)算網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中構(gòu)建核心優(yōu)勢提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。（晉浩天）
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