

中國首款全頻6G芯片利用光子技術實現100Gbps傳輸速度,為AI原生無線網絡奠定基礎。

據《南華早報》報道,中國研究人員研制出全球首款“全頻”6G芯片,移動互聯網速度超過每秒100千兆比特。這一突破有望通過擴大整個無線頻譜的覆蓋范圍,幫助縮小城鄉社區之間的數字鴻溝。
該團隊由北京大學和香港城市大學的科學家領導,將0.5GHz至115GHz的整個頻譜集成到一塊拇指指甲大小的芯片中。傳統上,這樣的覆蓋范圍需要九個獨立的無線電系統。
該芯片尺寸僅為 11 毫米 x 1.7 毫米,將毫米波和太赫茲通信與低頻微波波段整合在一起。
這樣就可以在適合遠程覆蓋和高速應用的頻率之間進行無縫切換。
《中國科學報》援引 北京大學王行軍教授的話稱:“迫切需要應對6G發展的挑戰。隨著互聯設備需求的快速增長,下一代網絡必須充分利用不同頻段的優勢。”
高頻提供巨大的帶寬和超低的延遲,對于虛擬現實和外科手術等應用非常有用。
較低的頻段提供廣域覆蓋,對于到達偏遠山區、海底甚至外太空至關重要。
光子學是核心
傳統的無線硬件工作范圍狹窄,當需要多個系統時,成本高昂且復雜。為了克服這一障礙,研究人員轉向光子電子融合技術。
寬帶電光調制器將無線信號轉換為光信號。光信號通過光子元件進行處理,而傳輸則利用可調諧激光器之間的混頻。
所有功能單元都封裝在小小的芯片里。
測試期間,整個頻譜的通信質量保持穩定。
該系統在180微秒內實現了6GHz頻率調諧,比眨眼速度快數百倍,單通道數據速率超過100Gbps。
相比之下,根據行業估計,美國農村地區的平均移動網速約為每秒 20 兆比特。
據《光明日報》報道,“該系統可以快速、準確、無噪聲地生成0.5-115 GHz范圍內任意頻率的通信信號”。
該芯片還具有“頻率導航”功能,當出現干擾時,系統會自動切換到清晰的頻道?!叭绻魏晤l段遇到干擾或阻塞,系統可以自動立即切換到清晰的頻道,就像經驗豐富的駕駛員在車流中平穩變換車道一樣,確保通信持續不間斷,”城大王成教授說道。
支持人工智能且用途廣泛
北京大學教授舒浩文表示,該設備實現了“多用途可編程和動態頻率調節”,在尺寸、功耗和性能之間取得了平衡。
這使得它適合音樂會或體育場等擁擠的區域,這些地方有數千臺設備同時連接。
王興軍表示,該芯片還為AI原生網絡奠定了硬件基礎?!八状螢檎嬲摹瓵I原生網絡’建立了硬件基礎——這種網絡可以通過內置算法動態調整通信參數,以應對復雜的電磁環境,同時進行實時環境感知?!?他告訴《光明日報》,并引述了《南華早報》的報道。
研究人員目前的目標是創建即插即用的通信模塊,其尺寸不大于 USB 記憶棒。
這些可以嵌入智能手機、基站、無人機和物聯網設備中,從而可能加速靈活、智能的6G網絡的到來。
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