人工知能（AI）データセンターの計算能力向上と次世代無線通信ネットワーク6Gの急速な発展により、多様化した利用シーンにおける信号の高速・低遅延伝送が求められている。しかし、光ファイバー通信と無線通信の間には、信号アーキテクチャやハードウエア上の制約に起因する「帯域幅ギャップ」が存在する。

これを受けて、北京大学は鵬城実験室、上海科技大学、国家信息光電子イノベーションセンターなどの研究開発チームと連携し、「光ファイバー・無線一体化融合通信」というコンセプトを打ち出した。さらに、集積光学ソリューションを採用することで、250GHz（ギガヘルツ）以上の超広帯域集積フォトニックデバイスの開発に成功した。これを基盤として開発された新しいシステムは、光ファイバー通信で単一チャンネルあたり512Gbps（ギガビット毎秒）の信号伝送、無線通信において単一チャンネルあたり400Gbpsの信号伝送を実現した。

「新システムは『帯域幅ギャップ』という難題を打ち破り、データ伝送速度で現在知られている記録を更新した」、論文の責任著者であり、北京大学電子学院副院長はこう話し、次のように説明した。このシステムは光ファイバー通信と無線通信のデュアルモード伝送をサポートし、耐干渉能力を大幅に向上させている。研究チームはさらに、6Gにおける大規模ユーザー・アクセスシナリオをシミュレートし、86チャンネルによる多重リアルタイム8K映像アクセスの実証を行った。伝送帯域幅は現在の5G標準と比較して10倍以上向上した。

「ネイチャー」の査読者は、本研究が「光学通信とテラヘルツ通信システムの融合における進展に重要な貢献をした」と評価している。

王氏は、新システムは6G基地局や無線データセンターなどの場面で大きな応用可能性を有しており、次世代の超広帯域高速光ファイバー無線一体化融合通信のための研究基盤を築く見込みがあると述べた。【新華社北京】