春节刚过,新型光传输系统已经在北京亮相,给边缘计算打造了“微型大动脉”。这个系统不仅让数据跑得更快,还把传输设备做得更小、更省电,彻底打破了传统光通信的笨重形象。2月23日,光明日报记者晋浩天发回报道,北京这边有一个特别大的变化。王兴军教授和舒浩文研究员在北京大学电子学院带领团队,还有华中科技大学的王健教授团队,一起搞出了一个硬币大小的芯片,给传统的光通信设备做了一个大手术。他们把系统体积缩小了将近100倍,传输速度却达到了惊人的1Tbit/s。更厉害的是,他们把多个芯片连在一起,在10公里的距离内实现了215.04Tbit/s的总传输速率。 传统的光通信设备就像是给轻巧的飞鸟套上了沉重的铅块,体积大、耗电多,根本没法适应边缘计算的要求。这个新系统用了一种叫光梳的技术,就像给光通讯戴上了精密的稳定器,把激光的线宽压缩到了600赫兹以下。韩君豪是论文的第一作者,他说这个系统最牛的地方是“瘦身”。他们把庞大的实验室设备都去掉了,只用一个硬币大小的芯片和一个半导体光放大器就搞定了一切。这种高容量、低功耗、微型化的平台,让数据在10公里外依然能以5Tbit/s的速度稳定运行。 王兴军教授提到,这种新技术不光能让自动驾驶车辆的避障更流畅,还能让无人机集群的编队表演更精准。它就像城市交通的调度站一样建在各个路口和街边的基站里。智能汽车遇到突然冲出的行人时,如果先把视频传到云端再等指令回来,事故早就发生了。边缘计算把计算能力下沉到了手机、路灯这些身边的“神经末梢”上。这样既反应快,又能把大部分琐碎数据就地处理掉,只把关键结果上传到云端,大大减轻了网络和数据中心的压力。 对于未来来说,这种系统可是低空智能、具身智能和绿色数据中心这些前沿领域的重要“大动脉”。它能让我国在下一代高密度计算网络建设中占据核心优势。随着计算范式从“中心化云端”变成“分布式边缘”,基站、自动驾驶车辆和工业网关这些边缘节点都需要更强的实时数据处理能力。光通信作为数据传输的“大动脉”,激光的质量决定了它的核心性能。传统集成光源往往噪声大、线宽窄,限制了传输的精准度。研究团队利用自注入锁定技术在微型芯片上刻出了高品质的光频梳并配上稳定器,让相干性远超高性能商用激光器。他们在光纤里架起了“多层高架桥”,不仅单波长传输突破了1Tbit/s,多芯光纤里更是达到了215.04Tbit/s的总速率。 这个系统还能让计算能力从遥远的“中央大脑”下沉到身边的“神经末梢”。像大家身边的手机和路灯上的传感器都能成为实时处理中心。这样既反应快又节省带宽和能源消耗,简直是革命性的一步。这次研究团队大胆地去除了传统实验室中的庞大台式设备,用只有硬币大小的集成芯片代替它们成功实现了轻量化目标。 相关成果已经发表在《自然·通讯》杂志上。舒浩文和王兴军团队把光梳这种能同时产生大量频率均匀稳定激光“尺子”的技术运用到了极致。他们通过集成微光梳打造出了轻量化相干光传输系统解决了噪声大线宽宽的问题让数据在10公里外依然保持高速稳定传输给边缘计算提供了强大支撑。