佚名

近年來(lái)隨著智能化的發(fā)展，一大批企業(yè)紛紛涉足通信行業(yè)，希望在通信市場(chǎng)中分得一杯羹。隨著越來(lái)越多的通信企業(yè)對(duì)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)掘與拓展，各類(lèi)前沿通信技術(shù)正在逐漸進(jìn)入人們的日常生活。

5G信道編碼技術(shù)

靜止和移動(dòng)場(chǎng)景、短包和長(zhǎng)包場(chǎng)景的外場(chǎng)測(cè)試增益穩(wěn)定性能優(yōu)異，與高頻毫米波頻段上的組合測(cè)試實(shí)現(xiàn)了高達(dá)27Gbps的業(yè)務(wù)速率。5G要實(shí)現(xiàn)的10Gbps甚至20Gbps的峰值速率、千億的連接、1毫秒的時(shí)延能力，必須以革命性的基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)性能。

高效信道編碼技術(shù)以盡可能小的業(yè)務(wù)開(kāi)銷(xiāo)增加信息傳輸?shù)目煽啃?，信道編碼效率的提升將直接反映到頻譜效率的改善。構(gòu)造可達(dá)到信道容量或者可逼近信道容量（Shannon限）的信道編碼方法，以及可實(shí)用的線牲復(fù)雜度的譯碼算法一直是信道編碼技術(shù)研究的目標(biāo)。

芯片光傳輸

頻寬密度增加10至50倍研究

半導(dǎo)體技術(shù)的精進(jìn)讓芯片可執(zhí)行更多運(yùn)算，但卻無(wú)法增加芯片間通訊的頻寬。目前芯片傳輸所消耗的功率已超過(guò)芯片功耗預(yù)算的20%，這項(xiàng)新技術(shù)在低功耗的情況下改善一個(gè)數(shù)量級(jí)的芯片通信頻寬，替目前面臨瓶頸的電晶體技術(shù)立下新的里程碑。使用光學(xué)元件進(jìn)行芯片到記憶體的傳輸將可降低功耗并增加時(shí)脈，未來(lái)還可能協(xié)助達(dá)到百萬(wàn)兆等級(jí)（Exascale）的運(yùn)算。

光子神經(jīng)形態(tài)芯片

利用光子解決了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路速度受限這一難題。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路已在計(jì)算領(lǐng)域掀起風(fēng)暴，科學(xué)家希望制造出更強(qiáng)大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路，其關(guān)鍵在于制造出能像神經(jīng)元那樣工作的電路或稱(chēng)神經(jīng)形態(tài)芯片，但此類(lèi)電路的主要問(wèn)題是要提高速度。

光子計(jì)算是計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域的“明日之星”，與電子相比，光子擁有更多帶寬，能快速處理更多數(shù)據(jù)。但光子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)制造成本較高，因此一直未被廣泛采用。

所以這將開(kāi)啟一個(gè)全新的光子計(jì)算產(chǎn)業(yè)，硅光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)成為更加龐大的、可以擴(kuò)展信息處理的硅光子系統(tǒng)家族的“排頭兵”。

利用城市現(xiàn)有光纖

實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子傳輸技術(shù)

這是首次在現(xiàn)有的城市光纜中實(shí)驗(yàn)量子傳輸。此前研究人員僅僅能夠在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下實(shí)現(xiàn)這一距離的量子傳送，通過(guò)量子傳送的方式可以實(shí)現(xiàn)加密信息的絕對(duì)安全傳輸，其允許信息發(fā)送者將“無(wú)形信息”發(fā)送給接受者，而在量子網(wǎng)絡(luò)上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息攔截的。

在實(shí)驗(yàn)室外進(jìn)行量子傳輸，涉及到一系列問(wèn)題，是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)，該實(shí)驗(yàn)克服了這些問(wèn)題，是未來(lái)量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。

光纖傳輸技術(shù)

可供全球48億人通話(huà)

隨著AR/VR、4K高清等技術(shù)不斷涌現(xiàn)，在互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智慧城市等多個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域都依賴(lài)海量數(shù)據(jù)的高速傳輸，這就需要底層的信息高速公路越寬越好。多芯單模技術(shù)，就好比在一根光纖中開(kāi)辟了多條并行道路，讓總運(yùn)力大為提升。

芯片到芯片通信技術(shù)

該項(xiàng)目引入硅光電技術(shù)和WDM作為提升容量、降低功耗的路由機(jī)制，將分別在光引擎級(jí)和板級(jí)實(shí)現(xiàn)1.6Tb/s和25.6Tb/s的吞吐量。在服務(wù)器機(jī)架設(shè)計(jì)中采用芯片到芯片通信是目前高端服務(wù)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)，可以有效增加數(shù)據(jù)吞吐能力，并減少物理空間、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度、開(kāi)關(guān)及線纜的用量和能耗。

最高密度光纖傳輸技術(shù)

這一研發(fā)打破了光纖芯線的傳輸容量界限，在全球范圍內(nèi)開(kāi)展起來(lái)。但若考慮實(shí)際可利用的光纖直徑的上限和芯線彎曲度分布控制性等問(wèn)題，不僅芯線數(shù)量增加，如果模塊數(shù)量增加的話(huà)，1根光纖超越50個(gè)隧道相對(duì)比較困難。

NTT等公司將通過(guò)這項(xiàng)研究，隨著今后數(shù)據(jù)通信量的增加，多貝脫比特處，其1000倍的檢測(cè)點(diǎn)方面也可滿(mǎn)足信賴(lài)性較高的光纖，實(shí)現(xiàn)道路的開(kāi)通。此次研發(fā)的光纖，將于2020年推向?qū)嵱没?，在持續(xù)增加的數(shù)據(jù)通信需求方面，有望持續(xù)滿(mǎn)足光纖傳輸基礎(chǔ)。

光子集成多光子糾纏量子態(tài)以及片上光頻梳研究

此次研究在Si3N4微環(huán)內(nèi)成功實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光光頻梳，得到跨越S-C-L三個(gè)通信波段的頻率間隔為200GHz的糾纏光子對(duì)。這在大規(guī)模集成的片上糾纏光子源已成為量子應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的迫切需求。

該研究開(kāi)創(chuàng)了片上產(chǎn)生和控制復(fù)雜量子態(tài)的時(shí)代，并提供了一個(gè)可規(guī)?；傻墓饬孔有畔⑻幚砥脚_(tái)。該工作是繼片上并行預(yù)報(bào)（Heraled）單光子源和片上交叉偏振糾纏光子對(duì)之后在光子集成片上量子光學(xué)研究上的又一重要進(jìn)展。

光纖傳輸速率突破1Tb/s

2016年10月，諾基亞貝爾實(shí)驗(yàn)室、德意志電信T-Lab實(shí)驗(yàn)室以 及慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TechnicalUniversityofMunich，TUM）在一次光纖通信現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，通過(guò)一項(xiàng)新的調(diào)制技術(shù)，研究人員達(dá)到了前所未有的傳輸容量和光譜效率。當(dāng)可調(diào)傳輸速率隨著信道情況和通信量需求而進(jìn)行動(dòng)態(tài)適應(yīng)的時(shí)候，光網(wǎng)絡(luò)的靈活性和性能可以得到最大化。

作為安全保障的歐洲路由技術(shù)（SafeandSecureEuropeanRouting，SASER）項(xiàng)目的一部分，這個(gè)在德意志電信已經(jīng)部署的光纖網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)達(dá)到了1Tb/s的傳輸速率。PCS新調(diào)制方式的試驗(yàn)，在給定的信道上達(dá)到更高的傳輸容量，顯著地改善了光通信的光譜效率。PCS聰明地以相比于小幅度的星座點(diǎn)更低的頻率來(lái)使用那些具有大幅度的星座點(diǎn)來(lái)傳輸信號(hào)，這樣平均來(lái)講對(duì)于噪聲和其他損傷具有更好的適應(yīng)性，這使得能夠?qū)鬏斔俾蔬M(jìn)行調(diào)整以完美地適應(yīng)傳輸信道，從而得到30%的容量提升。德意志電信提供了一個(gè)獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)評(píng)估和演示類(lèi)似此類(lèi)的高度創(chuàng)新的傳輸技術(shù)。將來(lái)它還將支持更高層級(jí)的測(cè)試場(chǎng)景和技術(shù)，并在已經(jīng)鋪設(shè)的光纖基礎(chǔ)設(shè)施上增加容量、覆蓋距離以及靈活性。

基于LED實(shí)現(xiàn)610Mbps單路實(shí)時(shí)傳輸

2016年1月，中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所集成光電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主持的北京市科技計(jì)劃課題“室內(nèi)高速可見(jiàn)光通信系統(tǒng)收發(fā)器件與越區(qū)切換技術(shù)研發(fā)”宣布已按計(jì)劃完成。

研究團(tuán)隊(duì)委托中國(guó)泰爾實(shí)驗(yàn)室對(duì)單路實(shí)時(shí)610Mbps的可見(jiàn)光通信進(jìn)行了第三方測(cè)試，結(jié)果呈現(xiàn)良好，基于1瓦熒光型白光LED和PIN探測(cè)器在OOK調(diào)制下單路實(shí)時(shí)傳輸平均速率610Mbps，在傳輸距離為6.2米時(shí)，平均誤碼率為3.5e-5量級(jí)，遠(yuǎn)低于前向糾錯(cuò)的誤碼率上限要求3.8e-3。

可見(jiàn)光通信這項(xiàng)無(wú)線光通信新技術(shù)比傳統(tǒng)的無(wú)線電通信技術(shù)更加符合無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展方向（高速、大容量、安全），未來(lái)會(huì)催生很多創(chuàng)新應(yīng)用。中國(guó)有眾多的LED企業(yè)和廣闊的半導(dǎo)體照明市場(chǎng)，這種基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)是其他國(guó)家難以企及的，可見(jiàn)光通信技術(shù)的實(shí)用化研究應(yīng)該引起業(yè)界的充分重視。