光子技术如何改变现代通信：从优势到应用

光子技术如何改变现代通信：从优势到应用

引用

36氪

等

8

来源

1.

https://36kr.com/p/2686454065081987

2.

https://www.secrss.com/articles/73791

3.

https://jnzstatic.cs.com.cn/zzb/htmlInfo/8dc2c50392a5e941bb9a351911105fd9.html

4.

https://www.chinaoeic.com/news/100.html

5.

https://www.360why.com/industry/250131000004191.html

6.

http://www.iccsz.com/4g/news.Asp?ID=1731d4c9f34541f39ba633a34fd47583

7.

https://www.opticsjournal.net/Columns/zt_gxxb202415/index.html

8.

https://www.opticsjournal.net/J/NewOptics/news/PT241214000029OuRxT.html

“光子技术将成为未来科技的关键基础，其成本将占到所有科技产品成本的70%。”这是米磊博士对光子技术未来发展的预测。作为光子技术领域的专家，他的观点揭示了光子技术在现代通信乃至整个科技领域的重要地位。

光子技术之所以受到广泛关注，主要源于其独特的优势。与传统的电子技术相比，光子技术具有以下显著特点：

1. 高速率：光信号以光速传输，速度得到巨大提升。理想状态下，光子芯片的计算速度比电子芯片快约1000倍。

2. 低功耗：光子计算消耗能量少，光计算功耗有望低至每比特10-18焦耳（10-18J/bit），相同功耗下，光子器件比电子器件快数百倍。

3. 低时延：光波的频率、波长、偏振态和相位等信息可以代表不同的数据，且光路在交叉传输时互不干扰，使得光子擅长做并行运算。

4. 抗干扰性：光子芯片不易受到温度、电磁场和噪声变化的影响，具有更好的稳定性。

1. 高速光通信技术

随着网络带宽需求的日益增长，高速率传输技术已成为研究的焦点。其中，LPO（Line-Pluggable Optics）技术和CPO（Co-packaged Optics）技术分别在短距离和长距离传输场景中展现出优势。

• LPO技术以其低功耗、低延迟、低成本和可热插拔的优势，在数据中心等短距离传输场景中优势显著；
• CPO技术则有望为数据中心光互连技术提供更紧凑、高效、低功耗的解决方案。

2. 集成铌酸锂微波光子芯片

香港城市大学副教授王骋团队与香港中文大学研究人员合作，利用铌酸锂为平台，开发出处理速度更快、能耗更低的微波光子芯片。该芯片不仅速度比传统电子处理器快1000倍，且具有超宽处理带宽和极高的计算精确度，能耗也更低。

3. 5G/6G通信

在5G/6G通信领域，光子技术展现出广阔的应用前景。光子技术可以实现更高速率的数据传输，同时降低功耗和延迟，为未来的移动通信网络提供强大的技术支持。

中国信息通信研究院发布的《信息光子技术发展与应用研究报告（2024年）》指出，信息光子整体处于多样化发展阶段：

• 光连接持续向高速率、大容量、多场景等方向演进。AI影响下速率迭代周期缩短，即将迈入T+b/s时代；
• 光算存领域，基于光电混合架构的专用模拟光计算为研究热点，可作为协处理器为电计算“补充加速”；
• 光采集基于多元化应用场景，逐步向大规模、多功能、高精度、微型化、低成本、高可靠的集成式和分布式方向演进；
• 光呈现多技术方案并行发展，未来几年预计仍将以LCD和OLED两大技术路径为主线，Micro LED、印刷OLED、集成化、三维化等成为新重点。

尽管光子技术展现出巨大的潜力，但仍面临一些挑战：

1. 技术成熟度：部分光子技术仍处于实验室阶段，距离大规模商用还有一定距离。

2. 成本控制：虽然光子技术在长期运行中具有成本优势，但初期研发和部署成本较高。

3. 标准化程度：光子技术的标准化工作仍在进行中，缺乏统一的标准可能影响其大规模应用。

4. 产业链完善：光子技术的产业链尚未完全成熟，需要进一步完善。

未来，光子技术将在人工智能、数据中心、高性能计算等领域发挥重要作用。特别是在人工智能领域，光子技术可以为大规模数据处理和计算提供更强大的支持，有望成为人工智能时代的基石。