中国の科学者が6G無線通信で世界初の成果 超広帯域フォトニック技術とは
中国の北京大学と香港の大学の研究チームが、次世代の6G無線通信に向けた超広帯域フォトニック-エレクトロニック統合技術で世界初の成果を報告しました。将来の6Gネットワークの信頼性と効率を大きく高める可能性があるとして、国際的に注目されています。
6G無線通信で中国チームが世界初のブレークスルー
北京大学によりますと、中国の科学者を中心としたチームが、6G無線通信に不可欠とされる超広帯域フォトニック-エレクトロニック統合技術を開発しました。研究には、香港のシティ大学も参加しています。
この技術は、高速かつ周波数を自在に変えられる無線伝送を可能にするもので、世界で初めて実証された成果だとされています。研究結果は、英科学誌Natureのオンライン版に掲載されました。
なぜ6Gでは「超広帯域」が重要なのか
6Gは、現在普及している5Gの次の世代とされる無線通信技術で、より高い通信速度と低い遅延、多様な利用環境への対応が求められます。そのためには、さまざまな周波数帯を柔軟に使い分ける必要があります。
しかし従来の電子ハードウェアは、設計上の制約から特定の周波数帯だけに最適化されていることが多く、異なる周波数帯をまたいだ「クロスバンド」運用には限界がありました。これが6G時代の大きな課題の一つとされてきました。
0.5〜115GHzをカバー 「周波数の車線変更」で安定通信
研究チームは4年をかけて、フォトニクス（光技術）とエレクトロニクス（電子技術）を一体化した超広帯域システムを開発しました。このシステムは、0.5GHzから115GHzまでの広い範囲で高速伝送を実現できるとされています。
北京大学電子学院の副院長を務める王興軍氏は、この仕組みを高速道路にたとえています。電子信号を走る車、周波数帯を車線とすると、これまでは1〜2車線に車が集中して渋滞しやすい状況でした。新技術では多くの車線が開放され、信号が状況に応じて車線変更できるため、よりスムーズな通信が可能になるというイメージです。
今回開発されたシステムの特徴は次の通りです。
- 周波数範囲：0.5〜115GHzの超広帯域に対応
- 動作：高速度かつ周波数を柔軟に切り替え可能
- 機能：干渉が発生した場合、より安全な周波数帯へ自動的に切り替え
これにより、通信の信頼性を維持しながら、限られた周波数資源を効率よく使う「スペクトル効率」の向上が期待されています。
100Gbps超 8K動画1000本を同時配信できる性能
実験では、この超広帯域フォトニック-エレクトロニック統合システムが、100Gbpsを超える無線伝送速度を達成したとされています。これは、8Kの超高精細動画を1000本同時にストリーミングできる能力に相当します。
研究チームは、この性能が6Gが求めるピークデータレートの条件を満たし、しかもカバーする周波数全域で高い信頼性を維持できていると説明しています。6G時代に想定される膨大なデータ通信を支えるインフラ技術として、重要な一歩だと言えます。
小型・省電力化へ 次の焦点はスマートな統合
研究チームは現在、システムの統合度をさらに高めることで、小型化や軽量化、低消費電力化を進めようとしています。これにより、基地局や端末など、より幅広い機器への搭載が視野に入ってきます。
王氏は、AI（人工知能）のアルゴリズムと組み合わせることで、ネットワーク全体がより賢く柔軟になる可能性を指摘しています。このシステムを応用することで、次のような機能が期待されています。
- リアルタイムの大容量データ伝送
- 周囲の状況を高精度に把握する環境センシング
- 干渉を自動的に避ける自律的な通信制御
こうした要素が組み合わさることで、通信は単なるデータのやり取りにとどまらず、より安全で効率的な社会インフラとして機能していくことが想定されています。
読み手への問い：6G時代の通信をどう使いこなすか
5Gの普及が進む一方で、6Gに向けた技術開発はすでに動き出しています。今回の中国の研究成果は、通信の「速さ」だけでなく、「賢さ」や「柔軟さ」を高める方向性を示したものと言えます。
超広帯域で周波数を自在に使い分けるネットワークが実現したとき、私たちの暮らしや産業、都市のインフラはどのように変わるのか。スマートフォンの通信速度だけでなく、環境監視、防災、交通、医療といった分野で、どのように6Gを生かしていくのかが、これからの重要なテーマになっていきそうです。
新技術が生まれた今、社会としてどのようなルールや使い方を選ぶのかも含めて、6Gの未来を考えるタイミングが近づいているのかもしれません。
Reference(s):
Chinese scientists make breakthrough in 6G wireless communication
cgtn.com
