2026年6月29日，中心与鹏城实验室、北京信息科技大学合作，在 PhotoniX 发表论文“Ultra-fast co-packaged optical wireless link for wireless-assisted data center interconnection”。研究构建了基于 850 nm 垂直腔面发射激光器的四通道光无线收发模块，在 0.5 m 自由空间链路中实现单通道 160 Gb/s PAM-4、四通道聚合 640 Gb/s 传输，为数据中心短距离互连提供了新的实验方案。

数据中心内部的服务器、交换芯片和计算加速器需要交换大量数据。随着设备密度提高，铜缆和光纤的布线、维护及重新配置也更加复杂。光无线通信利用自由空间光束传递信息，可以补充部分短距离有线连接，但实际传输速率受到器件带宽、封装寄生效应、通道差异和非线性失真等因素共同限制。

中心围绕完整收发链路开展设计：发射端采用激光器阵列和高速驱动电路，接收端采用 PIN 光电探测器阵列及跨阻放大器，两端通过自由空间光路连接。针对芯片、键合线和印制电路板之间的高速接口，中心建立等效模型，优化传输线设计并采用双键合线结构，降低接口等效电感，改善阻抗连续性和频率响应。

图1 数据中心四通道光无线互连及收发模块示意图

在硬件优化基础上，研究采用离线三阶 Volterra 非线性均衡，对采集到的接收信号进行处理，补偿带宽受限及非线性引起的码间干扰。在 0.5 m 传输距离下，模块实现单通道 100 Gb/s NRZ 和 160 Gb/s PAM-4 传输，四通道 PAM-4 聚合速率达到 640 Gb/s。该结果体现了封装接口设计与数字均衡共同改善链路传输性能的作用。

研究还对代表通道 Ch1 开展了距离测试。在 0.5、1 和 2 m 自由空间距离下，100 Gb/s NRZ 信号的误码率低于硬判决前向纠错阈值，160 Gb/s PAM-4 信号满足软判决前向纠错阈值。这一测试验证了当前光学配置的距离余量；四通道 640 Gb/s 的结果对应 0.5 m 测试条件。

该工作验证了商用光电器件、标准封装工艺和非线性均衡相结合的高速光无线链路，可为板间、机架内及局部可重构连接提供参考。面向实际数据中心应用，仍需继续优化光束对准、通道一致性及实时均衡实现。严鹏、吴盛辉、张云皓为论文共同第一作者，王磊、舒浩文、王兴军为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金支持。

论文原文：https://doi.org/10.1186/s43074-026-00259-x