1. 课题来源与背景。 课题来源：本研究为广东省重点领域研发计划项目。 研究背景：为了应对数据流量的千倍增长、千亿设备连接和多样化的业务需求，解决5G网络建设面临高带宽、大容量超宽带无线信号处理及海量基站的供电问题等等挑战，本项目利用光子信号处理方法具有低能耗、大带宽、抗电磁干扰等优势，重点研究光子-无线融合的分布式 5G 系统关键技术，研制数字化调控的超宽带无线信号处理技术及集成芯片，开发光子能量与信息融合光纤传输技术。同时，研制新型光纤，利用光纤传能可以克服电缆供电损耗大、成本高、灵活性差等问题，开发支持能量-信息共传的无源 5G 分布式小型化基站、并进行光子-无线融合的分布式 5G 系统应用验证。为实现低能耗分布式 5G 系统奠定坚实技术基础，为我省通信产业的发展提供强力支撑，为提升国家 5G 战略的竞争力贡献核心力量 。

    2.技术原理及性能指标。 技术原理： 本项目基于5G高速率、多业务、分布式无缝接入等技术需求，通过制备高非线性、低损耗的硫系复合波导芯片，着重研究硫化物波导的无线信号信息处理、滤波集成、放大集成芯片设计与制备，采用新型的受激布里渊（SBS）谱形控制技术，开发数字化调控的超宽带无线信号处理技术，实现基于硫化物集成波导及光纤波导的超宽带、数字化调控的微波光子滤波系统；项目着重研究光—无线融合通信的高谱效调制格式技术，OFDM信号峰均比抑制技术，光子能量与信息共传的信道建模和信道非线性数字补偿技术，光子能量与信息融合传输的特种光纤设计与研制，以及高速率光信号和高能量光子融合光纤传输技术与系统研制，采用基于新型微结构光纤的能量与信息融合共同传输技术，实现分布式5G通信系统远端的无源化。本项目着重研究支持能量信息共传的无源5G分布式小型化基站设计，采用激光供能技术来完成小型化基站的无源化，开展光子-无线融合的高速分布式5G系统应用验证，实现分布式5G系统核心技术的突破。 性能指标： （1）. 氮化硅-硫化物材料波导 指标：传输损耗低于0.5dB /cm （2）. 数字化可调谐微波信号处理技术 指标：开发微波信号高精度数字化处理新算法和新技术，实现带宽调节范围30MHz-8GHz，中心频率调谐范围0-40GHz，在带宽范围内具有数字可控的可编程能力 （3）. 信能同传微结构光纤 指标：光纤纤芯直径>=62.5μm，传输损耗 1km （4）. 光纤能量信息共传 指标：通过该系统提供不小于1W的电功率。

     3.技术的创造性与先进性。 创新性与先进性主要体现在： （1）：项目研制新材料硫系波导光子芯片及开发受激布里渊SBS增益谱形控制技术。该器件指标超过了以往任何基于SBS谱形控制方案以及其他滤波技术可获得的性能，填补了滤波技术在此带宽内的技术空白，具备技术先进性。 （2）：项目研制了长距离光子能量与信息融合传输高损伤阈值传能微结构光纤，具备光纤高功率激光及信号高效同传功能，为5G基站的无源化提供保证。 （3）项目创新地提出利用激光和光纤实现能量和信息的共传网络，实现5G小型基站无源化。并进行光子-无线融合的高速分布式5G系统应用验证，实现分布式5G系统核心技术的突破。

     4、技术的成熟程度，适用范围和安全性： 项目完成时已掌握集成硫系光波导芯片实验室小批量生产和光纤平台的数字化可调谐微波光子信号处理技术，可应用于本项目的光子-无线分布式5G的实际应用系统。研制的光子能量传输光纤已应用于本项目的光子-无线5G的实际应用系统，该加工工艺、测试方法和制造设备已输出完整的生产文档、产品说明，尝试进行小批量生产。项目研发的一整套光纤能量信息共传系统及远端5G无源基站样机已证明可将其兼容应用于当前5G系统中。技术自主可控程度高安全性好。

    5、应用情况及存在问题： 本项目所研制的技术包括集成硫系光波导芯片实验室小批量生产和光纤平台的数字化可调谐微波光子信号处理技术、光子能量传输光纤及激光供能的无源小型化基站均已被证明可应用于本项目光子-无线分布式5G的实际应用系统。但集成硫系光波导芯片的生产成本和工艺复杂度仍然较高，难以大规模推广应用。本项目的研究成果需要在现有基础上，进一步优化器集成光波导芯片加工流程，不断拓展和丰富现有研究成果，推动芯片的生产应用。另外，尽管本项目提出的激光供能无源5G无线基站已被证实可兼容当前5G系统中，随着5G深入应用，进一步降本增效的需求将一直存在，仍然需要继续投入到相关研究当中去。