高容量超長距離6G空地整合光無線通訊系統

想像未來無論身處高山、海洋、偏鄉，甚至飛機或船舶上，都能享有與都市光纖網路相同的高速、低延遲連線品質。要實現這樣的願景，下一代6G通訊將不再只依賴地面的基地台，而是結合低軌衛星、光纖網路與無線通訊，建立跨越天空與地面的整合式通訊架構。

榮獲國科會114年度傑出研究獎的國立臺北科技大學光電工程學系暨研究所呂海涵終身特聘教授正是朝向這個目標邁進。研究團隊聚焦於低軌衛星雷射光通訊（Laser Communications）、6G非地面網路（Non-Terrestrial Networks, NTN）、自由空間光通訊（Free-Space Optical, FSO），以及光纖與5G/6G整合傳輸技術等關鍵領域。不同於傳統使用無線電波的衛星通訊，雷射光通訊能提供更高的傳輸速率、更大的頻寬與更佳的抗干擾能力，因此被視為未來6G衛星網路的重要技術。

由於真正的低軌衛星距離地面約數百至一千多公里，要直接進行實驗成本極高，因此研究團隊率先建構了一套1.8公里自由空間光通訊測試平台，成功模擬約1,000公里等級的低軌衛星雷射光通訊環境，建立國內重要的衛星雷射光通訊驗證平台，為臺灣發展低軌衛星雷射光通訊奠定基礎。

除了驗證衛星鏈路外，研究團隊更持續挑戰光通訊容量極限。透過波長分波多工（WDM）、PAM4高速調變技術，以及自行設計的四透鏡光學接收系統，在3.9公里的自由空間中完成每秒1 Tb（Terabit）的超高速資料傳輸，相當於一秒鐘可傳送數百部高畫質電影，不僅突破自由空間光通訊的傳輸能力，也驗證未來6G空地整合網路的可行性。

研究團隊也積極推動光纖、自由空間光通訊與無線通訊的深度融合，建構「Fiber-FSO-5G NR」整合系統，創下多項世界級高速傳輸紀錄，包括227.912 Gb/s次太赫茲無線傳輸與276.635 Gb/s整合式光無線傳輸，展現未來網路可依不同環境，自動結合光纖、雷射光與無線訊號，提供高速且穩定的連線服務。

這些突破性的研究成果不僅發表於國際重要期刊與會議，更成功落實於產業應用。2015年至2025年間，研究團隊完成17件技術移轉及20件產學合作，合作對象包括工業技術研究院、數位發展部、Qualcomm Technologies Inc.、上詮光纖通信等政府機構與國內外指標性企業，將研究成果轉化為實際產品與技術，協助提升臺灣光通訊、衛星通訊及5G/6G產業的自主研發能力。

隨著全球邁向6G時代，未來的通訊網路將不再只是地面基地台的延伸，而是由光纖、基地台、無人機與低軌衛星共同組成的立體網路。這項研究不僅展現臺灣在光通訊與衛星雷射光通訊領域的研發實力，也為下一代全球通訊基礎建設提供重要技術支撐，讓臺灣在國際6G與衛星通訊競賽中持續保持競爭優勢。

資料來源: 國科會114年度傑出研究獎得獎人網頁_呂海涵國立臺北科技大學光電工程學系暨研究所終身特聘教授