【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】前傳網(wǎng)是連接無線接入與光纖網(wǎng)絡(luò)、承載海量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。未來6G前傳網(wǎng)絡(luò)將連接數(shù)量龐大的無線節(jié)點(diǎn)，并同時(shí)支撐高速通信、精準(zhǔn)定位和環(huán)境感知等任務(wù)。要讓這些分散的節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作，首先需要解決一個(gè)基礎(chǔ)問題：如何讓大家的時(shí)間和頻率保持高度一致。與此同時(shí)，隨著通信速率不斷提升，高速接收機(jī)需要處理的數(shù)據(jù)越來越多，傳統(tǒng)的多次采樣和復(fù)雜數(shù)字信號(hào)處理也帶來了越來越大的計(jì)算和功耗壓力。
 

　　針對(duì)這一問題，北京大學(xué)電子學(xué)院微波光子團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)集成電路學(xué)院未來光網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)提出了一種基于電光梳的雙向多功能光前傳架構(gòu)，在同一網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度時(shí)頻同步和大容量數(shù)據(jù)傳輸，并利用同步能力進(jìn)一步簡化高速通信接收。
 

　　電光梳可以理解為一把精密的“光學(xué)尺子”：它產(chǎn)生一組間隔均勻、彼此保持穩(wěn)定相位關(guān)系的光載波。研究團(tuán)隊(duì)將這把“光學(xué)尺子”與中心節(jié)點(diǎn)的參考時(shí)鐘建立關(guān)聯(lián)，一部分光載波用于傳遞時(shí)間頻率基準(zhǔn)，另一部分承載高速數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，通過雙向傳輸，系統(tǒng)能夠持續(xù)感知光纖鏈路的時(shí)延變化并進(jìn)行補(bǔ)償，使分散在不同位置的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)保持高度同步。
 

　　在10公里光纖鏈路的長時(shí)間測(cè)試中，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了均方根值0.25皮秒的時(shí)間同步穩(wěn)定性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)28.1Tb/s的CPRI等效前傳容量，可支持約4800個(gè)5G NR終端接入，并兼容最高1024-QAM高階調(diào)制。
 

　　更重要的是，高精度同步還讓高速接收機(jī)“少做很多計(jì)算”。
 

　　傳統(tǒng)相干接收機(jī)通常需要在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)多次采樣，再通過數(shù)字算法尋找最佳采樣時(shí)刻，同時(shí)進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)、頻偏估計(jì)和載波相位恢復(fù)。而研究團(tuán)隊(duì)將各節(jié)點(diǎn)共享高度穩(wěn)定的時(shí)間基準(zhǔn)后，接收機(jī)能夠在確定的最佳時(shí)刻直接采樣，每個(gè)符號(hào)只采樣1次，實(shí)現(xiàn)Nyquist極限下的單倍波特率相干檢測(cè)。
 

　　實(shí)驗(yàn)在全部并行波分通道上驗(yàn)證了這一方法。接收端直接減少了各通道的采樣點(diǎn)數(shù)，并移除了獨(dú)立的時(shí)鐘恢復(fù)，還省去頻偏和載波相位恢復(fù)處理。與傳統(tǒng)相干接收相比，數(shù)字信號(hào)處理(DSP)計(jì)算復(fù)雜度降低50%以上。
 

　　這項(xiàng)工作表明，高精度同步不再只是光前傳網(wǎng)絡(luò)中的輔助功能，還可以直接成為簡化高速通信接收的基礎(chǔ)能力。未來，光纖前傳網(wǎng)絡(luò)有望在傳輸海量數(shù)據(jù)的同時(shí)，為分布式無線節(jié)點(diǎn)提供統(tǒng)一的時(shí)間頻率基準(zhǔn)，從而為通信、定位與感知的深度融合提供支撐。論文進(jìn)一步通過仿真分析了該同步精度在高精度定位中的應(yīng)用潛力，表明其有望支持亞厘米級(jí)定位，為未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的通感智算融合一體提供新的技術(shù)思路。
 

　　相關(guān)成果于2026年8月13日在線發(fā)表于《自然·通訊》(Nature Communications)。論文題為“Sub-picosecond synchronized multi-faceted fronthaul with one-sample-per-symbol coherent detection”。
 

　　論文共同第一作者為北京大學(xué)電子學(xué)院博雅博士后張宸博和上海交通大學(xué)集成電路學(xué)院副教授朱逸蕭，通訊作者為北京大學(xué)電子學(xué)院長聘副教授解曉鵬。北京大學(xué)微波光子團(tuán)隊(duì)陳章淵教授、胡薇薇教授、方先松博士，博士研究生林菁菁、鄒毅，上海交通大學(xué)未來光網(wǎng)絡(luò)研究團(tuán)隊(duì)胡衛(wèi)生教授、博士研究生胡一民也參與了研究工作和論文撰寫。
 

　　該項(xiàng)工作由光子傳輸與通信全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京和上海實(shí)驗(yàn)區(qū)合作完成。近年來，雙方團(tuán)隊(duì)持續(xù)圍繞光載無線接入和高速光通信開展合作，已在Nature Photonics、Nature Communications等期刊發(fā)表系列研究成果，并多次在OFC、ECOC等國際光通信會(huì)議上以Post-Deadline Paper形式報(bào)告最新進(jìn)展。
 

　　引用：電子學(xué)院微波光子團(tuán)隊(duì)與合作者提出面向6G的亞皮秒同步多功能光前傳架構(gòu)-北京大學(xué)【引用時(shí)間：2026年9月8日】