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

　　針對這一問題，北京大學電子學院微波光子團隊與上海交通大學集成電路學院未來光網絡團隊提出了一種基于電光梳的雙向多功能光前傳架構，在同一網絡中同時實現(xiàn)高精度時頻同步和大容量數(shù)據(jù)傳輸，并利用同步能力進一步簡化高速通信接收。
 

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

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

　　更重要的是，高精度同步還讓高速接收機“少做很多計算”。
 

　　傳統(tǒng)相干接收機通常需要在一個符號周期內多次采樣，再通過數(shù)字算法尋找最佳采樣時刻，同時進行時鐘恢復、頻偏估計和載波相位恢復。而研究團隊將各節(jié)點共享高度穩(wěn)定的時間基準后，接收機能夠在確定的最佳時刻直接采樣，每個符號只采樣1次，實現(xiàn)Nyquist極限下的單倍波特率相干檢測。
 

　　實驗在全部并行波分通道上驗證了這一方法。接收端直接減少了各通道的采樣點數(shù)，并移除了獨立的時鐘恢復，還省去頻偏和載波相位恢復處理。與傳統(tǒng)相干接收相比，數(shù)字信號處理(DSP)計算復雜度降低50%以上。
 

　　這項工作表明，高精度同步不再只是光前傳網絡中的輔助功能，還可以直接成為簡化高速通信接收的基礎能力。未來，光纖前傳網絡有望在傳輸海量數(shù)據(jù)的同時，為分布式無線節(jié)點提供統(tǒng)一的時間頻率基準，從而為通信、定位與感知的深度融合提供支撐。論文進一步通過仿真分析了該同步精度在高精度定位中的應用潛力，表明其有望支持亞厘米級定位，為未來工業(yè)互聯(lián)網的通感智算融合一體提供新的技術思路。
 

　　相關成果于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電子學院博雅博士后張宸博和上海交通大學集成電路學院副教授朱逸蕭，通訊作者為北京大學電子學院長聘副教授解曉鵬。北京大學微波光子團隊陳章淵教授、胡薇薇教授、方先松博士，博士研究生林菁菁、鄒毅，上海交通大學未來光網絡研究團隊胡衛(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。
 

　　該項工作由光子傳輸與通信全國重點實驗室北京和上海實驗區(qū)合作完成。近年來，雙方團隊持續(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等國際光通信會議上以Post-Deadline Paper形式報告最新進展。
 

　　引用：電子學院微波光子團隊與合作者提出面向6G的亞皮秒同步多功能光前傳架構-北京大學【引用時間：2026年9月8日】