為加速推進我國6G空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略布局，破解傳統(tǒng)光纖鋪設(shè)以及“最后一公里接入”等的授時傳遞難題，中國聯(lián)通研究院攜手浙江聯(lián)通以及上海交通大學取得重大突破：業(yè)內(nèi)首個自由空間激光與光纖時頻高精度授時傳遞一體化試驗網(wǎng)在杭州灣海域成功開通并完成現(xiàn)網(wǎng)驗證。這標志著我國在自由空間高精度時頻同步技術(shù)及空地異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)授時傳遞領(lǐng)域邁出了里程碑式的一步。

瞄準6G與垂直行業(yè)痛點，破解覆蓋與同步授時及定位難題

隨著6G網(wǎng)絡(luò)向空天地海全域擴展，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、低空經(jīng)濟等垂直行業(yè)對高精度時頻同步及定位需求激增，基于傳統(tǒng)光纖的方法面臨著嚴峻挑戰(zhàn)：島嶼、遠海、偏遠山區(qū)、應(yīng)急救災等場景下光纖部署成本高昂、難度大、周期長，且經(jīng)過多跳傳遞之后精度也難以有效保證。相比較而言，自由空間激光傳輸方式以其部署靈活、成本低廉、即開即用等的顯著優(yōu)勢，成為突破地理限制、實現(xiàn)“泛在連接”與“精準同步”的有效解決途徑之一。在授時精度層面，采用空間光通信授時可以達到亞納秒甚至皮秒量級，遠高于采用微波/GNSS系統(tǒng)的微秒量級；在時延層面，空間光通信授時由于采用光速傳播，具有極低的時延，采用微波/GNSS存在中繼和協(xié)議帶來的額外時延；在抗干擾能力層面，空間光通信具有極強的抗干擾能力，微波/GNSS易被干擾和欺騙。同時，空間光通信授時在安全性以及帶寬上均優(yōu)勢明顯。本次試驗網(wǎng)的建設(shè)，正是聚焦這一核心需求，探索構(gòu)建“空-天-地-�！币惑w化高精度時頻同步傳遞網(wǎng)絡(luò)的可行方案。

基于空間光通信授時的國際、國內(nèi)研究進展

美國NASA的LCRD項目（Laser Communications Relay Demonstration），通過地面站與衛(wèi)星間光鏈路傳遞時間數(shù)據(jù)，目的之一就是驗證光通信授時與GPS精度做比對，但未查到精度比對數(shù)據(jù)。歐洲航天局（ESA）的歐洲半導體激光星間鏈路實驗（SILEX）項目在EutelSat等商業(yè)星中部署激光載荷，用于實現(xiàn)低軌地面觀測衛(wèi)星SPOT4與高軌通信衛(wèi)星ARTEMIS之間的同步通信與授時。2023年中科院光電所完成了地基-高空平臺之間的光對時實驗，對時精度達皮秒級。上述這些項目都是以星地或者星間的授時鏈路傳遞性能驗證為主。

杭州灣現(xiàn)網(wǎng)實證：長距離跨海，性能卓越

項目選定國家重大交通樞紐——杭州灣作為核心試驗場，在杭州灣大橋兩端的中國聯(lián)通嘉興海鹽站點與寧波慈溪站點分別部署試驗設(shè)備，試點方案如下圖所示，其中紅色線條代表空間光通信授時鏈路，綠色線條代表地面光纖授時鏈路：

該方案的創(chuàng)新性包括以下三個方面：

首創(chuàng)異構(gòu)組網(wǎng)模式：同時部署基于自由空間激光和基于光纖的兩套高精度時頻同步系統(tǒng)，構(gòu)建全球首個“空-纖”一體化時頻傳遞試驗網(wǎng)絡(luò)。

60公里跨海傳遞驗證：在海平面大氣環(huán)境下，實現(xiàn)了空間激光時頻信號跨越60公里的穩(wěn)定傳輸，采用先進的抗湍流協(xié)議和技術(shù)有效克服了海洋環(huán)境下大氣湍流的影響，實現(xiàn)超高靈敏度、超高精度時頻傳遞。

性能卓越，突破極限：350公里四級級聯(lián)光纖鏈路時間傳遞精度優(yōu)于100皮秒量級，達到國際先進水平；而60公里自由空間激光鏈路時間傳遞精度更是突破至飛秒量級，展現(xiàn)出其在超高精度同步領(lǐng)域的巨大潛力。試驗成功驗證了在復雜開放環(huán)境下構(gòu)建異構(gòu)融合高精度時頻網(wǎng)絡(luò)的可行性。

引領(lǐng)未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新，賦能數(shù)字中國建設(shè)

作為項目的負責人，中國聯(lián)通研究院首席研究員張賀表示，本次試驗網(wǎng)的成功開通，不僅是中國聯(lián)通與上海交通大學在前沿通信技術(shù)領(lǐng)域“產(chǎn)學研用”深度融合的典范成果，更是為未來6G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建全域無縫覆蓋、超高精度同步傳遞能力奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，為解決海島通信、應(yīng)急保障、遠洋作業(yè)等國家重大需求提供了全新的技術(shù)選項。上海交通大學的陳建平教授也提出了后續(xù)會在試驗網(wǎng)開通期間，結(jié)合收集的氣象數(shù)據(jù)，進一步分析比對天氣變化對空間光通信授時產(chǎn)生的影響，通過引入AI算法進行建模分析，提升系統(tǒng)性能，增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

未來，中國聯(lián)通與上海交通大學雙方將持續(xù)深化戰(zhàn)略合作，聚焦國家重大戰(zhàn)略需求與產(chǎn)業(yè)前沿，加大在空天地一體化網(wǎng)絡(luò)、超高精度時頻同步、光通信等領(lǐng)域的科技創(chuàng)新投入，加速技術(shù)成果轉(zhuǎn)化與應(yīng)用推廣，攜手推動我國信息通信產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國貢獻核心科技力量。