中国光纤授时跨越2061公里，误差仅一粒芝麻宽

原文发表于《科技导报》2025年第12期科技新闻-前沿动态

单纤双波长刷新千公里级地基授时极限

单纤双波长研究登上Chinese Optics Letters封面

（图片来源：Chinese Optics Letters）

跨越2000 km还能把时差掐在几皮秒？这曾被不少计量专家视作“地面链路的天花板”。中国科学院国家授时中心张首刚、董瑞芳和刘涛团队用1根公共通信光纤、2束相邻波长的光脉冲，将这一极限再向前推进一大步——在2061 km现场链路上，把1 s稳定度做到了5.6 ps，授时误差再缩小数十个百分点。

单根光纤是如何“跑”出皮秒级误差？相较传统的卫星和微波授时，光纤授时传播精度高、抗干扰能力强且便于维护。过去的长距光纤授时多采用双纤同波长方案，但主要存在2个问题：上下行信号在不同纤芯中往返，背散射噪声无法抵消；10 MHz低载频又限制了码元速率，短期抖动难降到10 ps以下。

该研究选择在单根光纤上进行技术升级，可看作“划车道、提网速”。“划车道”即把上下行信号分配到C35（1549 nm）与C36（1548 nm）2条波道，像在单线铁路增设会车道，显著削弱同纤干扰和瑞利背散射噪声。“提网速”即把10 MHz的时钟倍频至125 MHz，再用数字锁相环精修相位，相当于把时钟“刷新率”提升1个量级，使短期抖动降到皮秒水平。

相较于国际上迄今主要停留在实验室光纤的演示，本次基于单纤双波长技术的公用通信网络实地测试，标志着中国在超长距高精度时间传递领域迈入工程化、可规模部署的新阶段，为未来全球时空基准体系重构奠定了关键技术优势。

若把5.6 ps换算成距离，光在真空中只能跑不到1.7 mm。也就是说，跨越秦岭和江汉平原的2061 km光路，其时间误差被压缩到一粒芝麻宽度。当时间可以被精确地“抓在手心”，一个更加稳固的时空基座正在成形——它既是未来量子互联网与深空探测的隐形脊梁，也让“精确到皮秒的中国时间”真正走出实验室。

（综合中国科学院国家授时中心官网、Chinese Optics Letters、Chinese Physics Letters）

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