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T900-P 光纤高精度时间传递系统

T900-P 光纤高精度时间传递系统

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概述

   T900-P 光纤高精度时间传递设备,是基于波分复用链路的高精度授时系统,系统分为中心站和终端站两部分。授时中心站主要由时频接口单元、时频测量单元、时频信号封装单元、光/电和电/光转换单元和波长复用解复用单元构成。授时终端站由波长复用解复用单元、光/电和电/光转换单元和时频测量伺服单元构成。该授时系统利用经典的双向时间比对方法,依托光纤信道(DWDM波长通道)实现高精度的时频同步。设备运行稳定抗、干扰能力强,可实现100公里40ps同步精度。可应用于深空探测、国防、科研等对同步精度要求较高的领域。
 

重要特点

>100km同步精度可达40ps;
>工作波长可选;
>可支持更长距离定制;
>工业级设计、结构紧凑;
>独特的干扰监测和缓解技术;
>支持UTC信息传输;
 

技术指标

 

授时中心站

授时中心站主要由光电模块、高精度测量模块、时频接口以及光滤波处理模块组成以下分别介绍:

光电模块

用于双向时间比对的光电系统模块主要完成两个功能:一是将本地原子钟的秒脉冲、10MHz/100MHz时钟和少量数据信息复合为连续的码流,利用DWDM光模块发送到对端;二是将对端发送光信号码流经光电转换,提取出所需的秒脉冲,送交时间间隔测量模块与本地秒脉冲实施时间比对。系统中的单片机用于上报测量结果。设计中重点考虑的问题是光电时延控制和电路信号噪声抖动抑制。

测量模块

时间测量模块完成时间间隔测量、温度测量以及和PC机通信的功能,时间和温度的测量由FPGA配合测量芯片完成,测量后的数据由FPGA处理并通过串口发送给PC机用于时间比对和驯钟。

产品采用了基于时间内插技术用成熟测量芯片加后续滤波算法保证测量的分辨率和准确度。经测试时间测量模块带来的抖动峰峰值小于200ps、均方差小于30ps,对温度不敏感。影响测量性能的主要是快变随机噪声,因此可以对测量结果进行滤波处理,经过处理后的抖动将更小,完全能够满足设备要求。

环形器和滤波器

本方案采用环形器和滤波器来隔离一根光纤中的双向波长。高隔离度、低插损的环形器,隔离度可以达到30dB,插损小于0.8dB。滤波器3dB带宽0.2nm,插损小于1dB。

时频接口

中心站需引入一路秒脉冲信号和一路10MHz/100MHz频率信号,另预留两路SMA接口备用。

电源及功耗

授时中心站供电为交流220V,峰峰值波动小于20%,功耗约为40W。

结构设计

设备中心站机箱结构尺寸为标准19英寸,高度2U(440×89×350mm),进深为350mm。

授时中端站

授时中心站主要由光电模块、高精度测量模块、时频伺服重生模块、时频接口以及光滤波处理模块组成以下分别介绍。

时频伺服重生模块

高精度时间伺服模块基本原理,首先利用高精度时间测量技术测量光纤时间传递系统中终端站收到的秒脉冲与本地可控振荡器产生的秒脉冲之间的时差,将该时差与对端送来的时差值进行相应的算法处理,抑制噪声及扰动带来的测量误差,从而得到时频中心与终端站之间的真实钟差。将该钟差利用相应的算法控制伺服终端站中的高稳压控振荡器,产生与时间频率中心高度同步且稳定的秒脉冲和频率信号。时间伺服系统可以克服秒脉冲在光纤信道传输过程中引入的随机误差,保证光纤授时系统的短期和长期高精度和高稳定度。并可以利用终端站的高稳时钟使终端站具备一定时间内的守时功能。

设备使用中,利用PC机运行时间伺服软件对比对系统所测两端站钟源钟差进行实时监测、分析,并根据相关原理对伺服钟进行持续调整控制。设备时间伺服软件界面如图:

时频接口

 终端站有一路1路秒脉冲信号和1路频率信号作为终端比对时频信号,SMA接口。终端站输出1路秒脉冲信号和1路频率信号,SMA接

电源及功耗

授时中心站供电为交流220V,峰峰值波动小于20%,功耗约为50W。

结构设计

授时终端站后面板输出接口为1路频率信号和1路秒信号,SMA接口。还有,1路频率信号和1路秒信号作为时频比对输入信号,SMA接口。其余结构设计与授时中心站相同。

 

性能测试

测试连接框图

SR620与比对设备在100km光纤上的测量结果

SR620测量结果图

比对系统测量结果图

资料下载


T900-P 光纤高精度时间传递系统【PDF】数据表
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