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T900-F 光纤高精度频率传递系统

T900-F 光纤高精度频率传递系统

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概述

    T900-F 光纤高精度频率传递设备,是基于环型网多点高精度频率传递系统,系统分为中心站和终端站两部分。频率传递中心站主要由光电单元、高精度测量补偿单元、时频接口单元以及环形器光滤波处理单元等组成。频率传递终端站主要由光电单元、高精度测量补偿单元、时频接口单元以及光滤波器处理单元组成。该系统中心站只需要在闭合环路中发送频率信号并对整个链路的相位波动做补偿,无需针对单个节点进行稳相设计,无论网络内增加还是减少用户,只需调整光功率,极大的提高了系统的可扩展性,减少了维护难度。复现的频率为100MHz信号的相对频率稳3×10-14@1S,1×10-16@10000S 。可应用于基础科学、深空探测、现代高科技装备等领域中。
 

重要特点

>50km复现万秒稳定度1×10-16;
>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;
>环型结构方便扩展;


 

技术指标

 

 

本系统在进行频率信号分配时,中心站只需在闭合环路中发送频率信号并对整个链路的相位波动做补偿,无需针对单个节点进行稳相设计,无论网络内增加还是减少用户,除了要对接收光功率进行一定控制,中心站几乎无需其它任何调整,这极大的提高了系统的可扩展性,也减小了中心站的维护难度。此外,环形链路上任一节点位置上的终端站都可以采用相同的方式实施本端站的稳相接收,新用户也可在链路中任意节点就近接入。

中心站

中心站主要由光电单元、高精度测量补偿单元、时频接口以及环形器光滤波处理单元等组成。

光电模块

光电主要完成三个功能:一是将本地1GHz的频率信号调制到确定的光波长上,完成正向信号传送。二是接收环网正向传递回的光信号转化为电信号,从教测量补偿模块。三是将补偿后的1GHz的频率信号调制到另外一个确定的光波长上,完成反向信号传送。光电模块设计中重点考虑的问题是线性调制、波长和功率的稳定性,其中激光模块采用带温控的DFB直接调制激光。为避免偏振模色散对系统性能的影响,调制后的信号光通过扰偏器。光电检测器是低噪声的PIN+TIA接收组件。

测量补偿模块

测量补偿模块利用混频鉴相机制精确测量整个环路相位波动,利用主动或被动补偿机制实施精确补偿。其使测量补偿精度达到0.01ps量级。

环形器滤波器

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。

频率输入接口

频率中心站需引入一路1GHz信号和一路100MHz的混频测量频率信号,输入功率应大于7dBm,SMA接口。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,波动小于20%,功耗约为100W。

结构设计

设备中心站机箱结构尺寸为标准19英寸,高度2U(440×89×400mm)

 

中端站

终端站主要由光电模块、高精度测量补偿模块、时频接口以及光滤波处理模块组成。

光分路滤波器

在环型网中通过光分路器和滤波器提取正向和反向信号。分路器的附加损耗小于0.5dB。滤波器3dB带宽0.2nm,插损小于1dB。

频率输出接口

终端站输出两路频率信号SMA接口,输出功率大于10dBm。另有两个SMA输出接口备份。

电源及功耗

授时中心站供电为交流220V,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(440×89×400mm)

性能测试

搭建如图下所示50km多点传递实验系统,其中部分光纤盘纤放入温控箱内模拟链路温度变化。将中心站输入1GHz频率与终端站补偿恢复的1GHz频率经分频到100MHz后送给Microsemi5125A测量频率稳定度损失和附加相位噪声。5分频变为200MHz中频信号送交测量仪表的测试结果如图所示。

 

 

传输距离:50km ;

频率稳定度损失:3×10-14@1S,  6×10-14@10S,2×10-15@100S, 6×10-16@1000S,1×10-16@10000S  ;

附加相位噪声:-110dBc/Hz@10Hz

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