基于双混频时域差分技术的光纤频率传输研究

《基于双混频时域差分技术的光纤频率传输研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2011年10月宇航计测技术oct．，2011第3l卷第5期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01．3l，‰．5v-文章编号：1000—7202(2011)05—0056—04中图分类号：TN929．1l文献标识码：A基于双混频时域差分技术的光纤频率传输研究沈建国吴龟灵吴雷邹卫文陈建平(上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室，上海200240)摘要设计了一个采用双混频时域差分技术的高分辨率的时延抖动检测系统，测试结果表明，其分辨率为20rs，准确度优于0．2ps。在20km光纤频率传

2、输中进行了主动光学相位补偿实验测试，获得r链路时延抖动峰峰值小于lps、均方值小于0．13ps、相位噪声抑制比大于500的实验结果。关键词双混频时域差分频率传输相位补偿稳定度ResearchonOpticalFiberFrequencyTransmissionBasedonDualMixerTimeDifferenceSHENJian-guoWUGui-lingWULeiZOUWei·wenCHENJian—ping(TheStateKeyLaboratoryofAdvancedOpticalCommunicationSystemsandNetworks

3、，ShanghalJiaoTongUniversity，Shanghai200240)AbstractThispaperdemonstratesahishresolutiondelayjittermeasurementsystembasedontheschemeofdualmixertimedifference．Theexperimentalresultsshowthattheresolutionofthesystemis20fsanditsaccuracyisbetterthan0．2ps．Thedesigneddelayjittermeasureme

4、ntsystemisappliedandvalidatedina20kmopticalfiberfrequencytransfersystemwithactiveopticalphasecompensation．Thepeak．to．peakandtheroot·mean-square(RMS)delayjitterofthefrequencytransferislessthanlpsandA0．13ps，respectively，andsuppressionratioofphasenoisegreaterthan500areobtained．Keywo

5、rdsDualmixertimedifferenceFrequencytransferPhasecompensationStability1引言由于光纤具有低损耗、受外界环境的影响较小、高带宽等优点，利用光纤传输系统实现频率远程超稳定传输成为当前时频传递领域的研究热点，国内外诸多科研单位纷纷开展了相关的研究与试验，也取得重大的研究进展¨娟J。例如，法国巴黎大学激光物理实验室在86km的光纤链路上进行了频率传递试验，传递稳定度秒稳已达到了10—5，13稳已达到10—8[31，比传统的基于卫星的时频传递方式‘5]提高了3个数量级。然而，在光纤频率传递系统中，

6、环境温度、压力等外界因素会使光纤传输时延抖动，从而使传输的信号引入额外的相位噪声，导致其频率稳定度特别是长期稳定度恶化。因此要实现光纤频率远程超稳定传输必须进行有效的相位补偿。相位补偿的精度取决于环路相位检测系统的分辨率，故高分辨率的相位或时延抖动检测技术是实现光纤频率远程超稳定传输的关键技术。第5期基于双混频时域差分技术的光纤频率传输研究本文首先阐述了双混频时域差分技术的基本原理[7剐，并基于此技术设计了高分辨率的时延抖动检测系统。然后，结合主动光学相位补偿技术，进行了20km光纤频率传输实验，实现了链路峰峰值时延抖动小于1ps的光纤频率稳相传输。2双

7、混频时域差分技术的原理及实现2．1双混频时域差分技术的原理双混频时域差分技术结合了差频测量法和时间问隔测量法的优点，其原理如图1所示。首先将待测信号和参考信号分别与本振信号进行差频转换为低频差拍信号，然后通过时间间隔测量的方法测出低频差拍信号的时差，进而获得待测信号与参考信号的时延。圈1双混频时域差分测量法原理国假设参考信号为V．。sin(∞。t+妒。)，待测信号为y，sin(∞ot+‰+∞of)，f为待测信号相对参考信号时延量(待测值)，则这两个信号分别与本振信号Ksin(∞，t+妒．)混频并经过带通滤波器得到的差拍信号分别为％sin((∞J一∞o)t

8、+妒o)和Ksin((∞l一∞o)z+po+∞or)。两差拍信号的时差为△，：—