引用本文:
何翠平,熊先越,夏爱军,等. 高精度时钟抗振动光传输技术[J]. 光通信技术,2020,44(7):15-18.
高精度时钟抗光纤振动传输技术
何翠平1,熊先越1,夏爱军2,钟 昆1
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:光纤是远距离传输时钟信号的重要途径之一,光纤振动会对光纤的偏振模色散产生变化,从而影响时钟信号的传输性能。为了降低光纤振动对时钟传输的影响,详细分析了光纤振动对时钟信号传输劣化的原因,提出了一种新的抗光纤振动传输技术方案,并通过实验方法验证了该技术方案可以改善相位噪声10~15 dB。
关键词:(1.中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004; 2.火箭军装备部驻北京地区第八军事代表室,北京 100085)
中图分类号:TN929.11 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2020)07-0015-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.07.004
0 引言
时钟信号对于数字系统的重要性不言而喻,它是所有程序代码运行、数据传输以及时序同步的核心和基准,对于长距离的数字光传输系统,时钟传输的质量直接影响到数字光传输系统的带宽和误码率。
光缆是远距离时钟传输的主要介质,地埋光缆受环境影响小,对时钟的传输影响也较小;架空光缆对数字光传输系统时钟的影响则比较大,主要体现在时钟抖动增加、码间串扰现象加剧,造成传输带宽下降或误码率增加等问题。解决措施通常有优化线路编码码型、加入线路均衡和改进调制解调方式等技术手段,这些措施适用于同步数字光传输系列(SDH)、分组传送网(PTN)及类似同步数字光传输系统。对于一些专用的光传输系统,如多基站相控阵雷达、深空探测以及光纤授时等系统,传输带宽和误码率并不是系统的核心指标,时钟传输的频率稳定度和相位噪声才是关注焦点。这些系统对时钟的抖动要求远高于一般的数字通信系统,因为传输时钟的频率稳定度会直接影响目标探测的精度或范围。从本文作者参与的某项目外场测试数据来看,即使在铺设时进行了加固处理的架空光缆在受到4~5级风力影响时,也会因风力振动对传输时钟性能产生劣化, 30 km的架空距离就足以使时钟的短期稳定度下降一个数量级,1~100 Hz区间的近端相位噪声劣化达到10~15 dB以上。随着相控阵技术、时敏网络技术的广泛深入应用,对时钟的传输距离和频率稳定度要求也越来越高,这种传输距离和频率稳定度之间的矛盾会更加突出。因此,研究抗光纤振动的低相位噪声时钟传输技术具有很强的实际应用价值。
4 结束语
本文提出的高精度时钟抗光纤振动光传输技术方案,通过采用降低发送端采样时钟和接收端参考时钟的耦合关联度、提高二者频率稳定度和固有特性一致性等方法,使传输线路上的振动干扰对传输时钟的抖动影响降到最低。实验设备的测试数据对该技术方案的有效性进行了充分验证,相对现阶段示采用抗振动措施的产品设备,该技术方案的传输相位噪声指标改善了10~15 dB,具有较高的经济价值,可以广泛应用在各种高精度时钟需要远距离传输的领域,如时敏网络、多基站相控阵雷达、卫星导航和深空探测等专用系统,应用前景广阔。