引用本文:

钟震林,李恩,丁明吉,等. 基于双波长传输的600 km光纤授时实验[J]. 光通信技术,2021,45(6):31-35.

基于双波长传输的600 km光纤授时实验

钟震林,李 恩,丁明吉,蒋 攀

(中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004)

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摘要:针对长距离高精度光纤时间同步需求,利用双向掺铒光纤放大器(EDFA)进行传输距离扩展。介绍了光纤授时系统组成,通过构建光纤授时链路时延模型,重点对长距离光纤授时系统中的不对称时延问题进行了研究分析,并详述了精确校准方法,最后搭建实验平台对授时性能进行了测试验证。测试结果表明:时间同步准确度达-47 ps,同步精度达128 ps,实现了600 km亚纳秒级光纤时间传递。

关键词:时间同步;亚纳秒;双向掺铒光纤放大器;不对称性校准

中图分类号:TN929.11 文献标志码:文章编号:1002-5561(2021)06-0031-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.06.008

0 引言
      光纤网络可实现比卫星更高精度、更可靠和更安全的时频传递,因此光纤授时技术获得了广泛关注和研究,并正朝着超远程、广域覆盖的方向发展[1-9]。2010年,捷克团队[1]采用密集波分复用(DWDM)技术在2个城市之间的740 km实际光纤链路上实现了稳定度优于8.7 ps/500 s的时间传递。2013年,波兰克拉科夫AGH科技大学[2]利用双向掺铒光纤放大器(EDFA)中继在420 km实地光纤链路上获得了稳定度优于50 ps/s的时间传递。2016年,荷兰与芬兰联合研究团队[3]采用White Rabbit技术,在实际光纤通信网络中实现了950 km超远程时间同步实验,中间经过10级EDFA放大器延伸距离,时间传递误差优于±2 ns。同年, 上海交通大学[4]采用同波双向时分复用技术和自循环的方式实现了6000 km的光纤时间传递实验,时间传递稳定度优于190 ps/s,时间传递不确定度优于70 ps。2017年,国家授时中心[5]进行长距离多站点间的高精度时间同步实验,以自行研制的工程样机实现了在实际光纤链路沿途11个站点的时间同步,测得871.6 km传递链路的时间同步标准差、时间稳定度和不确定度分别为29.8 ps、3.85 ps/1000 s和25.4 ps。
  上述这些技术针对不同应用场景,在网络兼容性、建设成本和授时性能等方面各有优点和缺点。本文在单根光纤上利用双向EDFA中继实现600 km亚纳秒时间传递,并通过构建光纤授时链路时延模型,重点研究和分析长距离光纤授时系统中的双向传输延时不对称性问题。

5 结束语
       EDFA中继是实现光纤授时距离远程拓展的一种重要手段[12-14],比电域再生中继法获得更高的时间传递精度。本文采用单纤双向法进行时间传递,虽然克服了光纤物理长度不对称性,但是在数百千米以上的长距离光纤授时系统中,由于双向波长通道不一致会引入纳秒级的时延不对称性,如不进行校准将降低系统时间传递精度。本文利用双向EDFA中继实现了600 km的时间传递,通过精确校准链路中各环节引入的不对称传输时延,有效提升了系统的时间传递精准度。