[发明专利]基于数字光模块的高精度光纤频率传递装置

说明书

本发明公开了一种基于数字光模块的高精度光纤频率传递装置，包括中心站光纤频率发送单元和远端光纤频率接收单元；所述中心站光纤频率发送单元发送和接收高精度频率信号，并根据远端环回频率信号获取光纤链路的时延/相位及其波动信息对光纤传输时延/相位进行调整，从而稳定光纤传输时延/相位；所述远端光纤频率接收单元接收中心站光纤频率发送单元发送的光载频率信号，并产生光载环回频率信号返回给中心站光纤频率发送单元。本发明中，通过数字光模块进行光电转换及电光转换，采用单纤双向传输方式，能够有效避免环境变化对频率传输的影响，实现高精度传输，并能够直接利用现有商用光通信网络进行高精度频率传输，性价比高，应用潜力大。

技术领域

本发明涉及光纤时间频率传递领域，特别涉及一种基于数字光模块的高精度光纤频率传递装置。

背景技术

高精度的频率传递技术在导航、通信、电力和金融等应用场景有着重要的应用，极大地推动着社会发展和技术进步。目前基于卫星的频率传递技术，如GPS共视法(CV)、双向卫星时间频率传递技术(TWSTFT)，可以达到10^-15/d量级的频率传递稳定度；上述天基频率传递技术虽然已经相当成熟，但它们自身存在着体系复杂、成本昂贵、实现周期长、安全性差、可靠性差等缺点。光纤传输具有低损耗、大容量、大带宽、高速、高稳定、安全可靠的优势，在通信领域已经得到了广泛的应用。高精度的光纤频率传递面临着光纤链路传输时延随温度、应力、振动和传输波长等因素变化而变化的问题，使得传输频率信号频率/相位发生抖动。近十年来，高精度光纤频率传递技术得到广泛的关注和研究，已报道的光纤双向频率传递技术可以满足高精度的应用需求，但普遍存在价格昂贵、无法大规模应用、不兼容现有光通信网络等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种能够直接利用现有商用光通信网络进行高精度传输的基于数字光模块的光纤频率传递装置。

本发明的技术方案如下：

一种基于数字光模块的高精度光纤频率传递装置，包括中心站光纤频率发送单元和远端光纤频率接收单元，所述中心站光纤频率发送单元的输入端与频率源电连接，输出端采用单纤双向传输方式通过光纤链路与远端光纤频率接收单元连接，构成单纤双向通路；

所述中心站光纤频率发送单元将来自频率源的频率信号转换为光载频率信号发送给远端光纤频率接收单元，并接收来自远端光纤频率接收单元的光载环回频率信号，提取其与本地频率信号之间的时延/相位信息，并根据提取的时延/相位信息对时延/相位补偿值进行调整；

所述远端光纤频率接收单元用于接收中心站光纤频率发送单元发送的光载频率信号，以及根据该光载频率信号产生光载环回频率信号返回给中心站光纤频率发送单元。

进一步的，所述中心站光纤频率发送单元包括第一时延/相位补偿模块、第一数字光模块、第一光路由模块、第一信号处理模块、第二时延/相位补偿模块、时延/相位提取模块和控制模块；

所述第一时延/相位补偿模块根据控制模块输出的控制信号对来自频率源的频率信号进行时延/相位调整，并输出给第一数字光模块；

所述第一数字光模块将来自第一时延/相位补偿模块的电信号转换为光载频率信号，并输出给第一光路由模块，同时将来自第一光路由模块的光载频率信号转换为电信号，并输出给第一信号处理模块；

所述第一光路由模块将来自第一数字光模块的光信号耦合进一根光纤链路，同时将来自该光纤链路的光信号耦合并输出到第一数字光模块；

所述第一信号处理模块对来自第一数字光模块的数字信号进行滤波和放大，从而转换为模拟信号输出给第二时延/相位补偿模块；

所述第二时延/相位补偿模块根据控制模块输出的控制信号对来自第一信号处理模块的频率信号进行时延/相位调整，并输出给时延/相位提取模块；