[發明專利]一種抗光纖擾動的時鐘頻率傳輸裝置

在審

• 申請號: 201911409454.3
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110932783A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 何翠平;熊先越;鐘昆;程鯤;覃朝堅;袁泉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十四研究所
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04J3/06
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 劉梅芳

本發明公開了一種抗光纖擾動的時鐘頻率傳輸裝置，其特征在于，包括通過光纖連接的發送端和接收端，所述發送端設有順序連接的輸入匹配單元、模數轉換單元、并串轉換單元和數字光調制單元，其中，模數轉換單元連接采樣時鐘源；所述接收端設有順序連接的數字光解調單元、串并轉換單元、數模轉換單元、數據存儲緩沖單元和濾波放大輸出單元，其中，串并轉換單元、數模轉換單元和數據存儲緩沖單元均與連接參考時鐘源連接的時鐘準相參控制輸出單元連接。這種裝置成本低、功耗低、傳輸距離遠、使用靈活，采用這種裝置能降低光纖傳輸線路擾動或其他外界應力變化對傳輸相位噪聲指標的劣化。

技術領域

本發明涉及光通信技術領域，具體是一種抗光纖擾動的時鐘頻率傳輸裝置。

背景技術

時鐘信號是現代信息化產品進行數字信號處理、控制、通信的基準，它通過數字光傳輸系統時鐘同步技術實現不同地點、不同設備之間的正常工作。通用的數字光傳輸系統根據不同的傳輸速率對時鐘有不同的時域抖動性要求，一些應用于相控陣技術領域的專用數字光傳輸系統對時鐘信號不僅有抖動要求，對相位噪聲也有很高要求，相位噪聲是指頻率信號在各種噪聲作用下引起的輸出信號相位隨機變化，是衡量頻率標準源頻率穩定性的重要指標，相位噪聲在頻域上實質表征的是頻率信號的頻譜純度，因此對外界的各種干擾及其敏感，光纖作為傳輸介質雖然具備天然的防電磁干擾特性，但傳輸光纜在實際環境中也會受到外界各種應力的影響造成光信號微觀路徑改變，引起色散值變化或光路群時延變化，使傳輸的頻率信號周期特性發生改變引起相位噪聲劣化。現在應用于授時系統的光纖頻率傳遞技術一般采用直接頻率調制光纖傳輸手段，主要關注傳輸頻率的準確性，多采用光路環回測試和電路相位補償等技術手段提高對光線路傳輸時延的精度評估，從而獲得更高的時間傳遞精度，對光纖擾動引起的延時變化無論是跟蹤速度還是補償精度都存在較大的技術瓶頸；而在另外一些采用相控陣技術的多基地雷達光纖傳輸系統中，更關注頻率信號的近端相位噪聲指標，該指標會直接影響雷達探測目標的精度，現有的頻率直調光纖技術只能在全程光纜地埋的傳輸系統中使用，但現實中一般遠程的光傳輸系統為了降低施工成本普遍采用光纜架空鋪設方式，或者在跨山、過河、跨橋地段都不可避免地會受到各種外界應力影響，傳輸光纜的輕微振動或其他外界附加在光纜上的應力變化都會造成傳輸相噪指標的劣化。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，而提供一種抗光纖擾動的時鐘頻率傳輸裝置。這種裝置成本低、功耗低、傳輸距離遠、使用靈活，采用這種裝置能降低光纖傳輸線路擾動或其他外界應力變化對傳輸相位噪聲指標的劣化。

實現本發明目的的技術方案是：

一種抗光纖擾動的時鐘頻率傳輸裝置， 包括通過光纖連接的發送端和接收端，所述發送端設有順序連接的輸入匹配單元、模數轉換單元、并串轉換單元和數字光調制單元，其中，模數轉換單元連接采樣時鐘源；所述接收端設有順序連接的數字光解調單元、串并轉換單元、數模轉換單元、數據存儲緩沖單元和濾波放大輸出單元，其中，串并轉換單元、數模轉換單元和數據存儲緩沖單元均與連接參考時鐘源連接的時鐘準相參控制輸出單元連接。

所述采樣時鐘源和參考時鐘源均為原頻點低相位噪聲、低雜散、高穩定度恒溫晶振，穩定度優于0.01ppm，頻譜雜散低于-100dBm，偏離主頻1Hz相位噪聲低于-90dBc/Hz，其中，參考時鐘的1倍頻輸出作為數據存儲緩沖單元的緩存讀取時鐘，參考時鐘源的4倍頻輸出作為數模轉換單元的內插時鐘。

所述輸入匹配單元的電壓增益為1:1-1:4、輸出信號的差分幅度不平衡0.1dB、帶寬為0.2MHz-500MHz、輸入輸出阻抗匹配50歐姆，輸入匹配單元用于實現模擬單端信號到差分信號的轉換。

所述模數轉換單元的分辨率不低于16位、轉換速率大于100SMPS，模數轉換單元用于實現模擬信號的數字化轉換。

所述并串轉換單元的并行通道數不低于16位、串行輸出速率不低于500Mbit/s，并串轉換單元將多路并行數字信號復用成一路高速數字信號。