[发明专利]基于被动相位补偿的分布式光学频率传递装置与传递方法

说明书

一种基于被动相位补偿的光学频率传递装置与传递方法，装置包括本地端、传递链路、用户端与接入端，本发明在传递链路中通过采用光耦合器提取前向和后向信号在光电转换单元拍频后通过窄带微波滤波器滤出的微波信号进行分频后提供给声光调制器，并通过声光调制器实时补偿接入端的相位噪声方法。本发明可实现在传递链路任意位置获得相位稳定的光学频率信号，具有结构简单、可靠性高、实现成本低的特点。

技术领域

本发明涉及光纤时间与频率传递，特别是一种基于被动相位补偿分布式光学频率传递装置与传递方法。

背景技术

时间是七个国际基本单位中测量精度最高的一个,在深空探测、射电天文、基础物理研究、地球物理测量、导航定位、精密计量、大地测量与观测等前沿科学研究以及重大基础设施与工程中，精准的时间频率都发挥着至关重要的作用。随着光学频率标准技术的飞速发展，已经成为下一代时间频率基准的有力竞争者。目前基于卫星的天基时间频率同步系统只能实现纳秒量级的时间同步精度和10^-15/天的频率传输稳定度。为了克服卫星时间频率传递的技术困难，基于光纤或者自由空间链路光学频率传输技术被多次证明是突破现有技术限制、实现长距离传递的一种有效解决方案。其中，光纤具有低损耗、高可靠、大带宽、不受电磁干扰、受外界扰动小等优点。因此，基于光纤或者自由空间链路的光学频率传递在国际上引起了高度关注和重视。美国、欧盟和日本等国家都先后开展了相关的研究。然而，很多需求需要点到多点的分布式光学频率传递。

目前已有基于主动相位补偿的分布式光学频率传递，还未有基于被动相位补偿的分布式光学传递方案报道。主动相位噪声需要采用伺服控制单元，这增加了系统的复杂度，从而降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术以及工作的不足，提供一种基于被动相位补偿的分布式光学频率传递装置与传递方法。本发明在接入节点通过简单地光混频、微波滤波与分频处理以及光学移频，实现了一种基于被动相位补偿的分布式光学频率传递，系统结构简单、可靠性高。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于被动相位补偿的光学频率传递装置，其特点在于，包括本地端、传递链路、用户端与接入端，

所述的本地端由光隔离器单元、第一光耦合器、第一法拉第旋转镜、第一声光移频器、光电转换单元、混频器单元、第一微波源、分频器单元、第二微波源、第一微波功分器组成，所述的光隔离器单元的输入端为待传光学频率信号的输入端，所述的光隔离器单元的输出端与所述的第一光耦合器的1端口相连，所述的第一光耦合器的2、3、4端口分别与所述的光电转换单元的输入端、所述的第一声光移频器的1端口、所述的第一法拉第旋转镜相连，所述的第一声光移频器的3端口与所述的传递链路的一端相连，所述的光电转换单元的输出端与所述的混频器单元第一输入端口相连，所述的混频器单元的第二输入端口与所述的第一微波源输出端相连，所述的混频器单元的输出端口与所述的分频器单元的输入端相连，所述的分频器单元的输出端与所述的第一微波功分器的第一输入端相连，所述的第二微波源的输出端与所述的第一微波功分器的第二输入端相连，所述的第一微波功分器的输出端与所述的第一声光移频器的2端口端相连；

所述的用户端由第二声光移频器、第三微波源、第二法拉第旋转镜、第二光耦合器和第一光滤波器组成，所述的第二声光移频器的1端口与所述的传递链路的另一端相连，所述的第二声光移频器的3端口与第二光耦合器的1端口相连，所述的第二光耦合器2端口、3端口分别与所述的第一光滤波器、所述的第二法拉第旋转镜相连，所述的第三微波源的输出端与第二声光移频器的2端口相连；