[发明专利]一种光纤光频、微波、时间信号的同时传递系统与方法

说明书

本发明提出了一种光纤光频、微波、时间信号的同时传递系统与方法，将时间参考信号一路送入时差测量模块，另一路送入编码调制模块，将产生的频率参考信号送入第一飞秒光梳；利用第一解调解码模块将光信号解调解码为时间信号送入时差测量模块，对时间信号和时间信号的差值进行测量；利用编码调制模块将第一飞秒光梳的信号、原子钟的时间信号和时差测量模块的实时测量值编码调制；通过第二解调解码将来自分束器的信号解调解码为时间信号和实时的往返链路时差值，并送入所述时间信号产生模块根据解调出的时间信号的差值计算出时间补偿量，对时间信号进行补偿，输出给用户，提高了微波和时间传递稳定度。

技术领域

本发明属于光纤通信领域，尤其涉及一种光纤光频、微波、时间信号的同时传递系统与方法。

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。虽然光学频率具有较高的频率传递稳定度，但是现在全球商用的频率标准还是以微波原子钟为主。因此，实现光学频率信号、微波频率信号和时间信号的同时传递有着重要的应用价值和现实意义。本申请实现了光学频率信号、微波频率信号和时间信号的同时传递。

其次，现有技术通过宽带电光耦合和移频模块实现的微波信号稳定度较低，基于时差测量比对实现的光纤时间传递信号准确度和稳定度较低，例如现有技术的专利文件CN110061778A中提出了光纤微波与光学频率同时传递装置与传递方法，其通过宽带电光耦合和移频模块实现微波和光学频率的宽带耦合和相位噪声的系统补偿，实现光纤微波和光学频率同时传递。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光纤光频、微波、时间信号的同时传递系统，包括：原子钟、时差测量模块、时间信号产生模块、第一飞秒光梳、第二飞秒光梳、超稳光模块、编码调制模块、第一解调解码模块、第二解调解码模块、激光器、光放大模块、光纤光频传递发射机、光纤光频传递接收机、第一环形器、第二环形器、第一波分复用器、第二波分复用器、分束器和光纤链路；

所述原子钟分别连接所述第一飞秒光梳、编码调制模块和时差测量模块，用于将产生的时间参考信号一路送入时差测量模块作为参考，另一路送入编码调制模块作为调制信号，将产生的频率参考信号送入第一飞秒光梳；

所述第一飞秒光梳分别连接所述超稳光模块和编码调制模块，用于将产生的重复频率信号送入所述编码调制模块作为载波信号，同时将输出的光信号发送至所述超稳光模块，所述第一飞秒光梳和超稳光模块共同将频率参考信号变换为光学频率信号，所述超稳光模块连接所述光纤光频传递发射机，用于将光学频率信号送至所述光纤光频传递发射机；

第一波分复用器分别连接所述光纤光频传递发射机、第一环形器和光纤链路，所述第一环形器连接所述激光器；

所述光纤光频传递发射机输出光学频率信号至第一波分复用器，所述第一环形器接连接所述第一解调解码模块，用于将来自第一波分复用器的光信号送入第一解调解码模块；

所述第一环形器用于将来自激光器的光信号送入第一波分复用器，所述第一波分复用器用于将来自光纤光频传递发射机和第一环形器的光信号合成一束，送入光纤链路；

所述第一解调解码模块连接所述时差测量模块，用于将光信号解调解码为时间信号送入所述时差测量模块；所述时差测量模块又连接编码调制模块，用于测量来自原子钟的时间信号和第一解调解码模块的时间信号的差值，送入编码调制模块；

所述编码调制模块连接所述激光器，用于将第一飞秒光梳的信号、原子钟的时间信号和时差测量模块的实时测量值编码调制后送入所述激光器；

激光器连接所述第一环形器，用于将来自编码调制模块的信号调制在固定波长的激光上，并送入第一环形器；