The application discloses an enhanced time server based on an optical frequency comb, which solves the technical dependence of existing technologies on high quality cesium atomic clocks, and the synchronization accuracy is insufficient to meet the requirements of future ultra-high precision. The enhanced time server based on an optical frequency comb comprises a time recovery unit, a frequency doubling unit, a clock local oscillator unit, a second frequency division unit, a high frequency reference source, a first frequency division unit, a selection unit and a local time scale generation unit. The high-frequency reference source includes a mode-locked laser, an optical amplifier, a nonlinear optical unit, a first optical beat, a first photoelectric converter, a voltage control unit, a narrow linewidth laser, a second optical beat, and a second photoelectric converter. Compared with the existing time server, the application has the advantages of high frequency accuracy and stability, low base noise, high time synchronization accuracy, and high reliability.
【技术实现步骤摘要】
一种基于光学频率梳的增强型时间服务器
本申请涉及通信技术中的高精度时间同步领域，尤其涉及一种基于光学频率梳的增强型时间服务器。
技术介绍
通信技术及通信业务加速的发展对高精度同步技术提出了更高的要求，在ITU-T8272.1标准中已初步规定了增强型时间服务器(PRTC+)精度需优于±30ns甚至更高。为满足如此苛刻的精度要求，增强型时间服务器需要配置高品质的铯原子钟甚至原子钟组(频率准确度优于1E-13)，目前基于铯原子钟的技术实现存在两方面弊端：一由于铯原子钟老化率较高，为维持超高精度同步指标，需要定期更换铯管(3～5年)，维护成本较高；二是我国目前尚未具备研制商用铯钟的能力，严格依赖美国、瑞士等少数国家进口，对于高品质铯原子钟更是存在巨大的政策隐患。光学频率梳和“光钟”为超高精度同步实现开启了另一扇窗，采用皮秒/飞秒的梳状锁模激光器和非线性光学倍频技术后，在光域实现对光梳的重复频率freq和偏置频率f0的精确控制，从而为微波频率的原子钟锁定THz的窄线宽连续激光(cwlaser)提供有力的转换桥梁。光学频率比微波频率高5个数量级,并且光学频率标准的频率噪声远小于原子钟,在稳定性、精度和位相噪声方面都至少有数量级的改善。该技术在精密计量、高分辨率光谱等领域取得了前沿性应用，但尚未应用于通信网及电信级同步网中。
技术实现思路
本申请提出一种基于光学频率梳的增强型时间服务器，解决了现有技术对高品质铯原子钟的技术依赖、同步精度不够满足未来超高精度的需求等问题。本申请实施例提供一种基于光学频率梳的增强型时间服务器，包括时间恢复单元、时钟本振单元、第二分频单元、高频基...
【技术保护点】
1.一种基于光学频率梳的增强型时间服务器，其特征在于，包括时间恢复单元、时钟本振单元、第二分频单元、高频基准源、第一分频单元、本地时标生成单元；所述时间恢复单元，用于对接收到的外部信号进行处理，得到时间信息、溯源信息和1PPS外部输入参考信号，输出到所述本地时标生成单元；所述时钟本振单元，是以输入的所述频率参考信号I为基准，通过锁相环技术对时钟本振进行驯服，得到中频基准信号，输出到所述第二分频单元；所述第二分频单元，用于对输入的中频基准信号进行分频转换，得到频率驱动信号，输出到所述高频基准源；所述高频基准源，通过输入的所述频率驱动信号触发锁模激光器，产生光学频率梳信号，再经变频处理，得到高频基准信号，输出到所述第一分频单元；所述第一分频单元，用于对输入的所述高频基准信号进行分频处理，得到1PPS内部输入参考信号和频率参考信号I，所述1PPS内部输入参考信号输出到所述本地时标生成单元，所述频率参考信号I为10MHz，输出到所述时钟本振单元；所述本地时标生成单元，用于将输入的所述1PPS外部输入参考信号和所述1PPS内部输入参考信号进行相位比对，并调节比对后的相位差，输出1PPS相位基准信...
【技术特征摘要】
1.一种基于光学频率梳的增强型时间服务器，其特征在于，包括时间恢复单元、时钟本振单元、第二分频单元、高频基准源、第一分频单元、本地时标生成单元；所述时间恢复单元，用于对接收到的外部信号进行处理，得到时间信息、溯源信息和1PPS外部输入参考信号，输出到所述本地时标生成单元；所述时钟本振单元，是以输入的所述频率参考信号I为基准，通过锁相环技术对时钟本振进行驯服，得到中频基准信号，输出到所述第二分频单元；所述第二分频单元，用于对输入的中频基准信号进行分频转换，得到频率驱动信号，输出到所述高频基准源；所述高频基准源，通过输入的所述频率驱动信号触发锁模激光器，产生光学频率梳信号，再经变频处理，得到高频基准信号，输出到所述第一分频单元；所述第一分频单元，用于对输入的所述高频基准信号进行分频处理，得到1PPS内部输入参考信号和频率参考信号I，所述1PPS内部输入参考信号输出到所述本地时标生成单元，所述频率参考信号I为10MHz，输出到所述时钟本振单元；所述本地时标生成单元，用于将输入的所述1PPS外部输入参考信号和所述1PPS内部输入参考信号进行相位比对，并调节比对后的相位差，输出1PPS相位基准信号。2.如权利要求1所述的基于光学频率梳的增强型时间服务器，其特征在于，还包括倍频单元、选择单元；所述时间恢复单元,还用于将得到的所述1PPS外部输入参考信号，输出到所述倍频单元；所述第一分频单元，还用于将所述频率参考信号I输出到所述选择单元；所述倍频单元，用于对输入的所述1PPS外部输入参考信号进行倍频和功率放大，得到频率参考信号II，输出到所述选择单元；所述选择单元，用于对输入的所述频率参考信号II和所述频率参考信号I进行二选一，输出频率参考信号I或频率参考信号II到所述时钟本振单元。3.如权利要求2所述的基于光学频率梳的增强型时间服务器，所述选择单元对所述频率参考信号II和所述频率参考信号I进行二选一，其特征在于，当所述第一分频单元输出正常时，所述选择单元选择输入的所述频率参考信号I，输出到所述时钟本振单元；当所述第一分频单元输出异常时，所述选择单元选择输入的所述频率参考信号II，输出到所述时钟本振单元。4.如权利要求1～3任一所述的基于光学频率梳的增强型时间服务器，其特征在于，还包括时间接口单元；所述本地时标生成单元，用于将输入的所述1PPS外部输入参考信号和所述1PPS内部输入参考信号进行相位比对，并调节比对后的相位差，输出1PPS相位基准信号；还用于对输入的所述时间信息和所述溯源信息进行时标转换处理，得到时标转换信号，输出到所述时间接口单元；所述时间接口单元，用于对所述时标转换信号进行端口扩展和信号整形，输出标准时间同步信号。5.如权利要求1～3任一所述的基于光学频率梳的增强型时间服务器，其特征在于，还包括相位信号单元；所述本地时标生成单元，用于将输入的所述1PPS外部输入参考信号和所述1PPS内部输入参考信号进行相位比对，并调节比对后的相位差，输出1PPS相位基准信号到所述时间接口单元；所述相位信号单元，用于对所述1PPS相位基准信号进行端口扩展和脉冲整形，为其他同步设备提供基准或作为调测接口使用。6.如权利要求1～3任一所...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕博，胡昌军，潘峰，
申请(专利权)人：工业和信息化部电信研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11
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