一种用于光纤时频同步的超低噪声指数双向中继系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于光纤时频同步的超低噪声指数双向中继系统，其特征在于，包括色散补偿部分、前向和后向信号放大部分以及带有滤波功能的第一粗波分复用器和第二粗波分复用器。该发明专利技术利用色散补偿部分对光纤链路的色散效应进行补偿；利用粗波分复用器实现双向信号分离和合路；利用前、后向放大部分对光纤链路衰减进行双向补偿；放大部分利用双极结构单向掺铒光纤放大器获得超低噪声指数。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光纤时频同步的超低噪声指数双向中继系统
本专利技术属于光传输领域，特别涉及一种用于光纤时频同步的超低噪声指数双向中继系统。
技术介绍
精密时间、频率同步技术在物理基本原理测试、原子钟比对、深空探索、军民信息网络的下一代发展等方面都有着重大的技术推动意义。目前基于卫星的时间、频率同步方法所能达到的传输相对稳定度最高只在10-16/日，而利用光纤同步光学时间、频率信号的相对稳定度在1日积分时间已达到10-20量级，足以满足目前光钟时频信号传输和远程比对的需求。基于光纤链路的时频同步技术很大程度受限于光纤本身的衰减，最大传输距离可达到一百多公里。而实际应用中的光学时频同步距离常常达到数百公里，甚至上千公里。同时，光纤时频同步技术中需要对信号同时进行前后对向传输。为增加传输距离，需要使用低噪声指数的双向中继系统对光纤链路衰减进行补偿。另外由于光纤链路的色散效应会降低时频同步系统所能够获得的相对稳定度，故需要对光纤链路的色散进行补偿。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术提出一种用于光纤时频同步的超低噪声指数双向中继系统，其目的是对基于光纤的远距离时频同步技术中的链路衰减和色散效应进行补偿。(二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提出一种用于光纤时频同步的超低噪声指数双向中继系统，包括：色散补偿部分、信号放大部分以及带有滤波功能的第一粗波分复用器和第二粗波分复用器，所述色散补偿部分包括色散补偿光纤；所述放大部分包括前向放大部分和后向放大部分；所述色散补偿光纤的一端与第一粗波分复用器的a端相连；所述前向放大部分的输入端与所述第一粗波分复用器的b端相连，所述前向放大部分的输出端与所述第二粗波分复用器的b端相连；所述后向放大部分的输入端与所述第二波分复用器的c端相连，所述后向放大部分的输出端与所述第一粗波分复用器的c端相连；所述色散补偿光纤的另一端以及所述第二波分复用器的a端作为信号的输入输出端。作为优先例，所述前向放大部分包括一个双极结构单向掺铒光纤放大器，所述后向放大部分也包括一个双极结构单向掺铒光纤放大器。作为优选例，所述前向放大部分的双极结构单向掺铒光纤放大器包括第一隔离器、第一980nm:1550nm波分复用器、第一掺铒光纤、第二980nm:1550nm波分复用器、第二隔离器、第三980nm:1550nm波分复用器、第四980nm:1550nm波分复用器、第二掺饵光纤、第三隔离器、第一1:991550nm功分器、第一50:50980nm功分器以及第一980nm泵浦激光器，所述第一隔离器的输入端作为前向放大部分的输入端，所述第一隔离器的输出端与所述第一980nm:1550nm波分复用器的b端相连，所述第一980nm:1550nm波分复用器的c端与所述第一掺饵光纤的一端相连，所述第一掺饵光纤的另一端与所述第二980nm:1550nm波分复用器的c端相连，所述第二980nm:1550nm波分复用器的b端与所述第二隔离器的输入端相连，所述第二隔离器的输出端与所述第三980nm:1550nm波分复用器的b端相连，所述第二980nm:1550nm波分复用器的a端和所述第三980nm:1550nm波分复用器的a端相连，所述第三980nm:1550nm波分复用器的c端和所述第四980nm:1550nm波分复用器的b端相连，所述第四980nm:1550nm波分复用器的c端与所述第二掺饵光纤的一端相连，所述第二掺饵光纤的另一端与所述第三隔离器的输入端相连，所述第三隔离器的输出端与所述第一1:991550nm功分器的输入端相连，所述第一1:991550nm功分器的99％输出端口作为所述前向放大部分的输出端，所述第一50:50980nm功分器的b端和c端分别与所述第一980nm:1550nm波分复用器的a端和第四980nm:1550nm波分复用器的a端相连，所述第一980nm泵浦和所述第一980nm功分器的a端相连。作为优先例，所述后向放大部分的双极结构单向掺铒光纤放大器包括第四隔离器、第五980nm:1550nm波分复用器、第三掺铒光纤、第六980nm:1550nm波分复用器、第五隔离器、第七980nm:1550nm波分复用器、第八980nm:1550nm波分复用器、第四掺饵光纤、第六隔离器、第二1:991550nm功分器、第二50:50980nm功分器以及第二980nm泵浦激光器，所述第四隔离器的输入端作为后向放大部分的输入端，所述第四隔离器的输出端与所述第五980nm:1550nm波分复用器的b端相连，所述第五980nm:1550nm波分复用器的c端与所述第三掺饵光纤的一端相连，所述第三掺饵光纤的另一端与所述第六980nm:1550nm波分复用器的c端相连，所述第六980nm:1550nm波分复用器的b端与所述第五隔离器的输入端相连，所述第五隔离器的输出端与所述第七980nm:1550nm波分复用器的b端相连，所述第六980nm:1550nm波分复用器的a端和所述第七980nm:1550nm波分复用器的a端相连，所述第七980nm:1550nm波分复用器的c端和所述第八980nm:1550nm波分复用器的b端相连，所述第八980nm:1550nm波分复用器的c端与所述第四掺饵光纤的一端相连，所述第四掺饵光纤的另一端与所述第六隔离器的输入端相连，所述第六隔离器的输出端与所述第二1:991550nm功分器的输入端相连，所述第二1:991550nm功分器的99％输出端口作为所述后向放大部分的输出端，所述第二50:50980nm功分器的b端和c端分别与所述第五980nm:1550nm波分复用器的a端和第八980nm:1550nm波分复用器的a端相连，所述第二980nm泵浦和所述第二50:50980nm功分器的a端相连。作为优选例，所述第一粗波分复用器的a端和所述第二粗波分复用器的a端能通过的光信号波长范围为1544.12～1556.92nm；所述第一粗波分复用器的b端和所述第二粗波分复用器的b端能通过的光信号波长范围为1550.52～1556.92nm；所述第一粗波分复用器的c端和所述第二粗波分复用器的c端口能通过的光信号波长范围为1544.32～1550.52nm。作为优选例，所述第一980nm:1550nm波分复用器、第二980nm:1550nm波分复用器、第三980nm:1550nm波分复用器、第四980nm:1550nm波分复用器、第五980nm:1550nm波分复用器、第六980nm:1550nm波分复用器、第七980nm:1550nm波分复用器、第八980nm:1550nm波分复用器的a端能通过的光信号波长为980nm，b端和c端能通过的光信号波长范围为1544.12～1556.92nm。作为优选例，所述第一1:991550nm功分器和第二1:991550nm功分器的1％输出端口用于观察放大后信号光质量。作为优选例，所述第一掺铒光纤、第二掺铒光纤、第三掺铒光纤以及第四掺铒光纤型号相同，长度相等。(三)有益效果本专利技术提出的一种用于光纤时频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光纤时频同步的超低噪声指数双向中继系统，其特征在于，包括色散补偿部分、信号放大部分以及带有滤波功能的第一粗波分复用器(4)和第二粗波分复用器(5)，所述色散补偿部分包括色散补偿光纤(1)；所述放大部分包括前向放大部分(2)和后向放大部分(3)；所述色散补偿光纤(1)的一端与所述第一粗波分复用器(4)的a端相连；所述前向放大部分(2)的输入端与所述第一粗波分复用器(4)的b端相连，所述前向放大部分(2)的输出端与所述第二粗波分复用器的b端相连；所述后向放大部分(3)的输入端与所述第二粗波分复用器(5)的c端相连，所述后向放大部分(3)的输出端与所述第一粗波分复用器(4)的c端相连；所述色散补偿光纤(1)的另一端以及所述第二粗波分复用器(5)的a端作为双向信号的输入输出端。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于光纤时频同步的超低噪声指数双向中继系统，其特征在于，包括色散补偿部分、信号放大部分以及带有滤波功能的第一粗波分复用器(4)和第二粗波分复用器(5)，所述色散补偿部分包括色散补偿光纤(1)；所述放大部分包括前向放大部分(2)和后向放大部分(3)；所述色散补偿光纤(1)的一端与所述第一粗波分复用器(4)的a端相连；所述前向放大部分(2)的输入端与所述第一粗波分复用器(4)的b端相连，所述前向放大部分(2)的输出端与所述第二粗波分复用器的b端相连；所述后向放大部分(3)的输入端与所述第二粗波分复用器(5)的c端相连，所述后向放大部分(3)的输出端与所述第一粗波分复用器(4)的c端相连；所述色散补偿光纤(1)的另一端以及所述第二粗波分复用器(5)的a端作为双向信号的输入输出端。


2.按照权利要求1所述的一种用于光纤时频同步的超低噪声指数双向中继系统，其特征在于，所述前向放大部分(2)包括一个双级结构单向掺铒光纤放大器，所述后向放大部分(3)也包括一个双极结构单向掺铒光纤放大器。


3.按照权利要求1和2所述的一种用于光纤时频同步的超低噪声指数双向中继系统，其特征在于，所述前向放大部分(2)的双极结构单向掺铒光纤放大器包括第一隔离器(6)、第一980nm:1550nm波分复用器(7)、第一掺铒光纤(8)、第二980nm:1550nm波分复用器(9)、第二隔离器(10)、第三980nm:1550nm波分复用器(11)、第四980nm:1550nm波分复用器(12)、第二掺饵光纤(13)、第三隔离器(14)、第一1:991550nm功分器(15)、第一50:50980nm功分器(16)以及第一980nm泵浦激光器(17)，所述第一隔离器(6)的输入端作为前向放大部分的输入端，所述第一隔离器(6)的输出端与所述第一980nm:1550nm波分复用器(7)的b端相连，所述第一980nm:1550nm波分复用器(7)的c端与所述第一掺饵光纤(8)的一端相连，所述第一掺饵光纤(8)的另一端与所述第二980nm:1550nm波分复用器(9)的c端相连，所述第二980nm:1550nm波分复用器(9)的b端与所述第二隔离器(10)的输入端相连，所述第二隔离器(10)的输出端与所述第三980nm:1550nm波分复用器(11)的b端相连，所述第二980nm:1550nm波分复用器(9)的a端和所述第三980nm:1550nm波分复用器(11)的a端相连，所述第三980nm:1550nm波分复用器(11)的c端和所述第四980nm:1550nm波分复用器(12)的b端相连，所述第四980nm:1550nm波分复用器(12)的c端与所述第二掺饵光纤(13)的一端相连，所述第二掺饵光纤(13)的另一端与所述第三隔离器(14)的输入端相连，所述第三隔离器(14)的输出端与所述第一1:991550nm功分器的输入端相连，所述第一1:991550nm功分器的99％输出端口作为所述前向放大部分(2)的输出端，所述第一50:50980nm功分器(16)的b端和c端分别与所述第一980nm:1550nm波分复用器(7)的a端和第四980nm:1550nm波分复用器(12)的a端相连，所述第一980nm泵浦(17)和所述第一50:50980nm功分器(16)的a端相连。


4.按照权利要求1和2所述的一种用于光纤时频同步的超低噪声指数双向中继系统，其特征在于，所述后向放大部分(3)的双极结构单向掺铒光纤放大器包括第四隔离器(18)、第五980nm:1550nm波分复用器(19)、第三掺铒光纤(20)、第六980nm:1550nm波分复用器(21)、第五隔离器(22)、第七980nm:1550n...

【专利技术属性】
技术研发人员：商建明，穆宽林，喻松，乔耀军，王正康，丁尚甦，谢欢悦，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11