原创《光纤传输高精度时频信号在长波授时中的应用》
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【摘 要】 随着现代科学技术的不断发展,光线传输高精度时频信号在长波授时中得到了有效的应用,具有良好的抗干扰性和稳定性.基于此,本文分析了光纤系统的组成,讨论了光纤传输高精度时频信号在长波授时中的应用,包括传输原理和系统实测,显示出了光纤传输的优势性、应用性和可靠性,为相关人员的研究提供帮助.
【关键词】 光纤传输 高精度时频信号 长波授时
前言：面对现代社会对时频信号传输性能的高要求,光纤传输得到了应用和普及,为多个行业及领域提供技术上的支持,这其中就包括长波授时系统的现代化改造.在长波授时系统中,由于光纤通信低成本的特性,且相比较其他方式具有较好的稳定性,光纤传输高精度时频信号得到了广阔的应用空间,保证了信号传输的可靠性,推动了我国光纤技术的进步与发展.
一、光纤通信系统的组成
在光纤通信系统中,原始电信号为基带信号,对基带信号进行发射前的信号处理,处理方法包括调制、匹配放大和模数转换等,调制光载波,驱动及电/ 光转换,向光纤线路注入,这时候光纤线路衰减的微弱光信号受到光检测器的检测,得到该信号的强度,提取电信号,完成光/ 电转换,并为了还原出有用的信息对电信号进行处理,处理方法包括解调、解码和放大等.
二、光纤传输高精度时频信号在长波授时中的应用
2.1 传输原理
时间频率信号,即时频信号,其在传递的过程中需要保证系统的可靠性和稳定性,这就让光纤传输高精度视频信号得到了有效的应用,长波授时就是其中一种.在早期的长波授时系统构建中,信号传输使用的是中同轴电缆,这就显示出了其与光纤的差距性,在对比与实验中,铺设单模光缆线路的方式更具有优势性.经过改造的长波授时系统具有良好的抗干扰性,其每一个信号都由光纤进行单独传递,避免信号相位稳定度受到影响,有效的预防了差拍失真和互调失真的问题.在光纤传输高精度时频信号中,以高稳定度秒脉冲信号和标准正弦频率信号为例,属于模拟信号.为了让电路能够改善非线性,且具有调试方便和简单性的特点,实际的应用可以将信号看作其他信号,保证可应用光强调制来实现电/ 光转换的过程.秒脉冲信号可以将其看作特殊低速数字信号,且码元周期为1 秒,而标准正弦频率信号可以看将其看作电频信号,且具有幅度恒定的特点,使用一位增量脉码调制让其具有数字化的特点,这就可以让两种信号都可以进行直接光强调制,进而实现电/ 光转换[1].
在秒脉冲信号的传输过程中,信号输入后进行阻抗匹配,完成电/ 光转换,通过自动光功率控制和自动温度控制等最大限度的将光信号输入到光纤线路中,光信号经过放大处理后被还原成电信号,进而完成光/ 电变化,阻抗匹配后直接输出.在标准正弦频率信号光纤传输过程中,信号输入后进行阻抗匹配,应用一电压比较器实现信号的增量调制,此时的参考电压为零,完成一位增量脉码调制,进行电/ 光变换,光信号输入到光纤线路中,放大后完成光电/ 变换,得到单极性脉冲信号,差分变换后,得到双极性脉冲信号,在窄带滤波和阻抗匹配的作用下完成电信号的恢复,输出标准正弦频率信号[2].
2.2 系统实测
在光传输设备实验室测试的过程中,选择长度为1.5 千米的光纤线路,得到不同信号传递情况下的相位抖动曲线.传递1PPS 信号时,得到相位抖动峰峰值,数值在&plun;200ps以内.传递5MHz 信号时,得到相位抖动峰峰值,数值在&plun;100ps 以内.经过对数据的分析,发现想要保证传输的稳定性,选用高速模块更符合相关要求.
在实际线路测试的过程中,当发射机房的信号传输到1.2千米的位置,需要用短跳线进行连接,让信号会传到视频监控室,此时选用的光线线路长度为2.4 千米.传递1PPS 信号时,得到相位抖动峰峰值,数值在&plun;300ps 以内.得到的数值与实验室相吻合,说明线路并没有收到较大的干扰,显示了光纤传输高精度时频信号在长波授时中的应用性.
在中同轴电缆测试的过程中,传递1PPS 信号时,得到相位抖动峰峰值,数值在&plun;600ps 以内.传递5MHz 信号时,得到相位抖动峰峰值,数值在300ps 以内.经比较,发现光纤传输高精度时频信号在长波授时中的稳定性更好,具有实际应用的意义.
结论：综上所述,光纤传输高精度时频信号在长波授时中得到了有效的应用,有助于长波授时系统的现代化改造,为其提供技术上的帮助和支持,推动我国光纤传输的应用与发展.了解光纤系统的组成,讨论光纤传输高精度时频信号在长波授时中的应用原理,在系统实测中确保光纤传输高精度时频信号能够提升长波授时系统信号传输的精度,具有可靠性和可推广性.
参 考 文 献
[1] 江贤峰, 吴龟灵, 郭芳, 周明翔, 赵赟. 高精度时间频率信号光纤传输和复原技术的研究[J]. 全球定位系统,2016,41(02):20-26.
[2] 魏孝锋, 车爱霞, 乔建武, 吴军. 光纤传输高精度时频信号在长波授时中的应用[J]. 时间频率学报,2015,38(02):95-100.
光纤论文参考资料：
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