Р.И. Балаев, А.В. Наумов, А.Н. Малимон
ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, Московская обл., Россия;
balaev@vniiftri.ru
«Альманах современной метрологии» № 4 (40) 2024, стр. 32–42
УДК 621.373.8: 621.372.8
Аннотация. Рассмотрено применение DPN-модемов (modem with dual pseudorandom noise signal) в системе высокоточного сравнения шкал времени эталонов времени и частоты при использовании в качестве канала связи волоконно-оптических линий длиной 300 км с одним промежуточным оптическим усилителем.
Для оценки погрешности измерений при сравнениях шкал времени осуществлялась двухсторонняя встречная передача на оптической несущей закодированных DPN-модемами радиочастотных сигналов времени и частоты от одного высокостабильного источника — водородного хранителя Государственного первичного эталона ГЭТ 1-2022. Использование одного источника исключало присутствие в результатах измерений взаимного дрейфа частот сличаемых источников. Измерения проводились при передаче как встречных закодированных сигналов по одной 300-километровой волоконной линии, так и встречных сигналов по двум разным 300-километровым волоконным линиям. При передаче закодированных сигналов по одной линии для разделения встречно распространяющихся сигналов на её концах были включены оптические циркуляторы. Приведены экспериментальные результаты выполненных измерений. Даны оценки неопределённости типа А при выполнении сличений по 300-километровым линиям с одним промежуточным оптическим усилителем.
Впервые экспериментально показано, что система с DPN-модемами, реализующая метод TWOTFT (Two-Way Optical Time and Frequency Transfer), может обеспечить с 300-километровой волоконной линией и одним промежуточным оптическим усилителем выполнение сравнений шкал времени с неопределённостью типа А, не превышающей 6 пс на суточном интервале усреднения. Приведены сравнения полученных результатов с TWOTFT-экспериментами на основе использования модемов SATRE.
Ключевые слова: сравнение шкал времени территориально удалённых эталонов времени и частоты, волоконно-оптические линии связи, TWOTFT-метод, дополнительная тоновая модуляция.
Цитируемая литература
1. Наумов А.В., Балаев Р.И., Малимон А.Н., Федорова Д.М. Двухсторонняя передача сигналов времени и частоты по оптическим линиям связи с использованием модемов SATRE // Измерительная техника. — № 10. — 2018. — С. 41–46. — DOI: 10.32446/0368-1025it.2018-10-41-46.
2. Lopez O., Kanj A., Pottie P.-E., Rovera D., Achkar J., Chardonnet Ch., Amy-Klein A., Santarelli G. Simultaneous remote transfer of accurate timing and optical frequency over a public fiber network // Applied Physics B. — 2013. — V. 110. — P. 3–6. — DOI: 10.1007/s00340-012-5241-0.
3. Rost M., Piester D., Yang W., Feldmann T., Wübbena T., Bauch A. Time transfer through optical fibers over a distance of 73 km with an uncertainty below 100 ps // Metrologia. — 2012. — V. 49. — № 6. — P. 772–778. — DOI: 10.1088/0026-1394/ 49/6/772.
4. Schäfer W., Pawlitzki A., Kuhn T. New trends in two-way time and frequency transfer via satellite // Proceedings of the 31st Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Systems and Applications Meeting, Dana Point, California, December 7–9, 1999. — P. 505–514.
5. Fujieda M., Gotoh T., Nakagawa F., Tabuchi R., Aida M., Amagai J. Carrier-phase-based two-way satellite time and frequency transfer // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. — 2012. — V. 59. — № 12. — P. 2625–2630. — DOI: 10.1109/TUFFC.2012.2503.
6. Fujieda M., Piester D., Gotoh T., Becker J., Aida M., Bauch A. Carrier-phase two-way satellite frequency transfer over a very long baseline // Metrologia. — 2014. — V. 51. — № 3. — P. 253–262. — DOI: 10.1088/0026-1394/51/3/253.
7. Наумов А.В., Балаев Р.И., Малимон А.Н., Кобяков Р.С., Жеглов А.В. Высокоточное сравнение шкал времени по волоконно-оптическим линиям с использованием спутниковых модемов с дополнительной тоновой модуляцией // Измерительная техника. — 2023. — № 2. — С. 24–29. — DOI: 10.32446/0368-1025it.2023-2-24-29.
8. Балаев Р.И., Наумов А.В., Малимон А.Н., Федорова Д.М. Высокоточное сравнение шкал времени по волоконным линиям методом TWOTFT с использованием DPN-модемов // Метрология времени и пространства. Материалы XI Международного симпозиума. — Менделеево: ВНИИФТРИ, 2023. — С. 142–146.
9. Malimon A.N., Balaev R.I., Naumov A.V. Implementation of time scales comparison over a fiber-optic line using DPN signals // 25th International Conference on Digital Signal Processing and its Applications (DSPA), 29–31 March, 2023. — IEEE, 2023. — ID 10113410. — DOI: 10.1109/DSPA57594.2023.10113410.
10. Балаев Р.И., Наумов А.В., Малимон А.Н. Cравнение по 270 км волоконной линии, не имеющей промежуточных оптических усилителей, шкал времени водородных мазеров из состава ГЭВЧ // Всероссийская научно-техническая конференция «Метрологическое обеспечение фотоники — 2023»: тезисы докладов. — М.: ВНИИОФИ, 2023. — С. 47–53.
11. Кобяков Р.С., Медведев С.Ю., Мишагин К.Г., Наумов А.В., Блинов И.Ю. Разработка DPN-модема с конфигурируемыми поднесущими частотами, первые результаты измерений // Альманах современной метрологии. — 2020. — № 2 (22). — С. 73–82.
Статья поступила в редакцию: 25.09.2024 г.
Статья прошла рецензирование: 26.09.2024 г.
Статья принята в работу: 28.10.2024 г.
Полные тексты статей доступны в печатных номерах журнала по подписке и при покупке отдельных номеров у издателя.
Также полные тексты статей размещаются в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.