izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-12-42-47izmertech-2020Research ArticleИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ И ЧАСТОТЫПередача сигналов перспективных водородных стандартов частоты и времени по оптоволоконному каналу с компенсацией фазовой нестабильностиTransmission signals of perspective hydrogen standards of frequency and time via a fiber-optic channel with phase instability compensationhttps://orcid.org/0000-0003-2125-7019КобяковР. С.KobyakovR. S.

Роман Сергеевич Кобяков

Нижний Новгород

Roman S. Kobyakov

Nizhniy Novgorod

kobyakov.r@vremya-ch.comhttps://orcid.org/0000-0002-4557-5276ЖегловА. В.ZheglovA. V.

Александр Викторович Жеглов

Нижний Новгород

Aleksandr V. Zheglov

Nizhniy Novgorod

zheglov@vremya-ch.comhttps://orcid.org/0000-0003-4968-4522МедведевС. Ю.MedvedevS. Y.

Сергей Юрьевич Медведев

Нижний Новгород

Sergey YU. Medvedev

Nizhniy Novgorod

medvedev@vremya-ch.comhttps://orcid.org/0000-0002-1068-6515НовожиловР. Н.NovozhilovR. N.

Роман Николаевич Новожилов

Нижний Новгород

Roman N. Novozhilov

Nizhniy Novgorod

novozhilov@vremya-ch.comhttps://orcid.org/0000-0002-2742-2751ПисаревИ. А.PisarevI. A.

Илья Александрович Писарев

Нижний Новгород

Il'ya A. Pisarev

Nizhniy Novgorod

pisarev@vremya-ch.comЗАО «Время-Ч»РоссияJSC “Vremya-CH”Russian Federation2021290920230124247Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/2020

Представлены методы повышения точности передачи эталонных сигналов частоты и времени с применением волоконно-оптического модема с компенсацией фазовой нестабильности. Рассмотрены алгоритмы передачи импульсного сигнала времени 1PPS с погрешностью синхронизации не более 200 пс. Приведены результаты измерений девиации Аллана при передаче эталонного сигнала частотой 100 МГц через двухкилометровую волоконную линию с дополнительным внешним температурным воздействием. С помощью разработанного имитатора волоконнооптической линии связи оценена точность передачи эталонных сигналов для волоконных линий длиной до 100 км, а также при наличии различных внешних воздействий. Разработан полнофункциональный прибор для передачи и приёма эталонных сигналов частоты и времени через волоконно-оптическую линию связи длинной до 100 км, характеристики нестабильности которого могут достигать порядка 1–3·10−17 в суточном интервале измерений.

Methods for improving the quality of transmission reference frequency and time signals for a new fiber-optic modem with phase instability compensation are presented. Algorithms for transmitting a pulse signal of time 1PPS with a synchronization error of no more than 200 ps are considered. The results of measurements of the Allan deviation during the transmission of a reference signal with a frequency of 100 MHz through a two-kilometer fiber-optic line with an additional external temperature effect are presented. In addition, with the help of the developed emulator of a fiber-optic line, the quality of transmission of reference signals for various lengths of optical fiber, up to 100 km, as well as for various external infl uences, was evaluated. The purpose of this work is to develop a fully functional device for transmitting and receiving reference frequency and time signals over a fiber-optic communication line up to 100 km long, which will have instability characteristics of the order of 1–3·10−17 in the daily measurement interval.

передача прецизионных сигналов частоты и временикомпенсация фазовой нестабильностистандарты частоты и времениволоконно-оптическая линия связиfrequency and time signals transmissionfiber-optic linksatomic clocks comparisonfrequency standardsReferencesFujieda M., Kumagai M., Nagano S., Gotoh T., UTC(NICT) signals transfer system using optical fi ber, IVS NICT-TDC News, 2010, no. 31, pp. 17–20, URL: https://www2.nict.go.jp/sts/stmg/ivs tdc/news_31/pdf/tdcnews_31.pdf (дата обращения: 01.12.2021).Fujieda M., Kumagai M., Nagano S., Gotoh T., UTC(NICT) signals transfer system using optical fi ber, IVS NICT-TDC News, 2010, no. 31, pp. 17–20, URL: https://www2.nict.go.jp/sts/stmg/ivs tdc/news_31/pdf/tdcnews_31.pdf (дата обращения: 01.12.2021).Sliwczynski L., Krehlik P., Czubla A., Buczek L., Lipinski M., Metrologia, 2013, vol. 50(2), pp. 133–145. https://doi.org/10.1088/0026-1394/50/2/133Sliwczynski L., Krehlik P., Czubla A., Buczek L., Lipinski M., Metrologia, 2013, vol. 50(2), pp. 133–145. https://doi.org/10.1088/0026-1394/50/2/133Huang S., Calhoun M., Tjoelker R., 2006 IEEE International Frequency Control Symposium and Exposition, pp. 637– 641. https://doi.org/10.1109/FREQ.2006.275462Huang S., Calhoun M., Tjoelker R., 2006 IEEE International Frequency Control Symposium and Exposition, pp. 637– 641. https://doi.org/10.1109/FREQ.2006.275462.Кобяков Р. С., Медведев С. Ю., Мишагин К. Г., НаумовА. В., Блинов И. Ю.Разработка DPN модема с конфигурируемыми поднесущими частотами, первые результаты измерений // Альманах современной метрологии. 2020. № 2. С. 73–82.Kobyakov R. S., Medvedev S. Y., Mishagin K. G., Naumov A.V., Blinov I. Y., Development of DPN modem with selectable carrier frequencies, fi rst results of measurements, Al’manac of Modern Metrology, 2020, no. 2, pp. 73–82. (In Russ.)Daussy C., Lopez O., Amy-Klein A., Goncharov A., Guinet M., Chardonnet C., Narbonneau F., Lours M., Chamon D., Bize S., Clairon A., Santarelli G., Tobar M., Luiten A. N., Phys. Rev. Lett., 2005, vol. 94 (20), 203904. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.203904Daussy C., Lopez O., Amy-Klein A., Goncharov A., Guinet M., Chardonnet C., Narbonneau F., Lours M., Chamon D., Bize S., Clairon A., Santarelli G., Tobar M., Luiten A. N., Phys. Rev. Lett., 2005, vol. 94 (20), 203904. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.203904Kodet J., Pánek P., Procházkaet I., Metrologia, 2016, vol. 53, no. 1, pp. 18–26. https://doi.org/10.1088/0026-1394/53/1/18Kodet J., Pánek P., Procházkaet I., Metrologia, 2016, vol. 53, no. 1, pp. 18–26. https://doi.org/10.1088/0026-1394/53/1/18Балаев Р. И., Шибаева Д. М., Малимон А. Н., Курчанов А. Ф. Характеристики фазостабильных коаксиальных и оптических кабелей, используемых для передачи информации об эталонах времени и частоты // Альманах современной метрологии. 2015. № 2. С. 165–197.Balaev R. I., Shibaeva D. M., Malimon A. N., Kurchanov A. F., The characteristics of phase stable coaxial and optical used for transmitting standard time and frequency information, Al’manac of Modern Metrology, 2015, no. 2, pp. 165–197. (In Russ.)Фёдорова Д. М., Балаев Р. И., Курчатов А. Ф., Троян В. И., Малимон А. Н. Передача эталонных радиочастот по волоконно-оптической линии с электронной компенсацией возмущений // Измерительная техника. 2015. № 9. С. 34–37.Fedorova D. M., Balaev R. I., Kurchanov A. F., Troyan V. I., Malimon A. N., Measurement Techniques, 2015, vol. 58, no. 9, pp. 994–999. https://doi.org/10.1007/s11018-015-0831-yЖеглов А. В., Беляев А. А., Медведев С. Ю., Писарев И. А. Модемсволоконно-оптическойлиниейсвязидляпередачиэталонных сигналов частоты и времени // Измерительная техника. 2018. № 8. С. 25–28. https://doi.org/10.32446/0368-1025it-2018-8-25-28Zheglov A. V., Belyaev A. A., Medvedev S. Y., Pisarev I. A., Measurement Techniques, 2018, vol. 61, no. 8, pp. 774–778. https://doi.org/10.1007/s11018-018-1500-8Foreman S. M., Holman K. W., Hudson D. D., Jones D. J., Ye J., Review of Scientifi c Instruments, 2007, vol. 78, pp. 1–25. https://doi.org/10.1063/1.2437069Foreman S. M., Holman K. W., Hudson D. D., Jones D. J., Ye J., Review of Scientifi c Instruments, 2007, vol. 78, pp. 1–25. https://doi.org/10.1063/1.2437069

The authors declare that there are no conflicts of interest present.