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首頁》時頻技術應用研發/
光纖傳時技術
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| 光纖通訊已成為通訊的主流技術之一，其具有遠距離的傳輸能力，低雜訊以及不受外界電磁干擾的特性，成為傳送精準信號的最佳媒介。透過光纖傳送頻率信號，可以將原子鐘等級之信號傳送至較遠的實驗室，無需侷限於單一實驗室，如此的技術已在歐、美、日等地實驗室間實現，並展現極佳的性能。基本的架構如圖一，由光發射器、光接收器及光纖(fiber)所組成，以標準頻率作為輸入信號，直接調變雷射光的強度，當光經過光纖傳送至光接收器，然後還原成電信號，供遠端設備使用。時間信號則需要經過適當的編碼處理然後透過光纖系統傳送。 |
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理想的時間與頻率傳送希望有固定的路徑時間延遲，才不會劣化頻率的穩定度，且較容易校正時間差。而實際上因為溫度等環境因素，會造成路徑延遲的變動。一般單模光纖因溫度變化所造成的傳送時間延遲變化量約為38 ps/(km‧℃)，是一般同軸纜線的1/10。當光纖暴露於溫度變化較大的環境下，或傳輸距離較長，就會造成相當程度的頻率相位變化或時間延遲的改變。所以使用者就必須依其需要將佈放光纖線路的管道控制在一定的溫度範圍內，或使用溫度係數更低的溫度補償型光纖。另一種做法是以雙向傳送的方式即時監測相位的變化，並作積極的延遲補償。因為環境溫度多是持續穩定的改變，透過即時的比對與補償，可以達到修正的目的。
目前本實驗室使用1310 nm波長相同的單頻分佈回饋(DFB)雷射以共同路徑的光纖鏈路進行雙向傳時比對實驗，結果顯示25公里光纖傳送路徑受環境因素影響的時間延遲變化超過2奈秒(ns)，透過雙向傳時方式互相消去後，殘餘的峰值變化量僅有83皮秒(ps)，我們進一步分析這些殘餘的變化主要是兩端傳時設備沒有完美同步到參考信號所造成。由於共同路徑的光纖鏈路具有高度的對稱性，此系統時間穩定度可優於7皮秒；而一天平均時間的頻率穩定度可達2×10-16。 |
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