CN114401066B - 一种高精度时频同步信号分发系统与其分发方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度时频同步信号分发系统与其分发方法，利用超低相噪的飞秒光脉冲作为系统参考频率源，通过光纤分发到分布式系统各个站点作为参考源，再通过基于光鉴相器的时频同步信号提取技术从站中提取出皮秒级高精度时频参考信号；为了降低主从站点间光纤链路受到外界环境干扰而造成的相噪恶化，采用基于锁相环的光纤稳相传输技术和基于混频消除的光纤稳相传输技术，可以补偿和消除链路引入的时间抖动，为各个分站提供超低相噪时频参考信号，实现各个站点间的皮秒级高精度时频同步。
Description
技术领域
本发明属于分布式系统领域，具体涉及一种高精度时频同步信号分发系统与其分发方法。
背景技术
在分布式系统中，需要高精度的时频同步信号，以实现各个分布式站点间的联合探测。高精度时频分配与同步技术是支撑雷达探测系统、深空探测网络、甚长基线干涉测量等先进科学技术领域取得创新发展的关键技术之一。时频同步信号的相位噪声对于分布式系统来说至关重要，将决定系统对目标的探测概率和探测距离等，是先进分布式探测系统中最重要的指标之一。
传统的时频同步信号分发系统往往将晶振作为基准频率源，通过不断向上倍频得到较高的参考频率。晶振作为参考频率源存在相噪较高的问题，且在向上倍频的过程中相噪将进一步恶化。目前商用的晶振日稳定度仅能达到10-11量级，很难进一步提高。且晶振震荡频率最高仅能达到100MHz量级，进行N倍频后相噪将恶化20logN dB。随着先进射频探测系统频段不断提高，晶振作为基准频率源已经越来越无法满足要求。
分布式系统中，往往将基准频率源放置在主站内，通过光纤、同轴电缆等将参考信号分发到各个分站，作为分站的时频参考。在主站传输到从站的过程中，信号传输链路易受环境干扰而使得参考信号相噪恶化，影响分站间的同步精度。采用稳相传输技术在主从站间传输高精度时频同步信号，可以降低信号的相噪恶化，提高系统时频同步性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度时频同步信号分发系统与其分发方法，实现了分布式系统各站点间皮秒级高精度时频同步。
实现本发明的技术解决方案为：一种高精度时频同步信号分发系统，包括主站、M个从站和3M路主从站间光纤链路，M≥2，主站包括链路反馈基准频率源、第一光鉴相器、第一PI、锁模激光器、可调光延时线；从站包括第二光鉴相器、第二PI、第一VCO、第三光鉴相器、第三PI、第二VCO、混频器；主从站间光纤链路包括第一光纤链路、第二光纤链路和第三光纤链路。
一种高精度时频同步信号分发系统的分发方法，步骤如下：
步骤1：锁模激光器产生飞秒光脉冲作为系统时频参考源；
步骤2：在主站中，对选定的某一从站，利用基于光锁相环的稳相传输技术，将飞秒光脉冲送入与该从站对应的可调光延时线，通过第一PI控制可调光延时线，调节补偿三路光纤链路延时；将补偿延时后的光脉冲经第三光纤链路传送给该从站；到达从站后，该光脉冲分成第一路和第二路，第一路光脉冲注入第三光鉴相器，转入步骤3；第二路经第二光纤链路反馈回主站，在主站中，将第二光纤链路反馈回的光脉冲再分为两路，一路光脉冲送入第一光鉴相器，通过第一光鉴相器对比得出光脉冲与链路反馈基准频率源信号间的相位差信息，将相位差信息送入第一PI，从而通过第一PI反馈控制光延时线，构建光锁相环反馈回路，补偿光脉冲在光纤链路传输中受外界影响造成的时间抖动；第二光纤链路反馈给主站的另一路光脉冲，经第一光纤链路再反馈回选定从站，转入步骤4；
步骤3：在选定从站中，利用基于光鉴相器的时频同步信号提取技术，将第三光纤链路传来的第一路光脉冲注入第三光鉴相器，将第二VCO输出的主时频信号在第二光鉴相器与光脉冲进行对比，得出相位差信息；将第三光鉴相器输出的相位差信息送入第三PI，放大后反馈控制第二VCO，降低第二VCO输出的主时频信号的相位抖动，输出皮秒级高精度主时频信号，初步实现主站高精度时频参考源分发至从站；转入步骤5；
步骤4：在选定从站中，利用基于光鉴相器的时频同步信号提取技术，将第一光纤链路传来的光脉冲注入第二光鉴相器，将第一VCO输出的辅助时频信号在第二光鉴相器与光脉冲进行对比，得出相位差信息；将第二光鉴相器输出的相位差信息送入第二PI，放大后反馈控制第一VCO，降低第一VCO输出的辅助时频信号的相位抖动，输出皮秒级高精度辅助时频信号；转入步骤5；
步骤5：利用基于混频对消的稳相传输技术，将主时频信号与辅助时频信号进行混频，通过混频对消链路延时相位，最终得到精度进一步提高的皮秒级时频参考信号，最终实现主站飞秒脉冲时频参考源信号高精度分发到选定从站，降低传输中的信号恶化，在从站实现信号的高精度提取；实现主站时频参考源分发到该选定从站后，转入步骤2，选定下一从站继续进行时频同步源的分发，且M个从站间同步信号的分发可以独立并行完成。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
(1)飞秒激光器输出的光脉冲作为系统时频同步源，具有超低相噪、超低时间抖动。
(2)采用基于光锁相环的稳相传输方法在主从站间传输飞秒光脉冲，降低外界干扰造成的相噪恶化。
(3)采用基于混频消除的稳相传输方法在主从站间传输飞秒光脉冲，降低外界干扰造成的相噪恶化。
附图说明
图1为高精度时频同步信号分发系统框图。
图2为系统主从站连接图。
图3为系统主站组成框图。
图4为系统从站组成框图。
图5为光鉴相器提取相位差信号原理图。
图6为偏振调制器原理图。
图7为光鉴相器鉴相曲线图。
图8为光鉴相器中光脉冲与微波信号延时关系图。
图9为基于光鉴相器的时频同步信号提取技术相位噪声功率谱图。
图10为基于光锁相环的稳相传输技术原理图。
图11为基于混频对消的稳相传输技术原理图。
图12为基于混频对消的稳相传输技术中光脉冲与微波信号延时关系图。
图13为基于混频对消的稳相传输技术中链路时间抖动累积曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果改特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明地描述中，“多个”地含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体地限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应作广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；“连接”可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围指内。
下面将结合本设计实例对具体实施方式、以及本次发明的技术难点、发明点进行进一步介绍。
本发明给出了一种高精度时频同步信号分发系统及其分发方法，可以实现分布式站点间高精度时频同步。本发明将飞秒激光器作为全系统的时频同步信号源，置于主站内，通过光纤将飞秒光脉冲分发到各个从站中；从站从飞秒光脉冲中提取出高稳定度、低相噪信号作为时频同步信号源；为了消除主从站间光纤链路时间抖动影响，分别采用基于光锁相环的稳相传输技术与基于混频对消的稳相传输技术来去除外界干扰造成的影响。
其中基于光锁相环的稳相传输技术将从站收到的飞秒光脉冲反馈回主站，通过与链路反馈基准频率源(该频率源仅用于控制链路的时间抖动)进行对比，得出光纤链路的延时变化，从而控制可调光延时线调节延时量，补偿链路时间抖动。
基于混频消除的稳相传输技术采用两个光鉴相器提取出光脉冲与微波信号间的相位差信号，反馈调节压控振荡器输出信号使之锁定到飞秒光脉冲上。其中一个输出信号锁定到主站发送到从站的飞秒光脉冲上作为主信号，频率为f；另一个输出信号锁定到从站反馈回主站又从主站反馈回从站的飞秒光脉冲上作为辅助信号，频率为f/3。由于辅助信号f/3锁定的飞秒光脉冲经历了三倍的光链路，故而延时量为主时频f信号的三倍，在f/3的频率下将与主时频f信号延时相移一致。将主从信号输入混频器进行混频，则链路时间抖动造成的延时相移将互相抵消，得到消除链路时间抖动的频率为2f/3的时频参考信号。
本发明所述的高精度时频同步信号分发系统，包括主站、M个从站和3M路主从站间光纤链路，M≥2，主站包括链路反馈基准频率源、第一光鉴相器、第一比例积分控制器(PI)、锁模激光器、可调光延时线；从站包括第二光鉴相器、第二比例积分控制器、第一压控振荡器(VCO)、第三光鉴相器、第三比例积分控制器、第二压控振荡器、混频器；主从站间光纤链路包括第一光纤链路、第二光纤链路和第三光纤链路。系统框图如图1、图2所示。
第二光鉴相器、第三光鉴相器结构均与第一光鉴相器相同。
第一光鉴相器包括偏振调制器(PolM)、偏振控制器(PC)、偏振分束器(PBS)和平衡光电探测器(BPD)，光鉴相器结构如图5所示。传来的飞秒光脉冲输入PolM作为调制载波，微波信号经过PolM调制飞秒光脉冲；调制过后的飞秒光脉冲注入PC，调节偏振态后送入PBS；光脉冲经PBS分为两路，两路光偏振态相互垂直；两路光分别送入BPD的两个输入口，经过平衡探测后得到飞秒光脉冲与调制微波信号间的相位差信号。
主站中的锁模激光器产生飞秒光脉冲作为各个从站的时频参考源；可调光延时线将光脉冲进行链路延时补偿后通过第三光纤链路输送给从站作为参考光脉冲；第一光鉴相器将第二光纤链路传来的从站反馈光脉冲与链路反馈基准频率源进行比较得出相位差信息，输送给第一PI；相位差信息经第一PI放大后控制可调光延时线补偿链路延时。主站组成框图如图3所示。
在主站与每个从站间均通过三路光纤链路实现连接。第一光纤链路将主站收到的从站反馈光脉冲再反馈回从站，作为从站的辅助参考光脉冲源；第二光纤链路将从站收到的光脉冲反馈回从站；第三光纤链路将主站产生的光脉冲传输给从站，作为从站的主参考光脉冲源。
在从站中，首先将第一光纤链路传来的反馈光脉冲输入第二光鉴相器，提取出第一VCO输出的辅助时频信号与光脉冲间的相位差信号；相位差信号经第二PI放大后反馈调节第一压控振荡器，使第一VCO输出频率为f/3的辅助时频信号，反馈锁定到光脉冲重频上；同样通过第三光鉴相器、第二VCO、第三PI提取出频率为f的主时频信号，并使主时频信号锁定到第三光纤链路传来的光脉冲上；将主辅时频信号输入混频器，混频对消链路时间抖动，得到2f/3的时频参考信号，作为从站时间频率基准。从站组成框图如图4所示。
一种高精度时频同步信号分发系统的分发方法，步骤如下：
步骤1：锁模激光器产生飞秒光脉冲作为系统时频参考源；
步骤2：在主站中，对选定的某一从站，利用基于光锁相环的稳相传输技术，将飞秒光脉冲送入与该从站对应的可调光延时线，通过第一PI控制可调光延时线，调节补偿三路光纤链路延时。将补偿延时后的光脉冲经第三光纤链路传送给该从站；到达从站后，该光脉冲分成第一路和第二路，第一路光脉冲注入第三光鉴相器，转入步骤3；第二路经第二光纤链路反馈回主站，在主站中，将第二光纤链路反馈回的光脉冲再分为两路，一路光脉冲送入第一光鉴相器，通过第一光鉴相器对比得出光脉冲与链路反馈基准频率源信号间的相位差信息，将相位差信息送入第一PI，从而通过第一PI反馈控制光延时线，构建光锁相环反馈回路，补偿光脉冲在光纤链路传输中受外界影响造成的时间抖动。第二光纤链路反馈给主站的另一路光脉冲，经第一光纤链路再反馈回选定从站，转入步骤4。
步骤3：在选定从站中，利用基于光鉴相器的时频同步信号提取技术，将第三光纤链路传来的第一路光脉冲注入第三光鉴相器，将第二VCO输出的主时频信号在第二光鉴相器与光脉冲进行对比，得出相位差信息。将第三光鉴相器输出的相位差信息送入第三PI，放大后反馈控制第二VCO，降低第二VCO输出的主时频信号的相位抖动，输出皮秒级高精度主时频信号，初步实现主站高精度时频参考源分发至从站。转入步骤5。
步骤4：在选定从站中，利用基于光鉴相器的时频同步信号提取技术，将第一光纤链路传来的光脉冲注入第二光鉴相器，将第一VCO输出的辅助时频信号在第二光鉴相器与光脉冲进行对比，得出相位差信息。将第二光鉴相器输出的相位差信息送入第二PI，放大后反馈控制第一VCO，降低第一VCO输出的辅助时频信号的相位抖动，输出皮秒级高精度辅助时频信号。转入步骤5。
步骤5：利用基于混频对消的稳相传输技术，将主时频信号与辅助时频信号进行混频，通过混频对消链路延时相位，最终得到精度进一步提高的皮秒级时频参考信号，最终实现主站飞秒脉冲时频参考源信号高精度分发到选定从站，降低传输中的信号恶化，在从站实现信号的高精度提取。实现主站时频参考源分发到该选定从站后，转入步骤2，选定下一从站继续进行时频同步源的分发，且M个从站间同步信号的分发可以独立并行完成。
在如上所述高精度时频同步信号分发方法中，主要基于三个关键技术：基于光鉴相器的时频同步信号提取技术、基于光锁相环的稳相传输技术和基于混频对消的稳相传输技术。
基于光鉴相器的时频同步信号提取技术主要使用光鉴相器提取光脉冲与VCO间的相位差信息，反馈控制VCO输出信号频率，从而锁定提取出高精度时频信号。
光鉴相器原理图如图5所示。加载在PolM上的微波信号分别对上下两路光信号进行系数相反的相位调制，PolM(Versawave technologies，40Gb/s)的结构如图6所示。调制后的两路光信号可表示为Ex和Ey：
其中Ein表示输入光信号的场强，exp表示指数符号，j表示虚数符号，ωc表示输入光信号的角频率，t表示时间，β表示PolM的调制系数，ωRF表示微波信号的角频率，θe表示PolM的偏置相位，代表两垂直偏振的光信号之间的相位差。Ex和Ey由PBS合为一路后输出。其后，PC调节Ex和Ey的偏振方向，使得其与后面的偏振分束器的主轴成45°角的关系(如图5中所示)。同时，PC还可以调节Ex和Ey之间的固定相位差。Ex和Ey在PBS中干涉，将对光信号的相位调制转化为幅度调制，因此在PBS的两输出端口可以得到幅度调制的光信号E1(t)和E2(t)，表示为：
那么PBS两输出端口的光功率P1、P2可以表示为：
将PBS两路输出光分别注入BPD的上下两个输入口中，在小信号调制情况下得到BPD输出电压为νBPD：
其中，α表示BPD的响应度，Pi表示输入光功率。BPD输出电压随光脉冲与微波信号间相位差变化曲线如图7所示。可以看到，在理想条件下，BPD输出的电压信号与相位差呈近似正弦曲线的关系，可将此条曲线称为鉴相曲线。在一定参数条件下，鉴相曲线出现了平顶现象，这部分对于鉴相器来说是无效的区域。若将相位调制系数β减小为0.59，那么鉴相曲线如图7中黑色曲线所示。可以看到曲线更加接近于正弦曲线，没有了平顶现象。但相比于调制系数更大的红色曲线，曲线线性区的斜率变小了，即鉴相灵敏度变小了。因此实际应用时，需要权衡鉴相灵敏度和鉴相范围这两个参数。
通过光鉴相器提取光脉冲与微波信号间时差原理如图8所示。通过调节光脉冲延时，使得在基准情况下光脉冲正处于微波信号的过零点处，此时光鉴相器输出为零；当微波信号过零点相对于光脉冲延时为正时，将产生正电压输出；当微波信号过零点相对于光脉冲延时为负时，将产生负电压输出，从而提取出相位差信息，作为反馈信号。相位差信号经过放大后控制VCO输出时频信号频率，实现时频信号高精度锁定到飞秒光脉冲上。
基于光锁相环的稳相传输技术主要通过光锁相环技术反馈补偿三路光纤链路的延时，降低光脉冲在链路中传输的相噪恶化。
基于光锁相环的稳相传输技术原理框图如图10所示。在主从站间来回传播一次的光脉冲受到外界干扰产生时间抖动，通过光鉴相器提取出时间抖动造成的相位差信号，再放大相位差信号反馈补偿链路的延时，降低时间抖动的影响，避免传输造成的相噪恶化。
基于混频对消的稳相传输技术主要在从站中通过两个光鉴相器分别提取出主时频信号和辅助时频信号，再通过混频对消主时频信号与辅助时频信号残存的延时相位，进一步降低时间抖动，提高时频同步精度。
基于混频对消的稳相传输技术原理框图如图11所示。各光纤链路中延时如图所示。光脉冲通过第三光纤链路传给从站，提取出频率为f的主时频信号；部分光脉冲再从第二光纤链路反馈回主站，再从主站传输给从站，光脉冲在第一、第二和第三光纤链路中经历了三倍路径，从而此路光脉冲经历了三倍的时延和三倍的时间抖动量，从该路光脉冲中提取出频率为f/3的辅助时频信号。主链路中光脉冲延时为Δt，与之锁定的主时频信号延时也为Δt；辅助链路中光脉冲延时为3Δt，与之锁定的辅助时频信号延时也为3Δt，如图12所示。
设主时频信号s1为：
其中T表示主从站间一次来回传播的时间周期。则辅助时频信号s2为：
从上式中可看出，主时频信号和辅助时频信号由于链路延时造成的相移相同，将主时频信号与辅助时频信号进行混频，则两者的相噪将抵消得到频率为2f/3的时频参考信号s：
以上解释了该时频同步信号分发方法中基于光鉴相器的时频信号提取技术、基于光锁相环的稳相传输技术和基于混频对消的稳相传输技术的原理，以下对各个技术的残余相位噪声进行分析，探讨本方法提取高精度时频同步信号的能力和消除链路时间抖动的能力。
(1)基于光鉴相器的时频信号提取技术
在通过光鉴相器从光脉冲中提取时频同步信号试验中，当8GHz VCO被锁定后，用信号源分析仪测量了它的绝对相位相噪，测量结果如图9曲线(i)所示。另外，图中曲线(ii)代表的是光鉴相器的噪底，曲线(iii)是8GHz VCO自由振荡时的相位噪声。而曲线(iv)则是测得的250MHz锁模激光器的重复频率噪声。通过四条曲线的对比观察，可以得出以下结论：(1)由于锁相环的锁相带宽约为600kHz，在该频率处有谐振峰。在锁相带宽外(大于1MHz频偏范围)锁定后的8GHz振荡信号相位噪声由介质振荡器本身决定。因此，高质量的VCO，特别是高频偏处低相噪的VCO，在基于锁模激光器的时频同步信号提取中具有非常重要的作用；(2)在近载频部分(小于10kHz频偏范围)，锁定后的8GHz振荡信号相位噪声主要由锁模激光器的重复频率噪声决定。因为光鉴相器探测到的就是微波信号与光脉冲序列之间相对时间位置上的信息，即微波信号与光脉冲序列重复频率之间的相位差。在本发明中所用的锁模激光器为自由运行的被动锁模激光器，如果在进一步改进中稳定锁模激光器的重复频率，那么产生的微波信号低频偏相噪将大大降低；(3)在10kHz到1MHz频偏范围内，相位噪声受限于光鉴相器的噪底，在100kHz频偏处，相位噪声能到-150dBc/Hz。
(2)基于光锁相环的稳相传输技术
在基于光锁相环的稳相传输技术中，系统残余相位误差定义为光延时器跟随链路时间抖动时产生的偏差，数学定义为光脉冲与链路反馈基准频率源间的相位差φe(t)的方差：
利用维纳辛钦定理，(8)式可以表示成频域的形式：
式中为相位误差信号的功率谱密度，即为/>对频率f的积分：
上式中，可以分解为三项，/>为飞秒光脉冲的相位噪声功率谱，为基准频率源相位噪声功率谱，这两项通过误差传递函数传递到相位误差。而为光鉴相芯片的散粒噪声引入的相位噪声功率谱，取决于光鉴相器的相噪。Gopen(f)表示系统开路增益。由此可知，系统的残余相位误差取决于飞秒激光器、基准频率源和光鉴相器的相位噪声。采用更好的飞秒激光器，或者将飞秒激光器进行重频锁定，可以降低飞秒激光器的相位噪声；采用更好的频率源也可以降低系统残余相位误差；对光鉴相器进行合理的设计制造封装，降低光鉴相器的相噪，也能有效降低系统的残余相位误差。
(3)基于混频对消的稳相传输技术
光脉冲在链路中传输时，由于环境干扰从而产生时间抖动。随着时间积累，时间抖动量也不断积累。基于混频消除的稳相传输技术可以实时对消链路中的大部分时间抖动，时间抖动量不会积累，但仍存在残余相位噪声，如图13所示。
分析基于混频对消的稳相传输技术残余相噪原因如下：
1)该稳相系统虽然消除了光纤链路部分引入的噪声，但是在该系统里还包含有很多电子元器件，比如光鉴相器、VCO、PI和混频器等，都会给传输信号引入额外的相位噪声，而这些相位噪声无法利用混频消除；
2)混频过程中存在非必要杂散。以输出8GHz的时频参考信号为例：混频器输出的8GHz信号中，不仅包括由12GHz信号与4GHz信号下混频得到的8GHz信号，也包含4GHz信号产生的二次谐波，其频率大小也为8GHz。这样，两个有着不同相位但是频率都为8GHz的信号混在了一起，调制到光载波上，传送到远端。然而这个由于混频非线性产生的8GHz信号，其经过光纤传输时，也会引入相位抖动，稳相系统却没法消除这个相位抖动。
Claims (5)
1.一种高精度时频同步信号分发系统，其特征在于：包括主站、M个从站和3M路主从站间光纤链路，M≥2，主站包括链路反馈基准频率源、第一光鉴相器、第一PI、锁模激光器、可调光延时线；从站包括第二光鉴相器、第二PI、第一VCO、第三光鉴相器、第三PI、第二VCO、混频器；主从站间光纤链路包括第一光纤链路、第二光纤链路和第三光纤链路；
第一光鉴相器包括PolM、PC、PBS和BPD，传来的飞秒光脉冲输入PolM作为调制载波，微波信号经过PolM调制飞秒光脉冲；调制过后的飞秒光脉冲注入PC，调节偏振态后送入PBS；光脉冲经PBS分为两路，两路光偏振态相互垂直；两路光分别送入BPD的两个输入口，经过平衡探测后得到飞秒光脉冲与调制微波信号间的相位差信号；
第二光鉴相器、第三光鉴相器的结构均与第一光鉴相器相同；
主站中的锁模激光器产生飞秒光脉冲作为各个从站的时频参考源；可调光延时线将光脉冲进行链路延时补偿后通过第三光纤链路输送给从站作为参考光脉冲；第一光鉴相器将第二光纤链路传来的从站反馈光脉冲与链路反馈基准频率源进行比较得出相位差信息，输送给第一PI；相位差信息经第一PI放大后控制可调光延时线补偿链路延时；
在主站与每个从站间均通过三路光纤链路实现连接；第一光纤链路将主站收到的从站反馈光脉冲再反馈回从站，作为从站的辅助参考光脉冲源；第二光纤链路将从站收到的光脉冲反馈回从站；第三光纤链路将主站产生的光脉冲传输给从站，作为从站的主参考光脉冲源；
在从站中，首先将第一光纤链路传来的反馈光脉冲输入第二光鉴相器，提取出第一VCO输出的辅助时频信号与光脉冲间的相位差信号；相位差信号经第二PI放大后反馈调节第一VCO，使第一VCO输出频率为f/3的辅助时频信号，反馈锁定到光脉冲重频上；同样通过第三光鉴相器、第二VCO、第三PI提取出频率为f的主时频信号，并使主时频信号锁定到第三光纤链路传来的光脉冲上；将主辅时频信号输入混频器，混频对消链路时间抖动，得到2f/3的时频参考信号，作为从站时间频率基准。
2.一种如权利要求1所述的高精度时频同步信号分发系统的分发方法，其特征在于：步骤如下：
步骤1：锁模激光器产生飞秒光脉冲作为系统时频参考源；
步骤2：在主站中，对选定的某一从站，利用基于光锁相环的稳相传输技术，将飞秒光脉冲送入与该从站对应的可调光延时线，通过第一PI控制可调光延时线，调节补偿三路光纤链路延时；将补偿延时后的光脉冲经第三光纤链路传送给该从站；到达从站后，该光脉冲分成第一路和第二路，第一路光脉冲注入第三光鉴相器，转入步骤3；第二路经第二光纤链路反馈回主站，在主站中，将第二光纤链路反馈回的光脉冲再分为两路，一路光脉冲送入第一光鉴相器，通过第一光鉴相器对比得出光脉冲与链路反馈基准频率源信号间的相位差信息，将相位差信息送入第一PI，从而通过第一PI反馈控制光延时线，构建光锁相环反馈回路，补偿光脉冲在光纤链路传输中受外界影响造成的时间抖动；第二光纤链路反馈给主站的另一路光脉冲，经第一光纤链路再反馈回选定从站，转入步骤4；
步骤3：在选定从站中，利用基于光鉴相器的时频同步信号提取技术，将第三光纤链路传来的第一路光脉冲注入第三光鉴相器，将第二VCO输出的主时频信号在第二光鉴相器与光脉冲进行对比，得出相位差信息；将第三光鉴相器输出的相位差信息送入第三PI，放大后反馈控制第二VCO，降低第二VCO输出的主时频信号的相位抖动，输出皮秒级高精度主时频信号，初步实现主站高精度时频参考源分发至从站；转入步骤5；
步骤4：在选定从站中，利用基于光鉴相器的时频同步信号提取技术，将第一光纤链路传来的光脉冲注入第二光鉴相器，将第一VCO输出的辅助时频信号在第二光鉴相器与光脉冲进行对比，得出相位差信息；将第二光鉴相器输出的相位差信息送入第二PI，放大后反馈控制第一VCO，降低第一VCO输出的辅助时频信号的相位抖动，输出皮秒级高精度辅助时频信号；转入步骤5；
步骤5：利用基于混频对消的稳相传输技术，将主时频信号与辅助时频信号进行混频，通过混频对消链路延时相位，最终得到精度进一步提高的皮秒级时频参考信号，最终实现主站飞秒脉冲时频参考源信号高精度分发到选定从站，降低传输中的信号恶化，在从站实现信号的高精度提取；实现主站时频参考源分发到该选定从站后，转入步骤2，选定下一从站继续进行时频同步源的分发，且M个从站间同步信号的分发可以独立并行完成。
3.根据权利要求2所述的高精度时频同步信号分发系统的分发方法，其特征在于，上述基于光鉴相器的时频同步信号提取技术，具体如下：
使用光鉴相器提取光脉冲与VCO间的相位差信息，反馈控制VCO输出信号频率，从而锁定提取出高精度时频信号。
4.根据权利要求2所述的高精度时频同步信号分发系统的分发方法，其特征在于，基于光锁相环的稳相传输技术，具体如下：
通过光锁相环技术反馈补偿三路光纤链路的延时，降低光脉冲在链路中传输的相噪恶化。
5.根据权利要求2所述的高精度时频同步信号分发系统的分发方法，其特征在于，基于混频对消的稳相传输技术，具体如下：
在从站中通过两个光鉴相器分别提取出主时频信号和辅助时频信号，再通过混频对消主时频信号与辅助时频信号残存的延时相位，进一步降低时间抖动，提高时频同步精度。
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