大規模物理実験のための光リンクを介したクロック分配および同期方式

引用

Yang Hu、Yonggang Wang、Jie Kuang、Bo Wu、「大規模物理学実験のための光リンク上のクロック配信および同期スキーム」、原稿受理日：2021 年 1 月 5 日、改訂日：2021 年 1 月 28 日および 2021 年 3 月 19 日。

キーワード

• クロック分配と同期
• マルチギガビットシリアルリンク
• 光ネットワーク
• ピコ秒レベルの精度
• 光ファイバーリンク
• 光サーキュレータ
• シリアルトランシーバー（SerDes）
• フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）
• 時間-デジタルコンバータ（TDC）
• 位相補間器（PI）
• 単波長ファイバー接続
• オフセット補償
• ジッター
• レイテンシー
• 伝送リンクの対称性
• 大規模物理実験
• クロックの安定性
• 同期スキーム
• プロトタイプシステム
• 温度依存性
• 長期的な安定性

簡単な

この記事では、光サーキュレータと FPGA 組み込みシリアルトランシーバを活用し、光ネットワーク上のマルチギガビットシリアルリンクでピコ秒レベルのクロック同期精度を実現する、大規模物理実験用の新しい光ファイバリンクおよび同期方式を提案します。

まとめ

本稿では、サーキュレータとFPGA内蔵高速シリアルトランシーバ（SerDes）を用いた光ファイバリンクを用いた大規模物理実験のための新しいクロック分配・同期方式を紹介します。この方式は、FPGA内のTDCと位相補間器を用いてクロックオフセットを正確に測定・補正することで、単一波長光ファイバ接続においてピコ秒レベルの同期精度（15ps未満）を実現します。提案方式は温度や接続距離の影響を受けないことを実証しており、伝送路の対称性を高めることで、White Rabbitなどの既存方式に代わる実用的な代替手段となります。

出典: https://sci.bban.top/pdf/10.1109/tns.2021.3070589.pdf#