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分析了影响光纤频率传输精度的主要因素,设计并实现了一种新的基于锁相环(PLL)补偿的双向异频传输方案。首先,为了确定光纤链路引入的不稳定性,设计了恒温条件下链路稳定性测试方案,通过光电联合测试得出了链路传输指标;然后,结合环境温度及PLL对光纤频率传输的影响,设计了环境温度影响下链路时延稳定性测试方案,并搭建了实验平台;最后,进行了光纤传输实验,分析了环境温度和阻尼系数变化对传输性能的影响。结果表明,由于PLL的有效补偿,10 MHz高精度原子钟频率信号经过25km的光纤传输后仍能保持很高的稳定性;本文方案下的链路时延抖动在环境温度慢变时可以稳定在0.5ns以内,显著降低了实际光纤应用中传输时延的不稳定性。