[發(fā)明專利]一種基于同步數(shù)字系列光網(wǎng)絡(luò)的高精度時(shí)間頻率傳遞方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110115364.0
• 申請(qǐng)日: 2011-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN102158298A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧麟;朱勇;吳傳信;經(jīng)繼松;張寶富;王榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04J3/06
• 分類號(hào): H04J3/06;H04Q11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于同步數(shù)字系列（Synchronous?Digital?Hierarchy,?以下簡(jiǎn)稱SDH）光網(wǎng)絡(luò)的高精度、長(zhǎng)距離的時(shí)間頻率傳遞方法。該方法依托雙向的同步數(shù)字系列光網(wǎng)絡(luò)低速業(yè)務(wù)通道進(jìn)行時(shí)間頻率傳遞，具有時(shí)間頻率傳遞精度高、占用光網(wǎng)絡(luò)帶寬少，對(duì)時(shí)頻傳遞信道路由變化不敏感的優(yōu)點(diǎn)。

背景技術(shù)

世界上各個(gè)大國都在積極發(fā)展自己高精度時(shí)間與頻率統(tǒng)一系統(tǒng)，比較著名的主要是天基體統(tǒng)，比如美國的GPS系統(tǒng)、俄羅斯的GLONASS，歐洲的伽利略系統(tǒng)以及我國正在建設(shè)的北斗系統(tǒng)等。與此同時(shí)，基于光網(wǎng)絡(luò)的高精度時(shí)間頻率網(wǎng)絡(luò)也是構(gòu)建時(shí)頻體系的重要組成部分，不但能夠勝任高精度的時(shí)間頻率傳遞工作，還可與天基時(shí)頻網(wǎng)絡(luò)相互補(bǔ)充、相互支撐，形成空地一體化的高精度時(shí)頻網(wǎng)絡(luò)。

時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的高精度傳遞本質(zhì)上是要實(shí)現(xiàn)時(shí)間頻率信號(hào)在不同空間位置的相位統(tǒng)一。根據(jù)占用信道資源不同，基于光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)頻傳遞可劃分為：獨(dú)占光纖、占用光網(wǎng)絡(luò)中的確定波長(zhǎng)信號(hào)和依托已有的SDH光網(wǎng)絡(luò)三類。其中前兩種方法雖然傳遞精度高，但占用帶寬資源過多，且在長(zhǎng)距離傳遞時(shí)需要對(duì)現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大規(guī)模改造；依托已有的SDH傳送網(wǎng)中的業(yè)務(wù)通道進(jìn)行時(shí)間頻率傳遞雖然占用信道資源少，但由于時(shí)間頻率信號(hào)在傳遞過程中會(huì)受到碼速調(diào)整、指針調(diào)整、數(shù)字再生、業(yè)務(wù)切換和長(zhǎng)距離光纖鏈路熱脹冷縮等劣化因素的影響，時(shí)間頻率傳遞的穩(wěn)定度損失較大。上世紀(jì)九十年代，日本NTT公司對(duì)利用SDH網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行時(shí)間傳遞進(jìn)行了集中研究，研究成果表明：在千公里級(jí)的距離上利用SDH的低速業(yè)務(wù)只能達(dá)到數(shù)百納秒級(jí)。目前已有的利用SDH網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行授時(shí)的商用設(shè)備在中短距離上的授時(shí)精度為亞微秒量級(jí)。

2008年，日本國家度量研究所（National?Metrology?Institute?of?Japan，NMIJ）利用SDH光網(wǎng)絡(luò)的1.544Mbps支路業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)了從東京到?jīng)_繩約1500千米的單向原子頻標(biāo)的頻率傳遞實(shí)驗(yàn)，其中光纖鏈路包含560公里的直埋光纜和900公里的無電中繼海底光纜，鏈路中共有5個(gè)包含銣原子鐘的數(shù)字中繼站，結(jié)果表明：?在采用了具備銣原子鐘的SDH網(wǎng)絡(luò)中繼和光放大技術(shù)來抑制鏈路導(dǎo)致的穩(wěn)定度損傷之后，頻標(biāo)傳遞的日穩(wěn)定度為10^-13量級(jí)，雖然與現(xiàn)有的GPS校頻水平相當(dāng)，但由于當(dāng)前商用原子鐘的日穩(wěn)定度在10^-14量級(jí)以上，因此傳統(tǒng)利用SDH業(yè)務(wù)實(shí)施頻標(biāo)傳遞的方法不能滿足原子頻標(biāo)的“無損”傳遞要求。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種基于SDH光網(wǎng)絡(luò)低速業(yè)務(wù)通道進(jìn)行時(shí)頻傳遞的新方法，該方法依托SDH網(wǎng)絡(luò)中的低速支路業(yè)務(wù)實(shí)施高精度時(shí)間頻率傳遞，系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，占用信道資源少，穩(wěn)定性高，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)方案：本發(fā)明的基于同步數(shù)字序列光網(wǎng)絡(luò)的高精度時(shí)間頻率傳遞方法包括下步驟：

1）、在原子鐘所處的主站和時(shí)頻傳遞的終端站即從站之間配置雙向的低速支路業(yè)務(wù)，配置時(shí)需保證雙向業(yè)務(wù)在傳輸過程中在同一根光纜中傳輸，并保證通過相同的中繼站節(jié)點(diǎn)；

2）、主站和從站分別將各自鐘源產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行頻率綜合處理，產(chǎn)生滿足同步數(shù)字系列SDH網(wǎng)絡(luò)低速業(yè)務(wù)規(guī)范要求的時(shí)鐘信號(hào)，并以此產(chǎn)生低速支路業(yè)務(wù)比特流，送入SDH設(shè)備，經(jīng)SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸后到達(dá)對(duì)端站；

3）、主站和從站分別從接收到的低速支路業(yè)務(wù)流中提取時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)頻率平滑和頻率合成后重生與鐘源標(biāo)稱相同的頻率信號(hào)；

4）、主站和從站分別測(cè)量本地鐘源的時(shí)鐘信號(hào)與經(jīng)SDH業(yè)務(wù)傳遞后恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)之間的頻率差，并將該頻率差經(jīng)過低速支路業(yè)務(wù)以語義通信的方式告知對(duì)端；

5）、在從站，依托主站傳來的頻差信號(hào)和本端測(cè)量的頻差信號(hào)計(jì)算出主站原子鐘與從站時(shí)鐘之間的頻率差，并依據(jù)此頻率差調(diào)節(jié)從站時(shí)鐘，從而實(shí)現(xiàn)從站與主站之間的頻率同步；

6）、當(dāng)步驟5）完成時(shí)，主站和從站依托天基授時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間信號(hào)的初相校準(zhǔn)；

7）、當(dāng)步驟6）完成后，主站和從站間保持時(shí)間和頻率信號(hào)的同步，在復(fù)校周期內(nèi)其時(shí)間同步精度可以達(dá)到10ns，頻率信號(hào)的日穩(wěn)定度可以達(dá)到10^-14量級(jí)。

有益效果：

1）、該方法利用SDH網(wǎng)絡(luò)中的雙向低速業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)10ns量級(jí)的高精度時(shí)間同步和10^-14日穩(wěn)定度的頻率同步。

2）、該方法的時(shí)間頻率傳遞精度不受SDH網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的保護(hù)倒換、設(shè)備短時(shí)重啟、路由動(dòng)態(tài)變換等業(yè)務(wù)變化的影響。

附圖說明