[發明專利]光纖時間傳遞傳輸時間延遲的后置補償方法

有效

• 申請號: 201110285689.3
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN102299743A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 張首剛;梁雙有;陳法喜;李孝峰;趙侃;趙文宇;田曉;王鑫;劉濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: H04B10/12
• 分類號: H04B10/12;H04L7/00
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 申忠才

技術領域

本發明屬于電子信息科學中時間頻率傳輸技術領域，具體涉及光纖時間傳遞傳輸時間延遲的補償方法。

背景技術

在電子信息科學中的時間頻率傳遞應用領域，光纖時間傳遞采用傳輸延遲補償方法消除傳輸路徑的時間延遲及環境因素引起的漂移，實時實現高精度的時間同步。光纖傳輸延遲的補償是基于成一個閉環的光纖時間傳輸路徑，在時間傳遞發送端，測量閉環路徑的傳輸時延，并認為往返傳輸路徑的延遲是相同的，因此取閉環路徑的傳輸時延的一半，就是從時間傳遞發送端到用戶接收端的單向傳輸延遲。再根據這個單向傳輸延遲，對傳輸到用戶接收端的時間信號進行補償，實現遠距離光纖時間的同步。

目前傳輸時間延遲的補償方法是采用傳輸延遲前置補償方法。其具體辦法是：在時間傳遞發送端，根據測量計算的單向傳輸延遲，移動傳遞的時間信號中的秒脈沖信號一個提前量，這個提前量是根據測量計算的單向傳輸延遲來決定。經過前置補償的時間信號，當傳遞到用戶接收端時，就會得到一個與傳輸前同步的秒脈沖信號。實際上，時間信號在前置補償實施過程中，將秒脈沖信號向后移動，移動量為秒脈沖的一個周期減去單向傳輸延遲。這樣，在用戶端接收到的經前置補償的時間信號，實際上是延遲了周期的時間信號。對于時間信號中的秒脈沖信號來講，用戶接收端接收到的秒脈沖信號與發送端的秒脈沖信號同步，但對于時間編碼信號中的時間信息，仍然保留原來的時間信息。例如，參看圖2，被發送的時間信息為2011年3月24日星期四9:35:47，圖2中年、月、日、星期被省略。前置補償后傳遞到用戶端，仍然是9:35:47，實際上時間是9:35:48。用戶端接收到的時間，被比實際的時間遲后了一秒。這種情況對于點對點來說，可以在前置補償時將傳輸的時間信息提前一秒。即在發送端，將時間設置為9:35:48，就可保證用戶端接收到的時間信息與發送端同步。但對于多級聯網來講，就構成了困難。如果有N級聯接，根據不同級別，要設置不同的時間信息提前量，就需要不同級別的前置補償裝置，用戶接收端只能接收本級別的時間信號。這樣，運行起來很麻煩，很繁瑣。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服上述傳輸時間延遲的補償方法的缺點，提供一種可隨意進行級聯、實現遠距離光纖時間同步的光纖時間傳遞傳輸時間延遲的后置補償方法。

解決上述技術問題所采用的技術方案由下述步驟組成：

1、測量光纖時間傳遞雙向閉環傳輸延遲ΔT

在時間傳遞控制端，將原子鐘來的參考時間信號和1pps信號，經編碼調制器調制成射頻信號，射頻信號經波長為λ1激光器1調制成光信號，波長為λ1光信號經波分復用器1饋入光纖，經光纖傳輸到用戶接收端。在用戶接收端，波長λ1光信號經波分復用器2，再經光電轉換器2解調為射頻信號，射頻信號再由波長為λ2的激光器2重新調制為光信號。為了提高精度，降低傳輸延遲的非對稱性，波長為λ1的光信號和波長為λ2的光信號采用波長小于1nm的密波分復用方法進行傳輸。波長為λ2的光信號再經波分復用器2和光纖回傳到時間傳遞控制端。在時間傳遞控制端，由光纖和波分復用器1回傳的波長為λ2光信號，由光電轉換器1解調出射頻信號，射頻信號再經解調解碼器1解調出光纖閉環回傳的1pps信號；將參考1pps信號與回傳1pps信號同時送給時間間隔計數器，進行時差測量，時間間隔計數器輸出數據為光纖閉環傳輸延遲ΔT。

上述的波長為λ1的光信號和波長為λ2的光信號的波長范圍是1550nm或1331nm通用光纖通信波段。

2、計算光纖時間傳遞單向傳輸延遲

在時間傳遞控制端，時間間隔計數器輸出的光纖閉環傳輸延遲數據ΔT到編碼調制器1，閉環傳輸延遲數據ΔT包含有時間傳遞控制端的設備延遲Δt_T和用戶接收端的設備延遲Δt_R，這種設備延遲需要在時間傳遞前進行定標測定。為了提高傳輸延遲的測量計算精度，波長為λ1的光信號和波長為λ2的光信號采用密波分復用方法，可以認為兩個波長的傳輸延遲相同。編碼調制器1按下式進行計算：