[發明專利]星形網絡時間頻率同步系統及同步方法

有效

• 申請號: 201910446978.3
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110166160B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 嚴發寶;劉宇晴;陳耀;武昭;蘇艷蕊
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04B10/272;H04L12/44;H04L7/00
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 徐艷艷

1.一種星形網絡時間頻率同步系統，包括主站、從站以及連接所述主站和從站的多條傳輸光纖，其特征在于，所述主站包括中心時鐘、與所述中心時鐘連接的多個波分復用器Ⅰ、與所述波分復用器Ⅰ連接的時間間隔測量模塊、與所述時間間隔測量模塊連接的主控模塊以及與所述主控模塊連接的多個延遲線，每個波分復用器Ⅰ連接一個延遲線，每個延遲線連接一條傳輸光纖，所述波分復用器Ⅰ和所述延遲線的數量與所述傳輸光纖的數量相同；所述從站包括多個波分復用器Ⅱ和多個用戶端，所述波分復用器Ⅱ和所述用戶端的數量與所述傳輸光纖的數量相同，每個波分復用器Ⅱ連接一條傳輸光纖，每個用戶端與一個波分復用器Ⅱ連接。

2.如權利要求1所述的星形網絡時間頻率同步系統，其特征在于，任意兩條傳輸光纖之間的長度差≤1mm。

3.如權利要求1或2所述的星形網絡時間頻率同步系統，其特征在于，所述主站還包括用于將電信號轉換為光信號的光發送模塊Ⅰ和用于將光信號轉換為電信號的光接收模塊Ⅰ，所述光發送模塊Ⅰ連接于所述中心時鐘與所述波分復用器Ⅰ之間，所述光接收模塊Ⅰ連接于所述波分復用器Ⅰ和時間間隔測量模塊之間。

4.如權利要求3所述的星形網絡時間頻率同步系統，其特征在于，所述從站還包括用于將電信號轉換為光信號的光發送模塊Ⅱ和用于將光信號轉換為電信號的光接收模塊Ⅱ，所述光發送模塊Ⅱ連接于所述光接收模塊Ⅱ與所述波分復用器Ⅱ之間，所述光接收模塊Ⅱ連接于所述波分復用器Ⅱ與所述用戶端之間。

5.如權利要求1所述的星形網絡時間頻率同步系統，其特征在于，所述延遲線包括串聯連接的壓電陶瓷光纖延遲線和溫控光纖延遲線。

6.如權利要求1所述的星形網絡時間頻率同步系統，其特征在于，所述主站還包括頻率預處理模塊，所述頻率預處理模塊包括與所述波分復用器Ⅰ連接的混頻模塊、與所述混頻模塊連接的濾波器、與所述濾波器連接的過零檢測器以及與所述過零檢測器連接的計數器。

7.一種星形網絡時間頻率同步方法，其特征在于，其具體步驟為:

S1、測量傳輸光纖長度，確保每一信號傳輸鏈路中傳輸光纖長度基本相同，不同信號傳輸鏈路的傳輸光纖之間的長度差≤1mm；

S2、主站同時給多條信號傳輸鏈路發送時間/頻率信號，使用不同波長的光信號分別傳遞時間信號和頻率信號，其中，不同信號傳輸鏈路中相同信號傳輸使用同樣波長的光信號，不同波長光信號經過波分復用器進入延遲線和傳輸光纖，到達從站后分成兩路，一路給用戶使用，另一路沿原傳輸光纖鏈路返回，到達主站進行時間間隔測量；

S3、根據光信號波長確定光信號在傳輸光纖中的傳輸速度；

S4、任選一路信號傳輸鏈路作為參考鏈路，其他任意一路信號傳輸鏈路作為待測鏈路，對參考鏈路與待測鏈路的時間信號進行測量，得到兩路時間信號的時間間隔t，根據測量得到的時間間隔t和確定的傳輸速度計算主站到從站單路傳輸過程中時間信號的時間間隔Δt；

S5、將得到時間信號的時間間隔Δt送入控制模塊，轉換成電壓信號輸出，控制延遲線，對傳輸光纖的傳輸時延進行初步補償調整，將時間間隔Δt調整到正弦波頻率信號的一個周期之內；

S6、測量正弦波頻率信號上升沿過零點時間的時間間隔，對傳輸光纖的傳輸時延進行補償調整，確保每條信號傳輸鏈路中的頻率信號相位一致。