[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

本發明涉及一種星形網絡時間頻率同步系統及同步方法，所述同步系統包括主站、從站以及連接所述主站和從站的多條傳輸光纖，主站包括中心時鐘、與中心時鐘連接的多個波分復用器Ⅰ、與波分復用器Ⅰ連接的時間間隔測量模塊、與時間間隔測量模塊連接的主控模塊以及與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，波分復用器Ⅰ和延遲線的數量與傳輸光纖的數量相同；從站包括多個波分復用器Ⅱ和多個用戶端，波分復用器Ⅱ和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。本發明時間和頻率信號同時傳輸同時補償，時間頻率同步精度高，頻率信號相位一致。

技術領域

本發明屬于時間頻率同步技術領域，涉及網絡時間頻率同步技術，具體地說，涉及一種星形網絡時間頻率同步系統及同步方法，用于實現對高頻射電望遠鏡陣列采樣時的時間頻率同步。

背景技術

目前，對光纖視頻傳遞系統的研究有很多，但都集中在解決時間同步和頻率同步的問題上。針對時間頻率同步常見的方法有環回法和雙向比對法，這兩種方法均可以實現高精度的時間頻率同步。在大部分時間頻率同步系統中，時間信號和頻率信號的傳輸是分開補償的，需要的器件多且輔助。一些涉及子端時鐘頻率一致且相位同步的方案，只進行了一條鏈路主端時鐘與子端時鐘頻率信號的相位一致，并沒有進行多點傳輸實驗且同時實現時間同步、頻率穩定、相位一致。多點授時的方案側重于時間同步與頻率的穩定度，而沒有關注每一個子節點頻率信號相位一致的問題。

公告號為CN 104038302 B的中國發明專利公開了一種適用于DWDM光傳輸系統的超精密時間頻率傳遞方法，該方法的步驟為：a.首先建立超精密光纖授時系統的數學模型；b.在DWDM光傳輸系統主站到從站之間完全實現高精度時間頻率同步；c.然后采用光纖時延在線監測技術進行DWDM光纜中的每根光纖的時延值的精準測量；d.將DWDM的每對光纖的傳輸時延不對稱差值補償到＜0.1ns；e.采用光纖時延在線監測技術以及光纖時延自動鎖定和均衡補償技術，分割剝離光纖時延漂移和老化累積帶來的負面影響。與現有技術相比，本發明解決了現有光同步數字體系、分組傳送網等光通信網絡中光纖時延的變化值不能自適應控制以及原有時間同步技術存在缺陷導致同步精度難以提高的問題。

公告號為CN 106788840 B的中國發明專利公開了一種基于光纖頻率傳遞的高精度光纖時間同步方法，其用光纖頻率傳遞實現發射端與接收端的頻率信號相位穩定；用頻率信號產生時間信號；用光纖時間同步實現對所有時間信號進行校準。光纖頻率傳遞方法在接收端得到的頻率信號具有穩定度高的優點，可以實時消除光纖鏈路的噪聲和溫度漂移；光纖時間同步方法在接收端得到的時間信號具有準確度高的優點，可以準確地實現時間同步；基于光纖頻率傳遞的高精度光纖時間同步方法，結合了光纖頻率傳遞穩定度高和光纖時間同步方法準確度高的優點，實現了時間同步的高穩定度和高準確度。

公告號為CN 102158298 B的中國發明專利公開了一種利用同步數字系列光網絡的業務通道實施高精度時間頻率傳遞的新方法，該方法采用經過同一根光纜并經過相同同步數字系列網絡中繼站的雙向低速支路業務通道作為時頻傳遞信道，利用雙向頻率傳遞與測量得出從站與主站間的頻率偏差，從站利用該頻差值對本地的時鐘進行伺服調整，使從站的時鐘始終與主站保持頻率跟蹤鎖定關系，保證從站恢復頻率的準確度與穩定度。當從站利用天基授時系統完成初相調整后，就完成了從站時間頻率與主站的高度同步。該發明僅需要依托同步數字系列光網絡的低速支路業務就可以實現高精度、長距離的時間頻率傳遞，具有時間頻率傳遞精度高、占用光網絡帶寬少，對視頻傳遞信道的路由變化不敏感的優點。

現有時間頻率同步方案均沒有解決星形網絡授時中頻率信號相位不一致的問題，大多關注時間同步精度和頻率信號的穩定度，多路傳輸時均與中心始終對比，無法保證分發出去的各路信號相位一致。對于高頻射電望遠鏡陣列采樣來講，相位不一致將會導致采樣不同步，會影響高頻射電望遠鏡的觀測效果。

發明內容