[發明專利]一種單纖單向時間傳遞方法及系統

有效

• 申請號: 202010550721.5
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111698032B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 陳法喜;趙侃;李博;劉濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;H04B10/50;H04J3/06;G04G7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種單纖單向時間傳遞方法及系統，所述系統包括：時間頻率源、激光器LD1、激光器LD2、WDM1、光纖鏈路、EDFA、WDM2、PD1、PD2、鑒相器、MCU單元、自動識別模塊、伺服系統、VCOCXO、移相器和時間產生模塊。本發明根據相位差精確計算光纖鏈路的傳輸時延，并予以補償，使接收端輸出與發射端高精度同步的時間信號；通過采用鑒相器來提升光纖鏈路傳輸時延分辨率，提升了接收端與發射端時間同步的精度。

技術領域

本發明屬于高精度時間傳遞技術領域，特別涉及一種單纖單向時間傳遞方法及系統。

背景技術

高精度時間頻率在基礎物理、地球科學、空間科學、導航定位、航空航天及軍事安全等領域具有重要的應用價值，精密時間頻率傳遞技術也已廣泛應用到通信、電網、交通、金融、緊急救援、環境資源管理等社會生活中。隨著基礎科研以及高技術工程應用的飛速發展，高精度時間傳遞技術越來越成為前沿基礎科研、高技術工程應用及高精度設備協同工作的重要基礎條件。

當前主流的遠距離精密時間頻率傳遞技術有衛星時頻傳遞、光纖時頻傳遞及激光時間傳遞，光纖授時以其結構簡單、傳輸穩定、帶寬大、抗干擾能力強、低損耗傳輸等優勢越來越廣泛地被應用到高精度時間傳遞方面，且光纖授時技術可以較好地兼容于光纖通信系統。隨著光纖的大面積鋪設,目前利用光纖進行高精度時間頻率傳遞已成為一種極具前景的高精度時間頻率傳遞手段。

為提高時間信號的傳遞精度，需降低光纖鏈路雙向傳輸的不對稱性，通常在高精度時間傳遞時采用單纖雙向的傳遞方式。進行長距離鏈路傳輸且與通信運營商合作時，運營商的光纖鏈路中均采用單向EDFA(摻鉺光纖放大器)對光信號進行放大，導致單纖雙向授時難以與運營商現有光纖通信網絡兼容。

綜上，亟需一種新的單纖單向遠距離高精度時間傳遞方法及系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種單纖單向時間傳遞方法及系統，以解決上述存在的一個或多個技術問題。本發明采用單纖單向遠距離高精度時間傳遞方法，可解決現有存在的單纖雙向授時與運營商現有光纖通信網絡難以兼容的技術問題。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種單纖單向時間傳遞方法，包括以下步驟：

步驟1：時間頻率源輸出頻率為f的頻率信號，將頻率為f的頻率信號同時調制在第一激光器與第二激光器上；其中，第一激光器發射的光的波長為λ₁，第二激光器發射的光的波長為λ₂，λ₁≠λ₂；

步驟2：在發射端，將第一激光器和第二激光器發出的兩束光輸入至第一波分復用器進行波分合束；由光纖鏈路進行傳輸，光纖鏈路總長度為L；

步驟3：在接收端，通過第二波分復用器接收光纖鏈路傳輸的信號并進行波分分束；通過第二光電探測器對第二波分復用器輸出的調制信號進行光電探測，得到頻率為f的頻率信號；

步驟4：自動識別模塊檢測到步驟3獲得的頻率為f的頻率信號時，控制單刀雙置開關置到a端，將步驟3獲得的頻率為f的頻率信號輸入至伺服系統，伺服系統對VCOCXO進行校準，使VCOCXO穩定輸出頻率為f的頻率信號；

步驟5：時間頻率源輸出時間信號，將時間信號同時調制在第一激光器與第二激光器上，通過第一波分復用器進行波分合束；由光纖鏈路進行傳輸；

步驟6：通過第二波分復用器進行波分分束，第二光電探測器對波長為λ₂的調制信號進行光電探測，得到時間信號；

步驟7：自動識別模塊檢測到步驟6獲得的時間信號，控制單刀雙置開關置到b端，將時間信號送入時間產生模塊；時間產生模塊根據步驟6獲得的時間信號，產生一個與時間頻率源初同步的時間信號；