一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置及方法，包括：发射端内设置有时差测量模块和时延补偿模块；时差测量模块，用于接收发射端发出的标准时间信号以及返回的时间信号并输出二者的时差值；时延补偿模块，用于根据时差测量模块获得的时差值获取时延补偿值并对发射端发出的标准时间信号进行补偿；通过时差测量模块计算获得预设同一根光纤链路中双向不同波长信号传输的往返时延差值；通过获得的往返时延差值计算获得时延补偿值；根据获得的时延补偿值，通过时延补偿模块对标准时间信号进行自动补偿。本发明专利技术可对双向时间信号在光纤链路中传输时的时延偏差进行实时自动补偿，可提高光纤时间传递精度。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置及方法
本专利技术属于光纤时间授时同步
，特别涉及一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置及方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，在航空航天、雷达同步、尖端武器操控、高速通信以及深空探测等领域，都对授时精度提出了越来越高的要求。传统的授时方法如长波授时和卫星授时等，其授时精度基本只能达到纳秒量级，而光纤时间传递技术其授时精度可以优于一百皮秒。光纤时间传递技术具有授时精度高，设备价格低等优点，有着广阔的应用前景。光纤时间传递中往往在同一根光纤中采用两种不同波长的激光信号进行双向时间信号传输，通过双向时间比对，从而实现高精度时间传递；由于传输双向时间信号的激光波长不同，使得双向时间信号在光纤链路中传输时延不同，从而引入了时延偏差，最终会影响光纤时间传递的精度；而时延偏差会随着光纤链路的变化而变化，难以通过人工预先设置的量进行补偿，使得光纤时间传递的精度难以提高，需要一种时延偏差的自动补偿装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置及方法，以解决上述存在的技术问题。本专利技术的方法，可对双向时间信号在光纤链路中传输时的时延偏差，进行实时自动补偿，可提高光纤时间传递精度。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置，包括：发射端；发射端内设置有时差测量模块和时延补偿模块；时差测量模块，用于接收发射端发出的标准时间信号以及返回的时间信号并输出二者的时差值；时延补偿模块，用于根据时差测量模块获得的时差值获取时延补偿值并对发射端发出的标准时间信号进行补偿。一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置，包括：发射端；发射端包括：时间信号保持模块、时延补偿模块、激光发射器、时差测量模块、探测器和微控单元；时间信号保持模块的输入端用于接收标准时间信号，输出端分别与时延补偿模块和时差测量模块的输入端相连接；探测器的输入端用于接收返回发射端的时间信号，探测器的输出端与时差测量模块的输入端相连接；时差测量模块的输出端与微控单元的输入端相连接；微控单元的输出端与时延补偿模块的输入端相连接；时延补偿模块的输出端与激光发射器的输入端相连接，激光发射器的输出端用于发射时间信号。进一步的，还包括：波分复用模块；波分复用模块的发射通道的输入端与激光发射器的输出端相连接，发射通道的输出端用于与光纤链路相连接；波分复用模块的接收通道的输出端与接收器的输入端相连接，接收通道的输入端用于与光纤链路相连接。进一步的，还包括，接收端；接收端与发射端通过一根光纤链路相连接。进一步的，接收端包括：接收端波分复用模块、接收端激光发射器和接收端探测器；接收端波分复用模块的接收通道的输入端与光纤链路相连接，输出端与探测器的输入端相连接；探测器的输出端一路用于输出时间信号，探测器的输出端另一路与接收端激光发射器的输入端相连接；接收端波分复用模块的发射通道的输入端与接收端激光发射器的输出端相连接，发射通道的输出端与光纤链路相连接。一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿方法，包括以下步骤：步骤1，通过时差测量模块计算获得预设同一根光纤链路中双向不同波长信号传输的往返时延差值；步骤2，通过步骤1获得的往返时延差值计算获得时延补偿值；步骤3，根据步骤2获得的时延补偿值，通过时延补偿模块对标准时间信号进行自动补偿。进一步的，在进行步骤1之前，测取所述预设同一根光纤链路的长度L，测取双向不同波长信号的波长λ1和λ2，其中，λ1为发射端的激光发射器发出的激光信号的波长，λ2为接收端激光发射器发出的激光信号的波长；步骤1中，发射端发射标准时间信号到接收端的时间信号传输时延为τλ1，接收端返回时间信号给发射端的时间信号传输时延为τλ2，双向不同波长信号传输的往返时延差值为τλ1+λ2,其中τλ1+λ2＝τλ2+τλ1；其中，式中，n为折射率，c为光速。进一步的，步骤2中：所述预设同一根光纤链路的长度L的计算式为：标准时间信号的时延补偿值τλ1的计算公式为：进一步的，步骤3中具体的补偿方法为：将计算出的τλ1值送入时延补偿模块，时延补偿模块内部根据τλ1值进行时延补偿。进一步的，还包括步骤4；步骤4，重复步骤1至步骤3，使标准时间信号得到实时自动补偿。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的方法通过测量两束不同波长的激光信号的波长，测量时间信号在同一根光纤链路中双向不同波长传输的往返时延差值，计算出标准时间信号在所述光纤链路中的传输时延值，在发射端通过时延补偿模块对标准时间信号进行时延补偿；本专利技术针对双向时间信号在光纤链路中传输时延不同，对引入的时延偏差可实时自动补偿，可提高光纤时间传递精度。进一步的，本专利技术采用实时自动补偿，当光纤链路更改或者光纤链路长度有所增减时，均不会影响光纤时间传递的精度，具有较高地自适应性和灵活性。附图说明图1是本专利技术的一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置的结构示意框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。请参阅图1，本专利技术的一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置，包括：发射端和接收端；接收端与发射端通过一根光纤链路相连接。发射端包括：时间信号保持模块、时延补偿模块、激光发射器、时差测量模块、探测器、波分复用模块和微控单元；时间信号保持模块的输入端用于接收标准时间信号，输出端分别与时延补偿模块和时差测量模块的输入端相连接；探测器的输入端用于接收返回发射端的时间信号，探测器的输出端与时差测量模块的输入端相连接；时差测量模块的输出端与微控单元的输入端相连接；微控单元的输出端与时延补偿模块的输入端相连接；时延补偿模块的输出端与激光发射器的输入端相连接，激光发射器的输出端用于发射时间信号。波分复用模块的发射通道的输入端与激光发射器的输出端相连接，发射通道的输出端与光纤链路相连接；波分复用模块的接收通道的输出端与接收器的输入端相连接，接收通道的输入端与光纤链路相连接。接收端包括：接收端波分复用模块、接收端激光发射器和接收端探测器；接收端波分复用模块的接收通道的输入端与光纤链路相连接，输出端与探测器的输入端相连接；探测器的输出端一路用于输出时间信号，探测器的输出端另一路与接收端激光发射器的输入端相连接；接收端波分复用模块的发射通道的输入端与接收端激光发射器的输出端相连接，发射通道的输出端与光纤链路相连接。本专利技术的一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿方法，是一种光纤时间传递中双向不同波长的时延偏差自动补偿方法，具体包括以下步骤：步骤1，测量光纤时间传递中两束不同波长的激光信号的波长，并且记录下来；测取所述预设同一根光纤链路的长度L，测取双向不同波长信号的波长λ1和λ2，其中，λ1为发射端的激光发射器发出的激光信号的波长，λ2为接收端激光发射器发出的激光信号的波长。步骤2，通过发射机内部的时差测量模块测量时间信号在同一根光纤链路中双向不同波长传输的往返时延差值；发射端发射标准时间信号到接收端的时间信号传输时延为τλ1，接收端返回时间信号给发射端的时间信号传输时延为τλ2，双向不同波长信号传输的往返时延差值为τλ1+λ2,其中τλ1+λ2＝τλ2+τλ1；其中，式中，n为折射率，c为光速。步骤3，计算出时间信号从发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置，包括：发射端；其特征在于，发射端内设置有时差测量模块和时延补偿模块；时差测量模块，用于接收发射端发出的标准时间信号以及返回的时间信号并输出二者的时差值；时延补偿模块，用于根据时差测量模块获得的时差值获取时延补偿值并对发射端发出的标准时间信号进行补偿。

【技术特征摘要】
1.一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置，包括：发射端；其特征在于，发射端内设置有时差测量模块和时延补偿模块；时差测量模块，用于接收发射端发出的标准时间信号以及返回的时间信号并输出二者的时差值；时延补偿模块，用于根据时差测量模块获得的时差值获取时延补偿值并对发射端发出的标准时间信号进行补偿。2.一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置，其特征在于，包括：发射端；发射端包括：时间信号保持模块、时延补偿模块、激光发射器、时差测量模块、探测器和微控单元；时间信号保持模块的输入端用于接收标准时间信号，输出端分别与时延补偿模块和时差测量模块的输入端相连接；探测器的输入端用于接收返回发射端的时间信号，探测器的输出端与时差测量模块的输入端相连接；时差测量模块的输出端与微控单元的输入端相连接；微控单元的输出端与时延补偿模块的输入端相连接；时延补偿模块的输出端与激光发射器的输入端相连接，激光发射器的输出端用于发射时间信号。3.根据权利要求2所述的一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置，其特征在于，还包括：波分复用模块；波分复用模块的发射通道的输入端与激光发射器的输出端相连接，发射通道的输出端用于与光纤链路相连接；波分复用模块的接收通道的输出端与接收器的输入端相连接，接收通道的输入端用于与光纤链路相连接。4.根据权利要求2所述的一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置，其特征在于，还包括，接收端；接收端与发射端通过一根光纤链路相连接。5.根据权利要求4所述的一种光纤时间传递中时延偏差的自动补偿装置，其特征在于，接收端包括：接收端波分复用模块、接收端激光发射器和接收端探测器；接收端波分复用模块的接收通道的输入端与光纤链路相连接，输出端与探测器的输入端相连接；探测器的输出端一路用...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵侃，陈法喜，张首刚，刘涛，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：发明
国别省市：陕西,61