一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的装置及方法，涉及光通信技术领域和时间同步技术领域。本发明专利技术技术要点：包括第一光发射器、第一光接收器、第一单纤双向波分复用器、具有等时延波长对特性的单根光纤、第二光发射器、第二光接收器及第二单纤双向波分复用器。所述第一光发射器、第二光接收器均与第一单纤双向波分复用器连接；第一单纤双向波分复用器与所述光纤的一端连接；所述第二光发射器、第一光接收器均与第二单纤双向波分复用器连接；第二单纤双向波分复用器与所述光纤的另一端连接；所述第一光发射器发射的光信号的波长为λ1，第二光发射器发射的光信号的波长为λ2，λ1和λ2为所述光纤的等时延波长对。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信
和时间同步
，尤其涉及一种基于单纤双向波分复用系统，采用时延值相等的一对波长传输高精度时间信号的方法。
技术介绍
目前光纤通信网主要采用SDH(光同步数字体系)和分组传送网(PTN)两种技术。在长途骨干网上，为了增大网络的带宽，普遍采用了波分复用(WDM)技术。波分复用技术能够使光纤的通信容量几倍、几十倍地增加，目前已经成为长途网大容量传输系统的首选方案。在光纤数字通信网络中，所有交换节点的时钟频率和相位都必须保持严格的同步，才能使网络中的各交换节点正确有效地工作。可见数字同步网的同步性能对通信网络能否正常工作至关重要。我国的数字同步网采用分级主从同步方式，即单一基准时钟经过同步分配网的同步链路控制全网。同步网使用一系列分级时钟，每一级时钟都与上一级时钟或者同一级时钟进行同步。随着光纤传输速率的增加和覆盖范围的扩大，光纤通信系统传输性能会受到许多因素的影响，主要因素有：光发射机、光接收机质量的影响、光纤链路功率损耗的影响、温度的影响、色散的影响、光纤非线性效应的影响。这些因素都会对光纤高精度授时系统产生较大的影响，尤其是色散。色散是光纤材料的一项重要指标，它是造成光信号传输过程中时延不一致的主要原因。由于光纤传输中的光信号包含着不同的频率成份，色散会导致不同频率成份的光信号以不同的速度传播，经过一定距离后会导致脉冲展宽，从而造成了信号畸变和接收误码率增多，最主要的是它会导致光纤链路授时过程中光传输时延的不对称，进而使授时精度降低。在基于SDH体系的授时系统中，由于进行环路时延测试时信号来回传输所用光链路在物理长度上不一致，导致光信号单程传输时延的测试存在较大误差，授时精度只能达到百纳秒(ns)量级；在基于单纤双向波分复用(WDM)技术的光纤授时系统中，来回光链路采用同一根光纤，虽然克服了物理上来回光链路长度不一致导致的测试误差，但是不同波长的光信号在同一根光纤中来回传输时，色散将使不同波长光信号的时延不一致，在一定程度上还是会造成授时误差。例如在色散位移光纤(SDF)上来回光链路分别使用1315nm和1548nm的光信号，传输距离50公里时，来回光链路的传输时延差将会达到113.6ns。上述两种系统中如果简单地将环路时延的一半当作单程传输时延，难以满足高精度(纳秒量级)、长距离(≥1000km)的授时要求。又例如，现有的波分复用系统，发送方向和接收方向采用两种不同波长的光信号，即如果发送方向采用1550.52nm的波长(100km时延是489761.95ns)，接收方采用1550.12nm的波长(100km时延是489761.129ns)，那么对于这两个光波长而言，100km传输链路引入的时延不对称性为6.6ns。如果传输1000km，那么引入的时延不对称性可达66ns，这种时延不对称性会对高精度时间信号的传输带来非常严重的影响。因此，在高精度的授时系统中，如何克服不同波长光信号在同一根光纤中传输时延不一致带来的授时误差，是现有光纤授时方式还没有解决的问题。
技术实现思路
针对现有的波分复用系统在传输高精度时间信号时存在受到不同波长的色散影响存在时延不相同，导致传输精度不高的问题，本专利技术公开了一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的方法，即在单纤双向波分复用系统中采用时延值相等的一对波长来传输高精度时间信号的方法。本专利技术的专利技术目的通过下述技术方案来实现：首先本专利技术提供了一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的装置，包括第一光发射器、第一光接收器、第一单纤双向波分复用器、具有等时延波长对特性的单根光纤、第二光发射器、第二光接收器及第二单纤双向波分复用器。所述第一光发射器、第二光接收器均与第一单纤双向波分复用器连接；第一单纤双向波分复用器与所述光纤的一端连接；所述第二光发射器、第一光接收器均与第二单纤双向波分复用器连接；第二单纤双向波分复用器与所述光纤的另一端连接；所述第一光发射器发射的光信号的波长为λ1，第二光发射器发射的光信号的波长为λ2，λ1和λ2为所述光纤的等时延波长对。进一步，所述等时延波长对特性是指以所述光纤的零色散波长λ0为中心，存在着满足λ1＜λ0＜λ2的两个波长λ1和λ2，这两个波长的光信号在所述光纤中传输的时延值相等。进一步，所述光纤为光纤G.652、光纤G.653、光纤G.654或光纤G.655。进一步，所述光纤为光纤G.652，波长λ1为1290nm(或者1291nm)，波长λ2为1330nm(或者1331nm)。当然，除了1290nm和1330nm这对等时延波长对之外，也可以使用其他波长的等时延波长对。本专利技术还提供了另一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的装置，包括第一光发射器、第一光接收器、第一波分复用器、第一波分解复用器、具有等时延波长对特性的单根光纤、第二光发射器、第二光接收器、第二波分复用器及第二波分解复用器；所述第一光发射器与第一波分复用器连接，第二光接收器与第一波分解复用器连接；第一波分复用器、第一波分解复用器均与所述光纤的一端连接；所述第二光发射器与第二波分复用器连接，第一光接收器与第二波分解复用器连接；第二波分复用器、第二波分解复用器均与所述光纤的另一端连接；所述第一光发射器、第二光发射器分别发射至少两路不同波长的光信号，且第一光发射器发射的各路光信号中有一路光信号的波长与第二光发射器发射的各路光信号中的一路光信号的波长互为等时延波长对；波长互为等时延波长对的光信号用于传输高精度时间信号。进一步，第一光发射器发射的第一路光信号的波长为1560.61nm，第二路光信号的波长为1559.79nm，第三路光信号的波长为1196nm；第二光发射器发射的第一路光信号的波长为1558.98nm，第二路光信号的波长为1558.17nm，第三路光信号的波长为1428nm；其中1196nm与1428nm为所述光纤的等延时波长对。当然，除了1196nm与1428nm这对等时延波长对之外，也可以使用其他波长的等时延波长对。本专利技术还提供了一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的方法，包括：步骤1：采用具有等时延波长对特性的光纤作为高精度时间信号的传输媒质；步骤2：选择波长分别为λ1和λ2的光信号分别作为发送方向和接收方向的传输高精度时间信号的光信号，波长为λ1和λ2的两路光信号在所述光纤中传输时延相等。通过采用以上的技术方案，本专利技术具备以下的有益效果：解决了基于波分复用技术的光纤授时系统中，传输不同波长的光信号因色散导致的时延不一致，使授时精度下降的问题。选择具有等时延特性的波长对作为单纤双向波分复用系统的两个工作波长，利用这一对波长具有相等时延的特性，可以消除由于不同波长的光信号在同一根光纤上传输带来的时延差，不仅可以提高光纤传输时间信号的精度，实现远距离(≥1000km)、高精度(≤1纳秒)的光纤授时，而且也可以极大地改善光纤受环境温度影响后其长度及折射率变化而导致的传输时延变化，有助于实现超大容量的光纤传输。由于等时延波长对的两个波长之间的波长间距相差较大，更容易设计和实现分割这两个波长的滤波器，以及与这两个波长相匹配的波分复用和解复用器。附图说明图1为G.652光纤中时延与波长的关系图。图2为G.653光纤的时延与波长的关系图。图3为粗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的装置，其特征在于，包括第一光发射器、第一光接收器、第一单纤双向波分复用器、具有等时延波长对特性的单根光纤、第二光发射器、第二光接收器及第二单纤双向波分复用器；所述第一光发射器、第二光接收器均与第一单纤双向波分复用器连接；第一单纤双向波分复用器与所述光纤的一端连接；所述第二光发射器、第一光接收器均与第二单纤双向波分复用器连接；第二单纤双向波分复用器与所述光纤的另一端连接；所述第一光发射器发射的光信号的波长为λ1，第二光发射器发射的光信号的波长为λ2，λ1和λ2为所述光纤的等时延波长对。

【技术特征摘要】
1.一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的装置，其特征在于，包括第一光发射器、第一光接收器、第一单纤双向波分复用器、具有等时延波长对特性的单根光纤、第二光发射器、第二光接收器及第二单纤双向波分复用器；所述第一光发射器、第二光接收器均与第一单纤双向波分复用器连接；第一单纤双向波分复用器与所述光纤的一端连接；所述第二光发射器、第一光接收器均与第二单纤双向波分复用器连接；第二单纤双向波分复用器与所述光纤的另一端连接；所述第一光发射器发射的光信号的波长为λ1，第二光发射器发射的光信号的波长为λ2，λ1和λ2为所述光纤的等时延波长对。2.根据权利要求1所述的一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的装置，其特征在于，所述等时延波长对特性是指以所述光纤的零色散波长λ0为中心，存在着满足λ1＜λ0＜λ2的两个波长λ1和λ2，这两个波长的光信号在所述光纤中传输的时延值相等。3.根据权利要求1所述的一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的装置，其特征在于，所述光纤为光纤G.652、光纤G.653、光纤G.654或光纤G.655。4.根据权利要求1所述的一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的装置，其特征在于，所述光纤为光纤G.652，波长λ1为1290nm，波长λ2为1330nm。5.一种采用等时延波长对传输高精度时间信号的装置，其特征在于，包括第一光发射器、第一光接收器、第一波分复用器、第一波分解复用器、具有等时延波长对特性的单根光纤、第二光发射器、第二光接收器、第二波分复用器及第二波分解复用器；所述第一光发射器与第一波分复用器连接，第二光接收器与第一波分解复用器连接；第一波分复用器、第一波分解复用器均与所述光纤的一端连接；所述第二光发射器与第二波分复用器连接，第一光接收器与第二波分解复用器连接；第二波分复用器...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟志才，李忠文，彭良福，李有生，李高峰，侯丙安，李霖，
申请(专利权)人：四川泰富地面北斗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51