一种用于多用户光纤时间频率同时传递的方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于多用户光纤时间频率同时传递的方法及其系统，该方法只占用一个波长通道，以时分复用的方式实现时间信号、频率信号的同步传递，以及时码的传输；以总线的形式实现发射中心的一台发射机对异地的多个用户提供时间频率和时码的服务。本发明专利技术实现了高精度的时间和频率传递，节约了光纤资源，降低设备成本，实现发射中心的一台发射机对异地的多个用户提供时间频率和时码的服务，便于组成光纤时间频率传递的组网应用。

A multi-user method and system for simultaneous transmission of fiber optic time and frequency

Many users of the invention discloses a method for optical fiber transmission system and its time frequency at the same time, this method occupies only one wavelength channel, the synchronous transmission of time signal, to realize TDM mode frequency signal transmission, and code implementation; launch center in a bus in the form of a transmitter multiple users in different places the time frequency and time code service. The invention realizes high precision time and frequency transfer, save fiber resources, reduce the cost of equipment, realize the launch center of a transmitter multiple users on different time frequency and time code for optical fiber network application service, time and frequency transfer.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤时间频率同时传递的多用户方法及其系统
本专利技术属于光纤时间同步
，涉及光纤同步方法和系统，尤其是一种光纤时间频率同时传递的多用户方法及其系统。
技术介绍
在航空航天、雷达同步、尖端武器操控、高速通信、深空探测等领域，都对时间信号同步和频率信号相位同步的提出了很高的要求。目前的长波授时只能达到微秒的同步精度，卫星共视只能达到纳秒级的同步精度，而即便是价格昂贵的卫星双向比对法也只能达到百皮秒的同步精度。光纤时间频率传递方法可以达到一百皮秒的时间同步精度，e-19/天的频率同步稳定度，而且设备价格远低于卫星双向比对法，所以光纤时间频率传递方法有广阔的应用前景。现有的技术往往是光纤时间传递和光纤频率传递用两套独立的设备实现的，这样成本较高而且需要的光纤资源也比较多；即便可以在一个波长信道内实现实光纤时间频率的同时传递，往往也是停留在点对点的传递；目前也有光纤时间或者频率的分布式多点同步技术，但也往往只是单独的时间或者频率的多点传递。而实际应用中往往需要实现多点间的时间频率同时传递，例如多个雷达固定站间的时间频率同步，多个观察站间的时间频率同步。如果用点对点的方案实现多站点同步，就需要大量地光纤时间频率传递备进行级联和分路，不仅增加了很多成本，而且级联和分路的过程会引入误差，多级级联还会有误差的累积。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种光纤时间频率同时传递的多用户方法及其系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术首先提出一种光纤时间频率同时传递的多用户方法，只占用一个波长通道，以时分复用的方式实现时间信号、频率信号的同步传递，以及时码的传输；以总线的形式实现发射中心的一台发射机对异地的多个用户提供时间频率和时码的服务。进一步，以上光纤时间频率同时传递的多用户方法具体包括以下步骤：1)发射中心的编码器将参考时间信号、参考频率信号、时码、当前用户的编号、发射中心与当前用户之间的往返传输时延值，以时分复用的方式进行编码，形成发射中心编码器发出的编码信号；2)将发射中心编码器的编码信号由激光器转换为光信号，经由发射中心的环形器通过光纤链路连续不断地发给每个用户；3)来自发射中心的光信号经过用户端的环形器后进入分束器，分为两路，其中一路输入到光电探测器，转换为电信号；另一路输入到EDFA；4)将步骤3)中由光电探测器转换得到电信号分为两路，其中一路通过载波恢复器，恢复出频率信号；另一路输入到解码器；5)将步骤4)恢复出的频率信号分为两路，一路输入到步骤4)所述的解码器；另一路输入到可控延迟器；6)将步骤3)中解码器经过解码得到时间信号、时码、当前用户的编号、发射中心与当前用户之间的往返传输时延值，其中时间信号输入给步骤5)所述的可控延迟器；时码、当前用户的编号、发射中心与当前用户之间的传输时延数据输入给用户端的处理器；7)用户端的处理器将来自步骤6)得到的时码直接输出给用户使用；8)用户端的处理器将当前用户的编号与其自身的编号进行比对，如果一致，就控制用户端的光开关，使其闭合，将来自步骤3)所述EDFA输出的光信号通过用户端的环形器返回给发射中心；如果不一致，就控制用户端的光开关，使其断开。9)发射中心的光电探测器通过环形器接收到来自当前用户返回的光信号，将其转换为电信号，输入到发射中心的时间间隔测量器；10)发射中心的时间间隔测量器利用发射中心的参考时间信号和参考频率信号，对步骤9)所述光电探测器转换出的电信号进行处理，测得发射中心与当前用户之间的往返传输时延值，并将其输入到步骤1)所述的编码器；11)用户端的处理器根据步骤6)所述解码得到的发射中心与当前用户之间的往返传输时延值，设置可控延迟器，实现当前用户的时间信号和频率信号与发射中心的参考时间信号和参考频率信号的同步。进一步，以上发射中心周期性地定时改变当前的用户编号，以实现对在总线上的所有用户的时间、频率和时码的服务。本专利技术还提出一种实现上述方法的系统：包括发射中心以及与发射中心通过光纤链路连接的若干个用户端；所述发射中心包括编码器、激光器、发射中心环形器、发射中心光电探测器和时间间隔测量器，所述编码器、激光器、发射中心环形器、发射中心光电探测器和时间间隔测量器依次连接成闭合环路，环形器通过光纤链路连接至用户端；所述用户端包括用户端环形器、分束器、光开关、EDFA、用户端光电探测器、载波恢复器、处理器、解码器和可控延迟器；所述用户端环形器通过光纤链路与发射中心环形器连接。进一步，以上系统在发射中心中：编码器的输入连接有参考信号和时码信号；所述编码器的输出连接至激光器的输入，所述激光器的输出连接至环形器的输入；所述环形器的输出连接有发射中心光电探测器输入，所述发射中心光电探测器的输出连接至时间间隔测量器的输入。进一步，上述时间间隔测量器的输入还连接有参考信号。进一步，上述用户端中，用户端环形器的输出连接分束器的输入；所述分束器的输出分两路，一路连接至用户端光电探测器的输入，另一路连接至EDFA的输入，所述EDFA的输出连接至光开关的输入；所述光开关的输出连接至用户端环形器的输入；所述光开关的输入端还联机有处理器；所述可控迟延器的输入分别连接解码器和载波恢复器的输出；所述载波恢复器的输入连接用户端光电探测器的输出；所述解码器的输出连接至处理器。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用将发射中心的光信号放大后返回的方法，保证了光信号往返时延的对称性，实现了高精度的时间和频率传递；只占用一个波长通道，实现时间信号、频率信号的同步传递，以及时码的传输，节约了光纤资源，降低设备成本，对于光纤时间频率传递中通信网中的推广应用有着重要的意义；以总线的形式实现发射中心的一台发射机对异地的多个用户提供时间频率和时码的服务，便于组成光纤时间频率传递的组网应用。附图说明图1是实施例的总体结构示意图；图2是实施例的编码器的编码格式图。具体实施方式本专利技术首先提出一种光纤时间频率同时传递的多用户方法，该方法只占用一个波长通道，以时分复用的方式实现时间信号、频率信号的同步传递，以及时码的传输；以总线的形式实现发射中心的一台发射机对异地的多个用户提供时间频率和时码的服务。本专利技术的方法具体包括以下步骤：1)发射中心的编码器将参考时间信号、参考频率信号、时码、当前用户的编号、发射中心与当前用户之间的往返传输时延值，以时分复用的方式进行编码，形成发射中心编码器发出的编码信号；2)将发射中心编码器的编码信号由激光器转换为光信号，经由发射中心的环形器通过光纤链路连续不断地发给每个用户；3)来自发射中心的光信号经过用户端的环形器后进入分束器，分为两路，其中一路输入到光电探测器，转换为电信号；另一路输入到EDFA；4)将步骤3)中由光电探测器转换得到电信号分为两路，其中一路通过载波恢复器，恢复出频率信号；另一路输入到解码器；5)将步骤4)恢复出的频率信号分为两路，一路输入到步骤4)所述的解码器；另一路输入到可控延迟器；6)将步骤3)中解码器经过解码得到时间信号、时码、当前用户的编号、发射中心与当前用户之间的往返传输时延值，其中时间信号输入给步骤5)所述的可控延迟器；时码、当前用户的编号、发射中心与当前用户之间的传输时延数据输入给用户端的处理器；7)用户端的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤时间频率同时传递的多用户方法，其特征在于，只占用一个波长通道，以时分复用的方式实现时间信号、频率信号的同步传递，以及时码的传输；以总线的形式实现发射中心的一台发射机对异地的多个用户提供时间频率和时码的服务。

【技术特征摘要】
1.一种光纤时间频率同时传递的多用户方法，其特征在于，只占用一个波长通道，以时分复用的方式实现时间信号、频率信号的同步传递，以及时码的传输；以总线的形式实现发射中心的一台发射机对异地的多个用户提供时间频率和时码的服务。2.根据权利要求1所述的光纤时间频率同时传递的多用户方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1)发射中心的编码器将参考时间信号、参考频率信号、时码、当前用户的编号、发射中心与当前用户之间的往返传输时延值，以时分复用的方式进行编码，形成发射中心编码器发出的编码信号；2)将发射中心编码器的编码信号由激光器转换为光信号，经由发射中心的环形器通过光纤链路连续不断地发给每个用户；3)来自发射中心的光信号经过用户端的环形器后进入分束器，分为两路，其中一路输入到光电探测器，转换为电信号；另一路输入到EDFA；4)将步骤3)中由光电探测器转换得到电信号分为两路，其中一路通过载波恢复器，恢复出频率信号；另一路输入到解码器；5)将步骤4)恢复出的频率信号分为两路，一路输入到步骤4)所述的解码器；另一路输入到可控延迟器；6)将步骤3)中解码器经过解码得到时间信号、时码、当前用户的编号、发射中心与当前用户之间的往返传输时延值，其中时间信号输入给步骤5)所述的可控延迟器；时码、当前用户的编号、发射中心与当前用户之间的传输时延数据输入给用户端的处理器；7)用户端的处理器将来自步骤6)得到的时码直接输出给用户使用；8)用户端的处理器将当前用户的编号与其自身的编号进行比对，如果一致，就控制用户端的光开关，使其闭合，将来自步骤3)所述EDFA输出的光信号通过用户端的环形器返回给发射中心；如果不一致，就控制用户端的光开关，使其断开；9)发射中心的光电探测器通过环形器接收到来自当前用户返回的光信号，将其转换为电信号，输入到发射中心的时间间隔测量器；10)发射中心的时间间隔测量器利用发射中心的参考时间信号和参考频率信号，对步骤9)所述光电探测器转换出的电信号进行处理，测...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈法喜，赵侃，刘涛，张首刚，周旭，
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