采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法，以单纤双向光纤时间传递方案为基础；在来回光纤链路上采用相同波长的两个线偏振光传递时间信号，克服了采用两个不同波长的光传递时间信号时在来回光纤链路上引入的光纤色散导致的时延不对称性的影响，从而提高了光纤传递时间信号的精度，使主从两个站点之间的时间同步精度可以达到亚纳秒级甚至更高。

【技术实现步骤摘要】
采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法
本专利技术涉及光纤时间频率传递
，具体涉及一种采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法。
技术介绍
随着通信技术的发展，光纤通信网络向着高速率、大容量、低时延的方向发展。因此，也相应提高了对光纤通信网络的时间和频率同步精度的要求。现有的光纤时间传递技术主要采用双纤双向和单纤双向两种传递方式。在双纤双向光纤时间传递方案中，通常采用IEEE组织发布的IEEE1588v1和IEEE1588v2时间同步标准。由于受到光纤网络节点跳数和非对称光纤链路传输时延的影响，基于IEEEv2的精确时间协议(PTP，PrecisionTimeProtocol)的时间同步精度可以达到微秒甚至亚微秒量级。要进一步提高时间同步精度，通常采用单纤双向时间传递技术。在单纤双向时间传递技术中，又分为环回法(Round-Trip)和双向比对法。不论是环回法还是双向比对法，采用的都是波分复用技术(WDM，WavelengthDivisionMultiplex)，也就是在同一根光纤中使用两个不同的波长来双向传输时间信号。采用WDM单纤双向传输的主要优势在于时间信号在同一根光纤中传输，在物理上克服了来回光纤链路的不对称性，因此时间传递精度可以达到纳秒量级。但是，光纤的色散特性导致了光纤对不同波长的光信号会有不同的群速度或群时延，因此，光纤色散导致了来回光纤链路的时延不对称性，也就是说：采用波长λ1时从A站到B站的光纤传输时延TAB，与采用波长λ2时从B站到A站的光纤传输时延TBA不相等，即TAB≠TBA，且该时延不对称性与光纤的传输距离成正比。假设来回光纤链路上的两个光信号的工作波长分别为λ1和λ2，则这两个光信号在同一根光纤中传输的群速度不同。表1为不同的工作波长传输1000公里后的群时延差值。表1不同的工作波长传输1000公里后的群时延差λ1(nm)λ2(nm)群时延差(ns)1550.121550.526.61527.221598.041228.91310.001550.002141.4由表1可知：在1550nm波长附近，间隔0.4nm的两个波长传输1000公里后的群时延差可达6.6ns，即色散导致的传输链路不对称性可达6.6ns，这种光纤色散引入的时延不对称性会对光纤时间传递精度带来严重的影响，使光纤时间传递精度难以进一步提高。综上所述，不论是采用双纤双向还是单纤双向的光纤时间传递技术，都难以达到亚纳秒级以及更高精度的光纤时间传递。为了提高光纤时间传递精度，不仅需要采用单纤双向时间传递技术，而且还需要设法减小光纤色散带来的时延不对称性对光纤时间传递精度的影响。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法，用于克服光纤色散带来的时延不对称性影响的技术问题。考虑到现有技术的上述问题，根据本专利技术公开的一个方面，本专利技术采用以下技术方案：一种采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法，包括：以单纤双向光纤时间传递方案为基础；在来回光纤链路上采用相同波长的两个线偏振光传递时间信号，以克服采用两个不同波长在来回光纤链路上引入的光纤色散导致的时延不对称性的影响。为了更好地实现本专利技术，进一步的技术方案是：根据本专利技术的一个实施方案，在所述来回光纤链路上使用波长相同的两个正交的线偏振光进行单纤双向传递时间信号。根据本专利技术的另一个实施方案，采用波长相同的两个线偏振光的时延环回法实现时间的精确同步。根据本专利技术的另一个实施方案，所述时延环回法，包括：本地时钟A发出的时间信号由本地光发射器以波长λ发送出去，经过本地起偏器后进入光纤链路；光信号到达远端站后经过远端站检偏器分离，经远端站光接收器转换成电信号，并在远端站恢复出时间信号；然后远端站再将该恢复出的时间信号经远端站光发射器以波长λ发送，经过远端站起偏器后进入光纤链路；再经本地检偏器和本地光接收器恢复远端站发送回的时间信号；时间间隔计数器通过测量从本地发出时间信号开始至接收到从远端站发送回的时间信号为止的时间，从而得到来回环路的总时延；利用单向传输时延为环路总时延一半的时延值对远端站进行时延补偿，实现远端站与本地时钟进行精确的同步。根据本专利技术的另一个实施方案，环回时延值可以表示为：Round＝TIC2-TIC1＝SA+RB+TAB+SB+RA+TBA(1)式中，TIC1是时间间隔计数器的开门读数，TIC2是时时间间隔计数器的关门读数，TIC2-TIC1表示时间间隔计数器测得的环回时间；SA和SB分别表示A站和B站的发送时延；RA和RB分别表示A站和B站的接收时延；TBA表示从B到A的光纤传输时延，TAB表示从A到B的光纤传输时延；单向传输时延是环路时延的一半：Round/2＝(SA+RB+TAB+SB+RA+TBA)/2(2)上式中的SA+RB+SB+RA的值是一已知的固定值，通过对A站和B站的光接收器和光发射器进行事先标定获得；从A到B的光纤传输时延与从B到A的光纤传输时延完全相等，即TAB＝TBA。根据本专利技术的另一个实施方案，采用波长相同的两个线偏振光的时间双向比对法实现时间的精确同步。根据本专利技术的另一个实施方案，所述时间双向比对法，包括：位于本地的时钟A产生定时信号作为时间间隔计数器A的开门信号；位于远端站的时钟B产生的定时信号在经过编码、调制后以波长为λ的光束通过起偏器后变成线偏振光，通过光纤传输至本地，其在本地经过检偏器后到达光接收器，恢复出的定时信号作为时钟A的关门信号；同理，时钟B产生定时信号作为时钟B的开门信号；而位于本地的时钟A产生的定时信号在经过编码、调制后以波长为λ的光束通过起偏器后变成线偏振光，通过光纤传输至远端站，其在远端站经过检偏器后到达光接收器，恢复出的定时信号作为时钟B的关门信号。根据本专利技术的另一个实施方案，时钟A的读数可以表示为：TICA＝ClockA-ClockB+SB+RA+TBA(3)时钟B的读数可以表示为：TICB＝ClockB-ClockA+SA+RB+TAB(4)式中，ClockA表示时钟A的读数，ClockB表示时钟B的读数；SA和SB分别表示A站和B站的发送时延；RA和RB分别表示A站和B站的接收时延；TBA表示从B到A的光纤传输时延，TAB表示从A到B的光纤传输时延；获得时钟的读数TICA和TICB后，通过数据通信互换A站和B站的测量结果，由(3)和(4)可以计算出位于A站和B站的两台时钟的钟差：ClockA-ClockB＝[(TICA-TICB)+(SA-SB)+(RB-RA)+(TAB-TBA)]/2(5)上式中的(SA-SB)+(RB-RA)的值是一个已知的固定值，能够通过对A站和B站的光接收器和光发射器进行事先标定获得；由于从A到B的光纤传输时延与从B到A的光纤传输时延完全相等，即TAB＝TBA，式(5)可以化简为：ClockA-ClockB＝[(TICA-TICB)+(SA-SB)+(RB-RA)]/2(6)由(6)式计算出A站和B站的两台时钟的钟差后，就可以调整B站的时钟，使它与A站的时钟一致，从而实现了本地A和远端B的两台时钟精确的同步。与现有技术相比，本专利技术的有益效果之一是：本专利技术的一种采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法，采用两个波长相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法，其特征在于包括：以单纤双向光纤时间传递方案为基础；在来回光纤链路上采用相同波长的两个线偏振光传递时间信号，以克服采用两个不同波长在来回光纤链路上引入的光纤色散导致的时延不对称性的影响。

【技术特征摘要】
1.一种采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法，其特征在于包括：以单纤双向光纤时间传递方案为基础；在来回光纤链路上采用相同波长的两个线偏振光传递时间信号，以克服采用两个不同波长在来回光纤链路上引入的光纤色散导致的时延不对称性的影响。2.根据权利要求1所述的采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法，其特征在于在所述来回光纤链路上使用波长相同的两个正交的线偏振光进行单纤双向传递时间信号。3.根据权利要求1所述的采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法，其特征在于采用波长相同的两个线偏振光的时延环回法实现时间的精确同步。4.根据权利要求3所述的采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法，其特征在于所述时延环回法，包括：本地时钟A发出的时间信号由本地光发射器以波长λ发送出去，经过本地起偏器后进入光纤链路；光信号到达远端站后经过远端站检偏器分离，经远端站光接收器转换成电信号，并在远端站恢复出时间信号；然后远端站再将该恢复出的时间信号经远端站光发射器以波长λ发送，经过远端站起偏器后进入光纤链路；再经本地检偏器和本地光接收器恢复远端站发送回的时间信号；时间间隔计数器通过测量从本地发出时间信号开始至接收到从远端站发送回的时间信号为止的时间，从而得到来回环路的总时延；利用单向传输时延为环路总时延一半的时延值对远端站进行时延补偿，实现远端站与本地时钟进行精确的同步。5.根据权利要求4所述的采用偏振光在光纤中传递时间频率信号的方法，其特征在于环回时延值可以表示为：Round＝TIC2–TIC1＝SA+RB+TAB+SB+RA+TBA(1)式中，TIC1是时间间隔计数器的开门读数，TIC2是时时间间隔计数器的关门读数，TIC2-TIC1表示时间间隔计数器测得的环回时间；SA和SB分别表示A站和B站的发送时延；RA和RB分别表示A站和B站的接收时延；TBA表示从B到A的光纤传输时延，TAB表示从A到B的光纤传输时延；单向传输时延是环路时延的一半：Round/2＝(SA+RB+TAB+SB+RA+TBA)/2(2)上式中的SA+RB+SB+RA的值是一已知的固定值，通过对A站和B站的光接收器和光发射器进行事先标定获得；从A到B的光纤传输时延与从B到A的光纤传输时延完全相等，即TA...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭良福，黄勤珍，苗峰，
申请(专利权)人：西南民族大学，
类型：发明
国别省市：四川,51