【技术实现步骤摘要】
基于光纤网络的多节点高精度频率同步方法及系统
本专利技术涉及通信
,具体涉及一种基于光纤网络的多节点高精度频率同步方法及系统。
技术介绍
随着通信、导航、天文观测、电力和交通系统、科学研究的不断发展,对频率信号的同步质量也要求越来越高,并且对多节点高精度频率同步的需求也更强烈。比如天文观测中,天文望远镜的天线阵列需要高稳定的频率信号来保证接收的同步;多基地雷达站点间也需要高精度的频率同步来提高探测的精度。光纤具有带宽高、损耗低、传输距离远、抗干扰强等优点,逐渐成为一种较佳的传输介质应用在时频同步网络。但是光纤链路对外界环境变化尤为敏感,当受到外界温度、机械扰动等因素影响时,光信号在光纤中传递的光程变化带来比较大的光纤时延(光纤时延的温度系数约为30ps/℃·km),光纤时延引起被传递频率信号的相位变化,导致被传递的频率信号准确度、稳定度劣化。因此为提高基于光纤网络的频率同步精度,就需要对频率信号在光纤链路传输过程中产生的相位变化进行实时监控,并及时进行补偿。传统的做法是在传递的光链路中串入大动态范围高精度的可调光延迟器件能补偿由于环境等因素造成的相位变化。但是可调光延迟线的体积大、补偿速度慢,这不利于实际工程应用。由此可知,现有技术存在以下技术问题:一、由于光纤链路易受环境影响,导致光信号通过光纤的光程变化,从而引起频率同步信号通过光纤传递的时延变化。二、由于光信号在光纤链路中的时延与环境变化(特别是温度)和光纤长度相关,当温度变化越大,受温度影响的光纤长度越长,信号通过光纤传递的时延变化也越大,需要补偿的时延也越大,但是信号时延补偿器件的补偿范围有 ...
【技术保护点】
1.基于光纤网络的多节点高精度频率同步方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、主节点设备将频率信号通过波长为λF的光信号连续发送到光纤网络,波长为λF的光信号经过光纤网络传输到网络中所有从节点;步骤二、所有从节点设备从光纤网络中接收并从波长为λF的光信号中恢复出第一频率信号;步骤三、主、从节点设备间采用波长为λT的光信号进行半双工通信,每次通信,从节点设备至少需要完成1次主、从节点设备间的时间偏差测量;步骤四、从节点设备根据每次测量的时间偏差数据,计算出时延补偿值用于控制高精度时延补偿器对第一频率信号进行时延补偿,使得补偿后得到的第二频率信号与主节点设备的频率信号保持高精度同步。
【技术特征摘要】
1.基于光纤网络的多节点高精度频率同步方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、主节点设备将频率信号通过波长为λF的光信号连续发送到光纤网络,波长为λF的光信号经过光纤网络传输到网络中所有从节点;步骤二、所有从节点设备从光纤网络中接收并从波长为λF的光信号中恢复出第一频率信号;步骤三、主、从节点设备间采用波长为λT的光信号进行半双工通信,每次通信,从节点设备至少需要完成1次主、从节点设备间的时间偏差测量;步骤四、从节点设备根据每次测量的时间偏差数据,计算出时延补偿值用于控制高精度时延补偿器对第一频率信号进行时延补偿,使得补偿后得到的第二频率信号与主节点设备的频率信号保持高精度同步。2.根据权利要求1所述的基于光纤网络的多节点高精度频率同步方法,其特征在于,所述主节点设备采用时分复用的机制与各个从节点设备进行通信。3.根据权利要求1所述的基于光纤网络的多节点高精度频率同步方法,其特征在于,所述从节点设备采用高精度时延补偿器对第一频率信号进行时延补偿时,要求高精度时延补偿器的动态补偿范围应大于第一频率信号1个周期值。4.根据权利要求3所述的基于光纤网络的多节点高精度频率同步方法,其特征在于,所述第一频率信号的频率为f,在时间间隔ΔT内,各个从节点设备中最大时延变化值为ΔDmax,则主节点设备轮训每个从节点设备的频率应大于以保证各个从节点设备接收的第一频率信号在两次轮训间隔时间内最大时延变化小于第一频率的1个周期。5.根据权利要求1所述的基于光纤网络的多节点高精度频率同步方法,其特征在于,所述步骤三中,从节点设备测量主、从节点设备间时间偏差实现过程如下:步骤3.1主节点设备将轮训从节点设备的特征数据和时间数据组成Sync报文,并将Sync报文通过主设备的光纤口发送到光纤网络中;其中Sync报文发送时刻主节点设备的时间为T1,T1随Sync报文一同发送或者临时缓存;步骤3.2各个从节点设备都接收主节点设备发出的Sync报文,并根据从节点设备的特征数据识别是否为本机数据,若识别为非本机数据,则直接丢弃;若为本机数据,则接收Sync报文数据,并记录Sync报文到达本机的时间为T2;步骤3.3从节点设备接收到属于本机的Sync报文后,立即生成含有本机特征数据的Req报文并发送到光纤接口,从节点设备记录Req报文发送的时间为T3;步骤3.4主节点设备接收并解析Req报文数据,并记录Req报文接收时刻的时间为T4,然后向发出Req报文的从节点设备发送Resp报文,该Resp报文包含从节点设备的特征数据、T4和T1数据;步骤3.5从节点设备接收到属于本机的Resp报文后,解析出Resp报文中时间数据T4和T1,这样从节点设备就收集了计算主、从节点设备时间偏差的所有时间数据,然后根据主、从节点设备间的时间偏差计算公式计算出时间偏差数据offset:步骤3.6主节点设备与1个从节点设备间完成1次从、主设备间的时间偏差测量,每次轮训1个从节点设备需要完成至少1次时间偏差测量;主节点设备与1个从节点设备完成通信后,...
【专利技术属性】
技术研发人员:何定高,王茂凌,王广才,胥骥,谢平,卢一清,
申请(专利权)人:电信科学技术第五研究所有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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