一种机载光纤时频传递系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种机载光纤时频传递系统及方法，所述系统包括：用于为从节点分发时频信息的主节点，以及用于接收时频信息、实现信号稳相及时间同步的多个从节点，其中：所述主节点包括：第一B码产生模块、第一时间间隔计数器、数字逻辑模块、第一电光转换模块、第一光电转换模块；所述从节点包括：第二光电转换模块、第二电光转换模块、延时调整模块、第二时间间隔计数器、载波恢复及锁相模块以及第二B码产生模块。本发明专利技术直接从主节点传递的B码中恢复频率信息，而非单独传输参考时钟，在同一个光纤链路之上，既实现了频率传递功能，又实现了主从节点的双向时间比对功能。减小系统复杂度、体积和重量。体积和重量。体积和重量。

【技术实现步骤摘要】
一种机载光纤时频传递系统及方法


[0001]本专利技术涉及时间同步
，尤其涉及一种机载光纤时频传递系统及方法。

技术介绍

[0002]在雷达、通信导航、电子战系统中，需要在各个节点传输同步时间信息。时间频率传递作为时间频率体系的重要组成部分，决定了时间频率应用的最高精度。光纤时钟时频传递是高精度时间频率传递的主要研究方向之一，也是目前传递精度最高的授时手段之一。机载平台对设备体积、重量有严格限制，若在各个节点间用信号传输电缆作为时间信息的传输介质，对飞机内部空间、载重、能耗等都有极大的消耗，而光纤因其体积小，重量轻等物理特性，及其适合作为飞机平台传输介质，另外，光纤还具有无电磁干扰的特点，因此以电缆为基础的传输系统改为光纤传输后，不仅可以很大程度降低航空电子系统的成本和重量，还能够提高系统的抗电磁干扰能力。
[0003]对于机载平台，其上的光纤时频传递具有如下的特点：
[0004]既要由主节点向从节点精确传递频率信号，又要执行主从之间时间比对与同步的功能；需要在单一主节点和数十从节点之间实现时频传递。
[0005]传统时频传输系统将所有的补偿、同步功能都在主节点中实现，使得主节点庞大臃肿，不符合机载设备的尺寸要求。而且，所有同步设备集中在主节点，当主节点发生故障，将影响所有从节点的时间同步，从而降低整个系统的可靠性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种机载光纤时频传递系统及方法，用以进一步提升系统的可靠性。
[0007]为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种机载光纤时频传递系统，包括：
[0009]用于为从节点分发时频信息的主节点，以及用于接收时频信息、实现信号稳相及时间同步的多个从节点，其中：
[0010]所述主节点包括：
[0011]第一B码产生模块，用于生成B码信号；
[0012]第一时间间隔计数器，用于测出主节点本地秒脉冲与从节点传来的秒脉冲之间的时间间隔；
[0013]数字逻辑模块，用于开启或关断主节点的码流叠加功能；
[0014]第一电光转换模块，用于将所述B码信号的码流调制在光载波上，从而将电信号转换为光信号；
[0015]第一光电转换模块，用于将从节点的第二电光转换模块发送来的光信号转换为电信号，并发送给数字逻辑模块；
[0016]所述从节点包括：
[0017]第二光电转换模块，用于将第一电光转换模块输出的光信号转化为电信号并发送给延时调整模块；
[0018]第二电光转换模块，用于将第二B码产生模块输出的B码信号转化为光信号；
[0019]延时调整模块，用于对第二光电转换模块输出的电信号进行时间延迟；
[0020]第二时间间隔计数器，用于测出从节点本地秒脉冲与主节点传来的秒脉冲之间的时间间隔；
[0021]载波恢复及锁相模块，用于恢复载波，并将从节点晶振锁定在载波上；
[0022]第二B码产生模块，用于生成B码信号；其中，该B码信号以恢复后的载波作为时钟基准。
[0023]进一步地，所述机载光纤时频传递系统通过一个主节点为多个从节点提供时频信息。
[0024]进一步地，系统运行时，采用分时复用的方式分别进行双向时间比对和频率传递。
[0025]进一步地，采用轮询的方式实现单一主节点与多个从节点之间的时间比对功能。
[0026]一种机载光纤时频传递方法，包括：
[0027]步骤1，在初始阶段，分别将第一、第二B码产生模块、产生的B码信号输入第一、第二电光转换模块、转换为光信号，并发送到对端的第一、第二光电转换模块、；对端第一、第二光电转换模块、将B码信号的码流调制在光载波上转换为电信号后，分别以本节点秒脉冲为start，对端传输的秒脉冲为stop，使用第一、第二时间间隔计数器、测量其时间间隔T1和T2，计算出两个节点的钟差(T1‑
T2)/2；在从节点根据两节点的钟差，通过调节延时调整模块中的可调延时线，改变输出电信号的延迟来补偿两节点的钟差，以达到两节点钟同步的目的；
[0028]步骤2，双向时间比对、同步后，主节点使用第一时间间隔计数器测量本地秒脉冲与来自从节点的秒脉冲之间的时间间隔，输入第一电光转换模块后发给从节点，此时通过数字逻辑模块关闭码流叠加功能，即不将主节点通过第一B码产生模块产生的B码码流与从节点通过第二B码产生模块产生的码流通过第二光电转换模块转换后按位执行逻辑或的操作；记第一B码产生模块产生的B码码流、第二B码产生模块产生的B码码流分别为码1、码2；
[0029]步骤3，从节点通过第二光电转换模块接收到所述时间间隔后，通过第二电光转换模块将码发送给主节点，码在主节点通过第一光电转换模块转换为电信号后，输入数字逻辑模块；
[0030]步骤4，调节主节点数字逻辑模块，开启主节点的码流叠加功能，即对码1和码2执行逻辑或操作，并将数字逻辑模块输出的新的码流输入第一电光转换模块转换为光信号，发给从节点；光信号输入第二光电转换模块转换为电信号后输入延时调整模块，延时调整模块具备脉宽测试功能以及延时调节功能；从节点根据码流脉宽变化来获得链路时延变化的信息；
[0031]步骤5，在测得链路时延变化后，调节延时调整模块中的电学可调延时线对链路时延变化加以补偿；
[0032]步骤6，将经过延时补偿后的电信号输入载波恢复与锁相模块，在载波恢复与锁相模块对电信号进行载波的解调，以解调出来的载波信号为参考，构建一个锁相环，将从节点晶振锁相于载波上，从而实现主节点到从节点频率的传递。
[0033]进一步地，调节延时调整模块使得码1和码2在主节点数字逻辑模块处打开码流叠加功能进行叠加时，码1和码2的第一个标志位的上升沿能够靠近，二者的下降沿的时间间隔也得以控制在10ns以内。
[0034]进一步地，所述延时调整模块的脉宽测试功能可以TDC测量或者电荷泵鉴相电路实现。
[0035]进一步地，若通过TDC测量脉宽，以第一标志位Pr的上升沿作为TDC的开门信号，Pr的下降沿作为TDC的关门信号，可以测得一个时间间隔数值，采用多次测量取平均值的方法，获得时间间隔值，比较本时间间隔值与初始时间间隔值之间的差值，即可获得需要补偿的链路延迟变化量。
[0036]进一步地，若采用电荷泵鉴相电路，其输出电压与脉宽成正比，且输出电压连续可变；这种方式可以得到一个连续调节的控制电压，当该控制电压作用于模拟电学可变延迟线时，可得一个没有步进的精细补偿效果。
[0037]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术特点：
[0038]本专利技术利用基于B码脉宽变化的时延测量及补偿技术、时分复用、轮询等技术，完成了单个主节点与多个从节点的时频传递，适用于机载环境。本专利技术可达到以下效果：
[0039]1.由从节点实现主从时间对与同步功能，缩小主节点重量体积。
[0040]2.由于时频传递功能分散至各个从站中，各主
‑
从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载光纤时频传递系统，其特征在于，包括：用于为从节点分发时频信息的主节点，以及用于接收时频信息、实现信号稳相及时间同步的多个从节点，其中：所述主节点包括：第一B码产生模块(1)，用于生成B码信号；第一时间间隔计数器(2)，用于测出主节点本地秒脉冲与从节点传来的秒脉冲之间的时间间隔；数字逻辑模块(3)，用于开启或关断主节点的码流叠加功能；第一电光转换模块(4)，用于将所述B码信号的码流调制在光载波上，从而将电信号转换为光信号；第一光电转换模块(5)，用于将从节点的第二电光转换模块发送来的光信号转换为电信号，并发送给数字逻辑模块；所述从节点包括：第二光电转换模块(6)，用于将第一电光转换模块(4)输出的光信号转化为电信号并发送给延时调整模块(8)；第二电光转换模块(7)，用于将第二B码产生模块输出的B码信号转化为光信号；延时调整模块(8)，用于对第二光电转换模块(7)输出的电信号进行时间延迟；第二时间间隔计数器(9)，用于测出从节点本地秒脉冲与主节点传来的秒脉冲之间的时间间隔；载波恢复及锁相模块(10)，用于恢复载波，并将从节点晶振锁定在载波上；第二B码产生模块(11)，用于生成B码信号；其中，该B码信号以恢复后的载波作为时钟基准。2.根据权利要求1所述的机载光纤时频传递系统，其特征在于，所述机载光纤时频传递系统通过一个主节点为多个从节点提供时频信息。3.根据权利要求1所述的机载光纤时频传递系统，其特征在于，系统运行时，采用分时复用的方式分别进行双向时间比对和频率传递。4.根据权利要求1所述的机载光纤时频传递系统，其特征在于，采用轮询的方式实现单一主节点与多个从节点之间的时间比对功能。5.一种机载光纤时频传递方法，其特征在于，包括：步骤1，在初始阶段，分别将第一、第二B码产生模块(1)、(11)产生的B码信号输入第一、第二电光转换模块(4)、(7)转换为光信号，并发送到对端的第一、第二光电转换模块(5)、(6)；对端第一、第二光电转换模块(5)、(6)将B码信号的码流调制在光载波上转换为电信号后，分别以本节点秒脉冲为start，对端传输的秒脉冲为stop，使用第一、第二时间间隔计数器(2)、(9)测量其时间间隔T1和T2，计算出两个节点的钟差(T1‑
T2)/2；在从节点根据两节点的钟差，通过调节延时调整模块(8)中的可调延时线，改变输出电信号的延迟来补偿两节点的钟差，以达到两节点钟同步的目的；步骤2，双向时间比对、同步后，主节点使用第一时间间隔计数器(2)测量本地秒脉冲与来自从节点的秒脉冲之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛榕，徐丰，朱雨竹，张亚特，吴世鸣，刘旭，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：