光载波上，并进入光纤线路210传输。按照211 方向传输的光载波分别经过60km的光纤线路到达时间恢复器220与光纤线路的接入点，然 后经过20km的光纤线路返回传递中心200,返回的光载波的频率信号与基准的频率信号完 成对比鉴相，反馈控制激光调谐器209从而控制激光源201发射的光载波的波长，不同波长 的光载波在光纤中传输有不同的时延，进而得到稳定的环路时延。
[0105] 载有时间信息的光载波分别按照方向211经过60km的光纤线路和按照方向212 经过20km的光纤线路传输至时间恢复器220。在时间恢复器220,光耦合器221引出两个 方向上的光载波，再做光电转换、滤波等，恢复出两路时间脉冲信号。使用时间间隔计数器 227实时测量两相反方向的时间脉冲信号的时延差，再根据本方案提出的方法，即可实时地 计算出传递中心200到时间恢复器220的真实链路时延。依照上述过程就可以最终完成光 载波传输环路上的任意点时间信息的恢复。
[0106] 利用本发明的装置进行时间传递实验，图3所示为实验结果记录。如图3所示，横 坐标为测试时间，单位为秒，纵坐标为时间信息传递抖动，单位为皮秒。实验记录了约25000 秒时间长度的数据，分别在两种情况下：
[0107] 1)直接将中心站的时间脉冲沿60km光纤传输到恢复点，记录这种情况下恢复的 时间信号相对于中心站时间信号的抖动，如图3中的黑色虚线302,时间抖动达到了 1100皮 秒以上；
[0108] 2)采用提出的任意点时间恢复方案，首先稳定环路总时延，再由任意恢复点通过 测量两个方向的时延差来计算出中心站沿60km光纤到任意点的真实时延，与实时监测的 60km时延对比，如图3中的黑色实线301，时间信息恢复的抖动被抑制在±40皮秒以内。
[0109] 由图3可以看出利用本发明的装置传递时间，时间信息恢复的抖动大大减小，时 间传递的精度大大提高。
[0110] 综上，本发明的装置采用了环形架构，从而避免了现有技术中点对点架构在多点 时间传递时装置复杂度以及装置架构成本过高的问题；同时本发明的装置在保证时间传递 精度的基础上，提高了稳定时延抖动时的时延调整范围以及时延抖动调整实时性，大大提 高了装置的适用性以及实用性。
[0111] 本发明还提出了一种时间传递方法，其包括以下步骤：
[0112] 首先执行构建传输环路步骤，发送包含时间信号以及频率信号的光载波到光纤线 路的两端并且接收经光纤线路传输后的光载波从而在光纤线路中构造两条路径相同方向 相反的光载波传输环路。
[0113] 在执行构建传输环路步骤的过程中，还需要时延抖动获取步骤以及稳定环路时延 步骤。其中：
[0114] 在时延抖动获取步骤中对比发送出的光载波的频率信号以及接收到的光载波的 频率信号以获取光载波传输环路的环路时延抖动；
[0115] 稳定环路时延步骤，根据环路时延抖动调整光载波的波长以稳定环路时延。
[0116] 在执行构建传输环路步骤后执行链路时延获取步骤，接入光载波传输环路上的特 定点以获取光载波传输环路中光载波的时间信号，特定点为光纤线路上的任意点，根据时 间信号以及光载波传输环路的环路时延计算并获取特定点到光载波的发出点的链路时延。
[0117] 在执行链路时延获取步骤的过程中，首先从两条路径相同方向相反的光载波传输 环路中分别获取时间信号，对比两个时间信号以获取时延差；然后根据时延差以及环路时 延获取链路时延。
[0118] 最后执行获取时间步骤，根据时间信号以及链路时延获取时间信号对应的时间。
[0119] 虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采 用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背 离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变 形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种时间传递装置，其特征在于，所述装置包括： 光纤线路，其用于传输光载波； 传递中心，其连接到所述光纤线路的两个端口，所述传递中心发送包含时间信号的所 述光载波到所述光纤线路，所述光载波经所述光纤线路传输后被所述传递中心接收从而构 成光载波传输环路； 一个或多个时间恢复器，每个所述时间恢复器耦接在所述光纤线路的任意位置上，用 于读取在所述光载波传输环路上传输的所述光载波的时间信号以获取所述时间信号对应 的时间。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光载波还包含频率信号，所述传递中 心还包含： 频率信号接收器，其用于读取经所述光纤线路传输后的所述光载波的频率信号并输 出； 频率信号对比器，其与所述频率信号接收器相连，用于对比经所述光纤线路传输后的 所述光载波的频率信号以及所述光载波经所述光纤线路传输前的频率信号以获取并输出 所述光载波传输环路的环路时延抖动； 时延稳定器，其与所述频率信号对比器相连，用于根据所述环路时延抖动调节所述传 递中心发送的光载波以稳定所述光载波传输环路的环路时延。3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述时延稳定器包含激光调谐器，所述激 光调谐器用于调节所述传递中心发送的光载波的波长以稳定所述光载波传输环路的环路 时延。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述传递中心分别向所述光 纤线路的两个端口发射所述光载波以在所述光纤线路中构成两个路径相同方向相反的所 述光载波传输环路。5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述时间恢复器包含： 光耦合器，其连接到所述光纤线路，用于读取并输出所述光纤线路中的两个所述光载 波传输环路的光载波的时间信号； 时延差值器，其连接到所述光耦合器，用于根据所述两个时间信号获取并输出时延 差； 时延获取器，其连接到所述时延差值器，用于根据所述时延差以及所述光载波传输环 路的环路时延获取并输出所述时间恢复器到所述传递中心的链路时延； 时间输出端口，其连接到所述时延获取器，用于根据所述链路时延以及所述时间信号 计算获取并输出所述时间信号对应的时间。6. -种时间传递方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 构建传输环路步骤，发送包含时间信号的光载波到光纤线路并且接收经所述光纤线路 传输后的所述光载波从而构成光载波传输环路； 链路时延获取步骤，接入所述光载波传输环路上的特定点以获取所述光载波传输环路 中所述光载波的时间信号，根据所述时间信号以及所述光载波传输环路的环路时延计算并 获取所述特定点到所述光载波的发出点的链路时延； 获取时间步骤，根据所述时间信号以及所述链路时延获取所述时间信号对应的时间。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述光载波还包含频率信号，所述构建传 输环路步骤包含以下步骤： 时延抖动获取步骤，对比发送出的所述光载波的频率信号以及接收到的所述光载波的 频率信号以获取所述光载波传输环路的环路时延抖动； 稳定环路时延步骤，根据所述环路时延抖动调整所述光载波以稳定所述环路时延。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述稳定环路时延步骤中，调整所述光 载波的波长以稳定所述环路时延。9. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述构建传输环路步骤中，在所述光纤 线路中构造两条路径相同方向相反的所述光载波传输环路。10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述链路时延获取步骤包含以下步骤： 从所述两条路径相同方向相反的光载波传输环路中分别获取时间信号，对比两个所述 时间彳目号以获取时延差； 根据所述时延差以及所述环路时延获取所述链路时延。
【专利摘要】本发明公开了一种时间传递装置，所述装置包括：光纤线路；传递中心，所述传递中心连接到所述光纤线路的两个端口，所述传递中心发送包含时间信号的所述光载波到所述光纤线路，所述光载波经所述光纤线路传输后被所述传递中心接收从而构成光载波传输环路；一个或多个时间恢复器，每个所述时间恢复器耦接在所述光纤线路的任意位置上，用于读取所述光载波传输环路上的所述光载波的时间信号以获取所述时间信号对应的时间。本发明还公开了一种时间传递方法。相较于现有技术，本发明的装置不仅结构简单、成本较低而且提高了时间传递的准确度，大大提高了装置的适用性以及实用性。
【IPC分类】H04B10/25, H04J3/06
【公开号】CN104980222
【申请号】CN201510420303
【发明人】戴一堂, 江中泽, 尹飞飞, 徐坤, 李建强
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年7月16日