[发明专利]一种高精度光纤双向时间同步装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及基于光纤链路的双向时间同步装置。

背景技术

随着光频标的日渐成熟，基于光纤链路的时间同步技术得到越来越广泛的关注和应用。光纤双向时间同步技术信号调制体制一般都是基于伪码扩频技术和相移键控技术，利用伪码测距技术实现两地钟差的测量。特别是近年来，光纤双向时间同步技术除了广泛应用于不同实验室间光钟的时间频率比对之外，还被应用于卫星导航、深空探测领域内不同地面站间的高精度的时间同步。

光纤双向时间同步系统一般只进行点对点的时间同步，完成两个站之间的钟差测量。每个站需要配备时间传递信号处理设备、激光器、电光调制器和光电探测器等，其利用双向传递链路的对称性来消除路径时延，以此实现皮秒量级的时差测量。时间传递信号处理设备的输入输出频率为70MHz，通过激光器将微波信号调制到光频上进行传递，在另一端通过光电探测器实现光电转换，然后再由时间传递信号处理设备完成信号的解调，利用伪码测距技术实现两地钟差的测量。这种光纤时间同步系统分立设备较多，设备之间的连接电缆的变动会导致系统时延的变化，不利于系统工作的稳定性；同时这种伪码测距的测量精度受到码速率的限制，制约了时间同步精度的进一步提高。

发明内容

本发明目的在于解决系统工作稳定性差、精度受到码速率限制的问题，公开一种高精度的光纤双向时间同步装置。

本发明公开的一种高精度光纤双向时间同步装置，包含频率综合模块、调制解调模块、微波变频模块、激光器模块、光电处理模块；

所述频率综合模块，用于根据频率基准信号产生时钟信号和本振信号；

所述调制解调模块，用于输入所述时钟信号，生成第一中频信号；接收第二中频信号；进行伪距测量及载波相位解算提取；

所述微波变频模块，用于输入所述本振信号，对所述第一中频信号进行变频，生成第一微波信号；接收第二微波信号进行变频，生成第二中频信号；

所述光电处理模块，用于将所述第一微波信号调制在所述本振模块的输出光上，产生光频输出信号；接收光频输入信号，经过光电转换产生第二微波信号。

作为本发明装置进一步优化的实施例，还包含主控模块，所述主控模块用于向所述调制解调模块、微波变频模块分别输出控制指令。

优选地，所述频率基准信号为5MHz或10MHz频率信号。进一步优选地，所述频率基准信号还包含1pps时间信号。

优选地，所述第一中频信号、第二中频信号为伪码扩频信号。

优选地，所述时钟信号包含整数时钟信号和小数时钟信号；

优选地，所述本振信号为L波段信号或C波段信号。

优选地，所述光频输出信号和光频输出信号的中心光波长为1550nm。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：新型的光纤双向时间同步装置，能够在降低系统复杂度的同时大幅提高光纤时间同步的精度，避免测量精度受到码速率的限制。本申请的实施例改变了传统光纤时间同步系统分立设备较多、设备之间的连接电缆的变动会导致系统时延的变化、不利于系统工作的稳定性的状况，提高了系统工作的稳定度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为实现本发明的光纤双向时间同步装置。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

与现有技术相区别，现有技术的同步装置都是利用伪码测距方案，而本发明设计的光纤同步装置采用载波相位技术来实现高精度时间频率传递。特别是，一方面降低当前光纤双向时间同步系统复杂度，提升系统工作的稳定性，另一方面通过在光纤比对中使用载波相位测量技术和可变载波频段设计，提高光纤时间同步的精度。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

一种高精度光纤双向时间同步装置，包括：频率综合模块、微波变频模块、调制解调模块、激光器模块、电光处理模块及主控模块。