率信号的传输，每个专用 光纤授时设备又通过专用光路由进行时间频率信号的传输，避免了业务信号对时间频率信 号的干扰，传输速度快，时间同步精度高。
[0033] 更进一步地，上述光路由为双光纤或者单光纤或者波分复用的方式。
[0034] 光路由全部都是双光纤的具体实施例 时钟源与第一节点的第一专用光纤授时设备信号连接，将时间频率信号直接传输给第 一节点的第一专用光纤授时设备，第一节点的第一专用光纤授时设备与第二节点上的第二 专用光纤授时设备通过两根专用光纤进行连接，一根光纤用于第一专用光纤授时设备发送 信号给第二专用光纤授时设备，另外一根光纤用于第二专用光纤授时设备发送信号给第一 专用光纤授时设备。依次类推，第N-I节点上的第N-I专用光纤授时设备与第N节点上的 第N专用光纤授时设备通过两根专用光纤进行连接，一根光纤用于第N-I专用光纤授时设 备发送信号给第N专用光纤授时设备，另外一根光纤用于第N专用光纤授时设备发送信号 给第N-I专用光纤授时设备。如图3所示的全部都是双光纤的授时系统的结构示意图。
[0035] 单光纤的【具体实施方式】与双光纤的【具体实施方式】基本相同，区别仅在于在将双光 纤变成单光纤，但都是在该专用光纤上只专门传输时间频率信号。具体采用单光纤还是双 光纤根据光缆中光纤的空闲状况进行灵活选择。一般情况下，当光纤空闲较多时，采用双 光纤，反之则采用单光纤，当然也可以根据需要进行其他灵活的选择，此不属于本发明的重 点，在此不详细赘述。
[0036] 更进一步地，上述系统还包括分波器和合波器，所述分波器和合波器分别信号连 接专用光纤授时设备和外部光通信设备，所述合波器用于将不同波长的时间频率信号和 业务信号汇合在一起，并通过波分复用的方式耦合到光缆线路的同一根专用光纤中进行传 输，所述分波器用于将不同波长的时间频率信号和业务信号的光载波进行分离，分别传输 给专用光纤授时设备和外部光通信设备。
[0037] 本发明在具体实施的时候，可以组合单光纤、双光纤、波分复用三种方式进行逐级 地授时，具体单独采用哪一种或者哪几种方式的组合可以根据实际的需要灵活进行选择。 如图4所示，光线授时设备1和光纤授时设备2之间通过双光纤进行传输，光线授时设备2 和光纤授时设备3之间通过波分复用的方式进行传输，光线授时设备3和光纤授时设备4 之间通过单光纤纤进行传输。在实际的应用场景中具体实施的时候则可以根据需要任意组 合。
[0038] 更进一步地，上述时钟源为中国科学院国家授时中心的钟源或者其它地面原子钟 源，比如短期稳定度较高的来自本地的铷原子钟。时钟源摆脱对卫星授时系统（GPS或者北 斗）的依赖，采用专用的地面钟源、专用光纤授时设备、专用光路由组成有线方式的授时系 统，其是独立于卫星授时的系统，独立于通信网络的专用授时网。时钟源在地面，不是来自 卫星，因此，不存在卫星易受干扰或被击毁的风险。本发明所提出的光纤授时系统独立于卫 星授时系统，但同时也可以与卫星授时系统相互补充、互为备用，在战略上可以提高国防和 军事领域时间同步系统的安全性，保障我国的信息安全。
[0039] 本发明将实现统一于同一个钟源的高精度时间频率信号，由专用光纤授时设备通 过专用光纤路由传输到全国各地，使光纤路由到达的任何地点都可以获得高精度的时间频 率信号，实现了真正意义上的全(网)同步，而不是准同步。准同步方式的特点是授时网内的 各个时钟独立运行，互不控制，每个时钟负责本区内的通信设备的同步。全（网）同步方式 的特点是网络中所有的时钟都跟踪到同一个或者一组基准钟源上，通过配备必要的设备及 相应的控制系统，使网内设备的时钟全都锁定运行，由一个或一组基准时钟控制（一组基准 时钟之间可互相双向比对互控同步)，使全网的时钟都运行在一个相同的时间频率基准上， 达到全网的时间频率同步。
[0040] 本发明还公开了一种由专用光纤授时设备和专用光路由组成的授时系统的实现 方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、光纤授时设备选择来自外部的时间频率参考信号作 为输入信号(此处的外部的时间频率参考信号是指比本地设备时钟等级高的时钟源，例如 本地是铷原子时钟，那么外部时钟源必须是铯原子时钟或者氢原子钟)，然后用短期稳定度 较高的来自本地的铷原子钟或者加强型晶体钟的再生时间频率信号对短期稳定度较低的 来自信号输入模块的时间频率信号进行锁定同步修正，具体是采用远距离"松耦合"过零检 测技术控制系统进行修正；所述光纤授时设备为专用于传输时间频率信号的专用设备；步 骤二、第一个光纤授时设备接收来自时钟源的时间信号，并通过专用光路由传给下一个光 纤授时设备，依次类推，将时间信号传输给最后一个光纤授时设备；所述光纤授时设备比对 主站时钟和从站时钟，分别得到收、发的传输时延TdPT 2，判断传输时延差是否大于设定的 阈值，是，则启动光纤时延均衡补偿模块，否则完成；所述光纤时延均衡补偿具体为判断T 1 和T2的大小，光纤时延均衡补偿模块对T :和T 2中时延小的值进行补偿，使得T :和T 2的差 值小于或者等于设定的阈值。
[0041] 本发明基于光纤时延实时在线监测技术，在从站增加零衰耗可程控光纤时延均衡 补偿网络，选择与主从站之间的光纤传输时延相对应的C标以及与它相对应的时间间隔码 Txk进行时间的往返对比，通过合理选取与C标相对应的时间间隔码Txk码。例如IOOkm光 缆，光纤波长1550nm的时延值=489761. OOns选择C标彡500000. 00ns，双向比对Txk码则 为2. 000000Kbit / s，多次(例如10000次）重复测量可以提高检测精度，达到剥离光纤时 延变化，滤除漂移和累积漂移的目的。采用三点归一精确测量算法，便可以完成对光纤传输 时延的自动锁定及均衡补偿。
[0042] 本发明采用如下数学公式计算主站和从站的光纤授时设备的时间间隔偏差：
式中乓为主站时钟和从站时钟的时间间隔偏差；馬表示主站与从站的初始相位偏
后的相对剩余频率偏差；2是经过主从同步后，从站时钟相对主站时钟老化变化的残余偏 差；是主站至从站与从站至主站的时延差；试幻是光传输网络传递时间和频率基准 参考信息中引入的抖动和噪声。
[0043] 光纤授时设备将本地的铷原子钟（或者加强型晶体钟）输出的时间频率信号送入 信号输出模块，由信号输出模块进行格式转换，提供各种协议格式的时间和频率输出信号， 满足各种应用场合对时间频率信号的不同输出接口的需要。
[0044] 传输授时信号采用600nm~2000nm范围内的任一波长，专用授时网具有网管功 能，以图形化的界面实现对各个节点光纤授时设备的管理，通过TCP/IP协议进行信息交 互，实现配置、告警、性能、维护、安全等管理功能。
[0045] 上述说明示出并描述了本发明的一个