用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置与方法_2

文档序号:9600495阅读:来源:国知局
光信号波长为λ1的传输延迟为ΔΤ2 ;由授时从 站接收端到授时主站,光信号波长为λ2的传输延迟为ΔΤ3,则
[0041] ΔΤ1 =ΔΤ2+ΔΤ3 (1)
[0042] △Τ1是由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延和,为时延测量模块的测量 结果。
[0043] 由于每公里光纤时延与波长的关系为
[0045] 式中c为光速,
,V为光纤归一化频率且满足
a= 8. 2μm为纤芯半径;
[0046]叫为纤芯折射率且满足
其中aQ、ai、a2、a3、 a4、a5、a6为纤芯的塞尔迈耶尔系数;
为叫对λ的一阶导数;
[0047] 由上述关系可以得到光纤时延与波长之间的函数关系△T = f( λ)。因此将波长 λ 1和λ 2代入到时延计算模块中,就可以得到:
[0048] ΔΤ2 =f(λ〇XL (3)
[0049] ΔΤ3 =f(λ2)XL (4)
[0050] 由公式(1)、(3)、(4)可得到波长为λ1的光信号的传输时延为:
[0052] 根据本发明的另一个实施方案,所述授时主站对授时从站自动发送经过时延补偿 AΤ2秒的脉冲信号。
[0053] 根据本发明的另一个实施方案,所述时延计算模块计算出光信号单程传输的时延 ΔΤ2后,第一编码调制器根据ΔΤ2自动将下一次输入的脉冲时间信息补偿ΔΤ2,经第一激 光器转换成λ1,然后经过第一波分复用器、第二波分复用器、第二光电转换器、第二解调解 码器,解码出的脉冲信息就是当前的时间信息,授时从站接收端获得与授时主站之间的精 确时间同步。
[0054] 根据本发明的另一个实施方案,所述λ1和λ2光信号的波长范围为lum至2um〇
[0055] 本发明还可以是:
[0056] -种用于高精度光纤授时系统的色散补偿方法,它包括:
[0057] (1)测量授时主站到授时从站接收端两个不同波长来回传输时延之和ΔΤ1
[0058] 在授时主站将铯原子钟输出的脉冲信号经过第一编码调制器调制成为射频信号, 第一波分复用器将射频信号转换成波长为λ1的光信号后经第一波分复用器親合入光纤; 在授时从站接收端,第二光电转换器接收到波长为λ1光信号后,分别向第二激光器和第 二解调解码器发送射频信号,第二激光器在接收到射频信号后将射频信号转换成波长为 λ2的光信号,然后经第二波分复用器将波长为λ2的光信号親合入与λ1传输的同一根光 纤中,然后通过第二波分复用器将光信号λ2输入到第一光电转换器,经第一光电转换器 转换成射频信号输出到第一解调解码器1,第一解调解码器将射频信号解调出返回的脉冲 信号,返回的脉冲信号和铯原子钟输出的脉冲信号同时送给时延测量模块进行时延测量, 测量结果△!!即为由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延之和;
[0059] (2)授时主站的时延计算模块进行单程传输时延△T2的计算
[0060] 由授时主站到授时从站接收端,光信号波长为λ1的传输延迟为△T2 ;由授时从 站接收端到授时主站,光信号波长为λ2的传输延迟为ΔΤ3,则
[0061]ΔΤ1 =ΔΤ2+ΔΤ3 (1)
[0062] △Τ1是由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延和,为时延测量模块的测量 结果。
[0063] 由于每公里光纤时延与波长的关系为
[0065] 式中c为光速,
V为光纤归一化频率且满足
_a= 8. 2μm为纤芯半径;
[0066]叫为纤芯折射率且满足
,其中aQ、ai、a2、a3、 a4、a5、a6为纤芯的塞尔迈耶尔系数;
为叫对λ的一阶导数;
[0067] 由上述关系可以得到光纤时延与波长之间的函数关系△T=f(λ)。因此将波长 λ1和λ2代入到时延计算模块中,就可以得到:
[0068]ΔΤ2 =f(λ〇XL (3)
[0069]ΔΤ3 =f(λ2)XL (4)
[0070] 由公式(1)、(3)、(4)可得到波长为λ1的光信号的传输时延为:
[0072] (3)授时主站对授时从站自动发送经过时延补偿ΔΤ2的秒脉冲信息时延计算模 块计算出光信号单程传输的时延ΑΤ2后,第一编码调制器根据ΔΤ2自动将下一次输入的 脉冲时间信息补偿ΑΤ2,经第一激光器转换成λ1,然后经过第一波分复用器、第二波分复 用器、第二光电转换器、第二解调解码器,解码出的脉冲信息就是当前的时间信息,授时从 站接收端获得与授时主站之间的精确时间同步。
[0073] 与现有技术相比,本发明的有益效果之一是:
[0074] 本发明的一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置与方法,具有:
[0075] 1、本方法每秒至少测量一次来回传输时延,因此每秒至少有一次会进行单程时延 计算和补偿,这样可以在单程时延上提高授时精度;
[0076] 2、补偿手段采用的是前置补偿方法,其优点是各个从站的时间补偿装置和时延测 量装置都集中在授时主站,这样不仅成本低,而且便于时延测量装置和时延计算装置的重 复利用和集中管理;
[0077] 3、采用本发明提出的解决高精度光纤授时过程中光信号来回传输时延不对称方 法与密集波分复用技术相结合,可以实现全光网同步、全λ波长同步,构成基于密集波分 复用(DWDM)大容量光传输系统的超精密时间频率传递系统。
【附图说明】
[0078] 为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例 或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅 是对本申请文件中一些实施例的参考,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的 情况下,还可以根据这些附图得到其它的附图。
[0079]图1示出了根据本发明一个实施例的用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置 的结构示意图。
【具体实施方式】
[0080] 下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
[0081] 基于波分复用技术的高精度时间频率传递系统工作原理如图1所示。该系统主要 由包括第一波分复用器及其左边部分的授时主站和第二波分复用器及其右边部分的授时 从站共同组成。下面结合附图1,对本发明专利作详细的阐述。
[0082] 如图1所示,一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置,它包括授时主站和 授时从站,所述授时主站包括:
[0083] 铯原子钟,用于输出脉冲信号给第一编码调制器;
[0084] 第一编码调制器,用于将脉冲信号调制成为射频信号;
[0085] 第一激光器,用于将所述射频信号转换为波长为λ1的光信号;
[0086] 第一波分复用器,用于将波长为λ1的光信号耦合入光纤;以及将授时从站处理 后的波长为λ2的光信号输入到第一光电转换器;
[0087] 第一光电转换器,用于将波长为λ2的光信号转换成射频信号并输出到第一解调 解码器;
[0088] 第一解调解码器,用于将第一光电转换器输出的射频信号解调出返回的脉冲信 号,返回的脉冲信号和铯原子钟输出的脉冲信号同时输送给
[0089] 时延测量模块,该时延测量模块进行时延测量,测量结果ΔΤ1即为由授时主站到 授时从站接收端来回传输时延之和;
[0090] 所述授时从站包括:
[0091] 第二光电转换器,用于将接收到波长为λ1光信号转换成射频信号,并分别发送 给第二激光器和第二解调解码器;
[0092] 第二激光器,用于将射频信号转换成波长为λ2的光信号;
[0093] 第二波分复用器,用于将波长为λ2的光信号親合入与波长为λ1光信号传输的 同一根光纤中。
[0094] 对于所述铯原子钟输出的脉冲信号、以及第一解调解码器将射频信号解调出的返 回脉冲信号可以为1PPS秒脉冲信号。
[0095] 以及所述λ?和λ2光信号的波长范围可以为lum至2um,适用于一般的常规单模 光纤。
[0096] -种用于高精度光纤授时系统的色散补偿方法,它包括:
[0097] (1)测量授时主站到授时从站接收端两个不同波长来回传输时延之和ΔΤ1
[0098] 在授时主站将铯原子钟输出的脉冲信号经过第一编码调制器调制成为射频信号, 第一波分复用器将射频信号转换成波长为λ1的光信号后经第一波分复用器親合入光纤; 在授时从站接收端,第二光电转换器接收到波长为λ1光信号后,分别向第二激光器和第 二解调解码器发送射频信号,第二激光器在接收到射频信号后将射频信号转换成波长为 λ2的光信号,然后经第二波分复用器将波长为λ2的光信号親合入与λ1传输的同一根光 纤中,然后通过第二波分复用器将光信号λ2输入到第一光电转换器,经第一光电转换器 转换成射频信号输出到第一解调解码器1,第一解调解码器将射频信号解调出返回的脉冲 信号,返回的脉冲信号和铯原子钟输出的脉冲信号同时送给时延测量模块进行时延测量, 测量结果△!!即为由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延之和;
[0099] (2)授时主站的时延计算模块进行单程传输时延△Τ2的计算
[0100] 由授时主站到授时从站接收端,光信号波长为λ1的传输延迟为ΔΤ2 ;由授时从 站接收端到授时主站,光信号波长为λ2的传输延迟为ΔΤ3,则
[01
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1