基于线性光学采样的超高精度双向时间同步装置及方法

1.本发明属于时频传递和光学频率梳技术领域，具体涉及一种基于线性光学采样的超高精度双向时间比对装置及方法。


背景技术：

2.高精度、远距离时频同步在多设备远距离协同工作中具有不可替代的价值。随着钟技术的快速发展，远距离钟同步、钟比对的需求也日益增长。基于光载波进行时频传递相对于微波时频传递具有精度高的特点，因此在高时间精度需求的应用场景中，选择光载波作为载体进行时间比对与同步是近年来的发展趋势。
3.基于光载波的时间同步通常选择光纤或大气信道作为传输媒介。大气信道相对光纤而言覆盖面积更大，具有高灵活性；但其易受外界环境影响，同时传输距离受限。光纤信道具有较好的环境隔离性，能较好的屏蔽外界环境的干扰；同时，光纤信道可通过光放大器实现信号的远距离传输，因此是高精度时频传递的良好介质。目前基于光纤的时间同步技术主要通过秒脉冲对激光器进行调制，在远程用户端进行解调从而获得一致的时间信息。然而该方案受限于电学仪器上升沿的不确定度，时间同步精度往往仅能达到几十皮秒量级，更高的时间测量精度往往难以实现。
4.作为传统时间同步的一种替代方案，近年来利用双光梳方法进行高精度时间同步被提出。其特点是将双光梳对小信号延时放大的特性应用于时间测量，从而从原理上超越电学测量方法的精度受限问题。目前已经公开报道的利用双光梳进行时间差测量的方案，均必须通过超高稳定度的光学稳腔对光梳的光频进行锁定，从而达到高精度的时间测量能力；同时，目前已有的双光梳时间测量方案一般是通过光梳干涉后的相位变化反推延时时间变化，从而进行时间差测量，因此具有一定的后处理复杂度。


技术实现要素：

5.本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于线性光学采样的超高精度双向时间同步装置及方法。本发明为了解决双光梳时间测量技术对超稳腔锁定的依赖，同时大幅简化后处理过程的复杂性，本发明提出直接利用微波信号锁定实现超高精度双向双光梳时间同步。本发明结构简单，实验复杂度低，同时与目前利用光载微波进行双向时间同步的结构具有极大兼容性，大幅提升双光梳时间同步系统的实用性。
6.本装置在时间同步远近端分别产生与本地端时钟具有同步锁定与异步锁定关系的两个光梳信号；在远近端分别利用异步锁定与同步锁定光梳进行双光梳干涉，获得放大时间尺度的时间参考信号；近端通过滤波系统对异步锁定后的光梳进行滤波，远端通过另一波长滤波系统对同步锁定后的光梳信号进行滤波，分别产生两不同波长的带限光梳信号，并在信道中进行双向传递；两端通过色散补偿系统对信道传递来的带限光梳信号进行色散补偿；近端利用双光梳干涉系统实现对近端产生的异步光梳信号与接收到远端的同步光梳信号进行干涉，获得放大时间尺度的近端待测时间信号；远端利用双光梳干涉系统实
现对远端产生的同步光梳信号与接收到近端的异步光梳信号进行干涉，获得放大时间尺度的远端待测时间信号；通过数据处理系统分别对远近端的参考信号与待测信号做减法处理，分别得到两端的时间差数据；随后利用数据比对处理系统获得两端时间差测量的差值；最后根据该差值对远端时钟信号进行调整，最终完成远端时钟信号的校准。
7.本发明的技术方案为：
8.一种基于线性光学采样的超高精度双向时间同步装置，其特征在于，包括近端、远端和数据比对处理系统23；
9.所述近端包括第一时钟分配系统2、第一光梳同步锁定系统3、第一光梳异步锁定系统4、第一λ1双光梳干涉系统5、第一λ2双光梳干涉系统6、第一采样模块7、第二采样模块8、第一数据处理系统9、λ1光学滤波系统10、第一色散补偿系统11；
10.第一时钟分配系统2，用于将输入的时钟信号a分为两束，分别输出给第一光梳同步锁定系统3、第一光梳异步锁定系统4；第一光梳同步锁定系统3，用于输出重复频率为f1的光梳信号，相位与时钟信号a同步；第一光梳异步锁定系统4用于输出重复频率为f1+δf的光梳信号，相位与时钟信号a同步；第一光梳同步锁定系统3、第一光梳异步锁定系统4产生的光梳信号光谱范围覆盖λ1与λ2；
11.第一λ1双光梳干涉系统5，用于对第一光梳同步锁定系统3、第一光梳异步锁定系统4输出光梳信号进行滤波，得到波长在波分复用通道λ1的带限光梳信号，再对滤波所得两信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间参考信号；
12.第一采样模块7，用于对所述时间参考信号进行采集，并记录信号峰值位置对应的时刻并将发送给第一数据处理系统9；
13.λ1光学滤波系统10，用于对第一光梳异步锁定系统4输出的光梳信号进行滤波，获得在λ1通道的带限光梳信号，并通过信道传递至远端的第二色散补偿系统22；
14.第一色散补偿系统11，用于对远端的λ2光学滤波系统21经过信道传递来的信号进行色散补偿；
15.第二λ2双光梳干涉系统6，用于将第一光梳异步锁定系统4输出的光梳信号与第一色散补偿系统11输出信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间测量信号；
16.第二采样模块8，用于对所述时间测量信号进行采集，并记录该信号峰值位置对应的时刻并将发送给第一数据处理系统9；
17.第一数据处理系统9，用于根据计算得到近端的测量时间差信息
18.所述远端包括第二时钟分配系统13、第二光梳异步锁定系统14、第二光梳同步锁定系统15、第二λ2双光梳干涉系统16、第二λ1双光梳干涉系统17、第三采样模块18、第四采样模块19、第二数据处理系统20、λ2光学滤波系统21、第二色散补偿系统22；
19.第二时钟分配系统13，用于将输入的时钟信号b分为两束分别输出给第二光梳同步锁定系统15以及第二光梳异步锁定系统14；第二光梳同步锁定系统15用于输出重复频率为f1的光梳信号，相位与时钟信号b同步；第二光梳异步锁定系统14用于输出重复频率为f1+δf的光梳信号，相位与时钟信号b同步；第二光梳同步锁定系统15、第二光梳异步锁定系统14产生的光梳信号光谱范围覆盖λ1与λ2；
20.λ2双光梳干涉系统16，用于对第二光梳同步锁定系统15、第二光梳异步锁定系统14输出光梳信号进行滤波，得到波长在波分复用通道λ2的带限光梳信号，再对滤波所得两
信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间参考信号并将其输入第三采样模块18；
21.第三采样模块18，用于对输入的时间参考信号进行采集，并记录该信号峰值位置对应的时刻并将发送给第二数据处理系统20；
22.λ2光学滤波系统21，用于对第二光梳同步锁定系统15输出信号进行滤波，获得在λ2通道的带限光梳信号，并通过信道传递至近端的第一色散补偿系统11；
23.第二色散补偿系统22，用于对λ1光学滤波系统10经过信道传递来的信号进行色散补偿；
24.第二λ1双光梳干涉系统17，用于将第二光梳同步锁定系统15输出信号与第二色散补偿系统22输出信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间测量信号并将其发送给第四采样模块19；
25.第四采样模块19，用于对输入的时间测量信号进行采集，并记录该信号峰值位置对应的时刻并将发送给第二数据处理系统20；
26.第二数据处理系统20，用于根据计算得到远端的测量时间差
27.所述数据比对处理系统23，用于对第一数据处理系统9、第二数据处理系统20输出的时间差信息进行处理，获得时间比对结果δt＝α(δt
a-δtb)并将其发送给远端对时钟信号b进行修正；α为等效时间尺度参数。
28.进一步的，所述远端根据对比结果δt对时钟信号b进行修正，使时钟信号b进行δt/2的延时，最终获得同步的两地时间差。
29.进一步的，α＝δf/f1；f1为时钟信号a的整数倍。
30.进一步的，所述时钟信号a为具有近端时间频率信息的电信号，所述时钟信号b为具有远端时间频率信息的电信号。
31.进一步的，第一光梳同步锁定系统3包括第一同步相位跟踪系统31、第一光学频率梳32；第一同步相位跟踪系统31包括两输入，其中一路输入为时钟信号a，另一路输入为第一光学频率梳32输出的重频f1的信号，第一同步相位跟踪系统31用于对是指信号a与第一光学频率梳32提供的信号进行鉴相，获得携带两路信号相对相位差信息的误差信号，并提供给第一光学频率梳32的输入端，使得第一光学频率梳32输出的重频f1信号相位与时钟信号a保持一致。
32.进一步的，第一光梳异步锁定系统4包括第一异步相位跟踪系统41、第二光学频率梳42；第一异步相位跟踪系统41有两输入，其中一路输入为时钟信号a，另一路输入为第二光学频率梳42输出的重复频率为f1+δf的光梳信号；第二同步相位跟踪系统41对时钟信号a与第二光学频率梳42提供的信号进行鉴相，获得携带两路信号相对相位差信息的误差信号，并提供给第二光学频率梳42的输入端，使得第二光学频率梳42输出的信号相位与时钟信号a保持一致。
33.进一步的，第一λ1双光梳干涉系统5包括第一λ1波分复用器51、第二λ1波分复用器52、第一2
×
2耦合器53和第一平衡探测器54；第一λ1波分复用器51用于对第一光梳同步锁定系统3输出的重复频率为f1的光梳信号进行光学滤波；第二λ1波分复用器52用于对第一光梳异步锁定系统4输出的光信号进行光学滤波；第一λ1波分复用器51与第二λ1波分复用器52的输出信号通过第一2
×
2耦合器53进行干涉，输出两路光信号；第一2
×
2耦合器53输出的
两路光信号作为第一平衡探测器54的两路输入端，第一平衡探测器54的输出信号，作为第一数据采样模块7的输入。
34.进一步的，第一λ2双光梳干涉系统6包括第一λ2波分复用器61、第二λ2波分复用器62第二2
×
2耦合器63和第二平衡探测器64；第一λ2波分复用器61用于对第一光梳异步锁定系统4输出的光信号进行光学滤波；第二λ2波分复用器62用于对第一色散补偿系统11的输出信号进行滤波，波长选择及带宽选择与第一λ2波分复用器61一致；第一λ2波分复用器61与第二λ2波分复用器62输出信号通过第二2
×
2耦合器63进行干涉，输出两路光信号；第二2
×
2耦合器63输出的两路光信号作为第二平衡探测器64的两路输入端，第二平衡探测器64输出信号作为第二数据采样模块8的输入。
35.一种基于线性光学采样的超高精度双向时间同步方法，其步骤包括：
36.在近端，第一时钟分配系统2将输入的时钟信号a分为两束，分别输出给第一光梳同步锁定系统3、第一光梳异步锁定系统4；第一光梳同步锁定系统3输出重复频率为f1的光梳信号，相位与时钟信号a同步；第一光梳异步锁定系统4输出重复频率为f1+δf的光梳信号，相位与时钟信号a同步；第一光梳同步锁定系统3、第一光梳异步锁定系统4产生的光梳信号光谱范围覆盖λ1与λ2；第一λ1双光梳干涉系统5对第一光梳同步锁定系统3、第一光梳异步锁定系统4输出光梳信号进行滤波，得到波长在波分复用通道λ1的带限光梳信号，再对滤波所得两信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间参考信号；第一采样模块7对所述时间参考信号进行采集，并记录信号峰值位置对应的时刻并将发送给第一数据处理系统9；λ1光学滤波系统10对第一光梳异步锁定系统4输出的光梳信号进行滤波，获得在λ1通道的带限光梳信号，并通过信道传递至远端的第二色散补偿系统22；第一色散补偿系统11对远端的λ2光学滤波系统21经过信道传递来的信号进行色散补偿；第二λ2双光梳干涉系统6，用于将第一光梳异步锁定系统4输出的光梳信号与第一色散补偿系统11输出信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间测量信号；第二采样模块8对所述时间测量信号进行采集，并记录该信号峰值位置对应的时刻并将发送给第一数据处理系统9；第一数据处理系统9根据计算得到近端的测量时间差信息
37.在远端，第二时钟分配系统13将输入的时钟信号b分为两束分别输出给第二光梳同步锁定系统15以及第二光梳异步锁定系统14；第二光梳同步锁定系统15输出重复频率为f1的光梳信号，相位与时钟信号b同步；第二光梳异步锁定系统14输出重复频率为f1+δf的光梳信号，相位与时钟信号b同步；第二光梳同步锁定系统15、第二光梳异步锁定系统14产生的光梳信号光谱范围覆盖λ1与λ2；λ2双光梳干涉系统16对第二光梳同步锁定系统15、第二光梳异步锁定系统14输出光梳信号进行滤波，得到波长在波分复用通道λ2的带限光梳信号，再对滤波所得两信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间参考信号并将其输入第三采样模块18；第三采样模块18对输入的时间参考信号进行采集，并记录该信号峰值位置对应的时刻并将发送给第二数据处理系统20；λ2光学滤波系统21对第二光梳同步锁定系统15输出信号进行滤波，获得在λ2通道的带限光梳信号，并通过信道传递至近端的第一色散补偿系统11；第二色散补偿系统22对λ1光学滤波系统10经过信道传递来的信号进行色散补偿；第二λ1双光梳干涉系统17将第二光梳同步锁定系统15输出信号与第二色散补偿系统22输出信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间测量信号并将其发送给第四采样模块19；
第四采样模块19对输入的时间测量信号进行采集，并记录该信号峰值位置对应的时刻并将发送给第二数据处理系统20；第二数据处理系统20根据计算得到远端的测量时间差
38.所述数据比对处理系统23对第一数据处理系统9、第二数据处理系统20输出的时间差信息进行处理，获得时间比对结果δt＝α(δt
a-δtb)并将其发送给远端对时钟信号b进行修正；α为等效时间尺度参数。
39.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
40.(1)、通过线性光学采样方法，可同时在远近端获得放大时间尺度的时间参考信号与待测信号，大幅提升了时间同步两端的时间测量精度；
41.(2)、通过异步锁定技术，可在远近端直接将微波钟信号的精度传递到光光梳载波，无需使用超稳腔锁定光频，大大简化了系统复杂度；
42.(3)、通过双相时间比对方法，与现有双向比对时间同步系统兼容，可以直接使用现有的时间同步后处理方法，在时域对信号进行处理，简化了传统双光梳时间测量方法需要对相位进行估计的过程。
附图说明
43.图1为本发明中基于线性光学采样的超高精度双向时间同步系统框图。
44.图2为本发明中基于线性光学采样的超高精度双向时间同步装置的实施例结构示意图。
45.附图标记：1-时钟信号a、2-第一时钟分配系统、3-第一光梳同步锁定系统、4-第一光梳异步锁定系统、5-第一λ1双光梳干涉系统、6-第一λ2双光梳干涉系统、7-第一采样模块、8-第二采样模块、9-第一数据处理系统、10-λ1光学滤波系统、11-第一色散补偿系统、12-时钟信号b、13-第二时钟分配系统、14-第二光梳异步锁定系统、15-第二光梳同步锁定系统、16-第二λ2双光梳干涉系统、17-第二λ1双光梳干涉系统、18-第三采样模块、19-第四采样模块、20-第二数据处理系统、21-λ2光学滤波系统、22-第二色散补偿系统、23-数据比对处理系统；31第一同步相位跟踪系统，32第一光学频率梳，41-第一异步相位跟踪系统，42-第二光学频率梳，51-第一λ1波分复用器，52-第二λ1波分复用器，53-第一2
×
2耦合器，54-第一平衡探测器，61-第一λ2波分复用器，62-第二λ2波分复用器，63-第二2
×
2耦合器，64-第二平衡探测器，141-第二异步相位跟踪系统，142-第三光学频率梳，151-第二同步相位跟踪系统，152-第四光学频率梳，161-第三λ2波分复用器，162-第四λ2波分复用器，163-第三2
×
2耦合器，164-第三平衡探测器，171-第三λ1波分复用器，172-第四λ1波分复用器，173-第四2
×
2耦合器，174-第四平衡探测器。
具体实施方式
46.以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
47.参阅附图1，时钟信号a原始的时间频率信息；在近端，时钟信号a为具有近端时间频率信息的电信号，经过第一时钟分配系统2分为两束，其输出分别给第一光梳同步锁定系统3以及第一光梳异步锁定系统4；第一光梳同步锁定系统3输出重复频率为f1的光梳信号，
相位与时钟信号a完全同步；第一光梳异步锁定系统4输出重复频率为f1+δf的光梳信号，相位与时钟信号a完全同步；第一光梳同步锁定系统3、第一光梳异步锁定系统4产生的光梳信号光谱范围为[λ
min
，λ
max
]，其光谱范围可完全覆盖后续使用的两个波分复用通道λ1与λ2；第一λ1双光梳干涉系统5中，首先需要对第一光梳同步锁定系统3、第一光梳异步锁定系统4输出光梳信号进行滤波，得到波长在波分复用通道λ1的带限光梳信号，再对两信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间参考信号；通过第一采样模块7对时间参考信号进行采集，并记录该信号峰值位置对应的时刻第一光梳异步锁定系统4产生信号经过λ1光学滤波系统10进行滤波获得在λ1通道的带限光梳信号，并通过信道传递至远端。
[0048]
在远端，时钟信号b为具有远端时间频率信息的电信号，经过第二时钟分配系统13分为两束，其输出分别给第二光梳同步锁定系统15以及第二光梳异步锁定系统14；第二光梳同步锁定系统15输出重复频率为f1的光梳信号，相位与时钟信号b完全同步；第二光梳异步锁定系统14输出重复频率为f1+δf的光梳信号，相位与时钟信号b完全同步；第二光梳同步锁定系统15、第二光梳异步锁定系统14产生的光梳信号光谱范围为[λ
min
，λ
max
]，其光谱范围可完全覆盖后续使用的两个波分复用通道λ1与λ2；λ2双光梳干涉系统16中，首先需要对第二光梳同步锁定系统15、第二光梳异步锁定系统14输出光梳信号进行滤波，得到波长在波分复用通道λ2的带限光梳信号，再对两信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间参考信号；通过第三采样模块18对时间参考信号进行采集，并记录该信号峰值位置对应的时刻第二光梳同步锁定系统15产生信号经过λ2光学滤波系统21进行滤波获得在λ2通道的带限光梳信号，并通过信道传递至近端。
[0049]
在近端，通过第一色散补偿系统11对λ2光学滤波系统21经过信道传递来的信号进行色散补偿；通过第二λ2双光梳干涉系统6将第一光梳异步锁定系统4输出信号与第一色散补偿系统11输出信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间测量信号；通过第二采样模块8时间测量信号进行采集，并记录该信号峰值位置对应的时刻通过第一数据处理系统9进行计算，获得近端的测量时间差信息
[0050]
在远端，通过第二色散补偿系统22对λ1光学滤波系统10经过信道传递来的信号进行色散补偿；通过第二λ1双光梳干涉系统17将第二光梳同步锁定系统15输出信号与第二色散补偿系统22输出信号进行干涉，获得放大时间尺度的时间测量信号；通过第四采样模块19时间测量信号进行采集，并记录该信号峰值位置对应的时刻通过第二数据处理系统20进行计算，获得远端的测量时间差信息
[0051]
通过数据比对处理系统23对第一数据处理系统9、第二数据处理系统20输出的时间差信息进行处理，获得时间比对结果：δt＝α(δt
a-δtb)，其中α＝δf/f1为等效时间尺度参数；将该结果发送给远端对时钟信号b进行修正，使时钟信号b进行δt/2的延时，最终获得同步的两地时间差。
[0052]
下面以对两10mhz重频的时钟信号进行同步为例对本发明作进一步说明。
[0053]
实施例：
[0054]
参阅附图2，所述近端中，时钟信号a是重复频率为10mhz的时钟信号，其输出与第一时钟分配系统2相连，第一时钟分配系统2将输入的10mhz时钟信号分为两路，两路输出的时间、相位均保持恒定，两路输出信号分别接入第一同步相位跟踪系统31、第一异步相位跟
踪系统41；第一同步相位跟踪系统31有两输入，其中一路由10mhz时钟信号提供，另一路由第一光学频率梳32提供。第一光学频率梳32的重频f1为时钟信号的整数倍，例如f1＝100mhz，且输出为两路频率完全相同的脉冲光信号，一路作为第一同步相位跟踪系统31的输入，用于提供重频锁定基准，另一路与后级第一λ1波分复用器51相连。第一同步相位跟踪系统31对第一时钟分配系统2与第一光学频率梳32提供的信号进行鉴相，获得携带两路信号相对相位差信息的误差信号，并提供给第一光学频率梳32的输入端；经过该反馈过程，第一光学频率梳32的重频f1信号相位与时钟信号a保持一致。
[0055]
同理，第一异步相位跟踪系统41有两输入，其中一路由10mhz时钟信号提供，另一路由第二光学频率梳42提供；第二光学频率梳42的重频f2为f1加上一个微小频率δf，例如频率偏移量δf＝1khz。第二光学频率梳42输出四路频率完全相同的脉冲光信号，一路作为第一异步相位跟踪系统41的输入，用于提供重频锁定基准，另外三路向后级传递。第二同步相位跟踪系统41对第一时钟分配系统2与第二光学频率梳42提供的信号进行鉴相，获得携带两路信号相对相位差信息的误差信号，并提供给第二光学频率梳42的输入端；经过该反馈过程，第二光学频率梳42的重频f2的相位与时钟信号a保持一致。
[0056]
第一λ1波分复用器51对第一光学频率梳32输出的光信号进行光学滤波，滤波范围可以覆盖λ1波长，滤波器带宽满足奈奎斯特采样定理，常见的带宽可选用标准商用密集波分复用器带宽(100ghz)。第二λ1波分复用器52对第二光学频率梳42输出的光信号进行光学滤波，滤波范围与第一λ1波分复用器滤波范围一致；第一λ1波分复用器51与第二λ1波分复用器52的输出信号通过第一2
×
2耦合器53进行干涉，输出两路光信号；第一2
×
2耦合器53输出的两路光信号作为第一平衡探测器54的两路输入端，提供高信噪比的信号平衡测量，并输出为一路电信号，作为第一数据采样模块7的输入；第一数据采样模块7将测量到的干涉结果进行采集、离散化处理，最终转化为可处理的数字序列输出，记录该信号峰值位置对应的时刻
[0057]
第一λ2波分复用器61对第二光学频率梳42输出光信号进行光学滤波，滤波范围可覆盖λ2波长，滤波带宽与第一λ1波分复用器一致；第二λ2波分复用器62对第一色散补偿系统11的输出进行滤波，波长选择及带宽选择与第一λ2波分复用器61一致；第一λ2波分复用器61与第二λ2波分复用器62输出信号通过第二2
×
2耦合器63进行干涉，输出两路光信号；第二2
×
2耦合器63输出的两路光信号作为第二平衡探测器64的两路输入端，输出一路电信号，作为第二数据采样模块8的输入；第二数据采样模块8将测量到的干涉结果进行采集、离散化处理，最终转化为可处理的数字序列输出，记录该信号峰值位置对应的时刻
[0058]
第一数据处理系统9对第一数据采样模块7与第二数据采样模块8的输出结果进行处理，获得近端的测量时间差信息第五λ1波分复用器10对第二光学频率梳42的第四路输出进行滤波，并将滤波后的光信号经过信道(光纤或自由空间)传递至远端；第五λ1波分复用器10的波长与带宽选择同第一λ1波分复用器51。
[0059]
所述远端中，时钟信号b是重复频率为10mhz、相位可调的时钟信号，其输出与第二时钟分配系统13相连，第二时钟分配器13将输入的10mhz时钟信号分为两路，两路输出的时间、相位均保持恒定，两路输出信号分别接入第二异步相位跟踪系统141、第二同步相位跟踪系统151；第二异步相位跟踪系统141有两输入，其中一路由10mhz时钟信号提供，另一路由第四光学频率梳142提供。第四光学频率梳142的重频为f1+δf，且输出为两路频率完全
相同的脉冲光信号，一路作为第二异步相位跟踪系统141的输入，用于提供重频锁定基准，另一路与后级第三λ2波分复用器161相连。第二异步相位跟踪系统141对第二时钟分配器13与第四光学频率梳142提供的信号进行鉴相，获得携带两路信号相对相位差信息的误差信号，并提供给第四光学频率梳142的输入端；经过该反馈过程，第四光学频率梳142的重频f1+δf的相位与时钟信号b保持一致。
[0060]
同理，第二同步相位跟踪系统151有两输入，其中一路由10mhz时钟信号提供，另一路由第四光学频率梳152提供；第四光学频率梳输出四路频率均为f1的脉冲光信号，一路作为第二同步相位跟踪系统151的输入，用于提供重频锁定基准，另外三路向后级传递。第二同步相位跟踪系统151对第二时钟分配系统13与第四光学频率梳152提供的信号进行鉴相，获得携带两路信号相对相位差信息的误差信号，并提供给第四光学频率梳152的输入端；经过该反馈过程，第四光学频率梳152的重频f1的相位与时钟信号b保持一致。
[0061]
第三λ2波分复用器161对第四光学频率梳142输出的光信号进行光学滤波，滤波波长、带宽与第一λ2波分复用器61保持一致。第四λ2波分复用器162对第四光学频率梳152输出的光信号进行光学滤波，滤波范围与第三λ2波分复用器161一致；第三λ2波分复用器161与第四λ2波分复用器162的输出信号通过第三2
×
2耦合器163进行干涉，输出两路光信号；第三2
×
2耦合器163输出的两路光信号作为第三平衡探测器164的两路输入端，提供高信噪比的信号平衡测量，并输出为一路电信号，作为第三数据采样模块18的输入；第三数据采样模块18将测量到的干涉结果进行采集、离散化处理，最终转化为可处理的数字序列输出，记录该信号峰值位置对应的时刻
[0062]
第三λ1波分复用器171对第四λ1波分复用器172输出光信号进行光学滤波，滤波波长、带宽与第一λ1波分复用器51一致；第四λ1波分复用器172对第二色散补偿系统22的输出进行滤波，波长选择及带宽选择与第三λ1波分复用器171一致；第三λ1波分复用器171与第四λ1波分复用器172的输出信号通过第四2
×
2耦合器173进行干涉，输出两路光信号；第四2
×
2耦合器173输出的两路光信号作为第四平衡探测器174的两路输入端，输出一路电信号，作为第四数据采样模块19的输入；第四数据采样模块19将测量到的干涉结果进行采集、离散化处理，最终转化为可处理的数字序列输出，记录该信号峰值位置对应的时刻
[0063]
第二数据处理系统20对第三数据采样模块18与第四数据采样模块19的输出结果进行处理，获得近端的测量时间差信息第五λ2波分复用器21对第四光学频率梳152的第四路输出进行滤波，并将滤波后的光信号经过信道(光纤或自由空间)传递至远端；第五λ2波分复用器21的波长与带宽选择同第一λ2波分复用器61。
[0064]
数据比对处理系统23对第一数据处理系统9与第二数据处理系统20输出的时间差信息数据进行处理，获得时间比对结果：δt＝α(δt
a-δtb)，其中α＝δf/f1为等效时间尺度参数，该参数提前记录在数据比对处理系统23中；将该结果发送给远端时钟信号b进行时间/相位调整，使时钟信号b进行δt/2的延时，最终获得时钟信号a与时钟信号b同步的时间信息。
[0065]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。