采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递方法与系统，主站以波长λ1发送信号至从站，所述从站以相同波长λ1发送信号至主站；根据所述从站接收到的信号与发送信号得到鉴相值△t，以及根据所述主站接收到的信号与发送的信号得到鉴相值T环；通过所述鉴相值△t和所述鉴相值T环计算出所述主站与所述从站之间的时延值，以及根据所述时延值对所述主站与所述从站进行精确的时间同步。本发明专利技术解决了波长不同以及光纤自身物理特性不同带来的双向光纤链路时延不对称的误差，提高了光纤时间信号传递的精度。

【技术实现步骤摘要】
采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递方法与系统
本专利技术涉及电子信息技术中光纤时间频率传输
，主要涉及高精度时间信号的光纤传递技术，同波长单纤双向时间传递方案。
技术介绍
在电子信息技术中的时间频率光纤传递
，光纤授时方案主要分为双纤时间传递和单纤时间传递两种方式。常见的双纤时间传递方法是IEEE1588v2。采用双纤时间传递时，由于两根光纤各自的长度不同，来回链路上存在固有的难以消除的时延不对称性，所以难以达到高精度(纳秒级)的时间传递。如果要实现高精度的光纤时间传递，一般采用单纤的方式进行。单纤时间传递中一般使用单纤双向的方法，即采用波分复用的方法，在两个方向使用不同的波长，使用单向环回的方法得到双向传输的总时延，然后从传输总时延中通过一定的补偿方法得到单向传输时延；或者采用双向比对的方法得到两端的时间差值，通过补偿使收发两端的时间同步。在单纤双向时间传递方案中，采用波分复用的方式，来回两个方向使用两个不同的波长。由于不同波长的光信号在光纤中传输的速率不相同，在光纤中传输一段距离后会产生色散，因此存在由于波长不同引入的时延不对称性。如何补偿这个不对称性成为提高授时精度的关键。造成时延不对称的因素有很多，例如说温度变化、光器件不一致性、光纤色散等。其中最主要的影响因素是光纤色散，不同波长的光信号在光纤中的传输速度不同，例如，在色散位移光纤(SDF)上来回光链路分别使用1315nm和1548nm波长的光信号，传输距离50km时，来回光链路的传输时延差将会达到113.6ns，这个时延不对称性是非常严重的，需要对其进行精确的补偿。但是由于同一波长在不同光纤中的传输时延不尽相同，也就是说不对称性还与光纤本身的物理特性有关，因此始终难以做到完全补偿。例如，100km的G.652光纤，在温度为25℃的条件下，采用1490nm和1550nm波长传输的不对称时延值约为89ns。在其它条件不变的情况下，如果将光纤换为100km的G.655光纤，采用1490nm和1550nm波长传输的不对称时延值约为119ns(即使是G.655光纤，不同的生产厂家，不同的生产批次，这个不对称时延值也不相同)。如果采用精密仪表标定的方法去补偿，随着光纤自身老化，以及光纤可能的损坏和修复等，需要经常不定时地去标定，这样会为工程应用带来严重的人力和物力的消耗。所以，传统的单纤双向波分复用传递时间信号的方法，依然无法很好地解决时延不对称性的问题。如果在单纤双向的方法中，来回两个方向使用相同的波长，就可以彻底消除由于波长不同引入色散而导致的时延不对称误差。目前市场上已经有支持这种相同波长单纤双向传输的光模块，这是通过使用定向耦合技术实现的，但是由于严重的反射噪声，极大地限制了光信号的传输距离，基本上只能适用于短距离(小于10km)的情况，在实际应用中局限性太大，并不适合于工程应用。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递方法与系统，用于提高光纤时间信号传递的精度。考虑到现有技术的上述问题，根据本专利技术公开的一个方面，本专利技术采用以下技术方案：一种采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递方法，包括：主站以波长λ1发送信号至从站，在主站向从站发送信息的情况下，所述从站不向主站发送信息；所述从站以相同波长λ1发送信号至主站，在从站向主站发送信息的情况下，所述主站不向从站发送信息；根据所述从站接收到的信号与发送信号得到鉴相值△t，以及根据所述主站接收到的信号与发送的信号得到鉴相值T环；通过所述鉴相值△t和所述鉴相值T环计算出所述主站与所述从站之间的时延值，以及根据所述时延值对所述主站与所述从站进行精确的时间同步。为了更好地实现本专利技术，进一步的技术方案是：根据本专利技术的一个实施方案，所述主站与所述从站之间的时延值的得到方法包括：从站将接收到的信号与发送信号送往时间间隔计数器TDC2，得到鉴相值△t，主站将接收到的信号与发送的信号送往时间间隔计数器TDC1，得到鉴相值T环；设主站到从站的光纤链路的时延为T1，从站到主站的光纤链路的时延为T2，则：即得到所述主站与所述从站之间的时延值。根据本专利技术的另一个实施方案，所述发送信号采用1PPS信号，或采用其它形式的脉冲信号，也可以是一次发送多个脉冲，实现1S内得到多个△t，T环。本专利技术还可以是：一种采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递系统，包括：时间间隔计数器TDC1，用于计数得到主站接收到的信号与发送信号之间的鉴相值T环；时间间隔计数器TDC2，用于计数得到从站接收到的信号与发送信号之间的鉴相值△t；第一光模块，用于对主站发送的信号进行处理后发送至从站，以及对从站发送的信号进行处理后发送至时间间隔计数器TDC1；第二光模块，用于对从站发送的信号进行处理后发送至主站，以及对主站发送的信号进行处理后发送至时间间隔计数器TDC2；根据本专利技术的另一个实施方案，还包括第一光开关和第二光开关，所述第一光开关和第二学开关设置于所述第一光模块和所述第二光模块之间。根据本专利技术的另一个实施方案，所述第一光模块包括：第一编码器，用于对主站发送的信号进行编码，编码后发送给第一激光器；第一激光器，用于将编码后的信号转换为光信号，再通过所述第一光开关向所述从站端发出；第一光电转换模块，用于将接收到的光信号转换为电信号，再传输给解码器；第二解码器，用于对传输至的信号进行解码，解码后将信号传输给时间间隔计数器TDC1。根据本专利技术的另一个实施方案，所述第二光模块包括：第二编码器，用于对从站发送的信号进行编码，编码后发送给第二激光器；第二激光器，用于将编码后的信号转换为光信号，再通过所述第二光开关向所述主站端发出；第二光电转换模块，用于将接收到的光信号转换为电信号，再传输给第二解码器；第二解码器，用于对传输至的信号进行解码，解码后将信号传输给时间间隔计数器TDC2。根据本专利技术的另一个实施方案，所述第一光开关和/或第二学开关采用磁光开关，也可以采用其它类型的光开关，包括非机械式或机械式的光开关。与现有技术相比，本专利技术的有益效果之一是：本专利技术的一种采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递方法与系统，具有：1)克服了基于SDH、PTN体系的授时系统中，由于双向收发光纤链路的长度在物理上不一致，导致的授时精度只能达到百纳秒(ns)量级难以再提高的问题；2)使用同一波长双向传输，解决了波长不同以及光纤自身物理特性不同带来的双向光纤链路时延不对称的误差；3)使用同一波长双向传输，既没有使用波分复用光模块，也没有使用专用的单纤同波长双向传输光模块，既解决了专用光模块无法远距离传输高精度时间信号的问题，又具有更低的设备成本；4)使用同一波长双向传输，由于采用半双工的传输方式，双向传输的内容是独立的，在完成时间信号传递的同时，还可以传递一些其它的数据信号，具备双向通信的能力。附图说明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。图1为根据本专利技术一实施例的相同波长单纤双向时间传递示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递方法，其特征在于包括：主站以波长λ1发送信号至从站，在主站向从站发送信息的情况下，所述从站不向主站发送信息；所述从站以相同波长λ1发送信号至主站，在从站向主站发送信息的情况下，所述主站不向从站发送信息；根据所述从站接收到的信号与发送信号得到鉴相值△t，以及根据所述主站接收到的信号与发送的信号得到鉴相值T环；通过所述鉴相值△t和所述鉴相值T环计算出所述主站与所述从站之间的时延值，以及根据所述时延值对所述主站与所述从站进行精确的时间同步。

【技术特征摘要】
1.一种采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递方法，其特征在于包括：主站以波长λ1发送信号至从站，在主站向从站发送信息的情况下，所述从站不向主站发送信息；所述从站以相同波长λ1发送信号至主站，在从站向主站发送信息的情况下，所述主站不向从站发送信息；根据所述从站接收到的信号与发送信号得到鉴相值△t，以及根据所述主站接收到的信号与发送的信号得到鉴相值T环；通过所述鉴相值△t和所述鉴相值T环计算出所述主站与所述从站之间的时延值，以及根据所述时延值对所述主站与所述从站进行精确的时间同步。2.根据权利要求1所述的采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递方法，其特征在于所述主站与所述从站之间的时延值的得到方法包括：从站将接收到的信号与发送信号送往时间间隔计数器TDC2，得到鉴相值△t，主站将接收到的信号与发送的信号送往时间间隔计数器TDC1，得到鉴相值T环；设主站到从站的光纤链路的时延为T1，从站到主站的光纤链路的时延为T2，则：即得到所述主站与所述从站之间的时延值。3.根据权利要求1所述的采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递方法，其特征在于所述发送信号采用1PPS信号，也可以采用其它形式的脉冲信号。4.一种采用同波长半双工方式的单纤双向时间传递系统，其特征在于包括：时间间隔计数器TDC1，用于计数得到主站接收到的信号与发送信号之间的鉴相值T环；时间间隔计数器TDC2，用于计数得到从站接收到的信号与发送信号之间的鉴相值△t；第一光模块，用于对主站发送的信号进行处理后发送至从站，以及对从站发送的信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯丙安，彭良福，李有生，孟志才，李高峰，李忠文，熊开国，
申请(专利权)人：四川泰富地面北斗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51