[发明专利]光纤时间传递波分复用不对称延迟的消除方法

说明书

技术领域

本发明属于电子信息科学中时间频率传输技术领域，具体涉及光纤时间传递波分复用不对称延迟的消除方法。

背景技术

在电子信息科学中的时间频率传递应用领域，光纤时间传递采用双向时间传递和闭环传输延迟补偿两种方法来实现高精度的时间同步。光纤双向时间传递方法，由于是同时进行的，可以不考虑环境因素的影响和相位漂移，并认为往返传输路径的延迟是相等的。光纤闭环传输延迟的补偿是基于利用双向时间传递方法构成一个闭环传输路径，同样认为往返传输路径的延迟相同，因此取闭环路径的传输时延的一半，就是从时间传递发送端到用户接收端的单向传输延迟。再根据这个单向传输延迟，对传输到用户接收端的时间信号进行补偿，实现远距离光纤时间的同步。但是，当光波在光纤中传播时，由于存在着材料和波导的色散现象，不同波长的光信号在同一根光纤中，传输延迟不相同，存在一个光波长传输延迟差值。光波长传输延迟差值，随着光波长的差值而不同。光波长的差值大，传输延迟差值大，光波长的差值小，传输延迟差值就小。并且，光波长传输延迟差还随着传输距离、环境因素的变化而存在一个变化量。例如，往返路径分别采用常用的1310nm和1550nm两个波长，传输距离100km，环境温度变化10℃，光波长传输延迟差约为200ns，随环境温度的变化量约为0.5ns。如果采用密波分复用技术，往返路径分别采用1549nm和1550nm两个波长，传输距离还是100km，温度变化10℃，传输延迟差值约为1.6ns，变化量为2ps。因此，采用密波分复用技术可以减小光波长传输延迟差值，对几十公里短距离、温度变化较小、时间同步精度要求低可以满足，但对于长距离、温度变化较大、时间同步精度要求高就很难满足。同时，密波分复用技术对激光器的要求较高，使用条件苛刻，实际应用推广比较困难。在光纤双向时间传递方法中，也采用两个不同的光波长，同样存在波长光色散引起的传输延迟不对称。因此，必须采用相应的方法和抑制技术来消除光色散引起的光波长传输延迟差值和环境温度的变化量，去除往返路径光传输延迟不对称性对时间传递精度的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述密波分复用技术的缺点，提供一种传输延迟对称、能消除光色散引起的光波长传输延迟差值和环境温度的变化量、远距离光纤时间同步的光纤时间传递波分复用不对称延迟的消除方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案它是由下述步骤组成：

1、测量时间传递控制端到用户接收端两个不同波长传输延迟差

在时间传递控制端，将原子钟来的1pps信号经编码调制器调制的射频信号分两路输出，一路输出到激光器1，另一路输出到激光器2，激光器1将射频信号调制成波长λ1的光信号输出到波分复用器1，激光器2将射频信号调制成波长λ2的光信号输出到光学选择开关1，在光学选择开关1的1、2端接通，光学选择开关1、3端断开时，波长λ2的光信号输出到波分复用器1，波分复用器1将波长λ1的光信号和波长λ2的光信号馈入光纤，经光纤传输到用户接收端的波分复用器2；波分复用器2将波长λ1的光信号输出到光电转换器1，光电转换器1将输入的光信号转换成射频信号输出到解调解码器1和激光器3，解调解码器1将射频信号解调成1pps信号输出到时间间隔计数器2；波分复用器2将波长λ2的光信号输出到光学开关2，这时光学开关2的1、3端接通，光学开关2的1、2端断开，将波长λ2的光信号输出到光电转换器2，光电转换器2将输入的光信号转换成射频信号输出到解调解码器2，解调解码器2将射频信号解调成1pps信号输出到时间间隔计数器2，时间间隔计数器2对两个1pps信号进行时间差测量，测量结果是波长λ1与波长λ2光信号的传输延迟差Δt。

上述的λ1光信号和λ2光信号的波长范围是1550nm或1331nm通用光纤通信波段。

2、测量时间传递控制端到用户接收端闭环传输延迟ΔT