[发明专利]一种应用于光纤时间传递网络的光放大传输装置及方法

说明书

本发明提供了一种应用于光纤时间传递网络的光放大传输装置，包括第一探测装置、第二探测装置、双向光放大装置、时延测量装置；第一探测装置，分别与双向光放大装置、时延测量装置连接，用于将传递进第一探测装置的光信号分为两路，一路接入双向光放大装置，一路经光电转换装置接入时延测量装置；双向光放大装置，用于光信号双向放大；第二探测装置，分别与双向光放大装置、时延测量装置连接；时延测量装置，测量第一探测装置与第二探测装置的信号时延差，再根据信号时延差计算出时间信号经过光放大装置的传输误差，并将传输误差数据传输至光纤时间传递设备应用于时间传递信号的运算及处理，从而提升时间传递性能。本发明的技术方案可根据网络规划及应用，可灵活调整放大器的参数，便于工程应用。该方法适应范围广，具备应用价值。

技术领域

本发明涉及光传输领域，特别涉及一种应用于光纤时间传递网络的光放大传输装置及方法。

背景技术

本发明涉及随着通信、导航、天文观测、电力和交通系统、科学研究的不断发展，对高精度时间传递的要求越来越高，并且需求也更强烈。目前基于卫星的授时技术，如卫星共视法、卫星双向时间比对法，由于受环境因素对自由空间传输链路的干扰，时间传递的精度仅达到纳秒量级。随着新技术的不断发展，特别是广域范围对时间依赖性更强的各种分布式系统的应用，这些基于无线信道的时间传递技术已经无法满足未来时间传递的需求。光纤具有带宽高、损耗低、传输距离远、抗干扰强等优点，在通信领域已经得到了广泛的应用。利用现有广泛分布的光通信网络进行时间传递是一种突破现有技术限制，实现高精度长距离时间传递的有效途径。

基于光纤进行时间传递面临着光纤链路传输时延受温度、应力和传输波长等外界环境因素变化带来的传递噪声的问题。为了实现高精度的光纤时间传递，需要保持双向链路传输对称性或实时监测双向链路的传输误差，同时抑制环境因素变化带来的影响，可采用同纤同波双向的传输方案。当光纤的传输距离达到上百公里，由于光纤传输损耗的存在，需要进行光信号的放大再生。与现有光纤通信网络中采用的单纤单向传输和光放大技术不同，长距离光纤时间传递必须采取单纤双向光放大，单纤双向放大成为在光纤通信网络中实现高精度双向时间传递的关键技术之一。国内外针对光纤时间传递提出了一些解决方案，如有采用环形器的双向光放大器方案用于抑制瑞利散射等噪声，但是未解决使用了两个单向光放大器带来的链路不对称性问题；有采用光开关或分合波器等方式使前向或后向传输的光都经过同一光放大器放大来解决不同方向光经过光放大器的链路对称性问题，但是存在光开关工作寿命及光放增益调节不灵活影响实际工程应用等问题。

专利申请号为201910023601.7《双向波分复用光放大装置》提出了一种用于光纤时间频率传递的双向波分复用光放大装置，用于解决单光纤双向时间频率传递过程中双向光放大问题。通过分/合波器，使前向传输通道和后向传输通道一起进入含有隔离器的单向光放大器，实现双向波分复用时间频率传递链路中携带时间频率信号的光信号的同纤不同波双向放大。该方法解决了避免采用单纤双向放大带来的不利影响，将前向和后向传递的光信号都经过同一个光放大器，在一定程度上保证了前向和后向光经过光放大器处的对称性。但是前向和后向的光信号在分/合波器间通过不同的光纤传输，这样前向和后向的光信号的传输延迟是不对称的，将会对系统的传递性能带来不利影响；同时前向和后向的光信号都是通过一个放大器进行光放大，即前向和后向光信号经过该放大装置的放大增益是相同的，这将对实际应用带来较大的限制，因为实际应用中前向和后向的光放的增益要求通常根据网络规划及实际应用是不相同的。同时该方案仅适用于前向和后向不同波长的光放大，即单纤双向不同波长，不适用于单纤双向同波长这种具有较高传递精度的传输体制。