[发明专利]网络可自愈的光纤时频同步网、同步方法、组网及介质

说明书

本申请公开了一种网络可自愈的光纤时频同步网、同步方法、组网及介质，包括：中心站点，用于生成参考频率信号和参考时间信号；第一接入站点至第N接入站点与中心站点通过至少两条传输光纤链路连接，用于接收参考频率信号和参考时间信号，并根据参考频率信号和参考时间信号锁定接入站点内的时钟源，进行时频同步；多个倒换响应件设置在中心站点和接入站点内，用于在检测到两个站点间的当前传输光纤链路故障时，切换当前传输光纤链路，恢复时频同步，实现网络自愈，从而避免或消除频率同步中混频非线性失真，提高了时间同步的时延测量精度。由此，解决了传统光纤时频同步网络补偿方案稳定度受限，以及无法实现网络快速自愈、安全性差等问题。

技术领域

本申请涉及时频同步技术领域，特别涉及一种网络可自愈的光纤时频同步网、同步方法、组网及介质。

背景技术

高精度频率标准及其传递与比对是精准守时授时、精密导航定位、雷达组网、深空探测、精密计量与测量等重大基础设施建设和前沿科学研究中的共性基础问题和核心关键技术。光纤同步技术利用光纤的低损耗、高可靠、抗电磁干扰等优点实现时频信号的传递。相比微波和激光频率传递的大气信道，光纤链路在短时稳定度方面具有优势。光纤的低损耗特性支持信号的长距离传输，可以扩大频率同步的覆盖范围。然而，光纤的长度和折射率易受环境温度、机械振动等因素影响，引起传输信号的时延波动，恶化远端站的时间及频率稳定度。

针对环境因素影响导致的相位波动和时延问题，现有光纤时频同步系统通常采用主动或被动补偿的方法来实现微波参考源的分配和时间基准的同步。光纤频率传递方面，被动与主动补偿技术都需要进行信号往返传输，并提取出包含光纤相位波动的误差信号。不同之处在于，相比于被动补偿方案，主动补偿范围与补偿速度受限于可调谐器件的性能和参数。被补偿技术无需补偿器件，而是通过混频的方式自适应消除光纤引入相位波动，具有结构简单、补偿范围大等特点。但为了实现多级频率混频，两种方案均需利用多个电混频器和倍频器，这些器件不可避免地产生一定程度的本振泄露和谐波杂散，从而恶化相位稳定度。

光纤时间传递方面，主要分为往返时间传递和双向时间传递两种实现方式。往返时间传递方案通过精确测量往返传输时延，反馈控制可调延时线补偿光纤时延波动，并基于测量时延调整时钟差，实现时间同步。该方案的传递距离受限于器件参数。对几十公里的光纤时间传递，传输时延可能超过补偿器件的调整范围。在双向时间传递方案中，本地站和远端站同时经光纤链路传递时间信号(1PPS)。将本地站测得时延与远端站的时延进行比对，即可消除光纤传输时延，得到两个站点之间的时间差。通过调整时钟源即可实现两站之间的时间同步，该方案无需对光纤时延进行主动补偿，且同步距离不受补偿器件参数的限制。但1PPS信号通常经子载波(几十或几百MHz)调制后进行光纤双向传递，这样需要调制/解调和载波同步处理，增加了复杂的载波处理。此外，时间间隔计数器的分辨率直接影响双向时间传递的精度。

除此之外，随着网络中同步站点数量的增多和光纤链路的增长，光纤损坏、站点与光纤连接失败等传输链路故障所带来的时频传递中断问题不容忽视。目前，光纤时频同步方案中应对业务中断的解决方案都需要依赖人工干预维修和恢复。传统的人工处理故障的方法效率十分低、处理时间长。

综上所述，传统光纤时频同步网络补偿方案稳定度受限，无法实现网络快速自愈，对于网络的安全性和站点的同步协同工作都有着巨大的影响，亟待解决。

发明内容

本申请提供一种网络可自愈的光纤时频同步网、同步方法、组网及介质，以解决传统光纤时频同步网络补偿方案稳定度受限，以及无法实现网络快速自愈、安全性差问题。