CN101902292A

CN101902292A - 一种基于光传输网络的utc高精度时间同步方法

Info

Publication number: CN101902292A
Application number: CN2010102216233A
Authority: CN
Inventors: 李忠文; 刘家君; 郝东
Original assignee: Xian Datang Telecom Co Ltd
Current assignee: Datang Telecommunication Science & Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2010-07-08
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2030-07-08
Also published as: CN101902292B

Abstract

本发明公开了一种基于光传输网络的UTC高精度时间同步方法，主站和从站之间通过光传输网络传递时间基准信号，主站首先将时间基准传递给从站，从站再根据时间基准和当地时钟的时间计算时间间隔偏差；然后从站根据时间间隔偏差修正从站时钟并将校验时间基准返回给主站；主站根据校验时间基准和主站当地时钟的时间修正向从站发送的时间基准，并再次向从站发送修正后的时间基准，本发明在主站和从站进行时间基准传递时，主站与从站之间进行双向比对，对传输承载网络的传输延迟不对称性进行精确的测量，准确的判别和规范从站的时间和频率同步范围，为3G或4G通信网络提供基于时间和频率“融合”的高精度时间同步方法，实现了更高精度的时间和频率同步。

Description

一种基于光传输网络的UTC高精度时间同步方法

技术领域

本发明属于UTC时间同步领域，涉及一种UTC高精度时间同步方法，尤其是一种基于光传输网络的UTC高精度时间同步方法。

背景技术

协调世界时，又称世界统一时间，世界标准时间，国际协调时间，简称UTC。它从英文“Coordinated Universal Time”/法文“Temps Universel Cordonné”而来。是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统。中国采用ISO 8601-1988的《数据元和交换格式信息交换日期和时间表示法》(GB/T 7408-1994)称之为国际协调时间。这套时间系统被应用于许多互联网和万维网的标准中，例如，网络时间协议就是协调世界时在互联网中使用的一种方式。在军事中，协调世界时区会使用“Z”来表示。又由于Z在无线电联络中使用“Zulu”作代称，协调世界时也会被称为″Zulu time″。中国大陆、中国香港、中国澳门、中国台湾、蒙古国、新加坡、马来西亚、菲律宾、西澳大利亚州的时间与UTC的时差均为+8，也就是UTC+8。

目前，已建的四通八达的光传输网络获得了满意的稳定可靠的高精度频率同步(最佳的是UTC频率同步方式可优于±10^-12/天)长期1周。采用IEEE1588V.2PTP协议主-从一点对多点的方式在现网实验中可获得较好的时间同步精度，但仍需进一步改进＜±100ns。美国的钟差≤20ns。美国第三代GPS，在2012年可能将达到±1ns。而据相关文献介绍新型的原子钟锶原子钟1亿年差1秒，而喷泉铯原子钟600万年差1秒，比现行普通铯原子钟(30万年差一秒)提高了20倍。频率稳定度天提高到了1×10^-17～18量级。

我国北京时间CSAO的时间尺度UTC控制水平＜±100ns(2000年100天测试)是亚太地区唯一两个进入＜±100ns的时间实验室之一。由世界第八位上升到第五位，现在已经达到了更高的水平。

经过科学实验发现，频率和时间度量的三项重要指标为：

频率偏差FD(Frequency Deviation)；

相位偏差PD(Phase Deviation)；

时间间隔偏差TID(Time Interval Deviation)。

这三项指标在通信网络传输过程中，FD和PD的优劣取决于同步锁相技术以及滤波窄带的带宽设计。选用UTC频率同步技术可获得优异的FD和PD指标。而对于TID则不然，主时钟(例如铯钟，低相位噪声系统输出的同步时钟单元)的TID在相当长的观察测试中是小于5ns的。其中FD，PD，TID三者是一致的，相互转换也很好。但是同样的时钟输出的时频信号，经过数字码型的变换，例如从2048KHZ到2048KBITS/S，其TID变化则会大于数个us。有的甚至可能会达到数百个us之多。也就是说，我们在时间基准传递过程中，经过各类承载网后，一方面有传递延迟的变化考虑，更为重要的是抖动噪声和飘动噪声引入的巨大变化使得TID大于了us级别。而且这个严重影响时间同步网稳定和可靠性的变化是随机，所以必须选择使用了较窄过滤带宽的锁相技术的UTC时刻同步方案，才能满足TD-SCDMA及其它3G，4G，因此现有技术还不能满足TD-SCDMA及其它3G，4G网络的同步技术。

3G对同步网的要求有系统的同步、物理帧的同步和载波频率同步，实现基站与终端的帧同步以及接入网设备RNC和Nodebd的节点同步(满足G.8.12要求)，本地从站产生的与UTC 1PPS的相位差＜1.5us(观测点为天线空中接口(一般简称空口)4G＜1us)。

目前，我国的时间同步方法基本上完全依赖控制GPS、北斗等时间同步方式，如果能够将地面四通八达的光传输网进行时间同步，则从国家的安全、国防安全和通信网络的安全方面考虑，其深远的政治经济战略意义是很大的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不能满足TD-SCDMA及其它3G，4G网络的同步技术的缺点，提供一种基于光传输网络的UTC高精度时间同步方法，该方法是一种利用光传输网络，为3G或4G通信网络提供基于时间和频率“融合”的高精度时间同步方法，该方法对传输承载网络的传输延迟不对称性进行精确的测量，准确的判别和规范从站的时间和频率同步范围，正确的对传输网延迟不对称差值进行自动延迟补偿修正。从而不通过空天卫星也能解决从授时中心到各级的基层节点的时间同步问题，实现了更高精度的时间和频率同步。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种基于光传输网络的UTC高精度时间同步方法，包括以光传输网络连接的各级主站和从站，所述主站和从站之间通过光传输网络传递时间基准信号，主站与从站时间同步采用双向比对方式，所述双向比对按照以下步骤：

1)主站首先通过光传输网络将时间基准传递给从站；

2)从站根据由主站发来的时间基准和从站当地时钟的时间计算主站与从站的时间间隔偏差；

3)从站根据主站与从站的时间间隔偏差修正从站时钟并将修正后的从站时钟的时间作为校验时间基准返回给主站；

4)主站根据由从站发来的校验时间基准和主站当地时钟的时间修正向从站发送的时间基准，并再次向从站发送修正后的时间基准。

上述光传输网络连接有授时中心，所述授时中心作为主站将时间基准传递到与光传输网络连接的各基层节点，当时间基准由上一基层节点传递到下一基层节点时，则传送的基层节点称为主站，接受的基层节点称为从站。

上述授时中心是国家授时中心，当国家授时中心获得与世界协调时同步的时间基准时，通过光传输网络传至基层节点，形成以国家授时中心的1pps秒脉冲上升沿为基准的全国范围内的基站“秒同步”。

上述基层节点为全国通信网络中心、省市通信网络中心或区县中心通信局。

进一步的，上述光传输网络是一个国家或局部区域由地下光缆组成的网络。

进一步的，以上在主站与从站之间进行双向比对时，主站与从站之间的时间基准传递称为主-从同步；从站将校验时间基准返回主站称为从-主返回；当主站与从站进行双向比对时，首先根据以下公式计算主站和从站的时间间隔偏差：

上式中，E_i(t)为主站时钟与从站时钟的时间间隔偏差；E₀为初始相位偏差；f为频率；

为主站时钟与从站时钟比对锁相同步后的相对剩余频率偏差；a为从站经过主-从同步后，从站时钟相对主站时钟老化变化的残余偏差；

是光传输网络传递时间和频率基准参考信息中引入的抖动和噪声；t为时间；

主站和从站分别根据式(A)计算得到主站时钟与从站时钟的时间间隔偏差E_i(t)；

设主-从同步的传输延迟时间为T_x；从-主返回的传输延迟时间为T_y；C＝T_x+T_y，其中C为环回值；把|T_x-T_y|称为不对称差值ΔT_xy，是由主-从同步到从-主返回的传输延迟时间的差值；在从站根据式(A)得到的时间间隔偏差E_i(t)为T_x；在主站根据式(A)得到的时间间隔偏差E_i(t)为T_y；

当T_x＝T_y时，即ΔT_xy＝0，主站和从站双向比对传递和返回的传输延迟时间相等，求传输延迟平均值后，把该传输延迟平均值(MPD)作为修正值，从主站以1PPS原点为基点，发送时间基准信息到从站，从站在收到的时间基准上修正传输延迟平均值(MPD)后就是需要的1PPS原点；或者主站的1PPS原点基础上超前一个传输延迟平均值(MPD)作为发给从站的时间基准，此时从站接受到的时间基准就是需要的1PPS原点；

当T_x≠T_y时，即ΔT_xy≠0，原点存在

的误差，在进行主-从同步时，从主站以1PPS原点为基点，发送时间基准信息到从站，从站在收到的时间基准上加上传输延迟平均值(MPD)后就是需要的1PPS原点；或者主站的1PPS原点基础上超前一个传输延迟平均值(MPD)作为发给从站的时间基准，此时从站接受到的时间基准就是需要的1PPS原点。

以上所述时间基准是指时间计量中的1秒脉冲基准。

进一步的，本发明还涉及一种实现上述方法的时间同步系统，包括授时中心以及以光传输网络连接的各级主站或从站，所述授时中心连接到光传输网络上；所述主站或从站分别由时间基准信号接收模块、时间比对模块、存储模块和时间基准信号发射模块组成，所述比对模块分别与时间基准信号接收模块、存储模块和时间基准信号发射模块连接；所述主站的时间基准信号发射模块通过光传输网络与从站的时间基准信号接收模块连接，从站的时间基准信号发射模块还通过光传输网络与主站的时间基准信号接收模块连接；所述第一级主站的时间基准信号接收模块与授时中心通过光传输网络连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用光传输网络传递时间基准信号的方式，运用双向比对的方法，实现了更高精度的时间和频率同步，填补了地面光传输网络传递时间同步的空白。并且本发明更加安全可靠，这是因为：由于传统的时间同步采用卫星，而空中卫星导航系统是依靠地球大气层传播无线电磁波来传递时间和频率同步信息的，除受人为干扰影响外，还受天体中的自然条件、气象条件的影响，本发明依靠四通八达的地下光缆构成的光传输网络，由于光缆埋在地下，而四通八达的地下光传输网络基本不受这些环境条件影响，稳定可靠性比较高。另外，本发明可以使同步节点达到PRC水平，而时间同步由于基站时钟环路等效带宽很窄，滤除效果好，对时间间隔的抖动和漂动滤除效果更好，能够提高测量传输时延的准确度。

具体实施方式

同步系统低相位噪声输出保障精密测量精度技术是实现1588高精度同步的关键技术。其核心是纳秒技术，即相位比对器实现纳秒级比对。频率同步是高频纳秒级比对技术，该锁相技术在锁相原理中称鉴频鉴相全数字化相位比对技术，可在100us周期实现1ns级比对。具有高增益理想二阶环的一切优点，加上FPGA和单片机的处理技术可以实现FPGA的智能化锁相，快捕获智能鉴频，智能鉴相，其效果能达到理想状况5×10^-14。低频鉴相即1pps比相UTC时间同步时1Hz周期比相纳秒级比对对时时间间隔判决测量精度可达±2.5ns，±5ns，±10ns，只有达到这样的精度才有可能自动延迟补偿到纳秒级。主从的相对时间间隔偏差才有可能达到小于等于±50ns，小于等于±20ns，小于等于±10ns数量级。只有从钟的UTC时间小于等于±150ns才有可能整个系统稳定在小于等于1us的范围，才是真正做到高精度的时间同步。双向比对差分发送和接收是基站本地时钟采用宽带全数字锁相环钟控技术滤除时间和频率抖动和漂动的最好方法。SDH SEC的网元时钟因为需要满足噪声转移特性不可能做得很窄，一般锁相环路带宽设计为1～10Hz，不可能也不允许设计得很窄，因而抖动和漂动滤除受到限制。高精度时间同步需要更窄的锁相环路带宽，需要与UTC比对≤1μs的高精度时间，具体频率准确度和频率稳定度如下表1所示：

表1：

通过SDH承载频率同步网，在基站可能获得2×10^-12/天的频率准确度和稳定度，一条地面参考具有85％的可用度，如果保证两条地面参考便可获得97.75％的可用度，也就是基站有97.75％的时间的频率准确度为2×10^-12/天，同理3条地面参考下可用度为99.66％。并且有低相噪输出的高稳晶体振荡器，其本身性能优异且价格低，而且一个基站只用2台(主备用)，这样使得成本更低。

基于以上技术因素，以下详细阐述本发明实现一种基于光传输网络的UTC高精度时间同步方法。

这种基于光传输网络的UTC高精度时间同步方法，具体如下：

以地下光缆的光传输网络为承载网，该地下光缆光传输网络可以是一个国家或一个局部区域的网络，通过光传输网络将时间基准(一般是指时间计量中的1秒脉冲基准，也就是1Hz频率方波的上升沿)由授时中心传递到与光传输网络连接的各基层节点(如TD-SCDMA的基站)，授时中心是国家授时中心，基层节点为全国通信网络中心、省市通信网络中心、区县中心通信局和/或基站节点；当国家授时中心获得与世界协调时同步的时间基准(UTC绝对时刻即1pps的上升沿精度小于100ns的基准)时，通过光传输网络→全国通信网络中心→省市通信网络中心→区县中心通信局→基站节点，从而形成以国家授时中心的1pps秒脉冲上升沿为基准的全国范围内的基站“秒同步”即所谓“对时”。精度小于100ns就称为纳秒级高精度时间同步，上升沿精度小于1000ns就称为微秒级精度时间同步。高精度时间同步的精度达纳秒级(10^-9秒，称ns)是现代通信网络的一个重要技术指标。

所述授时中心作为主站，当时间基准由上一基层节点传递到下一基层节点时，则传送的基层节点称为主站，接受的基层节点称为从站；在主站和从站进行时间基准传递时，主站与从站之间进行双向比对，主站首先通过光传输网络将时间基准传递给从站；从站再根据由主站发来的时间基准和从站当地时钟的时间计算主站与从站的时间间隔偏差；然后从站根据主站与从站的时间间隔偏差修正从站时钟并将修正后的从站时钟的时间作为校验时间基准返回给主站；最后主站根据由从站发来的校验时间基准和主站当地时钟的时间修正向从站发送的时间基准，并再次向从站发送修正后的时间基准。以此循环，形成一个不断进行主从之间双向对比的时间同步系统。主站与从站之间具体的计算和修正方法如下：

首先定义主站与从站之间的时间基准传递为主-从同步；从站将校验时间基准返回主站为从-主返回；当主站与从站进行双向比对时，首先根据以下公式计算主站和从站的时间间隔偏差：

上式中，E_i(t)为主站时钟与从站时钟的时间间隔偏差；E₀为初始相位偏差；f为频率；Δf为主站时钟与从站时钟比对锁相同步后的频率偏差；为主站时钟与从站时钟比对锁相同步后的相对剩余频率偏差；a为从站经过主-从同步后，从站时钟相对主站时钟老化变化的残余偏差；

是光传输网络传递时间和频率基准参考信息中引入的抖动和噪声；t为时间。

上式中

和a是使时间同步性能劣化的两项重要指标，会影响获得高精度时间同步。如果我们在实现时间同步的同时，先使

和a很小基本可忽略的时候，时间同步即1PPS原点在从站的建立就要方便很多(指如果没有频率同步和时间同步“融合”，时间同步要同时考虑A式四项的影响很复杂)。剩下的两项E₀暂不考虑，它是一个固定值，比较容易修正(在自动延迟补偿中容易补偿)。而影响高精度时间同步的最后一项是传递过程中引入抖动和漂动变化的

分量部分。它是一个随机变化不确定因素较多的分量。即经过传递至时钟如铯原子钟、铷原子钟的基准(1PPS不但时间精度高，而且抖动很小)劣化很厉害。从ns级劣化到us级(几个微秒～几百个微秒)，不能直接应用来做时间1PPS使用。从站时间必须采用锁相技术在噪声淹没下经过多次重复测试求其平均值或均方值，再生成本地节点1PPS秒脉冲，方能供给通信网及其他需要高精度时间的用户使用和“对时”同步。

在主站和从站中分别根据式(A)计算得到主站时钟与从站时钟的时间间隔偏差E_i(t)；

当T_x＝T_y时，即ΔT_xy＝0，主站和从站双向比对传递和返回的传输延迟时间相等，求传输延迟平均值

后，把该传输延迟平均值MPD作为修正值，从主站以1PPS原点为基点，发送时间基准信息到从站，从站在收到的时间基准上修正传输延迟平均值MPD后就是需要的1PPS原点；或者主站的1PPS原点基础上超前一个传输延迟平均值MPD作为发给从站的时间基准，此时从站接受到的时间基准就是需要的1PPS原点；

当T_x≠T_y时，即ΔT_xy≠0，原点存在

的误差，在进行主-从同步时，按1588PTP协议，从主站以1PPS原点为基点，发送时间基准信息到从站，从站在收到的时间基准上加上传输延迟平均值MPD后就是需要的1PPS原点；或者主站的1PPS原点基础上超前一个传输延迟平均值MPD作为发给从站的时间基准，此时从站接受到的时间基准就是需要的1PPS原点，此原点存在

的不对称差值误差。也就是说，传输延迟的不对称差值采用补偿的方法使它们很小。如＜1us就能得到＜0.5us的精确时间同步，＜100ns就能得到＜50ns的精确时间同步。

本发明提供一种实现以上所述方法的时间同步系统，如图1所示，具体包括授时中心以及通过光传输网络连接的各级主站或从站，由于本发明的主站与从站均是相对的概念，其均是指用于传递和接收时间基准信号的基站，如图中所示的一级基站或二级基站。授时中心连接到光传输网络上。主站或从站(即各级基站)分别由时间基准信号接收模块、时间比对模块、存储模块和时间基准信号发射模块组成，其中比对模块分别与时间基准信号接收模块、存储模块和时间基准信号发射模块连接；所述主站的时间基准信号发射模块通过光传输网络与从站的时间基准信号接收模块连接(主站通过该连接将其时间基准信号传递给从站)。从站的时间基准信号发射模块还通过光传输网络与主站的时间基准信号接收模块连接(从站通过该连接将其比对后的时间重新传送给主站从而实现双向比对)。依照此方式将各级基站都连接在光传输网络上，图1中只画出其中一个主从站的连接关系，其中一级基站作为主站，二级基站作为从站，此外二级基站还向下连接三级基站(图中未给出)，此时二级基站即作为主站，而三级基站作为从站，依次类推直至最低级的基站为止。所述第一级主站的时间基准信号接收模块与授时中心通过光传输网络连接，直接接收来自授时中心的时间基准信号。

以上的主从站双向比对测量从时钟时低相噪声输出，短期稳定性能很好100秒～10000秒。晶体钟、铷钟的瞬时相位噪声＜1ns。对于从主站传递来接受的参考时间基准比对时，本身尽管与主时钟有频差，但短期内“以我为主”可实现精确的1ns的比对。对于传递来带有数微秒的抖动和漂动主时钟参考基准，可进行有效的滤除噪声，在噪声淹没下提取有用的主时间同步参考的精度并精确地测量其自己的相对变化量、传输延迟变化量，实现测量精度高既测得精确。特别是对环回的总传输延迟时C＝T_x+T_y，当环回值＝C，就测得很精确。

由于传输通信网络是由各种电子元器件构成的，传输系统终端设备、中继设备和光纤本身也有老化、温度变化散射等的影响。不对称差值(某个范围就认定近似相等)相等是暂时的、相对的，而不对称是绝对的，必须在传输系统中对传输延迟进行自动的精确测量，并按1588PTP协议进行延迟值正确的自动均衡补偿。始终将不对称差值控制在规定的范围内，如1PPS原点主-从站两者之间的精度为±20ns范围内。这里必须采用多项技术如10ns的测量精度时间间隔判别电路，双向比对差分发送和接收专用芯片，正确基本算法软件和范围的原理，用镜像对称压缩1PPS原点的同步设计的软件和硬件相结合的正确自动延迟补偿及其算法，将不对称差值延迟定周期的不断自动均衡补偿，使其长期的变化控制在±50ns、±20ns、±10ns或更小的范围内，实现精确的同步。

综上所述，光传输网络延迟的不对称差值是绝对的，要不断的进行自动延迟补偿保障不对称差值小于某个规范的标准范围内，是对IEEE1588PTP协议的补充和完善。如果成功的完成了时间和频率“融合”的同步网主-从时间和频率同步达到了≤±100us或更小，这是具有深远意义的关键技术。拥有这项技术能获得以下的效益。

1.安全可靠，通信网络的安全涉及国家安全、国防安全、依靠四通八达的地下光缆构成的光传输网络就将安全可靠性大大提高。

2.空中卫星导航系统是依靠地球大气层传播无线电磁波来传递时间和频率同步信息的除受人为干扰影响外，还受天体中的自然条件、气象条件的影响，而四通八达的地下光传输网络基本不受这些环境条件影响，稳定可靠性比较高。如果多选几条备用路由，例如三条路由可用度均可达99.66％。

3.一个上百万以上的大城市实现了地面光传输网络为承载网的高精度时间和频率“融合”同步。例如基站精度＜100ns，则UTC时刻的绝对偏差＜200-300ns，即在基站、基带拉远的空中接口的指标为1.2-1.3us，也就是说地面同步网时间和频率同步精度越高，基带拉远的距离就可以增大很范围，一个基站+基带拉远的范围可以数平方公里增加到数十平方公里，基站的数量大大减少，基带拉远的数量增多很容易实现地下商场、地下铁路、地下坑道等等的“光进铜退”“光纤到户”的最后几公里的通信网的构建。“得室内者得天下”，在当今城市高楼林立的时代，为少装室外天线，将减小基建投资带来十分可观的经济效益，为平滑向4G过度创造了坚实的技术基础。

4.如果实现了更高精度的时间和频率同步，将填补了地面光传输网络传递时间和频率同步的空白。

5.也为解决从国家授时中心→全国通信中心→省市中的时间同步溯源，播送提供技术理论依据，为成功的将我国的北京时间高精度的依靠地面四通八达的光传输网络传递到全国各地建立真正的时间网地面创造了可能。

Claims

1.一种基于光传输网络的UTC高精度时间同步方法，其特征在于，主站和从站之间通过光传输网络传递时间基准信号，所述主站与从站时间同步采用双向比对方式，所述双向比对按照以下步骤：

1)主站首先将时间基准传递给从站；

2.根据权利要求1所述的基于光传输网络的UTC高精度时间同步方法，其特征在于，所述光传输网络连接有授时中心，所述授时中心作为主站将时间基准传递到与光传输网络连接的各基层节点，当时间基准由上一基层节点传递到下一基层节点时，则传送的基层节点为主站，接受的基层节点为从站。

3.根据权利要求2所述的UTC高精度时间同步方法，其特征在于，所述授时中心是国家授时中心，当国家授时中心获得与世界协调时同步的时间基准时，通过光传输网络传至基层节点，形成以国家授时中心的1pps秒脉冲上升沿为基准的全国范围内的基站“秒同步”。

4.根据权利要求2所述的UTC高精度时间同步方法，其特征在于，所述基层节点为全国通信网络中心、省市通信网络中心、区县中心通信局或基站节点。

5.根据权利要求1所述的UTC高精度时间同步方法，其特征在于，所述光传输网络是一个国家或局部区域由地下光缆组成的网络。

6.根据权利要求1所述的基于光传输网络的UTC高精度时间同步方法，其特征在于，主站与从站之间进行双向比对时，主站与从站之间的时间基准传递称为主-从同步；从站将校验时间基准返回主站称为从-主返回；当主站与从站进行双向比对时，首先根据以下公式计算主站和从站的时间间隔偏差：

后，把该传输延迟平均值(MPD)作为修正值，从主站以1PPS原点为基点，发送时间基准信息到从站，从站在收到的时间基准上修正传输延迟平均值(MPD)后就是需要的1PPS原点；或者主站的1PPS原点基础上超前一个传输延迟平均值(MPD)作为发给从站的时间基准，此时从站接受到的时间基准就是需要的1PPS原点；

当T_x≠T_y时，即ΔT_xy≠0，原点存在

7.根据权利要求1所述的UTC高精度时间同步方法，其特征在于，所述时间基准是指时间计量中的1秒脉冲基准。

8.一种基于权利要求1所述方法的时间同步系统，包括授时中心，其特征在于，还包括以光传输网络连接的各级主站或从站，所述授时中心连接到光传输网络上；所述主站或从站分别由时间基准信号接收模块、时间比对模块、存储模块和时间基准信号发射模块组成，所述比对模块分别与时间基准信号接收模块、存储模块和时间基准信号发射模块连接；所述主站的时间基准信号发射模块通过光传输网络与从站的时间基准信号接收模块连接，从站的时间基准信号发射模块还通过光传输网络与主站的时间基准信号接收模块连接；所述第一级主站的时间基准信号接收模块与授时中心通过光传输网络连接。