CN105356944B - 用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置与方法，测量授时主站到授时从站接收端两个不同波长来回传输时延之和ΔT1在授时主站将铯原子钟输出的脉冲信号经过第一编码调制器调制成为射频信号，第一波分复用器将射频信号转换成波长为λ1的光信号后经第一波分复用器耦合入光纤；第二光电转换器接收到波长为λ1光信号后，分别向第二激光器和第二解调解码器发送射频信号，第二激光器在接收到射频信号后将射频信号转换成波长为λ2的光信号，最后返回的脉冲信号和铯原子钟输出的脉冲信号同时送给时延测量模块进行时延测量，测量结果为由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延之和。本发明可实现全光网同步，提高了授时精度。

Description

用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置与方法

技术领域

本发明属于光纤通信领域，主要涉及一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置与方法。

背景技术

现有色散补偿方案，在高速率大容量的光纤通信系统中，由于光纤介质表现出非线性，光脉冲包络的形状会发生变化，这种影响光信号接收的变化称为群速度色散，群速度色散会引起光信号传输波形的展宽。尽管从防止脉冲展宽的观点来看，工作在零色散波长是很合适的，但是，实际设计中还要考虑其他的因素。例如，在波分复用(WDM)系统中，在零色散波长处最多只能安排一个信道，而且当色散效应很小的情况下，会发生很强的四波混频，使波分复用系统不能工作在零色散区，这样，由群速度色散GVD(Group VelocityDispersion)引起的脉冲展宽就很严重了。

如果想在现有的常规单模光纤网络上建立超精密时间同步系统，那么对色散进行补偿就是必不可少的。而目前对光纤色散的补偿精度都非常有限。例如在基于光同步数字体系(SDH)的授时系统中，由于测试环路时延信号来回传输所用光链路在物理上不一致，导致光信号单程传输时延的测试存在较大误差，虽然可以采取一些色散补偿措施，但授时精度只能达到百纳秒量级；在基于波分复用(WDM)技术的授时系统中，来回光链路采用同一根光纤，克服了物理上来回光链路长度不一致导致的测试误差，但是不同波长的光信号在同一根光纤中传输时，色散将使不同波长光信号的群时延不一致。虽然采取色散补偿措施可以将色散降低到10ns以内，但是仍然不能达到超精密时间同步的要求。目前，色散补偿方案主要有：色散补偿光纤(DCF)、啁啾光纤光栅和偏振模色散补偿法(PMD)等。

现有色散补偿方案原理：

色散补偿的基本原理是使用一个或多个大负色散的器件对光纤的正色散实施抵消，对光纤中的色散累积进行补偿，从而使系统的总色散量减小。

(1)色散补偿光纤(DCF)。其基本原理是通过对光纤的芯径及折射率分布的设计，利用光纤的波导色散效应，使其零色散波长大于1550nm，即在1550nm波长处产生较大的负色散，这样当常规光纤和色散补偿光纤级联使用时，两者的色散将会互相抵消。若用Ds和Dc分别表示常规单模光纤和色散补偿光纤在λ1处的色散系数，Ls和Lc分别表示常规单模光纤和色散补偿光纤的传输距离，则当满足(3.1)式时，群时延色散被补偿。

D_sL_s+D_cL_c＝0 (3.1)

当满足(3.2)式时，二阶色散被补偿。

D_s′L_s(λ-λ₁)+D_c′L_c(λ-λ₁)＝0 (3.2)

(3.2)式中D_s′和D_c′是Ds和Dc对λ的一阶导数。

(2)啁啾光纤光栅(CFBG)色散补偿。其基本原理是：啁啾光纤光栅中，谐振波是位置的函数，因此不同波长的入射光在啁啾光纤光栅的不同位置上反射并具有不同的时延，短波长分量经受的时延长，长波长分量经受的时延短，光栅所引入的时延与光纤中传输时造成的时延正好相反，二者引入的时延差相互抵消，使脉冲宽度得以恢复。

(3)偏振模色散(PMD)补偿法

目前国际上主要是以两种方式对偏振模色散PMD进行补偿，即在传输的光路上直接对光信号进行补偿或在光接收机内对电信号进行补偿。两者的实质都是利用某种光的或电的延迟线对PMD造成的两偏振模之间的时延差进行补偿。其基本原理为：首先在光或电信号上将两偏振模信号分开，然后用延迟线分别对其进行延时补偿，在反馈回路的控制下，使两偏振模之间的时延差为零，最后将补偿后的两偏振模信号混合后输出。

现有技术的主要缺点：

色散补偿光纤(DCF)的缺点是非线性效应较明显，输入光功率不能过高，插入损耗较大。此外，色散补偿光纤(DCF)制成的色散补偿模块DCM(Dispersion CompensatorModule)的色散量不可调，而且不同类型的光纤需要不同类型的色散补偿光纤(DCF)。

啁啾光纤光栅(缺点)：此装置在陆地长距离传输系统中具有很好的补偿效果,但是光纤光栅对温度的敏感性以及在多波长系统中应用技术还不成熟,还有待于进一步改进。

偏振模色散是由以下几个方面的因素造成的：光纤所固有的双折射，即光纤在生产过程中产生的几何尺寸不规则和在光纤中残留应力导致折射率分布的各项异性；光缆在铺设使用过程中，由于受到外界的挤压、弯曲、扭转和环境温度变化的影响而产生偏振模耦合效应，从而改变两偏振模各自的传播常数和幅度，导致当光信号通过一些光通信器件如隔离器、耦合器、滤波器时，由于器件结构和材料本身的不完整性，也能导致双折射，产生偏振模色散PMD。

综上所述，波分复用光传输系统在长距离应用时，因环境、光纤、设备等多种原因，需要解决光纤色散的问题。当前，光纤通信网的传输速率正经历着从lOGbit/s系统到40Gbit/s系统、甚至到lOOGbit/s系统的转变，传输距离也大大增加，光纤色散对密集波分复用(DWDM)系统传输性能的影响越来越严重，其主要影响是限制了系统的传输距离。光纤色散对传输距离影响的机理主要是色散使传输脉冲展宽，从而产生脉冲码间干扰。光纤色散对传输距离的限制与单通道的传输速率的平方成反比，从lOGbit/s向40Gbit/s演化，比特率增加到4倍，传输距离受限减小为1/16。为了减小光纤色散对DWDM系统传输距离的影响，需要对传输光纤的色散进行色散补偿。

在长距离传输的DWDM系统中，传输光纤类型为G.652或者G.655光纤，其色散系数都具有一定的斜率，而色散补偿模块由于其制作工艺的限制，其色散斜率很难做到与传输光纤完全匹配，因此传输带宽内的各个信道仍存在一部分残余色散量，信道之间的残余色散量差异可达几百ps/nm。在单通道速率为40Gbit/s的DWDM系统中，其系统色散容限随着通道传输速率的增加而大大降低，大约为几十ps/nm左右，采用固定色散补偿的方法不能满足补偿精度的要求，也无法适应系统的复杂变化。

因此在通道速率为40Gbit/s的长距离传输DWDM系统中，除了利用色散补偿模块对光纤的色散进行补偿以外，还需要使用可调色散补偿模块TDC(Tunable DispersionCompensator)对单通道进行色散补偿，使传输带宽内的每个通道的残余色散都在系统的色散容限范围内。为了满足复杂应用的要求，需要通过自适应色散补偿ADC(Self-adaptiveDispersion Compensation)算法，实现色散动态补偿，满足40Gbit/s DWDM系统长距离传输的要求。

但是，现有的自适应色散补偿算法，大多采用步进法和二分法进行色散动态补偿，这些算法均存在色散调节时间过长的问题，因此色散调节效率不高，并且二分法对硬件设备有一定的要求，并不是所有厂家设备均支持这种调节方法。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置与方法，用于解决高精度光纤授时波分复用系统中因色散引起的时延不一致的技术问题。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置，其特征在于它包括授时主站和授时从站，所述授时主站包括：

铯原子钟，用于输出脉冲信号给第一编码调制器；

第一编码调制器，用于将脉冲信号调制成为射频信号；

第一激光器，用于将所述射频信号转换为波长为λ1的光信号；

第一波分复用器，用于将波长为λ1的光信号耦合入光纤；以及将授时从站处理后的波长为λ2的光信号输入到第一光电转换器；

第一光电转换器，用于将波长为λ2的光信号转换成射频信号并输出到第一解调解码器；

第一解调解码器，用于将第一光电转换器输出的射频信号解调出返回的脉冲信号，返回的脉冲信号和铯原子钟输出的脉冲信号同时输送给

时延测量模块，该时延测量模块进行时延测量，测量结果ΔT1即为由授时主站到授时从站接收端来回传输时延之和；

所述授时从站包括：

第二光电转换器，用于将接收到波长为λ1光信号转换成射频信号，并分别发送给第二激光器和第二解调解码器；

第二激光器，用于将射频信号转换成波长为λ2的光信号；

第二波分复用器，用于将波长为λ2的光信号耦合入与波长为λ1光信号传输的同一根光纤中。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，所述铯原子钟输出的脉冲信号为1PPS秒脉冲信号。

根据本发明的另一个实施方案，所述第一解调解码器将射频信号解调出的返回脉冲信号为1PPS秒脉冲信号。

根据本发明的另一个实施方案，所述授时主站的时延计算包括：

由授时主站到授时从站接收端，光信号波长为λ1的传输延迟为ΔT2；由授时从站接收端到授时主站，光信号波长为λ2的传输延迟为ΔT3，则

ΔT1＝ΔT2+ΔT3 (1)

ΔT1是由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延和，为时延测量模块的测量结果。

由于每公里光纤时延与波长的关系为

式中c为光速，V为光纤归一化频率且满足a＝8.2μm为纤芯半径；

n₁为纤芯折射率且满足其中a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为纤芯的塞尔迈耶尔系数；为n₁对λ的一阶导数；

由上述关系可以得到光纤时延与波长之间的函数关系ΔT＝f(λ)。因此将波长λ1和λ2代入到时延计算模块中，就可以得到：

ΔT2＝f(λ₁)×L (3)

ΔT3＝f(λ₂)×L (4)

由公式(1)、(3)、(4)可得到波长为λ1的光信号的传输时延为：

根据本发明的另一个实施方案，所述授时主站对授时从站自动发送经过时延补偿ΔT2秒的脉冲信号。

根据本发明的另一个实施方案，所述时延计算模块计算出光信号单程传输的时延ΔT2后，第一编码调制器根据ΔT2自动将下一次输入的脉冲时间信息补偿ΔT2，经第一激光器转换成λ1，然后经过第一波分复用器、第二波分复用器、第二光电转换器、第二解调解码器，解码出的脉冲信息就是当前的时间信息，授时从站接收端获得与授时主站之间的精确时间同步。

根据本发明的另一个实施方案，所述λ1和λ2光信号的波长范围为1um至2um。

本发明还可以是：

一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿方法，它包括：

(1)测量授时主站到授时从站接收端两个不同波长来回传输时延之和ΔT1

在授时主站将铯原子钟输出的脉冲信号经过第一编码调制器调制成为射频信号，第一波分复用器将射频信号转换成波长为λ1的光信号后经第一波分复用器耦合入光纤；在授时从站接收端，第二光电转换器接收到波长为λ1光信号后，分别向第二激光器和第二解调解码器发送射频信号，第二激光器在接收到射频信号后将射频信号转换成波长为λ2的光信号，然后经第二波分复用器将波长为λ2的光信号耦合入与λ1传输的同一根光纤中，然后通过第二波分复用器将光信号λ2输入到第一光电转换器，经第一光电转换器转换成射频信号输出到第一解调解码器1，第一解调解码器将射频信号解调出返回的脉冲信号，返回的脉冲信号和铯原子钟输出的脉冲信号同时送给时延测量模块进行时延测量，测量结果ΔT1即为由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延之和；

(2)授时主站的时延计算模块进行单程传输时延ΔT2的计算

由授时主站到授时从站接收端，光信号波长为λ1的传输延迟为ΔT2；由授时从站接收端到授时主站，光信号波长为λ2的传输延迟为ΔT3，则

ΔT1＝ΔT2+ΔT3 (1)

ΔT1是由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延和，为时延测量模块的测量结果。

由于每公里光纤时延与波长的关系为

式中c为光速，V为光纤归一化频率且满足a＝8.2μm为纤芯半径；

n₁为纤芯折射率且满足其中a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为纤芯的塞尔迈耶尔系数；为n₁对λ的一阶导数；

由上述关系可以得到光纤时延与波长之间的函数关系ΔT＝f(λ)。因此将波长λ1和λ2代入到时延计算模块中，就可以得到：

ΔT2＝f(λ₁)×L (3)

ΔT3＝f(λ₂)×L (4)

由公式(1)、(3)、(4)可得到波长为λ1的光信号的传输时延为：

(3)授时主站对授时从站自动发送经过时延补偿ΔT2的秒脉冲信息时延计算模块计算出光信号单程传输的时延ΔT2后，第一编码调制器根据ΔT2自动将下一次输入的脉冲时间信息补偿ΔT2，经第一激光器转换成λ1，然后经过第一波分复用器、第二波分复用器、第二光电转换器、第二解调解码器，解码出的脉冲信息就是当前的时间信息，授时从站接收端获得与授时主站之间的精确时间同步。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

本发明的一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置与方法，具有：

1、本方法每秒至少测量一次来回传输时延，因此每秒至少有一次会进行单程时延计算和补偿，这样可以在单程时延上提高授时精度；

2、补偿手段采用的是前置补偿方法，其优点是各个从站的时间补偿装置和时延测量装置都集中在授时主站，这样不仅成本低，而且便于时延测量装置和时延计算装置的重复利用和集中管理；

3、采用本发明提出的解决高精度光纤授时过程中光信号来回传输时延不对称方法与密集波分复用技术相结合，可以实现全光网同步、全λ波长同步，构成基于密集波分复用(DWDM)大容量光传输系统的超精密时间频率传递系统。

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示出了根据本发明一个实施例的用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

基于波分复用技术的高精度时间频率传递系统工作原理如图1所示。该系统主要由包括第一波分复用器及其左边部分的授时主站和第二波分复用器及其右边部分的授时从站共同组成。下面结合附图1，对本发明专利作详细的阐述。

如图1所示，一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置，它包括授时主站和授时从站，所述授时主站包括：

铯原子钟，用于输出脉冲信号给第一编码调制器；

第一编码调制器，用于将脉冲信号调制成为射频信号；

第一激光器，用于将所述射频信号转换为波长为λ1的光信号；

第一波分复用器，用于将波长为λ1的光信号耦合入光纤；以及将授时从站处理后的波长为λ2的光信号输入到第一光电转换器；

第一光电转换器，用于将波长为λ2的光信号转换成射频信号并输出到第一解调解码器；

第一解调解码器，用于将第一光电转换器输出的射频信号解调出返回的脉冲信号，返回的脉冲信号和铯原子钟输出的脉冲信号同时输送给

时延测量模块，该时延测量模块进行时延测量，测量结果ΔT1即为由授时主站到授时从站接收端来回传输时延之和；

所述授时从站包括：

第二光电转换器，用于将接收到波长为λ1光信号转换成射频信号，并分别发送给第二激光器和第二解调解码器；

第二激光器，用于将射频信号转换成波长为λ2的光信号；

第二波分复用器，用于将波长为λ2的光信号耦合入与波长为λ1光信号传输的同一根光纤中。

对于所述铯原子钟输出的脉冲信号、以及第一解调解码器将射频信号解调出的返回脉冲信号可以为1PPS秒脉冲信号。

以及所述λ1和λ2光信号的波长范围可以为1um至2um，适用于一般的常规单模光纤。

一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿方法，它包括：

(1)测量授时主站到授时从站接收端两个不同波长来回传输时延之和ΔT1

在授时主站将铯原子钟输出的脉冲信号经过第一编码调制器调制成为射频信号，第一波分复用器将射频信号转换成波长为λ1的光信号后经第一波分复用器耦合入光纤；在授时从站接收端，第二光电转换器接收到波长为λ1光信号后，分别向第二激光器和第二解调解码器发送射频信号，第二激光器在接收到射频信号后将射频信号转换成波长为λ2的光信号，然后经第二波分复用器将波长为λ2的光信号耦合入与λ1传输的同一根光纤中，然后通过第二波分复用器将光信号λ2输入到第一光电转换器，经第一光电转换器转换成射频信号输出到第一解调解码器1，第一解调解码器将射频信号解调出返回的脉冲信号，返回的脉冲信号和铯原子钟输出的脉冲信号同时送给时延测量模块进行时延测量，测量结果ΔT1即为由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延之和；

(2)授时主站的时延计算模块进行单程传输时延ΔT2的计算

由授时主站到授时从站接收端，光信号波长为λ1的传输延迟为ΔT2；由授时从站接收端到授时主站，光信号波长为λ2的传输延迟为ΔT3，则

ΔT1＝ΔT2+ΔT3 (1)

ΔT1是由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延和，为时延测量模块的测量结果。

由于每公里光纤时延与波长的关系为

式中c为光速，V为光纤归一化频率且满足a＝8.2μm为纤芯半径；

n₁为纤芯折射率且满足其中a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为纤芯的塞尔迈耶尔系数；为n₁对λ的一阶导数；

由上述关系可以得到光纤时延与波长之间的函数关系ΔT＝f(λ)。因此将波长λ1和λ2代入到时延计算模块中，就可以得到：

ΔT2＝f(λ₁)×L (3)

ΔT3＝f(λ₂)×L (4)

由公式(1)、(3)、(4)可得到波长为λ1的光信号的传输时延为：

(3)授时主站对授时从站自动发送经过时延补偿ΔT2的秒脉冲信息时延计算模块计算出光信号单程传输的时延ΔT2后，第一编码调制器根据ΔT2自动将下一次输入的脉冲时间信息补偿ΔT2，经第一激光器转换成λ1，然后经过第一波分复用器、第二波分复用器、第二光电转换器、第二解调解码器，解码出的脉冲信息就是当前的时间信息，授时从站接收端获得与授时主站之间的精确时间同步。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置，其特征在于它包括授时主站和授时从站，所述授时主站包括：

铯原子钟，用于输出脉冲信号给第一编码调制器；

第一编码调制器，用于将脉冲信号调制成为射频信号；

第一激光器，用于将所述射频信号转换为波长为λ1的光信号；

第一波分复用器，用于将波长为λ1的光信号耦合入光纤；以及将授时从站处理后的波长为λ2的光信号输入第一光电转换器；

第一光电转换器，用于将波长为λ2的光信号转换成射频信号并输出到第一解调解码器；

第一解调解码器，用于将第一光电转换器输出的射频信号解调出返回的脉冲信号，返回的脉冲信号和铯原子钟输出的脉冲信号同时输送给

时延测量模块，该时延测量模块进行时延测量，测量结果ΔT1即为由授时主站到授时从站接收端来回传输时延之和；

时延计算模块，用于光信号单程传输的时延计算ΔT2；

所述授时从站包括：

第二光电转换器，用于将接收到波长为λ1光信号转换成射频信号，并分别发送给第二激光器和第二解调解码器；

第二激光器，用于将射频信号转换成波长为λ2的光信号；

第二波分复用器，用于将波长为λ2的光信号耦合入与波长为λ1光信号传输的同一根光纤中；

所述授时主站的时延计算包括：

由授时主站到授时从站接收端，光信号波长为λ1的传输延迟为ΔT2；由授时从站接收端到授时主站，光信号波长为λ2的传输延迟为ΔT3，则

ΔT1＝ΔT2+ΔT3 (1)

ΔT1是由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延和，为时延测量模块的测量结果；

由于每公里光纤时延与波长的关系为

式中c为光速，V为光纤归一化频率且满足a＝8.2μm为纤芯半径；

n₁为纤芯折射率且满足其中a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为纤芯的塞尔迈耶尔系数；为n₁对λ的一阶导数；

由上述关系可以得到光纤时延与波长之间的函数关系ΔT＝f(λ)。因此将波长λ1和λ2代入到时延计算模块中，就可以得到：

ΔT2＝f(λ₁)×L (3)

ΔT3＝f(λ₂)×L (4)

由公式(1)、(3)、(4)可得到波长为λ1的光信号的传输时延为：

2.根据权利要求1所述的用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置，其特征在于所述铯原子钟输出的脉冲信号为1PPS秒脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置，其特征在于所述第一解调解码器将射频信号解调出的返回脉冲信号为1PPS秒脉冲信号。

4.根据权利要求1所述的用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置，其特征在于所述授时主站对授时从站自动发送经过时延补偿ΔT2秒的脉冲信号。

5.根据权利要求1所述的用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置，其特征在于所述时延计算模块计算出光信号单程传输的时延ΔT2后，第一编码调制器根据ΔT2自动将下一次输入的脉冲时间信息补偿ΔT2，经第一激光器转换成λ1，然后经过第一波分复用器、第二波分复用器、第二光电转换器、第二解调解码器，解码出的脉冲信息就是当前的时间信息，授时从站接收端获得与授时主站之间的精确时间同步。

6.根据权利要求1所述的用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置，其特征在于所述λ1和λ2光信号的波长范围为1um至2um。

7.一种用于高精度光纤授时系统的色散补偿方法，其特征在于它包括：

(1)测量授时主站到授时从站接收端两个不同波长来回传输时延之和ΔT1

在授时主站将铯原子钟输出的脉冲信号经过第一编码调制器调制成为射频信号，第一波分复用器将射频信号转换成波长为λ1的光信号后经第一波分复用器耦合入光纤；在授时从站接收端，第二光电转换器接收到波长为λ1光信号后，分别向第二激光器和第二解调解码器发送射频信号，第二激光器在接收到射频信号后将射频信号转换成波长为λ2的光信号，然后经第二波分复用器将波长为λ2的光信号耦合入与λ1传输的同一根光纤中，然后通过第二波分复用器将光信号λ2输入到第一光电转换器，经第一光电转换器转换成射频信号输出到第一解调解码器1，第一解调解码器将射频信号解调出返回的脉冲信号，返回的脉冲信号和铯原子钟输出的脉冲信号同时送给时延测量模块进行时延测量，测量结果ΔT1即为由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延之和；

(2)授时主站的时延计算模块进行单程传输时延ΔT2的计算

由授时主站到授时从站接收端，光信号波长为λ1的传输延迟为ΔT2；由授时从站接收端到授时主站，光信号波长为λ2的传输延迟为ΔT3，则

ΔT1＝ΔT2+ΔT3 (1)

ΔT1是由授时主站到授时从站接收端来回传输的时延和，为时延测量模块的测量结果；

由于每公里光纤时延与波长的关系为

式中c为光速，V为光纤归一化频率且满足a＝8.2μm为纤芯半径；

n₁为纤芯折射率且满足其中a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为纤芯的塞尔迈耶尔系数；为n₁对λ的一阶导数；

由上述关系可以得到光纤时延与波长之间的函数关系ΔT＝f(λ)。因此将波长λ1和λ2代入到时延计算模块中，就可以得到：

ΔT2＝f(λ₁)×L (3)

ΔT3＝f(λ₂)×L (4)

由公式(1)、(3)、(4)可得到波长为λ1的光信号的传输时延为：

(3)授时主站对授时从站自动发送经过时延补偿ΔT2的秒脉冲信息

时延计算模块计算出光信号单程传输的时延ΔT2后，第一编码调制器根据ΔT2自动将下一次输入的脉冲时间信息补偿ΔT2，经第一激光器转换成λ1，然后经过第一波分复用器、第二波分复用器、第二光电转换器、第二解调解码器，解码出的脉冲信息就是当前的时间信息，授时从站接收端获得与授时主站之间的精确时间同步。

8.根据权利要求7所述的用于高精度光纤授时系统的色散补偿方法，其特征在于所述λ1和λ2光信号的波长范围为1um至2um。

9.根据权利要求1所述的用于高精度光纤授时系统的色散补偿装置，其特征在于所述铯原子钟输出的脉冲信号为1PPS秒脉冲信号；所述第一解调解码器将射频信号解调出的返回脉冲信号为1PPS秒脉冲信号。