CN112379585A - 基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统及方法，包括主机、多个分机和专用环形光路，所述主机与多个分机间通过专用环形光路相连接，用于将接收的外部时间源的时间基准信号，形成时频基准信息后通过光纤向专用环形光路发送时频基准信息；所述多个分机通过专用环形光路接收主机发出的时频基准信息，进行时频信号校准和同步。本发明通过环形光路实现了高精度时频信息的远距离、分布式多路分发能力。

Description

基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统及方法

技术领域

本发明属于授时技术领域，涉及时频系统及方法，尤其是一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统及方法。

背景技术

随着信息化发展、系统内时间和频率用户数量增多、呈现分布式布局趋势，为了保障系统内设备信息交互，需要提供统一、可靠的时间和频率基准信息。现有时统设备采用串行、星型拓扑，存在传输距离有限、布局受限、存在级联偏差、节点故障影响后续节点等缺点，因此，如何实现分布式、远距离、高精度、高可靠授时授频，以满足系统内时间和频率统一需求，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种分布式、远距离、高精度、高可靠授时授频且具备灵活扩展能力的基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统及方法。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统，包括主机、多个分机和专用环形光路，所述主机与多个分机间通过专用环形光路相连接，用于将接收的外部时间源的时间基准信号，形成时频基准信息后向专用环形光路发送时频基准信息；所述多个分机通过专用环形光路接收主机发出的时频基准信息，进行时频信号校准和同步。

而且，每个主机和分机上分别设置时间接口和频率接口，通过该时间接口和频率接口向用户提供时间和频率基准信息。

而且，所述主机配置1-2个，分机数量根据需求配置；所述主机和分机在专用环形光路内的相对部署位置不受限制。

而且，所述主机和分机均具备自检故障或者关机或者断电时，能够自动退出专用环形光路并保证专用环形光路连续的能力。

而且，所述分机能够从顺时针、逆时针方向接收主机发出的时频基准信息。

而且，当所述主机配置个数为2个时，第一主机和第二主机分别与多个分机间通过专用环形光路相连接，第一主机用于将接收的外部时间源的时间基准信号，形成时频基准信息后通过光纤向专用环形光路发送时频基准信息；所述多个分机和第二主机通过专用环形光路接收第一主机发出的时频基准信息，进行时频信号校准和同步。专用环形光路上能够同时传输2个主机的时间和频率基准信息，实现了频率基准冗余。

而且，所述主机和分机分别配备控制单元、光电转换单元、光路切换单元和专用电源单元；所述控制单元的输出端与专用电源单元相连接，用于向专用电源单元发送使能控制指令；该专用电源单元的输出端与光路切换单元相连接，用于接受控制单元的使能控制指令后，向光路切换单元输出/停止供电；该控制单元的输出端还与光电转换单元相连接，用于实时检测光电转换单元的工作状态；所述光电转换单元还与光路切换单元相连接，当光路切换单元断电时，短接输入输出光路，当光路切换单元通电时，将外部光信号连接至光电转换单元；所述光电转换单元将接收到的光信号转换为电信号，解码为时间和频率信号。

一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统的节点跳跃能力的实施方法，包括以下步骤：

步骤1、主机和分机配备控制单元、光电转换单元、光路切换单元和专用电源单元；

步骤2、光路切换单元断电时，默认短接输入输出光路，通电时将外部光信号连接至光电转换单元；

步骤3、设备通电，首次通电后控制单元默认向专用电源单元发送使能信号，专用电源单元向光路切换单元供电，光路切换单元将外部光信号连接至光电转换单元，执行步骤4；设备不通电，执行步骤7；

步骤4、设备运行期间，控制单元检测光电转换单元是否正常工作，如果是，执行步骤5，如果否，执行步骤6；

步骤5、控制单元继续向专用电源单元发送使能信号，专用电源单元保持向光路切换单元供电，光路切换单元将外部光信号连接至光路切换单元，实现接收/发送时频编码信息，执行步骤4；

步骤6、控制单元向专用电源单元发送禁止信号，专用电源单元停止向光路切换单元供电，光路切换单元断电，恢复短接输入输出光路的默认状态，该设备退出环形光路，实现节点跳跃，执行步骤4；

步骤7、专用电源单元无电源输入，无法向光路切换单元供电；光路气候单元默认短接输入输出光路，通电时将外部光信号连接至光电转换单元。

本发明的优点和有益效果：

1、本发明提供了一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统及方法，包括主机、分机和专用环形光路；所述系统中主机可以配置1-2个，分机数量根据需求配置，主机和分机通过专用环形光路成环形光路。本发明中主机负责时频基准的产生和输出、分机通过光路接收主机发出的时频基准信息，由于本发明采用环形光路，分机可以从顺时针、逆时针方向接收两个主机发出的时频基准信息，实现了光路冗余。并且，主机和分机均具备自检故障时，退出环形光路的能力，保证了多节点(主机、分机)时系统可靠性。本发明通过环形光路实现了高精度时频信息的远距离、分布式多路分发能力。

2、本发明通过链路冗余和节点跳跃能力，提高时频系统可靠性，专用环形光路中可根据需求配置分机数量，应用到实际任务中可以满足舰艇多用户、分布式授时需求，具有较高的应用价值。

附图说明

图1为本发明的一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统组成示意图；

图2为本发明的一种实现节点跳跃功能的单元组成示意图；

图3为本发明的一种实现节点跳跃功能的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：

一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统，如图1所示，包括主机、多个分机和专用环形光路，所述主机与多个分机间通过专用环形光路相连接，用于将接收的外部时间源的时间基准信号，形成时频基准信息后通过光纤向专用环形光路发送时频基准信息；所述多个分机通过专用环形光路接收主机发出的时频基准信息，进行时频信号校准和同步。

在本实施例中，每个主机和分机上分别设置时间接口和频率接口，通过该时间接口和频率接口向用户提供时间和频率基准信息。

在本实施例中，所述主机配置1-2个，分机数量根据需求配置；所述主机和分机在专用环形光路内的相对部署位置不受限制。

在本实施例中，所述主机和分机均具备自检故障或者关机或者断电时，能够自动退出专用环形光路并保证专用环形光路连续的能力，保证了具有多节点(主机、分机)时的可靠性。

在本实施例中，所述分机能够从顺时针、逆时针方向接收主机发出的时频基准信息，实现了光路冗余。

在本实施例中，当所述主机配置个数为2个时，第一主机和第二主机分别与多个分机间通过专用环形光路相连接，第一主机用于将接收的外部时间源的时间基准信号，形成时频基准信息后通过光纤向专用环形光路发送时频基准信息；所述多个分机和第二主机通过专用环形光路接收第一主机发出的时频基准信息，进行时频信号校准和同步。专用环形光路上能够同时传输2个主机的时间和频率基准信息，实现了时间频率基准冗余。

在本实施例中，所述主机和分机分别配备控制单元、光电转换单元、光路切换单元和专用电源单元；所述控制单元的输出端与专用电源单元相连接，用于向专用电源单元发送使能控制指令；该专用电源单元的输出端与光路切换单元相连接，用于接受控制单元的使能控制指令后，向光路切换单元输出/停止供电；该控制单元的输出端还与光电转换单元相连接，用于实时检测光电转换单元的工作状态；所述光电转换单元还与光路切换单元相连接，当光路切换单元断电时，短接输入输出光路，当光路切换单元通电时，将外部光信号连接至光电转换单元；所述光电转换单元将接收到的光信号转换为电信号，解码为时间和频率信号。

本发明的一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统的工作原理为：

本发明的一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统，包括主机、分机和专用环形光路；主机负责接收外部时间源信号实现同步，对内置原子频标进行驯服以获取更好的频率准确度，将时间基准信号和频率基准信号进行编码、电光转换为光信号输出至专用环形光路。分机通过正向、逆向光路均可以接收2个主机的时频基准信号，通过光电转换、解码后复原时间基准信号和频率基准信号。分机依据这两个信号进行时间同步和内置频标元件的驯服。专用环形光路中，分机数量可以根据需求配置，以满足需求。主机和分机完成同步、驯服工作后，向用户输出时间基准和频率基准信号。

一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统的节点跳跃能力的实施方法，如图2和图3所示，包括以下步骤：

步骤1、主机和分机配备控制单元、光电转换单元、光路切换单元和专用电源单元；

步骤2、光路切换单元断电时，默认短接输入输出光路，通电时将外部光信号连接至光电转换单元；

步骤3、设备通电，首次通电后控制单元默认向专用电源单元发送使能信号，专用电源单元向光路切换单元供电，光路切换单元将外部光信号连接至光电转换单元，执行步骤4；设备不通电，执行步骤7；

步骤4、设备运行期间，控制单元检测光电转换单元是否正常工作，如果是，执行步骤5，如果否，执行步骤6；

步骤5、控制单元继续向专用电源单元发送使能信号，专用电源单元保持向光路切换单元供电，光路切换单元将外部光信号连接至光路切换单元，实现接收/发送时频编码信息，执行步骤4；

步骤6、控制单元向专用电源单元发送禁止信号，专用电源单元停止向光路切换单元供电，光路切换单元断电，恢复短接输入输出光路的默认状态，该设备退出环形光路，实现节点跳跃，执行步骤4；

步骤7、专用电源单元无电源输入，无法向光路切换单元供电；光路气候单元默认短接输入输出光路，通电时将外部光信号连接至光电转换单元。

需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统，其特征在于：包括主机、多个分机和专用环形光路，所述主机与多个分机间通过专用环形光路相连接，用于将接收的外部时间源的时间基准信号，形成时频基准信息后向专用环形光路发送时频基准信息；所述多个分机通过专用环形光路接收主机发出的时频基准信息，进行时频信号校准和同步。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统，其特征在于：每个主机和分机上分别设置时间接口和频率接口，通过该时间接口和频率接口向用户提供时间和频率基准信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统，其特征在于：所述主机配置1-2个，分机数量根据需求配置；所述主机和分机在专用环形光路内的相对部署位置不受限制。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统，其特征在于：所述主机和分机均具备自检故障或者关机或者断电时，能够自动退出专用环形光路并保证专用环形光路连续的能力。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统，其特征在于：所述分机能够从顺时针、逆时针方向接收主机发出的时频基准信息。

6.根据权利要求1所述的一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统，其特征在于：当所述主机配置个数为2个时，第一主机和第二主机分别与多个分机间通过专用环形光路相连接，第一主机用于将接收的外部时间源的时间基准信号，形成时频基准信息后通过光纤向专用环形光路发送时频基准信息；所述多个分机和第二主机通过专用环形光路接收第一主机发出的时频基准信息，进行时频信号校准和同步。专用环形光路上能够同时传输2个主机的时间和频率基准信息，实现了频率基准冗余。

7.根据权利要求1所述的一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统，其特征在于：所述主机和分机分别配备控制单元、光电转换单元、光路切换单元和专用电源单元；所述控制单元的输出端与专用电源单元相连接，用于向专用电源单元发送使能控制指令；该专用电源单元的输出端与光路切换单元相连接，用于接受控制单元的使能控制指令后，向光路切换单元输出/停止供电；该控制单元的输出端还与光电转换单元相连接，用于实时检测光电转换单元的工作状态；所述光电转换单元还与光路切换单元相连接，当光路切换单元断电时，短接输入输出光路，当光路切换单元通电时，将外部光信号连接至光电转换单元；所述光电转换单元将接收到的光信号转换为电信号，解码为时间和频率信号。

8.一种基于光纤环形架构下具备节点跳跃能力的时频系统的节点跳跃能力的实施方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、主机和分机配备控制单元、光电转换单元、光路切换单元和专用电源单元；

步骤2、光路切换单元断电时，默认短接输入输出光路，通电时将外部光信号连接至光电转换单元；

步骤3、设备通电，首次通电后控制单元默认向专用电源单元发送使能信号，专用电源单元向光路切换单元供电，光路切换单元将外部光信号连接至光电转换单元，执行步骤4；设备不通电，执行步骤7；

步骤4、设备运行期间，控制单元检测光电转换单元是否正常工作，如果是，执行步骤5，如果否，执行步骤6；

步骤5、控制单元继续向专用电源单元发送使能信号，专用电源单元保持向光路切换单元供电，光路切换单元将外部光信号连接至光路切换单元，实现接收/发送时频编码信息，执行步骤4；

步骤6、控制单元向专用电源单元发送禁止信号，专用电源单元停止向光路切换单元供电，光路切换单元断电，恢复短接输入输出光路的默认状态，该设备退出环形光路，实现节点跳跃，执行步骤4；

步骤7、专用电源单元无电源输入，无法向光路切换单元供电；光路气候单元默认短接输入输出光路，通电时将外部光信号连接至光电转换单元。

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