CN112383348B - 一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法，其技术特点在于：基于分时复用思路，通过对时间频率传递过程中的编码信息进行分时段编码，实现每个分站与主站之间的时间频率信息的直接比对，同时每个分站与主站均可从顺时针和逆时针两个方向进行比对，当光纤链路正常时，所有分站均默认从顺时针方向进行比对，当光纤链路有一处故障或者中断时，所有分站可通过顺时针或逆时针方向进行比对。本发明最大限度的减小了采用传统双向比对方法带来的比对累积误差，提高了光纤环网内部分站与主站之间的时间频率同步精度。

Description

一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法

技术领域

本发明属于时间频率传递技术领域，涉及分时复用时频传递方法，尤其是一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法。

背景技术

目前主站和分站之间的时间频率的传递技术大多采用光纤双向比对方式，这种比对方式是针对两个站点之间的比对。当针对一个主站和多个分站环形串联的应用场景，如果采用传统的双向比对方法，只能是相邻的两个站点之间彼此比对，其系统间时间同步误差会随着分站的数量增加而累积增大，且分站越远离主站，其与主站间的时间同步误差就会越大。

而对于串联型级联形式，当光纤网络中间有一处链路中断或者故障时，由于主站和分站之间的时间频率的传递技术大多采用上述光纤双向比对方式，因此可能出现在故障节点的后方分站将无法接收到时频信息的情况，主站和分站之间的抗毁能力较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法，能够提高光纤环网内部分站与主站之间的时间频率同步精度。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法，包括以下步骤：

步骤1、主站和分站组网完成后，主站单向发送初始化信息，分站通过初始化信息获取自身节点位置，初始化过程只需在组网完成后进行一次即可；

步骤2、初始化完成以后，主站将时间、频率、比对信息以及状态等信息进行编码，生成传输编码信息；

步骤3、主站光收发单元将包含编码信息的电信号经过电光转换模块转换为两路光信号，一路光信号通过顺时针光纤链路传递给顺时针方向的第一个分站，另一路光信号通过逆时针光纤链路传递给逆时针方向的第一个分站；

步骤4、在光纤环网链路正常时，顺时针方向的第N个分站可以同时接收到顺时针和逆时针两路光信号，优先采用顺时针方向信号进行时间频率信息的恢复；

步骤5、当光纤环网链路有一处中断时，链路中断前的站点只能收到顺时针光信号，因此可通过顺时针方向与主站进行双向比对，获取时频信息，链路中断后的站点只能收到主站发送的逆时针光信号，通过判定顺逆时针光信号状态，切换到逆时针比对链路，通过逆时针方向与主站进行双向比对，获取时频信息。

而且，所述步骤4的具体步骤包括：

(1)顺时针方向的第N个分站接收到顺时针光信号，通过光电转换模块将其转换为电信号；同时采取透传方式将该电信号再转发给电光转换模块，转换为光信号直接传输至下一级分站；

(2)对于接收到的电信号，分站首先利用解码单元恢复出频率信息，然后再根据节点位置在传输编码信息中的比对码相应位置上进行双向比对恢复出时间信息；

(3)顺时针方向的第N个分站接收到逆时针光信号，通过光电转换模块将其转换为电信号；当在该节点的顺时针比对时段时，屏蔽逆时针方向接收到的电信号，向逆时针方向传输自身比对信及状态信息，在其他时间段采用透传的方式将逆时针收到的电信号转发，这两种电信号共同组成向逆时针下一级站点转发的电信号，该电信号通过电光转换模块转换成光信号后传输至逆时针方向的下一级站点。

本发明的优点和有益效果：

本发明的一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法，通过分时复用编码处理，可将任一分站与主站进行时频比对，完成了并联式双向比对过程，最大限度的减小了采用传统双向比对方法带来的比对累积误差，提高了光纤环网内部分站与主站之间的时间频率同步精度，应用到实际场景中可以满足用户对时间基准更高精度的需求，具有较高的应用价值。

附图说明

图1(a)为本发明的一种基于光纤环网系统的传统双向比对时频传递方法实施例的结构误差示意图；

图1(b)为本发明的一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法实施例的结构误差示意图；

图2为本发明的一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法实施例中分时编码示意图。

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：

一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法，包括以下步骤：

步骤1、主站和分站组网完成后，主站单向发送初始化信息，分站通过初始化信息获取自身节点位置，初始化过程只需在组网完成后进行一次即可；

步骤2、初始化完成以后，主站将时间、频率、比对信息以及状态等信息进行编码，生成传输编码信息；

步骤3、主站光收发单元将包含编码信息的电信号经过电光转换模块转换为两路光信号，一路光信号通过顺时针光纤链路传递给顺时针方向的第一个分站，另一路光信号通过逆时针光纤链路传递给逆时针方向的第一个分站；

步骤4、在光纤环网链路正常时，顺时针方向的第N个分站可以同时接收到顺时针和逆时针两路光信号，优先采用顺时针方向信号进行时间频率信息的恢复；

所述步骤4的具体步骤包括：

(1)顺时针方向的第N个分站接收到顺时针光信号，通过光电转换模块将其转换为电信号；同时采取透传方式将该电信号再转发给电光转换模块，转换为光信号直接传输至下一级分站；

(2)对于接收到的电信号，分站首先利用解码单元恢复出频率信息，然后再根据节点位置在传输编码信息中的比对码相应位置上进行双向比对恢复出时间信息；

(3)顺时针方向的第N个分站接收到逆时针光信号，通过光电转换模块将其转换为电信号；当在该节点的顺时针比对时段时，屏蔽逆时针方向接收到的电信号，向逆时针方向传输自身比对信及状态信息，在其他时间段采用透传的方式将逆时针收到的电信号转发，这两种电信号共同组成向逆时针下一级站点转发的电信号，该电信号通过电光转换模块转换成光信号后传输至逆时针方向的下一级站点；

步骤5、当光纤环网链路有一处中断时，链路中断前的站点只能收到顺时针光信号，因此可通过顺时针方向与主站进行双向比对，获取时频信息，链路中断后的站点只能收到主站发送的逆时针光信号，通过判定顺逆时针光信号状态，切换到逆时针比对链路，通过逆时针方向与主站进行双向比对，获取时频信息。

如图1(a)所示，采用传统两两站点双向比对时，第N个站点时间同步误差为

N越大，系统误差就会越大。

如图1(b)所示，本发明实施例中每个分站与主站均采用直接双向比对方式来获取，第N个站点与主站的实际同步误差为ΔT_N，消除了比对累积误差。

如图2所示，首先将1s时间段按分时思路划分成20时间段，第1时间段传输时间信息，剩余的19段用来作为19个分站的比对码时间段。主站首先生成图2中的a示例中的正向传输码型，向顺时针和逆时针两个方向传输该编码信息。

如图2所示，当光纤环网链路正常时，分站1收到顺时针和逆时针信息以后，默认采用顺时针正向比对，首先将收到的顺时针信息透传到下一个分站，依次类推，分站19收到分站18的编码信息后透传给主站后，该循环结束；在逆时针逆向传输链路中，分站19用透传结合截取添加的模式将自身比对信息和主站逆时针传递过来的编码信息组合，通过逆时针方向传递给分站18，以此类推，分站1将所有站点的比对信息传递至主站，完成一次分时复用比对，逆时针比对码型如图2中a示例中的逆时针逆向传输数据。

如图2所示，当光纤环网链路中有一处链路中断时，如b示例所示，中断前节点均采用顺时针正向比对，中断前站点分站1至分站9比对方式如上小段所述，有区别的是，分站10采取透传结合截取添加的模式将接收到的分站9传递来的顺时针正向编码信息和自身比对编码信息组合起来，通过逆时针逆向方向传递至分站9。

如图2所示，当光纤环网链路中有一处链路中断时，如c示例所示，中断后站点分站11至分站19均采用逆时针逆向比对，第19分站将主站传递来的编码信息采用透传方式传递至第18分站，以此类推，分站12将逆时针编码信息透传至分站11，分站11采取透传结合截取添加的模式将接收到的分站12传递来的编码信息和自身比对编码信息组合，通过顺时针正向方向传递至分站12，分站12采取透传结合截取添加的模式将接收到的分站11传递来的顺时针正向编码信息和自身比对编码信息组合，通过顺时针正向方向传递至分站12，以此类推，分站19将所有比对编码信息通过顺时针正向传递至主站，完成一次中断后节点逆时针逆向比对。

综上所述，本发明所述的一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法，通过分时复用编码处理，可将任一分站与主站进行时频比对，完成了并联式双向比对过程，最大限度的减小了采用传统双向比对方法带来的比对累积误差，提高了光纤环网内部分站与主站之间的时间频率同步精度，应用到实际场景中可以满足用户对时间基准更高精度的需求，具有较高的应用价值。

本发明的工作原理是：

本发明提出的分时复用时频传递方法，其基本原理和传统光纤双向比对技术一致，但是对光纤双向比对中传输的脉冲编码进行了改进，使得主站可以分时的和任一分站进行比对，从而消除比对累积误差；同时，本发明还设计了顺时针和逆时针两个方向的比对链路，当光纤网络中间有一处链路中断或者故障时，可以保证主站和所有分站的时频信息的正常传递。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：基于分时复用思路，通过对时间频率传递过程中的编码信息进行分时段编码，实现每个分站与主站之间的时间频率信息的直接比对，同时每个分站与主站均可从顺时针和逆时针两个方向进行比对，当光纤链路正常时，所有分站都默认从顺时针方向进行比对，当光纤链路有一处故障或者中断时，所有分站可通过顺时针或逆时针方向进行比对。

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 (1)

1.一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、主站和分站组网完成后，主站单向发送初始化信息，分站通过初始化信息获取自身节点位置，初始化过程只需在组网完成后进行一次即可；

步骤2、初始化完成以后，主站将时间、频率、比对信息以及状态等信息进行编码，生成传输编码信息；

步骤3、主站光收发单元将包含编码信息的电信号经过电光转换模块转换为两路光信号，一路光信号通过顺时针光纤链路传递给顺时针方向的第一个分站，另一路光信号通过逆时针光纤链路传递给逆时针方向的第一个分站；

步骤4、在光纤环网链路正常时，顺时针方向的第N个分站可以同时接收到顺时针和逆时针两路光信号，优先采用顺时针方向信号进行时间频率信息的恢复；

步骤5、当光纤环网链路有一处中断时，链路中断前的站点只能收到顺时针光信号，因此可通过顺时针方向与主站进行双向比对，获取时频信息，链路中断后的站点只能收到主站发送的逆时针光信号，通过判定顺逆时针光信号状态，切换到逆时针比对链路，通过逆时针方向与主站进行双向比对，获取时频信息；

所述步骤4的具体步骤包括：

(1)顺时针方向的第N个分站接收到顺时针光信号，通过光电转换模块将其转换为电信号；同时采取透传方式将该电信号再转发给电光转换模块，转换为光信号直接传输至下一级分站；

(2)对于接收到的电信号，分站首先利用解码单元恢复出频率信息，然后再根据节点位置在传输编码信息中的比对码相应位置上进行双向比对恢复出时间信息；

(3)顺时针方向的第N个分站接收到逆时针光信号，通过光电转换模块将其转换为电信号；当在该节点的顺时针比对时段时，屏蔽逆时针方向接收到的电信号，向逆时针方向传输自身比对信及状态信息，在其他时间段采用透传的方式将逆时针收到的电信号转发，这两种电信号共同组成向逆时针下一级站点转发的电信号，该电信号通过电光转换模块转换成光信号后传输至逆时针方向的下一级站点。

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