CN116886195B - 基于码分多址的高精度长距离多站点光纤时间传递方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于码分多址的高精度长距离多站点光纤时间传递方法,应用于光纤中继网络中,光纤中继网络包括第一光纤传递模块、中继模块以及第二光纤传递模块。所述方法包括:第一站点:生成第一扩频码A1和第一扩频码B1,通过第一光纤传递模块将第一扩频码A1与经中继模块调制后的第二光纤信号扩频发送至第二站点。以及,根据第一扩频码B1对第二扩频码A2的电信号进行环路跟踪,确定第一延迟。获取第二站点的第二延迟。根据第一延迟与第二延迟建立光纤双向比对链路,第一光纤传递模块与第二光纤传递模块通过光纤双向比对链路与中继模块进行通讯。采用本方法能够实现高精度的时间同步和延迟测量,提高通讯的可靠性和精度。
Description
技术领域
本申请涉及光纤传输的时间传递技术领域,特别是涉及一种基于码分多址的高精度长距离多站点光纤时间传递方法。
背景技术
时间作为精度最高的物理量,其高精度的产生和传递在电力系统运行、导航定位、通信和国防安全领域具有重要意义。在高精度时间传输领域,目前有多种传输方式,主要有搬运钟法、卫星共视法、卫星单向和卫星双向时间传递技术和光纤时间传递技术。其中,光纤时间传递技术具有精度高、抗电磁干扰能力强、传输链路安全保密性强等特点。
光纤时间传递技术通过光纤链路对时间信号进行传输,通过双向比对法消除两站点之间的光纤链路传输延迟,从而在接收端恢复出高精度时间信号,并通过线性级联光放大器的方式实现长距离的时间传递。
目前传统的光纤时间传递方法通过传递1pps信号实现时间传递的方式,只能通过点对点双向传递,不能满足一对多和多对一传递需求。某一站点出现故障时不能及时切换备份,在通过光放大器的方式级联进行长距离时间传递时,随着传输距离的增长,信号的信噪比会不断恶化,并且线性级联的方式无法满足网络化灵活组网的要求,从而导致光纤信号传输中时间传递的测量精度降低和通讯的可靠性降低。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种基于码分多址的高精度长距离多站点光纤时间传递方法。
一种基于码分多址的高精度长距离多站点光纤时间传递方法,应用于光纤中继网络中,光纤中继网络包括第一光纤传递模块、中继模块以及第二光纤传递模块,所述方法包括:
第一站点:
生成第一扩频码和第一扩频码/>,通过第一光纤传递模块将第一扩频码/>与经中继模块调制后的第二光纤信号扩频发送至第二站点。
以及,通过第一光纤传递模块接收第二站点发送的第二扩频码的光信号,并将第二扩频码/>的光信号转化为电信号,以根据第一扩频码/>对第二扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定第一站点和第二站点的第一延迟。第一扩频码/>和第二扩频码/>为不同时钟源生成的。
第二站点:
生成第二扩频码和第二扩频码/>,通过第二光纤传递模块将第二扩频码/>与经中继模块调制后的第一光纤信号扩频发送至第一站点。
以及,通过第二光纤传递模块接收第一站点发送的第一扩频码的光信号,并将第一扩频码/>的光信号转化为电信号,以根据第二扩频码/>对第一扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定第二站点和第一站点的第二延迟。
根据第一延迟与第二延迟建立光纤双向比对链路,第一站点的第一光纤传递模块与第二站点的第二光纤传递模块通过光纤双向比对链路与中继模块进行通讯。
在其中一个实施例中,还包括:中继模块将接收到的第二站点发送的第二光纤信号经光电转换模块转换成电信号后进行路由寻址,得到第二地址码与第二电信号。第二地址码通过路由设置确定第一传输通道,通过第一传输通道将第二地址码与第二电信号合成之后进行放大输出至电光转换模块,得到第二光纤信号,并将第二光纤信号发送至第一站点。
在其中一个实施例中,还包括:第一站点通过第一时钟源生成第一扩频码和第一扩频码/>,以及通过第一光纤传递模块将第一扩频码/>与经中继模块调制路由电文后的第二光纤信号扩频发送至电光调制单元转化为光信号,得到第一光纤信号。第一光纤信号通过中继模块处理后发送至第二站点。
在其中一个实施例中,还包括:第一光纤信号发送至中继模块经光电转换模块转换成电信号后进行路由寻址,得到第一地址码与第一电信号。第一地址码通过路由设置确定第二传输通道,通过第二传输通道将第一地址码与第一电信号合成后进行放大输出至电光转换模块,得到第一光纤信号,并将第一光纤信号发送至第二站点。
在其中一个实施例中,还包括:第一站点通过第一光纤传递模块的光电探测器接收经中继模块处理后的第二站点发送的第二扩频码的光信号,并将第二扩频码/>的光信号转化为电信号。
在其中一个实施例中,第一光纤传递模块与第二光纤传递模块以中继模块为中介在光纤中继网络中对称分布。
在其中一个实施例中,还包括:第二站点通过第二时钟源生成第二扩频码和第二扩频码/>,以及通过第二光纤传递模块将第二扩频码/>与经中继模块调制路由电文后的第一光纤信号扩频发送至电光调制单元转化为光信号,得到第二光纤信号。第二光纤信号通过中继模块处理后发送至第一站点。
在其中一个实施例中,还包括:第二站点通过第二光纤传递模块的光电探测器接收经中继模块处理后的第一站点发送的第一扩频码的光信号,并将第一扩频码/>的光信号转化为电信号。
在其中一个实施例中,还包括:根据第一扩频码发送至码跟踪环路单元对第二扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定第一站点和第二站点的第一延迟/>。
在其中一个实施例中,还包括:根据第二扩频码发送至码跟踪环路单元对第一扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定第二站点和第一站点的第二延迟/>。
在其中一个实施例中,还包括:中继模块采用双向法原理计算第一站点与第二站点之间的时钟差:
;
其中,为第一站点的第一延迟,/>为第二站点的第二延迟,/>为第一光纤信号在光纤中继网络传输路径上的时延,/>为第二光纤信号在光纤中继网络传输路径上的时延。
在其中一个实施例中,还包括:根据第一延迟和第二延迟建立光纤双向比对链路,通过光纤双向比对链路解算时钟差:
;
其中,为第一站点的第一延迟,/>为第二站点的第二延迟。第一站点的第一光纤传递模块与第二站点的第二光纤传递模块通过光纤双向比对链路与中继模块进行通讯。
基于码分多址的高精度长距离多站点光纤时间传递方法,以第一站点的第一光纤传递模块、中继模块以及第二站点的第二光线传递模块为光纤通信单元,各个站点之间使用光纤双向比对链路进行通信,在光纤双向比对链路中的光纤信号经中继模块对时间传递信号进行调制后,实现各站点之间的互通互联,利用扩频码将电信号转换为光信号进行传输,可以使信号在传输过程中受到更小的干扰和衰减,从而提高传输的可靠性和抗干扰能力。进而利用环路跟踪技术测量信号的传输时间以确定两个站点之间的延迟,可以在保证高精度的同时,对信号传输路径上的误差和干扰进行补偿和校正,从而进一步提高测量精度和可靠性。加之,根据第一延迟和第二延迟构建光纤双向比对链路,使得传输路径满足双向对称性,以中继模块为中介对光纤信号进行路由调制,使得光纤中继网络中任意两个站点可以实现站点之间的时间传递,提高光纤中继网络的灵活性,满足一对多和多对一到的时间信号传递需求。另外,中继模块可以在光纤信号传输路径中起到放大、补偿、校正等作用,将第一站点的第一光纤传递模块与第二站点的第二光纤传递模块通过光纤双向比对链路与中继模块进行通讯,可以有效提高通讯的可靠性和稳定性。
附图说明
图1为一个实施例中光纤中继网络拓扑结构;
图2为一个实施例中基于码分多址的高精度长距离多站点光纤时间传递方法的流程示意图;
图3为一个实施例中基于扩频码测距的光纤双向时间传递原理的示意图;
图4为一个实施例中中继模块的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请提供的基于码分多址的高精度长距离多站点光纤时间传递方法,可以应用于如图1所示的光纤中继网络拓扑结构中。其中,光纤中继网络包括光纤双向时间传递设备和中继模块,每个站点具备1个光纤双向时间传递设备,任意两个站点之间以中继模块为介,通过光纤双向比对链路进行通信,每2个光纤双向时间同步设备与1个中继模块组成1个传输单元。另外,可以根据站点之间的距离,增加传输单元中中继模块的数量,站点之间传输距离较远的信号传输路径为第一站点的光纤双向时间传递设备-中继模块1-中继模块2-第二站点的光纤双向时间传递设备。
在一个实施例中,如图2所示,提供了一种基于码分多址的高精度长距离多站点光纤时间传递方法,以该方法应用于图1中的光纤中继网络拓扑结构为例进行说明,包括以下步骤:
步骤202,第一站点:生成第一扩频码和第一扩频码/>,通过第一光纤传递模块将第一扩频码/>与经中继模块调制后的第二光纤信号扩频发送至第二站点。
第一站点a包括第一时钟源和第一光纤传递模块,其中,第一光纤传递模块主要由光纤双向时间同步设备为主,另外,光纤双向时间同步设备至少包括扩频发射单元、电光调制单元、码跟踪环路单元以及光电探测器。第二站点b包括第二时钟源和第二光纤传递模块具体的,其中,第二光纤传递模块主要由光纤双向时间同步设备为主,两个站点的光纤双向时间同步设备一样,光纤双向时间同步设备之间采用扩频码测距进行第一站点a与第二站点b的时间同步。
具体的,第一站点a的发射端第一时钟源产生1PPS脉冲时钟信号,通过扩频码生成单元产生第一扩频码和第一扩频码/>,以及通过光纤双向时间同步设备的扩频发射单元将第一扩频码/>与经中继模块调制路由电文后的第二光纤信号扩频发送至电光调制单元转化为光信号,得到第一光纤信号,将第一光纤信号发送至光纤中继网络的中继模块中,中继模块将接收到的第一光纤信号经光电转换模块转换成电信号后进行路由寻址,给第一站点a分配地址码,得到第一地址码与第一电信号,根据第一地址码分配第一电信号的传输通道,即第二传输通道。
进一步的,通过第一传输通道将第一地址码与第一电信号进行信号合成后发送至低噪放大模块,对再生的第一电信号进行降噪和信号放大,进而输出至中继模块的电光转换模块转换成光信号,得到再生的第一光纤信号,并将第一光纤信号发送至第二站点b。
步骤204,以及,通过第一光纤传递模块接收第二站点发送的第二扩频码的光信号,并将第二扩频码/>的光信号转化为电信号,以根据第一扩频码/>对第二扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定第一站点和第二站点的第一延迟。
第一扩频码和第二扩频码/>为不同时钟源生成的扩频信号。
具体的,第一站点a通过第一光纤传递模块的光电探测器接收经中继模块处理后的第二站点b的第二光纤信号,即第二站点的第二扩频码的光信号,将第二扩频码/>的光信号通过光电探测器转化为电信号,并发送至码跟踪环路单元。进一步的,将第一站点a的第一扩频码/>发送至码跟踪环路单元,在码跟踪环路单元中对第二扩频码/>的电信号进行环路跟踪,测量确定第一站点a到第二站点b发送第一光纤信号的时间与接收第二光纤信号的时间的第一延迟/>:
;
其中,为第一站点a发射第一光纤信号的时刻,/>为第一站点a接收第二光纤信号的时刻,/>为第二站点b发射第二光纤信号的时刻,/>为第一站点a与第二站点b之间的时钟差,/>为第二站点b经光纤中继网络向第一站点a传输的第二光纤信号在路径上经历的时延。
步骤206,第二站点:生成第二扩频码和第二扩频码/>,通过第二光纤传递模块将第二扩频码/>与经中继模块调制后的第一光纤信号扩频发送至第一站点。
具体的,第二站点的发射端第二时钟源产生1PPS脉冲时钟信号,通过扩频码生成单元产生第二扩频码和第二扩频码/>,以及通过光纤双向时间同步设备的扩频发射单元将第二扩频码/>与经中继模块调制路由电文后的第一光纤信号扩频发送至电光调制单元转化为光信号,得到第二光纤信号,将第二光纤信号发送至光纤中继网络的中继模块中,中继模块将接收到的第二光纤信号经光电转换模块转换成电信号后进行路由寻址,给第二站点b分配地址码,得到第二地址码与第二电信号,根据第二地址码分配第二电信号的传输通道,即第一传输通道。
进一步的,通过第二传输通道将第二地址码与第二电信号进行信号合成后发送至低噪放大模块,对再生的第二电信号进行降噪和信号放大,进而输出至中继模块的电光转换模块转换成光信号,得到再生的第二光纤信号,并将第二光纤信号发送至第一站点a。
步骤208,以及,通过第二光纤传递模块接收第一站点发送的第一扩频码的光信号,并将第一扩频码/>的光信号转化为电信号,以根据第二扩频码/>对第一扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定第二站点和第一站点的第二延迟。
第一扩频码和第二扩频码/>为不同时钟源生成的扩频信号。
具体的,第二站点b通过第二光纤传递模块的光电探测器接收经中继模块处理后的第一站点a的第一光纤信号,即第一站点的第一扩频码的光信号,将第一扩频码/>的光信号通过光电探测器转化为电信号,并发送至码跟踪环路单元。进一步的,将第二站点b的第二扩频码/>发送至码跟踪环路单元,在码跟踪环路单元中对第一扩频码/>的电信号进行环路跟踪,测量确定第二站点b到第一站点a发送第二光纤信号的时间与接收第一光纤信号的时间的第二延迟/>:
;
其中,为第二站点b发射第二光纤信号的时刻,/>为第一站点b接收第一光纤信号的时刻,/>为第一站点a发射第一光纤信号的时刻,/>为第一站点a与第二站点b之间的时钟差,/>为第一站点a经光纤中继网络向第二站点b传输的第一光纤信号在路径上经历的时延。
步骤210,根据第一延迟与第二延迟建立光纤双向比对链路,第一站点的第一光纤传递模块与第二站点的第二光纤传递模块通过光纤双向比对链路与中继模块进行通讯。
中继模块包括:光电转换模块、路由寻址、通道选择、信号合成模块、低噪放大模块以及电光转换模块。
具体的,第一光纤信号和第二光纤信号根据中继模块的路由设置,确定第一站点a的地址和信道以及第二站点b的地址和信道,根据第一延迟和第二延迟建立光纤双向比对链路,中继模块采用双向法原理计算第一站点a与第二站点b之间的时钟差:
;
其中,为第一站点的第一延迟,/>为第二站点的第二延迟,/>为第一站点a经光纤双向比对链路向第二站点b传输的第一光纤信号在光纤中继网络传输路径上经历的时延,/>为第二站点b经光纤双向比对链路向第一站点a传输的第二扩频信号在光纤中继网络传输路径上经历的时延。
根据站点地址、信道以及时钟差,在光纤中继网络中分别对第一站点a输出端的第一光纤信号的时间信号与第二站点b输出端的第二光纤信号进行延迟控制,将第一光纤信号与第二光纤信号在光纤双向比对链路中的传输时间和经过发射接收设备的时延进行校准,得到第一站点a与第二站点b延迟时间:
;
;
其中,为第一站点的第一延迟,/>为第二站点的第二延迟,/>为第一站点a经光纤双向比对链路向第二站点b传输的第一光纤信号在光纤中继网络传输路径上经历的时延,/>为第二站点b经光纤双向比对链路向第一站点a传输的第二光纤信号在光纤中继网络传输路径上经历的时延。
通过解算延迟时间的结果,输出扩大再生和校准后的第一光纤信号与第二光纤信号的时间信号。
基于码分多址的高精度长距离多站点光纤时间传递方法,以第一站点的第一光纤传递模块、中继模块以及第二站点的第二光线传递模块为光纤通信单元,各个站点之间使用光纤双向比对链路进行通信,在光纤双向比对链路中的光纤信号经中继模块对时间传递信号进行调制后,实现各站点之间的互通互联,利用扩频码将电信号转换为光信号进行传输,可以使信号在传输过程中受到更小的干扰和衰减,从而提高传输的可靠性和抗干扰能力。进而利用环路跟踪技术测量信号的传输时间以确定两个站点之间的延迟,可以在保证高精度的同时,对信号传输路径上的误差和干扰进行补偿和校正,从而进一步提高测量精度和可靠性。加之,根据第一延迟和第二延迟构建光纤双向比对链路,使得传输路径满足双向对称性,以中继模块为中介对光纤信号进行路由调制,使得光纤中继网络中任意两个站点可以实现站点之间的时间传递,提高光纤中继网络的灵活性,满足一对多和多对一到的时间信号传递需求。另外,中继模块可以在光纤信号传输路径中起到放大、补偿、校正等作用,将第一站点的第一光纤传递模块与第二站点的第二光纤传递模块通过光纤双向比对链路与中继模块进行通讯,可以有效提高通讯的可靠性和稳定性。
在其中一个实施例中,还包括:中继模块将接收到的第二站点发送的第二光纤信号经光电转换模块转换成电信号后进行路由寻址,得到第二地址码与第二电信号。第二地址码通过路由设置确定第一传输通道,通过第一传输通道将第二地址码与第二电信号合成之后进行放大输出至电光转换模块,得到第二光纤信号,并将第二光纤信号发送至第一站点。
值得说明的是,如图4所示,光纤信号在中继模块进行光电转换,将光信号经过光电检测转换成电信号后,通过对接收到的电信号进行解调,解析出路由电文信息,通过路由寻址选择通道,将需要在同一通道进行传输的信号经过合成之后,通过低噪声放大器对电信号进行放大之后,经过电光调制成光信号重新送入光纤,向下一级中继模块进行传输,与光纤双向时间传递设备形成光电光中继体制的组网方式。
由此可见,站点之间的光纤信号能够在中继模块实现信号的再生放大,满足长距离的时间信号传递需求的同时,相比级联光放大器的方式,通过对光信号进行光电转换之后路由寻址和通道选择,实现了在中继模块的灵活路由,可满足多站点的时间传递需求,在站点出现故障时,可以灵活切换光纤双向比对链路,实现备份功能。
在其中一个实施例中,第一站点通过第一时钟源生成第一扩频码和第一扩频码,以及通过第一光纤传递模块将第一扩频码/>与经中继模块调制路由电文后的第二光纤信号扩频发送至电光调制单元转化为光信号,得到第一光纤信号。第一光纤信号通过中继模块处理后发送至第二站点。
在其中一个实施例中,第一光纤信号发送至中继模块经光电转换模块转换成电信号后进行路由寻址,得到第一地址码与第一电信号。第一地址码通过路由设置确定第二传输通道,通过第二传输通道将第一地址码与第一电信号合成后进行放大输出至电光转换模块,得到第一光纤信号,并将第一光纤信号发送至第二站点。
在其中一个实施例中,第一站点通过第一光纤传递模块的光电探测器接收经中继模块处理后的第二站点发送的第二扩频码的光信号,并将第二扩频码/>的光信号转化为电信号。
在其中一个实施例中,第一光纤传递模块与第二光纤传递模块以中继模块为中介在光纤中继网络中对称分布。
在其中一个实施例中,第二站点通过第二时钟源生成第二扩频码和第二扩频码,以及通过第二光纤传递模块将第二扩频码/>与经中继模块调制路由电文后的第一光纤信号扩频发送至电光调制单元转化为光信号,得到第二光纤信号。第二光纤信号通过中继模块处理后发送至第一站点。
在其中一个实施例中,第二站点通过第二光纤传递模块的光电探测器接收经中继模块处理后的第一站点发送的第一扩频码的光信号,并将第一扩频码/>的光信号转化为电信号。
在其中一个实施例中,根据第一扩频码发送至码跟踪环路单元对第二扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定第一站点和第二站点的第一延迟/>。
在其中一个实施例中,根据第二扩频码发送至码跟踪环路单元对第一扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定第二站点和第一站点的第二延迟/>。
值得说明的是,如图3所示,通过使用扩频技术和码跟踪环路单元,利用光纤中继网络对光信号传输过程中的延迟进行精确测量,从而确定两个站点之间的延迟,通过每个站点的光纤双向时间传递设备将站点之间的双向扩频测量信号调整为同波长传输,可以避免采用波分复用时,不同的光波长在光纤链路中色散效应带来的误差,以此提高了时间传递精度,实现了光纤时间信号的高精度传递。加之,中继模块对不同的光纤双向时间传递设备分配不同的扩频地址码,由此实现不同站点之间的时差测量和时间同步。
由此可见,站点之间使用光纤双向比对链路进行传输,在光纤双向比对链路中使用光电光中继模块对传输信号进行放大和路由,提高信号的信噪比,可从而提高时间传递精度。在中继模块进行路由时,可以建立各站点之间不同的双向比对链路,形成光纤中继网络的时间传递网络,由于网络拓扑结构的对称性,在出现故障时,可以随时切换比对链路,提高组网的抗毁性。另外,中继模块对各个站点分配不同的地址码,使得不同的比对链路采用同波长码分多址的方式在光纤中继网络中进行传输,保证双向传输链路的对称性,提高时间信号传输的精度。
在其中一个实施例中,中继模块采用双向法原理计算第一站点与第二站点之间的时钟差:
;
其中,为第一站点的第一延迟,/>为第二站点的第二延迟,/>为第一光纤信号在光纤中继网络传输路径上的时延,/>为第二光纤信号在光纤中继网络传输路径上的时延。
值得说明的是,采用扩频码测距和码分多址的方式,可以将站点之间的双向扩频测量信号通过同波长传输,可以避免采用波分复用时,不同的光波长在光纤链路中色散效应带来的误差,提高了时间传递精度。此外,采用光电光中继体制的组网方式,能够在中继节点实现信号的再生放大,满足长距离的时间信号传递需求的同时,相比级联光放大器的方式,通过对信号净化再生,提高了信号的信噪比。提高了码跟踪环路中时差测量精度,从而提高了时间传递精度。
在其中一个实施例中,根据第一延迟和第二延迟建立光纤双向比对链路,通过光纤双向比对链路解算时钟差:
;
其中,为第一站点的第一延迟,/>为第二站点的第二延迟。第一站点的第一光纤传递模块与第二站点的第二光纤传递模块通过光纤双向比对链路与中继模块进行通讯。
应该理解的是,虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink) DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.基于码分多址的高精度长距离多站点光纤时间传递方法,其特征在于,应用于光纤中继网络中,所述光纤中继网络包括第一光纤传递模块、中继模块以及第二光纤传递模块,
所述方法包括:
第一站点:
生成第一扩频码和第一扩频码/>,通过所述第一光纤传递模块将所述第一扩频码/>与经所述中继模块调制后的第二光纤信号扩频发送至第二站点;
以及,通过所述第一光纤传递模块接收所述第二站点发送的第二扩频码的光信号,并将所述第二扩频码/>的光信号转化为电信号,以根据所述第一扩频码/>对所述第二扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定所述第一站点和所述第二站点的第一延迟;所述第一扩频码/>和所述第二扩频码/>为不同时钟源生成的;
第二站点:
生成所述第二扩频码和第二扩频码/>,通过所述第二光纤传递模块将所述第二扩频码/>与经所述中继模块调制后的第一光纤信号扩频发送至所述第一站点;
以及,通过所述第二光纤传递模块接收所述第一站点发送的第一扩频码的光信号,并将所述第一扩频码/>的光信号转化为电信号,以根据所述第二扩频码/>对所述第一扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定所述第二站点和所述第一站点的第二延迟;
根据所述第一延迟与所述第二延迟建立光纤双向比对链路,所述第一站点的所述第一光纤传递模块与所述第二站点的所述第二光纤传递模块通过所述光纤双向比对链路与所述中继模块进行通讯。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在第一站点生成第一扩频码和第一扩频码/>,通过所述第一光纤传递模块将所述第一扩频码/>与经所述中继模块调制后的第二光纤信号扩频发送至第二站点的步骤之前,还包括:
所述中继模块将接收到的所述第二站点发送的所述第二光纤信号经光电转换模块转换成电信号后进行路由寻址,得到第二地址码与第二电信号;
所述第二地址码通过路由设置确定第一传输通道,通过所述第一传输通道将所述第二地址码与所述第二电信号合成之后进行放大输出至电光转换模块,得到第二光纤信号,并将所述第二光纤信号发送至所述第一站点。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第一站点生成第一扩频码和第一扩频码,通过所述第一光纤传递模块将所述第一扩频码/>与经所述中继模块调制后的第二光纤信号扩频发送至第二站点,包括:
第一站点通过第一时钟源生成第一扩频码和第一扩频码/>,以及通过所述第一光纤传递模块将所述第一扩频码/>与经所述中继模块调制路由电文后的第二光纤信号扩频发送至电光调制单元转化为光信号,得到第一光纤信号;
所述第一光纤信号通过所述中继模块处理后发送至所述第二站点。
4.根据所述权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一光纤信号通过所述中继模块处理后发送至第二站点,包括:
所述第一光纤信号发送至所述中继模块经光电转换模块转换成电信号后进行路由寻址,得到第一地址码与第一电信号;
所述第一地址码通过路由设置确定第二传输通道,通过所述第二传输通道将所述第一地址码与所述第一电信号合成后进行放大输出至电光转换模块,得到第一光纤信号,并将所述第一光纤信号发送至所述第二站点。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第一站点通过所述第一光纤传递模块接收所述第二站点发送的第二扩频码的光信号,并将所述第二扩频码/>的光信号转化为电信号,包括:
第一站点通过所述第一光纤传递模块的光电探测器接收经所述中继模块处理后的所述第二站点发送的第二扩频码的光信号,并将所述第二扩频码/>的光信号转化为电信号。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法,其特征在于,所述第一光纤传递模块与所述第二光纤传递模块以所述中继模块为中介在所述光纤中继网络中对称分布。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第二站点生成所述第二扩频码和第二扩频码/>,通过所述第二光纤传递模块将所述第二扩频码/>与经所述中继模块调制后的第一光纤信号扩频发送至所述第一站点,包括:
第二站点通过第二时钟源生成第二扩频码和第二扩频码/>,以及通过所述第二光纤传递模块将所述第二扩频码/>与经所述中继模块调制路由电文后的第一光纤信号扩频发送至电光调制单元转化为光信号,得到第二光纤信号;
所述第二光纤信号通过所述中继模块处理后发送至所述第一站点。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,第二站点通过所述第二光纤传递模块接收所述第一站点发送的第一扩频码的光信号,并将所述第一扩频码/>的光信号转化为电信号,包括:
第二站点通过所述第二光纤传递模块的光电探测器接收经所述中继模块处理后的所述第一站点发送的第一扩频码的光信号,并将所述第一扩频码/>的光信号转化为电信号。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一扩频码对所述第二扩频码的电信号进行环路跟踪,确定所述第一站点和所述第二站点的第一延迟,包括:
根据所述第一扩频码发送至码跟踪环路单元对所述第二扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定所述第一站点和所述第二站点的第一延迟/>。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,根据所述第二扩频码对所述第一扩频码的电信号进行环路跟踪,确定所述第二站点和所述第一站点的第二延迟,包括:
根据所述第二扩频码发送至码跟踪环路单元对所述第一扩频码/>的电信号进行环路跟踪,确定所述第二站点和所述第一站点的第二延迟/>。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在根据所述第一延迟与所述第二延迟建立光纤双向比对链路的步骤之后,还包括:
所述中继模块采用双向法原理计算所述第一站点与所述第二站点之间的时钟差:
;
其中,为所述第一站点的第一延迟,/>为所述第二站点的第二延迟,/>为所述第一光纤信号在所述光纤中继网络传输路径上的时延,/>为所述第二光纤信号在所述光纤中继网络传输路径上的时延。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,根据所述第一延迟与所述第二延迟建立光纤双向比对链路,所述第一站点的所述第一光纤传递模块与所述第二站点的所述第二光纤传递模块通过所述光纤双向比对链路与所述中继模块进行通讯,包括:
根据所述第一延迟和所述第二延迟建立光纤双向比对链路,通过所述光纤双向比对链路解算所述时钟差:
;
其中,为所述第一站点的第一延迟,/>为所述第二站点的第二延迟;
所述第一站点的所述第一光纤传递模块与所述第二站点的所述第二光纤传递模块通过所述光纤双向比对链路与所述中继模块进行通讯。
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---|---|---|---|---|
CN118131589B (zh) * | 2024-05-08 | 2024-07-16 | 中国人民解放军国防科技大学 | 分布式多通道光纤时间间隔测量装置、方法、设备和介质 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09233050A (ja) * | 1996-02-22 | 1997-09-05 | Kokusai Electric Co Ltd | 無線ネットワークシステム及び光伝送方法 |
CN1463090A (zh) * | 2002-05-30 | 2003-12-24 | 华为技术有限公司 | 一种抑制自相位调制(spm)的方法 |
WO2006116723A2 (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-02 | Menara Networks | Spread-pulse modulation and nonlinear time domain equalization for fiber optic communication channels |
CN104158603A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-11-19 | 北京信息控制研究所 | 发射场多模式微波光纤中继转发质量判决分系统 |
CN105634643A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-01 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种基于双向扩频测距的光纤时间频率传递方法、装置及系统 |
CN112383348A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-19 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030058497A1 (en) * | 2001-09-27 | 2003-03-27 | Nortel Networks Limited | All-optical switching sites for an agile optical network |
US9749053B2 (en) * | 2015-07-23 | 2017-08-29 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Node device, repeater and methods for use therewith |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09233050A (ja) * | 1996-02-22 | 1997-09-05 | Kokusai Electric Co Ltd | 無線ネットワークシステム及び光伝送方法 |
CN1463090A (zh) * | 2002-05-30 | 2003-12-24 | 华为技术有限公司 | 一种抑制自相位调制(spm)的方法 |
WO2006116723A2 (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-02 | Menara Networks | Spread-pulse modulation and nonlinear time domain equalization for fiber optic communication channels |
CN104158603A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-11-19 | 北京信息控制研究所 | 发射场多模式微波光纤中继转发质量判决分系统 |
CN105634643A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-01 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种基于双向扩频测距的光纤时间频率传递方法、装置及系统 |
CN112383348A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-19 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种基于光纤环网系统的分时复用时频传递方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Liwei Yang ; Maiyun Zhang ; Yuanhao Jiang ; Xiangyuan Peng ; Xinyu Li ; Zhehao Xu.Next Generation Access Network Based on Hyperchaotic Spread Spectrum Sequences.《2022 IEEE 22nd International Conference on Communication Technology (ICCT)》.2023,全文. * |
基于光纤码分多址技术的全光网传输实现;杨明, 燕延, 朴春慧, 刘永军, 牛江川;仪器仪表学报(S1);全文 * |
高精度时频信号的远距离传输技术;周兵,龚航;《全球定位系统》;全文 * |
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