RU2649852C1 - Synchronisation system - Google Patents

Synchronisation system Download PDF

Info

Publication number
RU2649852C1
RU2649852C1 RU2017112269A RU2017112269A RU2649852C1 RU 2649852 C1 RU2649852 C1 RU 2649852C1 RU 2017112269 A RU2017112269 A RU 2017112269A RU 2017112269 A RU2017112269 A RU 2017112269A RU 2649852 C1 RU2649852 C1 RU 2649852C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
optical
synchronizing
pulses
Prior art date
Application number
RU2017112269A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Маратович Поляков
Владимир Николаевич Иванов
Александр Александрович Скобелин
Original Assignee
Акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" filed Critical Акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени"
Priority to RU2017112269A priority Critical patent/RU2649852C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2649852C1 publication Critical patent/RU2649852C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J1/00Frequency-division multiplex systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

FIELD: data processing; optics.
SUBSTANCE: invention relates to synchronisation means and can be used in time synchronisation systems using an optical fibre line for communicating a synchronizing object with a synchronised object. For this purpose, system comprises an optical fibre line, the first end of which through a controlled delay unit is connected to the output-input of an optical connector, the unidirectional output of which through an optical amplifier is connected to the input of an optical splitter, the first output of which through the optical combiner is connected to the unidirectional input of the optical connector. Second output of the optical splitter is connected to the input of the first opto-electronic converter, the output of which, through a unit for isolating characteristic pulses, is connected with the signal input of an error detector. Output of the error detector via a control signal driver is connected to the control input of the controlled delay unit. Reference input of the error detector is connected to the output of the time scale driver, which is also connected to the input of the trigger pulse driver, the output of which through the opto-electronic converter is connected to the second input of the optical combiner. Synchronised object comprises a unit for forming direct and reflected signals optically connected to the other end of the fiber-optic line, the direct signal output of which through a second opto-electronic converter is connected to the input of the synchronising pulse forming unit.
EFFECT: technical result consists in creating a synchronisation system based on the principle of transferring the actual synchronising pulses to the synchronised object over a fibre optic communication line.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам синхронизации и может быть использовано в системах временной синхронизации, использующих оптоволоконную линию для связи синхронизирующего объекта с синхронизируемым.The invention relates to synchronization means and can be used in time synchronization systems using a fiber optic line to connect a synchronizing object with a synchronized one.

Известны системы временной синхронизации пространственно разнесенных объектов, в том числе системы, использующие оптоволоконную линию для связи синхронизирующего объекта с синхронизируемым, в основу которых положен принцип коррекции шкалы времени синхронизируемого объекта относительно шкалы времени синхронизирующего объекта по результатам предварительно проведенных операций сличения этих шкал, см., например, работу [1] - Донченко С.С., Колмогоров О.В., Прохоров Д.В. Система одно- и двухсторонних сравнений шкал времени // Измерительная техника, 2015, №1, с. 14-17. Особенностью данных систем является наличие у синхронизирующего и синхронизируемого объектов средств формирования собственных шкал времени, а также средств, осуществляющих сличение этих шкал и формирование данных об их рассогласовании. Средства формирования шкал времени обычно содержат высокостабильный опорный генератор, например квантовый стандарт частоты, а также последовательно подключенные к его выходу делитель частоты и формирователь импульсов. В некоторых случаях для целей формирования шкалы времени синхронизирующего объекта может использоваться приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, например, как это осуществлено в устройстве для синхронизации, представленном в патенте [2] - RU 166018 (U1), G04C 13/02, опубл. 10.11.2016. Средства формирования шкалы времени синхронизируемого объекта также содержат соответствующие средства коррекции временного положения формируемых импульсов. Также в состав технических средств синхронизирующего и синхронизируемого объектов входят средства формирования и преобразования оптических сигналов, а также средства, осуществляющие передачу оптических сигналов по оптоволоконной линии.Known systems for temporal synchronization of spatially separated objects, including systems that use a fiber optic line to connect a synchronizing object with a synchronized one, are based on the principle of correcting the time scale of a synchronized object relative to the time scale of a synchronizing object based on the results of previously performed comparisons of these scales, see. for example, work [1] - Donchenko S.S., Kolmogorov O.V., Prokhorov D.V. The system of one- and two-way comparisons of time scales // Measuring equipment, 2015, No. 1, p. 14-17. A feature of these systems is the availability of means of forming their own time scales for synchronizing and synchronized objects, as well as means for comparing these scales and generating data on their mismatch. Means of forming time scales usually contain a highly stable reference oscillator, for example, a quantum frequency standard, as well as a frequency divider and a pulse shaper connected in series to its output. In some cases, for the purpose of forming a timeline for a synchronizing object, a signal receiver of global navigation satellite systems can be used, for example, as is done in the synchronization device presented in patent [2] - RU 166018 (U1), G04C 13/02, publ. 11/10/2016. Means for forming the time scale of the synchronized object also contain appropriate means for correcting the temporal position of the generated pulses. Also, the technical means of synchronizing and synchronized objects include means for generating and converting optical signals, as well as means for transmitting optical signals through a fiber optic line.

Сличение шкал времени, осуществляемое в системе, представленной в работе [1], а также в системе, для которой предназначено устройство, представленное в патенте [2], в обобщенном виде происходит следующим образом. С синхронизирующего объекта на синхронизируемый объект по оптоволоконной линии передается оптический импульс, момент излучения которого фиксируется в шкале времени синхронизирующего объекта. На синхронизируемом объекте осуществляется прием оптического импульса и фиксация момента его приема в шкале времени синхронизируемого объекта, после чего осуществляется переизлучение оптического импульса в обратном направлении с одновременной фиксацией момента его излучения в шкале времени синхронизируемого объекта. Далее осуществляется прием переизлученного импульса на синхронизирующем объекте с фиксацией момента его приема в шкале времени синхронизирующего объекта. На основании полученных данных о моментах излучения и приема прямого и переизлученного оптического импульса определяется величина задержки, вносимой оптоволоконной линией, и искомая величина текущего расхождения шкал времени объектов. Далее, исходя из измеренного расхождения шкал времени синхронизирующего и синхронизируемого объектов формируется управляющий сигнал, под действием которого шкала времени синхронизируемого объекта подстраивается (синхронизируется) относительно шкалы времени синхронизирующего объекта.The comparison of time scales carried out in the system presented in [1], as well as in the system for which the device is described in the patent [2], is summarized as follows. An optical pulse is transmitted from the synchronizing object to the synchronizing object via a fiber optic line, the radiation moment of which is fixed in the time scale of the synchronizing object. At the synchronized object, an optical pulse is received and the moment of its reception is recorded in the timeline of the synchronized object, after which the optical pulse is re-emitted in the opposite direction, while the moment of its radiation is recorded in the timeline of the synchronized object. Next, the re-emitted pulse is received at the synchronizing object with fixing the moment of its reception in the timeline of the synchronizing object. Based on the obtained data on the moments of radiation and reception of a direct and re-emitted optical pulse, the delay value introduced by the optical fiber line and the sought value of the current discrepancy of the object time scales are determined. Further, based on the measured discrepancy of the time scales of the synchronized and synchronized objects, a control signal is generated, under the action of which the time scale of the synchronized object is adjusted (synchronized) relative to the time scale of the synchronized object.

Аналогичные процессы осуществляются в системе синхронизации, представленной в патенте [3] - RU 2547662 (C1), G04C 10/02, опубл. 10.04.2015, принятой в качестве прототипа.Similar processes are carried out in the synchronization system presented in the patent [3] - RU 2547662 (C1), G04C 10/02, publ. 04/10/2015, adopted as a prototype.

Система синхронизации, принятая в качестве прототипа, содержит оптоволоконную линию, связывающую синхронизирующий и синхронизируемый объекты. Синхронизирующий объект содержит формирователь шкалы времени и связанный с ним генератор оптических импульсов, выход которого через соответствующие каналы блока разветвителей-объединителей связан с входом оптоэлектронного преобразователя синхронизирующего объекта и с первым концом оптоволоконной линии. Этот же (первый) конец оптоволоконной линии через другой канал блока разветвителей-объединителей связан с входом оптоэлектронного преобразователя синхронизирующего объекта. Выход оптоэлектронного преобразователя синхронизирующего объекта связан с сигнальным входом таймера событий синхронизирующего объекта, опорный вход которого связан с выходом формирователя шкалы времени синхронизирующего объекта.The synchronization system, adopted as a prototype, contains a fiber optic line connecting the synchronizing and synchronized objects. The synchronizing object comprises a timeline shaper and an optical pulse generator associated with it, the output of which through the corresponding channels of the combiner coupler unit is connected to the input of the optoelectronic converter of the synchronizing object and to the first end of the fiber optic line. The same (first) end of the fiber optic line through another channel of the splitter-combiner unit is connected to the input of the optoelectronic converter of the synchronizing object. The output of the optoelectronic converter of the synchronizing object is connected to the signal input of the event timer of the synchronizing object, the reference input of which is connected to the output of the shaper of the time scale of the synchronizing object.

Блок разветвителей-объединителей содержит оптический объединитель Y-образного вида, оптический разветвитель Y-образного вида и оптический соединитель Y-образного вида, соединение которых образуют указанные выше каналы, посредством которых осуществляется оптическая связь генератора оптических импульсов, оптоэлектронного преобразователя и оптоволоконной линии. Так, выход-вход оптического соединителя образует выход-вход блока разветвителей-объединителей, связанный с первым концом оптоволоконной линии. Первый и второй входы оптического объединителя соединены, соответственно, с первым выходом оптического разветвителя и однонаправленным выходом оптического соединителя, однонаправленный вход которого соединен с вторым выходом оптического разветвителя. Вход оптического разветвителя образует вход блока разветвителей-объединителей, связанный с выходом генератора оптических импульсов, а выход оптического объединителя образует выход блока разветвителей-объединителей, связанный с входом оптоэлектронного преобразователя синхронизирующего объекта.The combiner splitter unit comprises a Y-shaped optical combiner, a Y-shaped optical splitter and a Y-shaped optical connector, the connection of which is formed by the above channels, through which optical communication of the optical pulse generator, optoelectronic converter and fiber optic line is carried out. So, the output-input of the optical connector forms the output-input of the splitter-combiner unit associated with the first end of the fiber optic line. The first and second inputs of the optical combiner are connected, respectively, to the first output of the optical splitter and the unidirectional output of the optical connector, the unidirectional input of which is connected to the second output of the optical splitter. The input of the optical splitter forms the input of the splitter-combiner block associated with the output of the optical pulse generator, and the output of the optical splitter forms the output of the splitter-combiner block associated with the input of the optoelectronic converter of the synchronizing object.

На стороне синхронизируемого объекта второй конец оптоволоконной линии оптически связан с блоком формирования прямого и отраженного сигналов, выполненным в виде полупрозрачного зеркала. Полупрозрачное зеркало обеспечивает прохождение одной части оптического сигнала в прямом направлении, а другой - в обратном направлении. Полупрозрачное зеркало оптически связано (в прямом направлении) с входом оптоэлектронного преобразователя синхронизируемого объекта. Выход этого оптоэлектронного преобразователя связан с сигнальным входом таймера событий синхронизируемого объекта, опорный вход которого связан с выходом формирователя шкалы времени синхронизируемого объекта.On the side of the synchronized object, the second end of the fiber optic line is optically connected to the direct and reflected signal generation unit, made in the form of a translucent mirror. A translucent mirror allows the passage of one part of the optical signal in the forward direction, and the other in the opposite direction. A translucent mirror is optically coupled (in the forward direction) to the input of the optoelectronic converter of the synchronized object. The output of this optoelectronic converter is connected to the signal input of the event timer of the synchronized object, the reference input of which is connected to the output of the shaper of the time scale of the synchronized object.

Формирователь шкалы времени синхронизируемого объекта имеет управляющие средства, позволяющие осуществлять синхронизацию шкалы времени синхронизируемого объекта относительно шкалы времени синхронизирующего объекта. Эти управляющие средства функционально связаны с вспомогательной системой формирования данных о рассинхронизации, которая функционально связана с таймерами событий синхронизуемого и синхронизирующего объектов и имеет отдельный канал связи для обмена данными между обоими объектами.The shaper of the time scale of the synchronized object has control means that allow synchronization of the time scale of the synchronized object relative to the time scale of the synchronized object. These control means are functionally connected to the auxiliary system for generating desynchronization data, which is functionally connected to the event timers of synchronized and synchronizing objects and has a separate communication channel for exchanging data between both objects.

Работа системы-прототипа осуществляется следующим образом. Формирователь шкалы времени синхронизирующего объекта формирует последовательность импульсов, представляющих собой определенные метки времени. Формирование осуществляется с помощью высокостабильного генератора, например квантового стандарта частоты, делителя частоты и формирователя импульсов. Сформированные импульсы поступают на опорный вход таймера событий синхронизирующего объекта, а также на вход генератора оптических импульсов, который формирует последовательность оптических импульсов, временное положение которых привязано к определенным меткам шкалы времени синхронизирующего объекта. С выхода генератора оптических импульсов эти импульсы поступают в блок разветвителей-объединителей, где раздваиваются по мощности, при этом одна часть импульса поступает на вход оптоэлектронного преобразователя синхронизирующего объекта для преобразования в электрический сигнал, а другая - на первый конец оптоволоконной линии для передачи на синхронизируемый объект. С выхода оптоэлектронного преобразователя электрический импульс, соответствующий передаваемому оптическому импульсу, поступает на сигнальный вход таймера событий синхронизирующего объекта. Таймер событий фиксирует момент излучения оптического импульса в шкале времени синхронизирующего объекта, используя для этого выходные сигналы формирователя шкалы времени, поступающие на его опорный вход. Сформированные таймером событий данные о моменте передачи оптического импульса в оптоволоконную линию поступают в вспомогательную систему формирования данных о рассинхронизации.The work of the prototype system is as follows. The shaper of the time scale of the synchronizing object generates a sequence of pulses, which are specific timestamps. The formation is carried out using a highly stable generator, for example, a quantum frequency standard, a frequency divider and a pulse shaper. The generated pulses are fed to the reference input of the event timer of the synchronizing object, as well as to the input of the optical pulse generator, which forms a sequence of optical pulses, the temporary position of which is tied to certain marks on the time scale of the synchronizing object. From the output of the optical pulse generator, these pulses arrive at the combiner splitter block, where they are split in power, with one part of the pulse fed to the input of the optoelectronic converter of the synchronizing object for conversion into an electrical signal, and the other to the first end of the optical fiber line for transmission to the synchronized object . From the output of the optoelectronic converter, an electric pulse corresponding to the transmitted optical pulse is fed to the signal input of the event timer of the synchronizing object. The event timer fixes the moment of emission of the optical pulse in the time scale of the synchronizing object, using the output signals of the time scaler supplied to its reference input. The data generated by the event timer on the moment of transmission of the optical pulse into the fiber optic line is supplied to the auxiliary system for generating desynchronization data.

Прошедший по оптоволоконной линии на синхронизируемый объект оптический импульс частично отражается от полупрозрачного зеркала, а частично проходит через него в прямом направлении на вход оптоэлектронного преобразователя синхронизируемого объекта, который преобразует его в электрический сигнал. Этот сигнал поступает на сигнальный вход таймера событий синхронизируемого объекта, на опорный вход которого поступают сигналы формирователя шкалы времени синхронизируемого объекта. Таймер событий фиксирует момент прихода оптического импульса в шкале времени синхронизируемого объекта. Эти данные поступают в вспомогательную систему формирования данных о рассинхронизации.An optical pulse transmitted through a fiber optic line to a synchronized object is partially reflected from the translucent mirror, and partially passes through it in the forward direction to the input of the optoelectronic converter of the synchronized object, which converts it into an electrical signal. This signal is fed to the signal input of the event timer of the synchronized object, the reference input of which receives the signals of the time scaler of the synchronized object. The event timer records the moment of arrival of the optical pulse in the timeline of the synchronized object. This data is fed into the auxiliary system for generating desynchronization data.

Отраженный от полупрозрачного зеркала оптический импульс проходит обратно по оптоволоконной линии к синхронизирующему объекту и далее через соответствующий канал блока разветвителей-объединителей поступает на вход оптоэлектронного преобразователя синхронизирующего объекта, где происходит его преобразование в электрический сигнал. Сформированный оптоэлектронным преобразователем электрический сигнал поступает на сигнальный вход таймера событий синхронизирующего объекта, который фиксирует момент прихода обратного (отраженного) оптического импульса в шкале времени синхронизирующего объекта. Сформированные таймером событий данные о моменте прихода обратного оптического импульса поступают в вспомогательную систему формирования данных о рассинхронизации.The optical pulse reflected from the semitransparent mirror passes back along the fiber optic line to the synchronizing object, and then through the corresponding channel of the combiner splitter unit, it enters the optoelectronic converter of the synchronizing object, where it is converted into an electrical signal. The electric signal generated by the optoelectronic converter is fed to the signal input of the event timer of the synchronizing object, which records the moment of arrival of the return (reflected) optical pulse in the time scale of the synchronizing object. The data on the moment of arrival of the return optical pulse generated by the event timer is supplied to the auxiliary system for generating desynchronization data.

Вспомогательная система формирования данных о рассинхронизации посредством своих вычислительных средств на основании данных о времени излучения оптического импульса в шкале времени синхронизирующего объекта, данных о времени прихода оптического импульса в шкале времени синхронизируемого объекта и данных о времени прихода обратного оптического импульса в шкале времени синхронизирующего объекта определяет текущее значение величины задержки распространения оптического сигнала по оптоволоконной линии и текущее значение расхождения шкалы времени синхронизируемого объекта относительно шкалы времени синхронизирующего объекта. Полученные данные используются управляющими средствами формирователя шкалы времени синхронизируемого объекта для формирования управляющего сигнала, под действием которого осуществляется подстройка (синхронизация) шкалы времени синхронизируемого объекта относительно шкалы времени синхронизирующего объекта.The auxiliary system for generating desynchronization data by means of its computing means, based on data on the time of emission of the optical pulse in the time scale of the synchronizing object, data on the time of arrival of the optical pulse in the time scale of the synchronized object, and data on the time of arrival of the return optical pulse in the time scale of the synchronizing object, determines the current fiber propagation delay value and current discrepancy value I am the timeline of the synchronized object relative to the timeline of the synchronizing object. The obtained data is used by the control means of the time scaler of the synchronized object to generate a control signal, under the action of which the time scale of the synchronized object is adjusted (synchronized) relative to the time scale of the synchronized object.

Характерной особенностью системы-прототипа является обязательное наличие у синхронизируемого объекта собственного генератора, участвующего в формировании шкалы времени синхронизируемого объекта, а также обязательное включение в процесс синхронизации операций по сличению шкал времени синхронизирующего и синхронизируемого объектов, определению величины рассинхронизации, формированию управляющего сигнала и последующей подстройки шкалы времени синхронизируемого объекта, что требует наличия соответствующих технических средств.A characteristic feature of the prototype system is that the synchronized object has its own generator participating in the formation of the time scale of the synchronized object, as well as the mandatory inclusion in the synchronization process of operations to compare the time scales of synchronized and synchronized objects, to determine the amount of desync, to form the control signal, and then adjust the scale time synchronized object, which requires the availability of appropriate technical means.

Однако для ряда применений необходимость в собственном генераторе, формирующем на синхронизируемом объекте автономную шкалу времени, а также необходимость в средствах сличения шкал времени синхронизирующего и синхронизируемого объектов, а также необходимость в средствах подстройки синхронизируемой шкалы времени являются недостатками, ограничивающими область возможного использования прототипа.However, for a number of applications, the need for an own generator that forms an autonomous time scale on a synchronized object, as well as the need for means of comparing the time scales of synchronized and synchronized objects, as well as the need for means for adjusting the synchronized time scale, are the limitations that limit the scope of the possible use of the prototype.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является создание системы синхронизации, основанной на ином, чем в прототипе, принципе, а именно принципе передачи собственно синхронизирующих импульсов на синхронизируемый объект по оптоволоконной линии связи. При реализации этого принципа уже не требуется наличия собственного генератора на синхронизируемом объекте, а также средств сличения шкал времени синхронизирующего и синхронизируемого объектов. При этом возникает техническая проблема обеспечения временной стабильности передаваемых потребителю оптических импульсов в условиях воздействия на оптоволоконную линию дестабилизирующих факторов, которая решается за счет предложенных особенностей формирования оптических импульсов и мер по стабилизации их временного положения.The technical result to which the claimed invention is directed is to create a synchronization system based on a different principle than the prototype, namely, the principle of transferring the actual synchronizing pulses to the synchronized object via an optical fiber communication line. When implementing this principle, it is no longer necessary to have an own generator on the synchronized object, as well as means for comparing the time scales of synchronized and synchronized objects. This raises the technical problem of ensuring the temporary stability of optical pulses transmitted to the consumer under the influence of destabilizing factors on the fiber optic line, which is solved by the proposed features of the formation of optical pulses and measures to stabilize their temporary position.

Сущность изобретения заключается в следующем. Система синхронизации содержит оптоволоконную линию, связывающую синхронизирующий и синхронизируемый объекты. Синхронизирующий объект содержит формирователь шкалы времени, первый оптоэлектронный преобразователь, оптический объединитель, оптический разветвитель и оптический соединитель. Первый конец оптоволоконной линии связан с выходом-входом оптического соединителя, а первый вход оптического объединителя связан с первым выходом оптического разветвителя. Синхронизируемый объект содержит оптически связанный с вторым концом оптоволоконной линии блок формирования прямого и отраженного сигналов, выход прямого сигнала которого связан с входом второго оптоэлектронного преобразователя. В отличие от прототипа синхронизируемый объект содержит блок формирования синхронизирующих импульсов, вход которого соединен с выходом второго оптоэлектронного преобразователя. Первый конец оптоволоконной линии связан с выходом-входом оптического соединителя через размещенный на синхронизирующем объекте блок управляемой задержки. Синхронизирующий объект содержит оптический усилитель, вход которого связан с однонаправленным выходом оптического соединителя, а выход - с входом оптического разветвителя. Второй выход оптического разветвителя связан с входом первого оптоэлектронного преобразователя. Выход первого оптоэлектронного преобразователя соединен с входом блока выделения характерных импульсов, выход которого соединен с сигнальным входом детектора рассогласования. Выход детектора рассогласований соединен с входом формирователя управляющего сигнала, выход которого соединен с управляющим входом блока управляемой задержки. Опорный вход детектора рассогласований соединен с выходом формирователя шкалы времени, который также соединен с входом формирователя запускающего импульса. Выход формирователя запускающего импульса соединен с входом электрооптического преобразователя, выход которого связан с вторым входом оптического объединителя, выход которого связан с однонаправленным входом оптического соединителя.The invention consists in the following. The synchronization system contains a fiber optic line connecting the synchronized and synchronized objects. The synchronizing object comprises a timeline former, a first optoelectronic converter, an optical combiner, an optical splitter and an optical connector. The first end of the optical fiber line is connected to the output-input of the optical connector, and the first input of the optical combiner is connected to the first output of the optical splitter. The synchronized object contains a unit for generating direct and reflected signals optically coupled to the second end of the optical fiber line, the direct signal output of which is connected to the input of the second optoelectronic converter. Unlike the prototype, the synchronized object contains a block for generating synchronizing pulses, the input of which is connected to the output of the second optoelectronic converter. The first end of the fiber optic line is connected to the output-input of the optical connector through a controlled delay unit located on the synchronizing object. The synchronizing object contains an optical amplifier, the input of which is connected to the unidirectional output of the optical connector, and the output is connected to the input of the optical splitter. The second output of the optical splitter is connected to the input of the first optoelectronic converter. The output of the first optoelectronic converter is connected to the input of the characteristic pulse extraction unit, the output of which is connected to the signal input of the mismatch detector. The output of the mismatch detector is connected to the input of the driver of the control signal, the output of which is connected to the control input of the controlled delay unit. The reference input of the mismatch detector is connected to the output of the shaper of the time scale, which is also connected to the input of the shaper of the triggering pulse. The output of the trigger pulse shaper is connected to the input of the electro-optical converter, the output of which is connected to the second input of the optical combiner, the output of which is connected to the unidirectional input of the optical connector.

В варианте выполнения, имеющем практическое значение, блок формирования прямого и отраженного сигналов содержит вспомогательный оптический усилитель, вход которого связан с однонаправленным выходом вспомогательного оптического соединителя, а выход - с входом вспомогательного оптического разветвителя, первый выход которого образует выход прямого сигнала блока, а второй выход связан с однонаправленным входом вспомогательного оптического соединителя, вход-выход которого образует вход-выход блока, оптически связанный с вторым концом оптоволоконной линии.In an embodiment of practical importance, the direct and reflected signal generation unit contains an auxiliary optical amplifier, the input of which is connected to the unidirectional output of the auxiliary optical connector, and the output is connected to the input of the auxiliary optical splitter, the first output of which forms the direct signal output of the block, and the second output connected to the unidirectional input of the auxiliary optical connector, the input-output of which forms the input-output of the unit, optically connected with the second end of fiber optic line.

Сущность изобретения и его осуществимость поясняются иллюстративными материалами, представленными на фиг. 1 и 2, где:The invention and its feasibility are illustrated by the illustrative materials presented in FIG. 1 and 2, where:

на фиг. 1 представлена структурная схема устройства;in FIG. 1 shows a block diagram of a device;

на фиг. 2 - структурная схема блока формирования прямого и отраженного сигналов.in FIG. 2 is a block diagram of a unit for generating direct and reflected signals.

Заявляемая система синхронизации в рассматриваемом примере реализации, см. фиг. 1, содержит оптоволоконную линию 1, связывающую синхронизирующий и синхронизируемый объекты.The inventive synchronization system in this example implementation, see Fig. 1, comprises a fiber optic line 1 connecting synchronizing and synchronized objects.

На стороне синхронизирующего объекта оптоволоконная линия 1 связана своим первым концом через блок 2 управляемой задержки с выходом-входом оптического соединителя 3 Y-образного вида, однонаправленный вход которого связан с выходом оптического объединителя 4 Y-образного вида, первый вход которого связан с первым выходом оптического разветвителя 5 Y-образного вида. Однонаправленный выход оптического соединителя 3 связан с входом оптического усилителя 6, выход которого связан с входом оптического разветвителя 5, второй выход которого связан с входом первого оптоэлектронного преобразователя 7.On the side of the synchronizing object, the optical fiber line 1 is connected at its first end through a controlled delay unit 2 to the output-input of the Y-shaped optical connector 3, whose unidirectional input is connected to the output of the Y-shaped optical combiner 4, the first input of which is connected to the first output of the optical 5 Y-type splitter. The unidirectional output of the optical connector 3 is connected to the input of the optical amplifier 6, the output of which is connected to the input of the optical splitter 5, the second output of which is connected to the input of the first optoelectronic converter 7.

Выход оптоэлектронного преобразователя 7 соединен с входом блока 8 выделения характерных импульсов.The output of the optoelectronic converter 7 is connected to the input of the block 8 of the selection of characteristic pulses.

Выход блока 8 выделения характерных импульсов соединен с сигнальным входом детектора 9 рассогласования, опорный вход которого соединен с выходом формирователя 10 шкалы времени.The output of the characteristic pulse extraction unit 8 is connected to the signal input of the mismatch detector 9, the reference input of which is connected to the output of the shaper 10 of the time scale.

Выход формирователя 10 шкалы времени также соединен с входом формирователя 11 запускающего импульса.The output of the shaper 10 of the timeline is also connected to the input of the shaper 11 of the trigger pulse.

Выход формирователя 11 запускающего импульса соединен с входом электрооптического преобразователя 12, выход которого связан с вторым входом оптического разветвителя 4.The output of the driver 11 of the triggering pulse is connected to the input of the electro-optical converter 12, the output of which is connected to the second input of the optical splitter 4.

Выход детектора 9 рассогласования соединен с входом формирователя 13 управляющего сигнала, выход которого соединен с управляющим входом блока 2 управляемой задержки.The output of the mismatch detector 9 is connected to the input of the control signal generator 13, the output of which is connected to the control input of the controlled delay unit 2.

На стороне синхронизируемого объекта второй конец оптоволоконной линии 1 оптически связан с блоком 14 формирования прямого и отраженного сигналов, выход прямого сигнала которого связан с входом второго оптоэлектронного преобразователя 15, выход которого соединен с входом блока 16 формирования синхронизирующих импульсов.On the side of the synchronized object, the second end of the optical fiber line 1 is optically connected to the direct and reflected signal generating unit 14, the direct signal output of which is connected to the input of the second optoelectronic converter 15, the output of which is connected to the input of the synchronizing pulse generating unit 16.

Блок 14 формирования прямого и отраженного сигналов в простейшем случае (в условиях незначительных потерь оптического сигнала при сравнительно небольшой длине оптоволоконной линии 1) может быть выполнен, например, как в прототипе, в виде полупрозрачного зеркала, расположенного таким образом, что обеспечивается возможность прохождения части поступающего оптического сигнала в прямом направлении на вход оптоэлектронного преобразователя 15, а другой части - в обратном направлении к синхронизирующему объекту.Block 14 of the formation of direct and reflected signals in the simplest case (in the case of small losses of the optical signal with a relatively short length of the optical fiber line 1) can be performed, for example, as in the prototype, in the form of a translucent mirror, arranged in such a way that it allows the passage of part of the incoming optical signal in the forward direction to the input of the optoelectronic converter 15, and the other part in the opposite direction to the synchronizing object.

При большой протяженности оптоволоконной линии 1 возникающая проблема обеспечения приемлемого соотношения сигнал/шум на выходе блока 14 формирования прямого и отраженного сигналов может решаться, например, путем размещения в оптическом тракте дополнительных оптических усилителей: двунаправленных или однонаправленных. В частности, на фиг. 2 показан вариант выполнения блока 14 формирования прямого и отраженного сигналов с вспомогательным однонаправленным усилителем 16, вход которого связан с однонаправленным выходом вспомогательного оптического соединителя 17 Y-образного вида, а выход - с входом вспомогательного оптического разветвителя 18 Y-образного вида, первый выход которого образует выход прямого сигнала, связанный с входом оптоэлектронного преобразователя 15, а второй выход связан с однонаправленным входом вспомогательного оптического соединителя 17, вход-выход которого образует вход-выход блока 14, оптически связанный с вторым концом оптоволоконной линии 1.With a large length of the optical fiber line 1, the arising problem of providing an acceptable signal-to-noise ratio at the output of the direct and reflected signal generation unit 14 can be solved, for example, by placing additional optical amplifiers in the optical path: bidirectional or unidirectional. In particular, in FIG. 2 shows an embodiment of a direct and reflected signal generating unit 14 with an auxiliary unidirectional amplifier 16, the input of which is connected to the unidirectional output of the auxiliary optical connector 17 of the Y-type, and the output is connected to the input of the auxiliary optical coupler 18 of the Y-type, the first output of which the direct signal output connected to the input of the optoelectronic converter 15, and the second output is connected to the unidirectional input of the auxiliary optical connector 17, the input-output of which forms of input-output unit 14 is optically coupled to a second end of the optical fiber line 1.

Также, для увеличения соотношения сигнал/шум на выходах блока 14 формирования прямого и отраженного сигналов можно воспользоваться дополнительными средствами фильтрации оптического сигнала (на фиг. 1 и 2 не показаны). Также проблему передачи оптических сигналов на большие расстояния с приемлемым затуханием можно решать путем применения солитонных линий, что, однако, требует применения соответствующих средств формирования определенного вида оптических импульсов (в рамках данной заявки эти варианты не рассматриваются как не относящиеся к сущности изобретения).Also, to increase the signal-to-noise ratio at the outputs of the direct and reflected signal generation unit 14, additional means of filtering the optical signal can be used (not shown in Figs. 1 and 2). Also, the problem of transmitting optical signals over long distances with acceptable attenuation can be solved by using soliton lines, which, however, requires the use of appropriate means of forming a certain type of optical pulses (in the framework of this application, these options are not considered as not relevant to the invention).

Блок 2 управляемой задержки для случая небольшого диапазона регулирования задержки оптического сигнала может быть выполнен аналогично устройству управляемой задержки, представленному в патенте [4] - RU 2384955 (C1), H04J 14/08, H04D 10/12, опубл. 20.04.2009, представляющему собой механическое устройство, содержащее размещенные в цилиндрической оправке неподвижный и подвижный отрезки оптоволокна, регулируемый зазор между которыми определяет величину задержки.Unit 2 controlled delay for the case of a small range of delay control of the optical signal can be performed similarly to the device controlled delay presented in the patent [4] - RU 2384955 (C1), H04J 14/08, H04D 10/12, publ. 04/20/2009, which is a mechanical device containing fixed and movable segments of optical fiber placed in a cylindrical mandrel, an adjustable gap between which determines the amount of delay.

В случае необходимости иметь больший диапазон регулирования можно применить блок управляемой задержки, выполненный аналогично блоку, представленному в патенте [5] - RU 168352 (U1), Н04В 10/25, опубл. 30.01.2017. Такой блок представляет собой катушку оптоволокна определенной длины, располагающуюся внутри термокамеры, вход управления температурой которого образует управляющий вход блока. Для уменьшения размеров катушки (уменьшения длины оптоволокна) в качестве оптоволокна выбирается оптоволокно, имеющее существенно больший коэффициент температурного расширения по сравнению с оптическим материалом оптоволоконной линии 1, например оптоволокно, изготовленное из полиметилметакриата, температурный коэффициент линейного расширения которого на два порядка выше, чем у кварца (стандартного материала светопроводящей среды оптоволоконных линий). Изменение вносимой задержки осуществляется в таком блоке за счет изменения длины оптоволокна в результате изменения температуры внутри термокамеры под действием управляющего сигнала.If it is necessary to have a wider control range, a controlled delay unit can be used, made similar to the unit presented in patent [5] - RU 168352 (U1), НВВ 10/25, publ. 01/30/2017. Such a unit is a coil of optical fiber of a certain length located inside the heat chamber, the temperature control input of which forms the control input of the unit. To reduce the size of the coil (reduce the length of the optical fiber), an optical fiber is selected as the optical fiber, which has a significantly higher coefficient of thermal expansion compared to the optical material of the optical fiber line 1, for example, an optical fiber made of polymethyl methacryate, whose linear expansion temperature coefficient is two orders of magnitude higher than that of quartz (standard material of the light-conducting medium of fiber-optic lines). A change in the insertion delay is carried out in such a unit due to a change in the length of the optical fiber as a result of a change in the temperature inside the heat chamber under the action of a control signal.

Формирователь 10 шкалы времени может быть выполнен, например, на основе квантового стандарта частоты с последовательно подключенными к его выходу делителем частоты и формирователем импульсов.Shaper 10 of the time scale can be performed, for example, on the basis of a quantum frequency standard with a frequency divider and a pulse shaper connected in series to its output.

Блок 8 выделения характерных импульсов и блок 16 формирования синхронизирующих импульсов могут быть выполнены, например, на основе счетчиков N импульсов, обеспечивающих выделение каждого N-го импульса из последовательности импульсов, поступающих на их входы.Block 8 of the selection of characteristic pulses and block 16 of the formation of synchronizing pulses can be performed, for example, based on counters of N pulses, providing the selection of each N-th pulse from a sequence of pulses arriving at their inputs.

Оптические соединители 3 и 17, оптические разветвители 5 и 18, оптический объединитель 4, оптические усилители 6 и 16, оптоэлектронные преобразователи 7 и 15, электрооптический преобразователь 12 являются стандартными элементами оптоволоконной и оптоэлектронной техники. Примеры их применения в целях, аналогичных заявляемой системе, представлены, помимо системы-прототипа [3], также в патентах: [6] - RU 2050017 (C1), G06E 3/00, опубл. 10.12.1995; [7] - RU 166049 (U1), G02F 1/39, опубл. 10.11.2016.Optical connectors 3 and 17, optical splitters 5 and 18, optical combiner 4, optical amplifiers 6 and 16, optoelectronic converters 7 and 15, electro-optical converter 12 are standard elements of fiber-optic and optoelectronic equipment. Examples of their use for purposes similar to the claimed system are presented, in addition to the prototype system [3], also in the patents: [6] - RU 2050017 (C1), G06E 3/00, publ. 12/10/1995; [7] - RU 166049 (U1), G02F 1/39, publ. 11/10/2016.

Остальные функциональные элементы заявляемой системы синхронизации являются стандартными элементами радиоэлектронной техники.The remaining functional elements of the inventive synchronization system are standard elements of electronic equipment.

Заявляемая система синхронизации работает следующим образом.The inventive synchronization system operates as follows.

Формирователь 10 шкалы времени формирует последовательность импульсов, представляющих собой определенные метки времени, например секундные метки. Эти импульсы поступают на вход формирователя 11 запускающего импульса. По внешней команде, поступающей, например, от внешнего блока управления (на фиг. 1, 2 не показан), формирователь 11 формирует короткий одиночный электрический импульс, временное положение которого привязано к выбранной временной метке формирователя 10 шкалы времени. Этот запускающий электрический импульс поступает на вход электрооптического преобразователя 12, который преобразует его в запускающий оптический импульс.Shaper 10 of the time scale generates a sequence of pulses representing certain time stamps, such as second time stamps. These pulses are fed to the input of the driver 11 of the triggering pulse. By an external command coming, for example, from an external control unit (not shown in Fig. 1, 2), the driver 11 generates a short single electric pulse, the temporary position of which is tied to the selected time stamp of the driver 10 of the timeline. This triggering electric pulse is supplied to the input of the electro-optical converter 12, which converts it into a triggering optical pulse.

Запускающий оптический импульс поступает на соответствующий вход оптического объединителя 4, с выхода которого далее поступает на однонаправленный вход оптического соединителя 3 и проходит на его выход-вход. Далее этот импульс через блок 2 управляемой задержки поступает в оптоволоконную линию 1 и проходит по ней в направлении синхронизируемого объекта.The triggering optical pulse arrives at the corresponding input of the optical combiner 4, from the output of which it then goes to the unidirectional input of the optical connector 3 and passes to its output-input. Further, this pulse through the block 2 controlled delay enters the fiber optic line 1 and passes through it in the direction of the synchronized object.

На синхронизируемом объекте этот оптический импульс поступает на вход-выход блока 14 формирования прямого и отраженного сигналов. В случае выполнения блока 14 как в прототипе в виде полупрозрачного зеркала входной оптический импульс частично проходит через него в прямом направлении на вход оптоэлектронного преобразователя 15, а частично отражается от полупрозрачного зеркала и возвращается обратно в оптоволоконную линию 1. В случае выполнения блока 14 как показано на фиг. 2, т.е. с оптическим усилением, входной оптический импульс проходит через оптический соединитель 17 и поступает на вход оптического усилителя 16. В оптическом усилителе 16 осуществляется оптическое усиление входного оптического импульса и фильтрация его от шумов. С выхода оптического усилителя 16 усиленный и отфильтрованный от шумов оптический импульс поступает на вход оптического разветвителя 18, с первого выхода которого одна его часть проходит в прямом направлении на вход оптоэлектронного преобразователя 15, а другая часть с второго выхода оптического разветвителя 18 поступает на однонаправленный вход оптического соединителя 17, проходит через него и возвращается обратно в оптоволоконную линию 1.At the synchronized object, this optical pulse is fed to the input-output of the block 14 for the formation of direct and reflected signals. In the case of block 14, as in the prototype in the form of a translucent mirror, the input optical pulse partially passes through it in the forward direction to the input of the optoelectronic converter 15, and partially reflects from the translucent mirror and returns back to the fiber optic line 1. In the case of block 14, as shown in FIG. 2, i.e. with optical amplification, the input optical pulse passes through the optical connector 17 and is fed to the input of the optical amplifier 16. In the optical amplifier 16, optical amplification of the input optical pulse is carried out and its filtering from noise. From the output of the optical amplifier 16, an optical pulse amplified and filtered out from noise is fed to the input of the optical splitter 18, from the first output of which one part passes in the forward direction to the input of the optoelectronic converter 15, and the other part from the second output of the optical splitter 18 goes to the unidirectional input of the optical connector 17, passes through it and returns back to the fiber optic line 1.

Пройдя в обратном направлении по оптоволоконной линии 1, отраженный (обратный) оптический импульс проходит через блок 2 управляемой задержки, затем проходит через оптический соединитель 3 и далее поступает на вход оптического усилителя 6. В оптическом усилителе 6 осуществляется усиление отраженного оптического импульса и фильтрация его от шумов. Усиленный и отфильтрованный от шумов отраженный оптический импульс поступает на вход оптического разветвителя 5, где происходит его разветвление по двум направлениям.Passing in the opposite direction along the optical fiber line 1, the reflected (reverse) optical pulse passes through the controlled delay unit 2, then passes through the optical connector 3 and then goes to the input of the optical amplifier 6. In the optical amplifier 6, the reflected optical pulse is amplified and filtered from noise. The reflected optical pulse amplified and filtered out from noise is fed to the input of the optical splitter 5, where it branches out in two directions.

По одному направлению оптический импульс поступает на вход оптоэлектронного преобразователя 7, где преобразуется в электрический импульс, который далее поступает на вход блока 8 выделения характерных импульсов.In one direction, the optical pulse is fed to the input of the optoelectronic converter 7, where it is converted into an electric pulse, which is then fed to the input of the block 8 of the selection of characteristic pulses.

По другому направлению оптический импульс поступает на соответствующий вход оптического объединителя 4, с выхода которого поступает на однонаправленный вход оптического соединителя 3.In another direction, the optical pulse arrives at the corresponding input of the optical combiner 4, the output of which is fed to the unidirectional input of the optical connector 3.

Далее рассмотренный цикл прохождения оптического импульса по оптическому тракту повторяется, а именно, оптический импульс проходит через оптический соединитель 3, блок 2 управляемой задержки и оптоволоконную линию 1, поступает в блок 14 формирования прямого и отраженного сигналов, возвращается из него и проходит в обратном направлении через оптоволоконную линию 1, блок 2 управляемой задержки, оптический соединитель 3, оптический усилитель 6 и вновь поступает на вход оптического разветвителя 5, где разветвляется по рассмотренным двум направлениям.Further, the considered cycle of passage of the optical pulse through the optical path is repeated, namely, the optical pulse passes through the optical connector 3, the controlled delay unit 2 and the optical fiber line 1, enters the direct and reflected signal generation unit 14, returns from it, and passes back through fiber optic line 1, controlled delay unit 2, optical connector 3, optical amplifier 6 and again fed to the input of optical splitter 5, where it branches in the two directions considered laziness.

Таким образом, запускающий импульс инициирует процесс генерации последовательности оптических импульсов, циркулирующих по оптоволоконной линии 1 в прямом и обратном направлениях. В этой генерируемой последовательности оптических импульсов временной интервал между соседними импульсами (период следования Топт) определяется задержками, вносимыми оптоволоконной линией 1 (τ1) и блоком 2 управляемой задержки (τ2), то есть Топт=2⋅(τ12). Задержки, вносимые остальными элементами оптического тракта, здесь и далее не рассматриваются ввиду их незначительности по сравнению с задержками, вносимыми оптоволоконной линией 1 и блоком 2 управляемой задержки).Thus, the trigger pulse initiates the process of generating a sequence of optical pulses circulating along the optical fiber line 1 in the forward and reverse directions. In this generated sequence of optical pulses, the time interval between adjacent pulses (the repetition period T opt ) is determined by the delays introduced by the fiber optic line 1 (τ 1 ) and the controlled delay unit 2 (τ 2 ), i.e., T opt = 2⋅ (τ 1 + τ 2 ). The delays introduced by the remaining elements of the optical path are not considered hereinafter due to their insignificance compared to the delays introduced by the optical fiber line 1 and the controlled delay unit 2).

Задержка τ1, вносимая оптоволоконной линией 1, является для периода Tопт, возмущающим неуправляемым фактором, обусловленным, в основном, изменениями температуры окружающей среды, воздействующей на оптоволоконную линию 1.The delay τ 1 introduced by the optical fiber line 1 is for period T opt a disturbing uncontrolled factor, caused mainly by changes in the ambient temperature acting on the optical fiber line 1.

Задержка τ2, вносимая блоком 2 управляемой задержки, является для периода Топт управляемым фактором, наличие которого позволяет, во-первых, осуществлять подстройку временного положения характерных оптических импульсов относительно временных меток, формируемых формирователем 10 шкалы времени, а во-вторых, стабилизировать временное положение оптических импульсов путем компенсации возникающих изменений задержки в оптоволоконной линии 1 посредством соответствующих по величине и противоположных по знаку изменений задержки в блоке 2 управляемой задержки.The delay τ 2 introduced by the controlled delay unit 2 is for the period T opt a controlled factor, the presence of which allows, firstly, to adjust the temporal position of the characteristic optical pulses relative to the time stamps generated by the shaper 10 of the time scale, and secondly, to stabilize the time the position of the optical pulses by compensating for the occurring changes in the delay in the optical fiber line 1 by means of the corresponding in magnitude and opposite in sign changes in the delay in the block 2 control delayed.

В рассматриваемом примере характерным оптическим импульсом является каждый N-й импульс в последовательности оптических импульсов, прошедших через оптоволоконную линию 1 в прямом и обратном направлениях, где значение N соответствует числу импульсов, приходящихся на определенный, например, секундный интервал времени. Значение N определяется для усредненных условий эксплуатации либо экспериментально, либо путем вычислений через определение величины периода Топт.In this example, a characteristic optical pulse is each Nth pulse in the sequence of optical pulses transmitted through the optical fiber line 1 in the forward and reverse directions, where the value N corresponds to the number of pulses occurring in a certain, for example, second time interval. The value of N is determined for the averaged operating conditions either experimentally or by calculation through the determination of the period T opt .

Указанным характерным оптическим импульсам соответствуют характерные электрические импульсы, получаемые на выходе блока 8 выделения характерных импульсов, который осуществляет выделение каждого N-го импульса из последовательности импульсов, поступающих на его вход с выхода оптоэлектронного преобразователя 7. В установившемся режиме (после завершения процедуры подстройки, описываемой ниже) временные промежутки между характерными импульсами (оптическими и электрическими) и их временное положение соответствуют временным меткам, формируемым формирователем 10 шкалы времени.The indicated characteristic optical pulses correspond to the characteristic electric pulses obtained at the output of the characteristic pulses extraction unit 8, which selects each Nth pulse from a sequence of pulses arriving at its input from the output of the optoelectronic converter 7. In the steady state (after completion of the adjustment procedure described below) the time intervals between characteristic pulses (optical and electrical) and their temporal position correspond to time marks, adjustable shaper 10 time scales.

Импульсы, снимаемые с выхода блока 8 выделения характерных импульсов, поступают на сигнальный вход детектора 9 рассогласования, на опорный вход которого поступают импульсы временных меток с выхода формирователя 10 шкалы времени.The pulses taken from the output of the block 8 of the selection of characteristic pulses are fed to the signal input of the mismatch detector 9, the reference input of which receives pulses of time stamps from the output of the former 10 of the time scale.

Детектор 9 рассогласования формирует на своем выходе сигнал, величина и знак которого характеризуют величину и знак временного рассогласования между импульсами, поступающими на его сигнальный и опорный входы. Этот выходной сигнал, являющийся сигналом ошибки, поступает на вход формирователя 13 управляющего сигнала, где на его основе формируется управляющий сигнал для блока 2 управляемой задержки. Задержка, вносимая блоком 2, изменяется, подстраивая временное положение характерного электрического импульса (и, следовательно, характерного оптического импульса) относительно временной метки шкалы времени.The mismatch detector 9 generates a signal at its output, the magnitude and sign of which characterize the magnitude and sign of the temporary mismatch between the pulses arriving at its signal and reference inputs. This output signal, which is an error signal, is fed to the input of the driver 13 of the control signal, where on its basis a control signal is generated for block 2 controlled delay. The delay introduced by block 2 changes, adjusting the temporal position of the characteristic electrical pulse (and, therefore, the characteristic optical pulse) relative to the time stamp of the time scale.

После завершения процедуры подстройки, что характеризуется совпадением во времени импульсов, поступающих на опорный и сигнальный входы детектора 9 рассогласования, управляющий сигнал, поступающий с выхода формирователя 13 управляющего сигнала, поддерживает установившееся состояние блока 2 управляемой задержки.After completing the adjustment procedure, which is characterized by the coincidence in time of the pulses arriving at the reference and signal inputs of the mismatch detector 9, the control signal coming from the output of the control signal generator 13 maintains the steady state of the controlled delay unit 2.

В случае дестабилизирующего воздействия на оптоволоконную линию 1, приводящего к изменению вносимой ею задержки и, соответственно, рассогласованию импульсов, поступающих на опорный и сигнальный входы детектора 9 рассогласования (что соответствует рассогласованию временной метки и характерного оптического импульса), на его выходе формируется соответствующий сигнал ошибки. Под действием сигнала ошибки формирователь 13 управляющего сигнала формирует управляющий сигнал для блока 2 управляемой задержки. Блок 2 управляемой задержки изменяет вносимую им задержку таким образом, чтобы временное положение характерных оптических импульсов совпадало с временным положением временных меток, формируемых формирователем 10 шкалы времени.In the case of a destabilizing effect on the optical fiber line 1, which leads to a change in the delay introduced by it and, accordingly, the mismatch of the pulses arriving at the reference and signal inputs of the mismatch detector 9 (which corresponds to the mismatch of the time stamp and the characteristic optical pulse), an appropriate error signal is generated at its output . Under the influence of the error signal, the driver 13 of the control signal generates a control signal for the block 2 controlled delay. The controlled delay unit 2 changes the delay introduced by it in such a way that the time position of the characteristic optical pulses coincides with the time position of the time marks generated by the time scaler 10.

Таким образом, в установившемся режиме по оптоволоконной линии 1 циркулируют оптические импульсы, частота и период следования которых поддерживаются стабильными в изменяющихся условиях внешней среды, воздействующей на оптоволоконную линию 1. При этом временное положение характерных оптических импульсов совпадает с временными метками, формируемыми формирователем 10 шкалы времени. Это позволяет на синхронизируемом объекте использовать оптические импульсы, поступающие с оптоволоконной линии 1, для целей частотной и временной синхронизации. Для реализации этих целей на синхронизирующем объекте оптические импульсы, проходящие в прямом направлении через блок 14 формирования прямого и отраженного сигналов, поступают на вход оптоэлектронного преобразователя 15, где преобразуются в электрические импульсы, которые далее поступают на вход блока 16 формирования синхронизирующих импульсов.Thus, in the steady state, optical pulses circulate along the optical fiber line 1, the frequency and repetition period of which are kept stable under changing environmental conditions affecting the optical fiber line 1. In this case, the temporal position of the characteristic optical pulses coincides with the time marks formed by the former 10 of the time scale . This allows you to use the optical pulses from the fiber optic line 1 at the synchronized object for the purposes of frequency and time synchronization. To achieve these goals at the synchronizing object, optical pulses passing in the forward direction through the direct and reflected signal generation unit 14 are fed to the input of the optoelectronic converter 15, where they are converted into electrical pulses, which are then fed to the input of the synchronizing pulse generating unit 16.

Блок 16 формирования синхронизирующих импульсов в рассматриваемом примере выполнен аналогично блоку 8 выделения характерных импульсов и, также как и он, осуществляет выделение каждого N-го импульса из последовательности импульсов, поступающих на его вход. Временной интервал между выделяемыми N-ми импульсами соответствует временному интервалу между временными метками, формируемыми формирователем 10 шкалы времени, а временное положение выделяемых N-ых импульсов стабильно и соответствует временному положению указанных временных меток с учетом постоянного сдвига Δt, равного половине периода следования оптических импульсов по оптоволоконной линии 1 в установившемся режиме (Δt=Tопт/2).Block 16 of the formation of synchronizing pulses in this example is made similar to block 8 of the selection of characteristic pulses and, like him, carries out the selection of each N-th pulse from a sequence of pulses arriving at its input. The time interval between the allocated Nth pulses corresponds to the time interval between the time stamps generated by the shaper 10 of the time scale, and the temporary position of the allocated Nth pulses is stable and corresponds to the time position of the indicated time stamps taking into account the constant shift Δt equal to half the period of the optical pulses fiber optic line 1 in steady state (Δt = T opt / 2).

Стабильное временное положение импульсов, снимаемых с выхода блока 16 формирования синхронизирующих импульсов, и их привязка к шкале времени синхронизирующего объекта позволяет непосредственно использовать эти импульсы на синхронизируемом объекте в целях частотной и временной синхронизации. При этом, в силу постоянства указанного временного сдвига Δt он может быть учтен в качестве постоянной поправки при формировании шкалы времени синхронизируемого объекта.The stable temporal position of the pulses taken from the output of the block 16 generating synchronizing pulses, and their binding to the time scale of the synchronizing object allows you to directly use these pulses on the synchronized object for frequency and time synchronization. Moreover, due to the constancy of the indicated time shift Δt, it can be taken into account as a constant correction when forming the time scale of the synchronized object.

Таким образом, заявляемая система позволяет осуществлять передачу стабильных синхронизирующих импульсов на синхронизируемый объект по оптоволоконной линии связи, давая возможность потребителю на их основе формировать собственную шкалу времени, синхронизированную со шкалой времени синхронизирующего объекта, а также осуществлять необходимую потребителю частотную и временную синхронизацию. При этом, в отличие от прототипа, уже не требуется наличия собственного генератора на синхронизируемом объекте, а также средств сличения шкал времени синхронизирующего и синхронизируемого объектов.Thus, the inventive system allows the transfer of stable synchronizing pulses to a synchronized object via a fiber optic communication line, allowing the consumer to form their own time scale based on them, synchronized with the time scale of the synchronizing object, and also to carry out the frequency and time synchronization necessary for the consumer. In this case, unlike the prototype, it is no longer required to have an own generator on the synchronized object, as well as means for comparing the time scales of synchronized and synchronized objects.

Рассмотренное показывает, что заявляемое изобретение осуществимо и обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании системы синхронизации, основанной на ином, чем в прототипе, принципе, а именно принципе передачи собственно синхронизирующих импульсов на синхронизируемый объект по оптоволоконной линии связи.The above shows that the claimed invention is feasible and ensures the achievement of a technical result, which consists in creating a synchronization system based on a principle other than the prototype, namely, the principle of transferring the actual synchronizing pulses to the synchronized object via an optical fiber communication line.

Источники информацииInformation sources

1. Донченко С.С., Колмогоров О.В., Прохоров Д.В. Система одно- и двухсторонних сравнений шкал времени // Измерительная техника, 2015, №1, с. 14-17.1. Donchenko S. S., Kolmogorov O. V., Prokhorov D. V. The system of one- and two-way comparisons of time scales // Measuring equipment, 2015, No. 1, p. 14-17.

2. RU 166018 (U1), G04C 13/02, опубл. 10.11.2016.2. RU 166018 (U1), G04C 13/02, publ. 11/10/2016.

3. RU 2547662 (C1), G04C 10/02, опубл. 10.04.2015.3. RU 2547662 (C1), G04C 10/02, publ. 04/10/2015.

4. RU 2384955 (C1), H04J 14/08, H04D 10/12, опубл. 20.04.2009.4. RU 2384955 (C1), H04J 14/08, H04D 10/12, publ. 04/20/2009.

5. RU 168352 (U1), H04B 10/25, опубл. 30.01.2017.5. RU 168352 (U1), H04B 10/25, publ. 01/30/2017.

6. RU 2050017 (C1), G06E 3/00, опубл. 10.12.1995.6. RU 2050017 (C1), G06E 3/00, publ. 12/10/1995.

7. RU 166049 (U1), G02F 1/39, опубл. 10.11.2016.7. RU 166049 (U1), G02F 1/39, publ. 11/10/2016.

Claims (2)

1. Система синхронизации, содержащая оптоволоконную линию, связывающую синхронизирующий и синхронизируемый объекты, причем синхронизирующий объект содержит формирователь шкалы времени, первый оптоэлектронный преобразователь, оптический объединитель, оптический разветвитель и оптический соединитель, причем первый конец оптоволоконной линии связан с выходом-входом оптического соединителя, а первый вход оптического объединителя связан с первым выходом оптического разветвителя, при этом синхронизируемый объект содержит оптически связанный с вторым концом оптоволоконной линии блок формирования прямого и отраженного сигналов, выход прямого сигнала которого связан с входом второго оптоэлектронного преобразователя, отличающаяся тем, что синхронизируемый объект содержит блок формирования синхронизирующих импульсов, вход которого соединен с выходом второго оптоэлектронного преобразователя, первый конец оптоволоконной линии связан с выходом-входом оптического соединителя через размещенный на синхронизирующем объекте блок управляемой задержки, при этом синхронизирующий объект содержит оптический усилитель, вход которого связан с однонаправленным выходом оптического соединителя, а выход - с входом оптического разветвителя, второй выход оптического разветвителя связан с входом первого оптоэлектронного преобразователя, выход которого соединен с входом блока выделения характерных импульсов, выход блока выделения характерных импульсов соединен с сигнальным входом детектора рассогласования, выход которого соединен с входом формирователя управляющего сигнала, выход которого соединен с управляющим входом блока управляемой задержки, а опорный вход детектора рассогласований соединен с выходом формирователя шкалы времени, который также соединен с входом формирователя запускающего импульса, выход которого соединен с входом электрооптического преобразователя, при этом выход электрооптического преобразователя связан с вторым входом оптического объединителя, выход которого связан с однонаправленным входом оптического соединителя.1. A synchronization system comprising a fiber optic line connecting synchronizing and synchronizable objects, the synchronizing object comprising a time scale former, a first optoelectronic converter, an optical combiner, an optical splitter and an optical connector, the first end of the optical fiber line being connected to the output-input of the optical connector, and the first input of the optical combiner is connected to the first output of the optical splitter, while the synchronized object contains optically a direct and reflected signal generation unit connected to the second end of the optical fiber line, the direct signal output of which is connected to the input of the second optoelectronic converter, characterized in that the synchronized object contains a synchronization pulse generation unit, the input of which is connected to the output of the second optoelectronic converter, the first end of the fiber optic line with the output-input of the optical connector through a controlled delay unit located on the synchronizing object, while synchronization The object contains an optical amplifier, the input of which is connected to the unidirectional output of the optical connector, and the output is connected to the input of the optical splitter, the second output of the optical splitter is connected to the input of the first optoelectronic converter, the output of which is connected to the input of the characteristic pulse extraction unit, and the output of the characteristic pulse extraction unit is connected with the signal input of the mismatch detector, the output of which is connected to the input of the driver of the control signal, the output of which is connected to the control the input of the controlled delay unit, and the reference input of the mismatch detector is connected to the output of the shaper of the time scale, which is also connected to the input of the shaper of the triggering pulse, the output of which is connected to the input of the electro-optical converter, while the output of the electro-optical converter is connected to the second input of the optical combiner, the output of which is connected with unidirectional optical connector input. 2. Система синхронизации по п. 1, отличающаяся тем, что блок формирования прямого и отраженного сигналов содержит вспомогательный оптический усилитель, вход которого связан с однонаправленным выходом вспомогательного оптического соединителя, а выход - с входом вспомогательного оптического разветвителя, первый выход которого образует выход прямого сигнала блока, а второй выход связан с однонаправленным входом вспомогательного оптического соединителя, вход-выход которого образует вход-выход блока, оптически связанный с вторым концом оптоволоконной линии.2. The synchronization system according to claim 1, characterized in that the direct and reflected signal generation unit contains an auxiliary optical amplifier, the input of which is connected to the unidirectional output of the auxiliary optical connector, and the output is connected to the input of the auxiliary optical splitter, the first output of which forms the direct signal output block, and the second output is connected to the unidirectional input of the auxiliary optical connector, the input-output of which forms the input-output of the block, optically connected to the second end of the op ovolokonnoy line.
RU2017112269A 2017-04-10 2017-04-10 Synchronisation system RU2649852C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112269A RU2649852C1 (en) 2017-04-10 2017-04-10 Synchronisation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112269A RU2649852C1 (en) 2017-04-10 2017-04-10 Synchronisation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2649852C1 true RU2649852C1 (en) 2018-04-05

Family

ID=61867440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017112269A RU2649852C1 (en) 2017-04-10 2017-04-10 Synchronisation system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2649852C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2308820C1 (en) * 2006-03-20 2007-10-20 Владимир Моисеевич Дворецкий Wave length packing device (variants) and automatic optical telephone exchange
RU2324963C2 (en) * 2002-11-08 2008-05-20 Зте Корпорейшн Method of and device for optical amplifier safety monitoring
WO2011145491A1 (en) * 2010-05-18 2011-11-24 ソニー株式会社 Signal transmission system, connector apparatus, electronic device and signal transmission method
WO2012082375A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-21 Neophotonics Corporation Optical network communication system with optical line terminal transceiver and method of operation thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2324963C2 (en) * 2002-11-08 2008-05-20 Зте Корпорейшн Method of and device for optical amplifier safety monitoring
RU2308820C1 (en) * 2006-03-20 2007-10-20 Владимир Моисеевич Дворецкий Wave length packing device (variants) and automatic optical telephone exchange
WO2011145491A1 (en) * 2010-05-18 2011-11-24 ソニー株式会社 Signal transmission system, connector apparatus, electronic device and signal transmission method
WO2012082375A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-21 Neophotonics Corporation Optical network communication system with optical line terminal transceiver and method of operation thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11196533B2 (en) Time synchronization system and time synchronization method
JP5718479B2 (en) Distribution system for optical standards
TW201334437A (en) Time synchronization method, device, and system
JP5425870B2 (en) Remote clock synchronization
CN108683459B (en) Optical fiber phase compensator based on Mach-Zehnder optical fiber interferometer
EP1041686A3 (en) Improved high average power fiber laser system with high-speed, parallel wavefront sensor
CN107078452A (en) UV visible laser systems with ultrashort high power and/or high energy pulse
RU2604852C1 (en) Device for time scales comparing and synchronizing
CN110784783B (en) Clock synchronization method and device based on optical fiber network
RU2649852C1 (en) Synchronisation system
RU2647650C1 (en) System of synchronization of spatially separated objects
CN109756321B (en) Time synchronization device and method
CN112350796B (en) Distributed fiber time frequency transfer system and method without link calibration
US6363036B1 (en) Light clock
US7623791B2 (en) Optical signal multiplexing device and optical signal multiplexing method
CN105509645A (en) High-precision displacement detection method and device of two-way femtosecond pulses
CN109981211A (en) Distribution type fiber-optic temporal frequency combines transmission system and transmission method
Donchenko et al. A system of one-and two-way comparisons of time scales
RU2745383C1 (en) System of one- and two-sided comparison of time scales with distributed amplification based on effect of forced combinational scattering
Krehlik et al. Remote synchronization of atomic clocks
RU175803U1 (en) WATCH SYNCHRONIZATION DEVICE
RU2623840C1 (en) Method of forming internal time scale of devices comparing and synchronizing time scale and fiber-optic reflectometers and device for its implementation
JP2591003B2 (en) Pulse multiplex optical system
RU2715492C1 (en) System of one- and two-side comparisons of time scales with an echo generator
Luttmann et al. Laser Mégajoule synchronization system