一种基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法及系统与流程

本发明属于导航时频，具体涉及一种基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法及系统。

背景技术：

1、时间是独立于人类活动的“第四维度”，“守时”和“授时”构成了人类利用时间的两个重要方面。“守时”在于产生稳定、连续的标准信号，而“授时”是将守时系统产生的标准时间传递出去，实现空间上隔离的不同个体之间时间统一的技术手段。目前，时间基准服务主要通过卫星导航系统、激光链路、微波链路、地面光纤网等通信链路进行传递来实现授时。其中，基于光纤的量子时频传递技术，具有实现长距离、高可靠性的时频传输的巨大潜力。因此，近年来基于光纤传输的高精度同步授时技术获得了国内外的广泛关注。此外，随着社会和经济的快速发展，为了满足通信等原因，部分地区铺设了大范围、高密度的光纤网，这为实现大范围光纤链路的时频传递提供了物质支撑。

2、但是，对于高精度光纤时频传递的相关研究，国内外的研究均主要着力于光纤时频传递本身，还没有考虑到和通信系统一体化的研究，光纤高精度时频传递和通信一体化网络的研究在国内外没有公开报道。如何基于现有光纤网络资源，一方面最大程度的利用光纤带宽资源、提高通信容量，另一方面解决时频传递需要专用波长的问题，是目前亟待解决的技术难题之一。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法及系统，实现了同一根光纤中高精度时频信号和数据业务信号的混合传输。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一方面，本发明实施例提供了一种基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法，所述传输方法包括：

4、在光传输系统的业务站点内，采用光电调制器对时频信号进行光调制，将调制好的时频信号输入光耦合器；

5、光耦合器将时频信号传递的光波和业务数据光波，在入口方向上进行分波处理，将时频光信号和数据光信号分离后输出至不同的链路，在出口方向上进行合波处理，将时频光信号和数据光信号汇聚进主干光纤传输；

6、时频光信号和数据光信号汇聚时，时频光信号采用双芯双向传输，互为时频信号备份链路；数据光信号采用双芯单向传输，其中一根光纤传输发送数据，另一根光纤传输接收数据。

7、优选地，所述光传输系统，基于光传送网otn构建，包括光传输的业务站点、电中继站点、光中继站点和骨干光纤。

8、优选地，所述业务站点包括时频基准站和时频用户。

9、优选地，所述业务站点和电中继站点包括otn光层设备、otn电层设备、光耦合器和光电调制器，业务站点用于实现数据业务和时频传递信号的落地，电中继站点实现光传输信号和时频信号的中继再生。

10、优选地，在业务站点内，采用光电调制器对时频信号进行光调制，时频信号占用光纤单芯中的8个波长，且波长使用范围为1549.32nm～1552.12nm，时频光信号与数据光信号波道保持预定间隔实现隔离，从而确保时频信号传递和测量精度；其余光纤波道用于数据业务，数据业务传输通道单波传输能力不低于100gbps。

11、优选地，所述预定波道间隔为50ghz。

12、优选地，所述光中继站点布设有光放大设备，用于实现时频光信号和数据光信号的光功率增强。

13、优选地，所述光放大设备包括双向光放大设备和单向光放大设备，其中双向光放大设备用于对时频光信号进行光功能增强，单位向光放大设备用于对数据光信号进行光功率增强。

14、优选地，所述骨干光纤采用“时频单纤双向+数据双纤双向”混合的承载方式。

15、另一方面，本发明实施例还提供了一种基于光纤的时频信号和数据业务混合传输系统，所述系统基于光传送网otn构建，包括：业务站点、电中继站点、光中继站点和骨干光纤；其中，

16、所述业务站点，包括otn光层设备、otn电层设备、光耦合器、光电调制器；所述业务站点用于采用光电调制器对时频信号进行光调制，将调制好的时频信号输入光耦合器；还用于通过光耦合器将时频信号传递的光波和业务数据光波，在入口方向上进行分波处理，将时频光信号和数据光信号分离后输出至不同的链路，在出口方向上进行合波处理，将时频光信号和数据光信号汇聚进主干光纤传输；且，

17、时频光信号和数据光信号汇聚时，时频光信号采用双芯双向传输，互为时频信号备份链路；数据光信号采用双芯单向传输，其中一根光纤传输发送数据，另一根光纤传输接收数据产生时频信号和数据业务信号，并对时频信号和数据业务信号进行调制和混合，输入骨干光纤网络；

18、所述电中继站点用于实现光传输信号和时频信号中继再生；

19、所述光中继站点用于实现时频光信号和数据光信号的光功率增强；

20、所述骨干光纤用于光信号的传输。

21、本发明所提供的技术方案具有如下有益效果：

22、(1)使得当前光网络传送节点具备时频信号处理能力并支持高精度的时钟同步，实现时频分发功能与数据信息传输功能的融合以及时频分发网络多方向的组网，为构建广域光纤时频网络提供技术支撑；

23、(2)最大程度的利用现有光纤带宽资源并提高光纤的通信容量，解决高精度、远距离的光纤时频传递需要专用波长的问题；

24、(3)采用单根光纤波分复用方式将通信信道与时频传递信道分开，时频传递采用单纤双向方式。因此在一对光纤中，物理上具备两条时频传递链路，保证在一根光纤出现问题的情况下，另一条链路能够保证时频信号不中断。

技术特征：

1.一种基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法，其特征在于，所述传输方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法，其特征在于，所述光传输系统，基于光传送网otn构建，包括光传输的业务站点、电中继站点、光中继站点和骨干光纤。

3.根据权利要求2所述的基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法，其特征在于，所述业务站点包括时频基准站和时频用户。

4.根据权利要求2所述的基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法，其特征在于，所述业务站点和电中继站点包括otn光层设备、otn电层设备、光耦合器和光电调制器，业务站点用于实现数据业务和时频传递信号的落地，电中继站点实现光传输信号和时频信号的中继再生。

5.根据权利要求4所述的基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法，其特征在于，在业务站点内，采用光电调制器对时频信号进行光调制，时频信号占用光纤单芯中的8个波长，且波长使用范围为1549.32nm～1552.12nm，时频光信号与数据光信号波道保持预定间隔实现隔离，从而确保时频信号传递和测量精度；其余光纤波道用于数据业务，数据业务传输通道单波传输能力不低于100gbps。

6.根据权利要求5所述的基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法，其特征在于，所述预定波道间隔为50ghz。

7.根据权利要求2所述的基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法，其特征在于，所述光中继站点布设有光放大设备，用于实现时频光信号和数据光信号的光功率增强。

8.根据权利要求7所述的基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法，其特征在于，所述光放大设备包括双向光放大设备和单向光放大设备，其中双向光放大设备用于对时频光信号进行光功能增强，单位向光放大设备用于对数据光信号进行光功率增强。

9.根据权利要求2所述的基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法，其特征在于，所述骨干光纤采用“时频单纤双向+数据双纤双向”混合的承载方式。

10.一种基于光纤的时频信号和数据业务混合传输系统，其特征在于，所述系统基于光传送网otn构建，包括：业务站点、电中继站点、光中继站点和骨干光纤；其中，

技术总结本发明提供了一种基于光纤的时频信号和数据业务混合传输方法及系统，属于导航时频领域。所述方法在光传输系统的业务站点内，采用光电调制器对时频信号进行光调制，将调制好的时频信号输入光耦合器；光耦合器将时频信号传递的光波和业务数据光波，在入口方向上进行分波处理，将时频光信号和数据光信号分离后输出至不同的链路，在出口方向上进行合波处理，将时频光信号和数据光信号汇聚进主干光纤传输；时频光信号和数据光信号汇聚时，时频光信号采用双芯双向传输，互为时频信号备份链路；数据光信号采用双芯单向传输，其中一根光纤传输发送数据，另一根光纤传输接收数据。本发明提高了光纤带宽资源和通信容量，提高了信号传输的效率和精度。技术研发人员：周建华,喻松,王宇谱,王兵浩,赵鹤,薛申辉,许普润受保护的技术使用者：北京卫星导航中心技术研发日：技术公布日：2024/7/25