本發(fā)明涉及時(shí)頻信號(hào)同步網(wǎng)絡(luò)，特別是一種高精度光纖時(shí)頻信號(hào)同步網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
：當(dāng)代社會(huì)已經(jīng)是信息驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)化社會(huì)，導(dǎo)航定位、無線通信、互聯(lián)網(wǎng)、分布式電網(wǎng)等已成為社會(huì)生活中必不可少的基本組成部分。一個(gè)不可否認(rèn)的事實(shí)是這些技術(shù)都依賴于時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)，時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò)作為技術(shù)基礎(chǔ)，為這些應(yīng)用提供高精度的時(shí)頻基準(zhǔn)信號(hào)?，F(xiàn)在的時(shí)鐘同步方案最重要的是借助于GPS/北斗等天基導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GNSS)向全球廣播的星載原子鐘，其次還包括e-Loran、IEEE1588v2、DCF77、NTP等多種方式，其常見精度見表1所示。表150km尺度上幾種典型方式的時(shí)間同步和定位精度GNSSe-LoranIEEE1588v2DCF77NTP時(shí)間同步精度5-50ns100ns>1μs2-25μs>1ms定位精度3-30m60mn/an/an/a這些方式很難滿足下一代應(yīng)用需求。首先精度稍高的GNSS系統(tǒng)存在信號(hào)微弱、多徑誤差及由此導(dǎo)致的區(qū)域拒止等缺點(diǎn)，其次在精度方面越來越需要cm甚至mm量級(jí)的定位精度和ps量級(jí)的時(shí)間同步精度，甚至在很多領(lǐng)域還需要短期1E-15量級(jí)、長(zhǎng)期1E-18量級(jí)的頻率同源穩(wěn)定度。比如只有時(shí)間同步精度進(jìn)入ps量級(jí)和頻率同源相位相干后，才能實(shí)現(xiàn)多基地雷達(dá)的相參融合，從而真正意義上提高現(xiàn)有雷達(dá)的探測(cè)和干擾能力；另外光鐘的秒穩(wěn)已經(jīng)進(jìn)入1E-15量級(jí)，為了利用光鐘在更高精度層次上重新書寫秒的二級(jí)定義，就需要世界各地光鐘進(jìn)行該量級(jí)上的相互比對(duì)；當(dāng)今興起的無人駕駛領(lǐng)域同樣需要更高精度的定位才能促進(jìn)其推廣應(yīng)用的成功，因?yàn)楫?dāng)前Google的無人駕駛汽車基于GPS的定位精度以及雷達(dá)、攝像頭等輔助設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)的安全行駛里程約15萬公里，雖然對(duì)于單一汽車，該數(shù)值已經(jīng)很驚人了，但是如果考慮有效安全里程的話則遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，比如上海的一個(gè)早高峰，有效安全里程約有3000萬公里(100萬輛汽車在同一時(shí)段平均行駛30公里)，如果全是無人駕駛汽車，那么可以很簡(jiǎn)單的看出單純15萬公里的安全行駛里程還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本為了滿足上述應(yīng)用需求，本發(fā)明提出一種基于光纖的高精度時(shí)頻信號(hào)同步網(wǎng)絡(luò)，為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任意節(jié)點(diǎn)提供更高精度的時(shí)頻信號(hào)。本發(fā)明的核心思想是將每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)至少通過兩條光纖鏈路與其它兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接，然后通過光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)和接收機(jī)實(shí)現(xiàn)光纖鏈路穩(wěn)定和測(cè)量，通過時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)頻信號(hào)的傳輸，通過主控板和開關(guān)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化和保護(hù)倒換，本網(wǎng)絡(luò)將光纖鏈路穩(wěn)定和時(shí)頻信號(hào)的傳輸通過波分復(fù)用的方式分開進(jìn)行，可以在該光纖網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)時(shí)頻信號(hào)的高精度透明傳輸。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：一種高精度光纖時(shí)頻信號(hào)同步網(wǎng)絡(luò)，包括光纖、N個(gè)交換機(jī)、M個(gè)時(shí)頻信號(hào)源，其中，N是2以上的正整數(shù)，M為1以上的正整數(shù)，每個(gè)交換機(jī)和時(shí)頻信號(hào)源都是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，總共形成N+M個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其連接關(guān)系如下：所述的M個(gè)時(shí)頻信號(hào)源中每個(gè)時(shí)頻信號(hào)源與相鄰的兩個(gè)交換機(jī)通過光纖連接，同時(shí)所述的N個(gè)交換機(jī)中每個(gè)交換機(jī)通過至少三路不同的光纖與其它不同的交換機(jī)或者時(shí)頻信號(hào)源連接。所述的交換機(jī)實(shí)現(xiàn)光纖鏈路穩(wěn)定和時(shí)頻信號(hào)路由優(yōu)化選擇的功能，由第一環(huán)形器、第一解波分復(fù)用器、第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)、第一時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)、主控板、射頻開關(guān)、光開關(guān)、第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)、第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)、第一波分復(fù)用器、第二環(huán)形器、第三環(huán)形器、第二解波分復(fù)用器、第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)、第二時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)、第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)、第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)、第二波分復(fù)用器、第四環(huán)形器組成。其連接關(guān)系如下：第一環(huán)形器的第二端口與交換機(jī)的第一輸入光信號(hào)相連，其第三端口與第一解波分復(fù)用器的輸入端口相連；第一解波分復(fù)用器的輸出端口分成兩類，第一類是波長(zhǎng)用于傳遞光纖鏈路時(shí)延測(cè)控所需信號(hào)的光波長(zhǎng)的端口，這部分端口與第一光纖時(shí)延測(cè)控接收機(jī)的輸入端口相連，第二類是波長(zhǎng)用于傳遞時(shí)頻信號(hào)和標(biāo)識(shí)信息的光波長(zhǎng)的端口，這部分端口與第一時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)的輸入端口相連；第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)的返回光輸出端口與第一環(huán)形器的第一端口相連；第一時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)的微波時(shí)頻信號(hào)輸出端口與射頻開關(guān)的第一輸入端口相連，其光波時(shí)頻信號(hào)輸出端口與光開關(guān)的第一輸入端口相連，其標(biāo)識(shí)信息輸出端口與主控板的第一輸入端口相連；主控板的另外兩個(gè)輸入端口分別與第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)和第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)的時(shí)延測(cè)量值輸出端口相連，而主控板的路由控制信號(hào)輸出端口分別與光開關(guān)和射頻開關(guān)的控制信號(hào)輸入端口相連，主控板的標(biāo)識(shí)信息輸出端口分別與第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)信息輸入端口相連，射頻開關(guān)的時(shí)頻信號(hào)第一和第二輸出端口分別與第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)的微波時(shí)頻信號(hào)輸入端口相連，其第三輸出端口則作為該交換機(jī)的微波時(shí)頻信號(hào)輸出端口，光開關(guān)的時(shí)頻信號(hào)第一和第二輸出端口分別與第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)的光波時(shí)頻信號(hào)輸入端口相連，其第三輸出端口則作為該交換機(jī)的光波時(shí)頻信號(hào)輸出端口；第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)和第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)的輸出端口分別與第一波分復(fù)用器的輸入端口相連，第一波分復(fù)用器的輸出端口與第二環(huán)形器的第一端口相連，第二環(huán)形器的第三端口與第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)的返回光輸入端口相連，第二環(huán)形器的第二端口作為該交換機(jī)的第一通道光信號(hào)輸出端口。第三環(huán)形器的第二端口與交換機(jī)的第二輸入光信號(hào)相連，其第三端口與第二解波分復(fù)用器的輸入端口相連；第二解波分復(fù)用器的輸出端口分成兩類，第一類是波長(zhǎng)用于傳遞光纖鏈路時(shí)延測(cè)控所需信號(hào)的光波長(zhǎng)的端口，這部分端口與第二光纖時(shí)延測(cè)控接收機(jī)的輸入端口相連，第二類是波長(zhǎng)用于傳遞時(shí)頻信號(hào)和標(biāo)識(shí)信息的光波長(zhǎng)的端口，這部分端口與第二時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)的輸入端口相連；第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)的返回光輸出端口與第三環(huán)形器的第一端口相連；第二時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)的時(shí)頻信號(hào)輸出端口與射頻開關(guān)的第二輸入端口相連，其光波時(shí)頻信號(hào)輸出端口與光開關(guān)的第二輸入端口相連，其標(biāo)識(shí)信息輸出端口與主控板的第二輸入端口相連。第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)的輸出端口分別與第二波分復(fù)用器的輸入端口相連，第二波分復(fù)用器的輸出端口與第四環(huán)形器的第一端口相連，第四環(huán)形器的第三端口與第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)的返回光輸入端口相連，第四環(huán)形器的第二端口作為該交換機(jī)的第二通道光信號(hào)輸出端口。如果交換機(jī)需要更多通道的時(shí)候，可以按照上述連接方式增加光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)、時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)、光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)、時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)、波分復(fù)用器、解波分復(fù)用器以及環(huán)形器從而增加光信號(hào)輸入輸出通道。所述的時(shí)頻信號(hào)源由高精度時(shí)鐘、主控板、射頻開關(guān)、光開關(guān)、第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)、第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)、第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)、第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)、第一波分復(fù)用器、第二波分復(fù)用器、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器組成。其連接關(guān)系如下：高精度時(shí)鐘的光頻時(shí)頻信號(hào)輸出端口與光開關(guān)的時(shí)頻輸入信號(hào)端口相連，而光開關(guān)的輸出信號(hào)端口和分別作為時(shí)頻信號(hào)源的第三通道光信號(hào)輸出端口和第四通道光信號(hào)輸出端口和，高精度時(shí)鐘的微波時(shí)頻信號(hào)輸出端口與射頻開關(guān)的時(shí)頻信號(hào)輸入端口相連，主控板的兩個(gè)輸入端口、分別與第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)和第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)的時(shí)延測(cè)量值輸出端口相連，而主控板的微波時(shí)頻信號(hào)路由控制信號(hào)輸出端口與射頻開關(guān)的控制信號(hào)輸入端口相連，主控板的光波時(shí)頻信號(hào)路由控制信號(hào)輸出端口與光開關(guān)的控制信號(hào)輸入端口相連，主控板的標(biāo)識(shí)信息輸出端口分別與第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)的標(biāo)識(shí)信息輸入端口相連，射頻開關(guān)的時(shí)頻信號(hào)第一和第二輸出端口分別與第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)的微波時(shí)頻信號(hào)輸入端口相連；第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)和第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)的輸出端口分別與第一波分復(fù)用器的輸入端口相連，第一波分復(fù)用器的輸出端口與第一環(huán)形器的第一端口相連，第一環(huán)形器的第三端口與第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)的返回光輸入端口相連，第一環(huán)形器的第二端口作為該時(shí)頻信號(hào)源的第一通道光信號(hào)輸出端口；第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)的輸出端口分別與第二波分復(fù)用器的輸入端口相連，第二波分復(fù)用器的輸出端口與第二環(huán)形器的第一端口相連，第二環(huán)形器的第三端口與第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)的返回光輸入端口相連，第二環(huán)形器的第二端口作為該時(shí)頻信號(hào)源的第二通道光信號(hào)輸出端口。所述的某兩個(gè)被光纖連接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間，通過光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)和光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)的組合實(shí)現(xiàn)光纖鏈路的時(shí)延穩(wěn)定，然后通過時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)和時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)的組合實(shí)現(xiàn)時(shí)頻信號(hào)的傳輸，由于此時(shí)光纖鏈路本身已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，所以傳輸?shù)臅r(shí)頻信號(hào)也會(huì)是穩(wěn)定的，不會(huì)受到溫度振動(dòng)等光纖環(huán)境噪聲的影響。同時(shí)光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)會(huì)將對(duì)應(yīng)光纖鏈路的時(shí)延值反饋到主控板，如果某一路光纖的時(shí)延發(fā)生了較大抖動(dòng)或者變化，那么主控板就會(huì)發(fā)出控制信號(hào)到射頻開關(guān)和兩個(gè)時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)，使時(shí)頻信號(hào)沿著與本地交換機(jī)或者時(shí)頻信號(hào)源連接的另外一路光纖傳輸，從而達(dá)到保護(hù)倒換的目的。本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是：(1)本發(fā)明采用光纖作為時(shí)頻信號(hào)同步網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，可以在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)現(xiàn)非常高精度的時(shí)頻信號(hào)同源同步精度；(2)本發(fā)明將光纖鏈路穩(wěn)定和時(shí)頻信號(hào)的傳輸分開，在首先實(shí)現(xiàn)鏈路穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，整個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于一個(gè)穩(wěn)定的傳輸通道，可以實(shí)現(xiàn)任意時(shí)頻信號(hào)的穩(wěn)定傳輸，而整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)本身的性能和待傳輸時(shí)頻信號(hào)無關(guān)，這就相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了時(shí)頻信號(hào)的透明傳輸；(3)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的路由選擇和保護(hù)倒換，在某一鏈路出現(xiàn)問題的情況下，迅速進(jìn)行路由重新選擇，從而快速實(shí)現(xiàn)時(shí)頻信號(hào)的重新傳輸，而不需要鏈路穩(wěn)定的建立時(shí)間。附圖說明圖1本發(fā)明高精度光纖時(shí)頻信號(hào)同步網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本發(fā)明高精度光纖時(shí)頻信號(hào)同步網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本發(fā)明高精度光纖時(shí)頻信號(hào)同步網(wǎng)絡(luò)中時(shí)頻信號(hào)源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4本發(fā)明高精度光纖時(shí)頻信號(hào)同步網(wǎng)絡(luò)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5本發(fā)明實(shí)施例中光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本發(fā)明實(shí)施例中光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7本發(fā)明實(shí)施例中時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8本發(fā)明實(shí)施例中時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。先請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明高精度光纖時(shí)頻信號(hào)同步網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，本發(fā)明高精度光纖時(shí)頻信號(hào)同步網(wǎng)絡(luò)包括光纖1、N個(gè)交換機(jī)2、M個(gè)時(shí)頻信號(hào)源3，其中每個(gè)交換機(jī)和時(shí)頻信號(hào)源都是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，總共形成N+M個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其連接關(guān)系如下：所述的M個(gè)時(shí)頻信號(hào)源中每個(gè)時(shí)頻信號(hào)源與相鄰的兩個(gè)交換機(jī)通過光纖連接，同時(shí)所述的N個(gè)交換機(jī)中每個(gè)交換機(jī)通過至少三路不同的光纖與其它不同的交換機(jī)或者時(shí)頻信號(hào)源連接。所述的交換機(jī)2實(shí)現(xiàn)光纖鏈路穩(wěn)定和時(shí)頻信號(hào)路由自動(dòng)切換的功能，原理結(jié)構(gòu)如圖2所示，由第一環(huán)形器11、第一解波分復(fù)用器12、第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)13、第一時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)14、控制主板15、射頻開關(guān)150、光開關(guān)1500、第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)16、第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)17、第一波分復(fù)用器18、第二環(huán)形器19、第三環(huán)形器110、第二解波分復(fù)用器120、第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)130、第二時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)140、第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)160、第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)170、第二波分復(fù)用器180、第四環(huán)形器190組成。其連接關(guān)系如下：第一環(huán)形器11的第二端口112與交換機(jī)的第一輸入光信號(hào)相連，其第三端口113與第一解波分復(fù)用器12的輸入端口相連；第一解波分復(fù)用器12的輸出端口分成兩類，第一類是波長(zhǎng)用于傳遞光纖鏈路時(shí)延測(cè)控所需信號(hào)的光波長(zhǎng)的端口121，這部分端口與第一光纖時(shí)延測(cè)控接收機(jī)13的輸入端口相連，第二類是波長(zhǎng)用于傳遞時(shí)頻信號(hào)和標(biāo)識(shí)信息的光波長(zhǎng)的端口122，這部分端口與第一時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)14的輸入端口相連；第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)13的返回光輸出端口與第一環(huán)形器11的第一端口111相連；第一時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)14的微波時(shí)頻信號(hào)輸出端口141與射頻開關(guān)150的第一輸入端口1501相連，其光波時(shí)頻信號(hào)輸出端口142與光開關(guān)1500的第一輸入端口15004相連，其標(biāo)識(shí)信息輸出端口143與主控板15的第一輸入端口151相連；主控板15的另外兩個(gè)輸入端口153、154分別與第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)16和第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)160的時(shí)延測(cè)量值輸出端口相連，而主控板15的路由控制信號(hào)輸出端口155和156分別與光開關(guān)1500和射頻開關(guān)150的控制信號(hào)輸入端口15006和1503相連，主控板15的標(biāo)識(shí)信息輸出端口157、158分別與第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)17和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)170的標(biāo)識(shí)信息輸入端口相連，射頻開關(guān)150的時(shí)頻信號(hào)第一和第二輸出端口1504、1505分別與第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)17和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)170的時(shí)頻信號(hào)輸入端口相連，其第三輸出端口1506則作為該交換機(jī)的微波時(shí)頻信號(hào)輸出端口，光開關(guān)1500的時(shí)頻信號(hào)第一和第二輸出端口15001、15002分別與第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)17和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)170的光波時(shí)頻信號(hào)輸入端口相連，光開關(guān)1500的第三輸出端口15003則作為該交換機(jī)的光波時(shí)頻信號(hào)輸出端口；第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)16和第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)17的輸出端口分別與第一波分復(fù)用器18的輸入端口相連，第一波分復(fù)用器18的輸出端口與第二環(huán)形器19的第一端口191相連，第二環(huán)形器19的第三端口193與第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)16的返回光輸入端口相連，第二環(huán)形器19的第二端口192作為該交換機(jī)的第一通道光信號(hào)輸出端口。第三環(huán)形器110的第二端口1102與交換機(jī)的第二輸入光信號(hào)相連，其第三端口1103與第二解波分復(fù)用器120的輸入端口相連；第二解波分復(fù)用器120的輸出端口分成兩類，第一類是波長(zhǎng)用于傳遞光纖鏈路時(shí)延測(cè)控所需信號(hào)的光波長(zhǎng)的端口1201，這部分端口與第二光纖時(shí)延測(cè)控接收機(jī)130的輸入端口相連，第二類是波長(zhǎng)用于傳遞時(shí)頻信號(hào)和標(biāo)識(shí)信息的光波長(zhǎng)的端口1202，這部分端口與第二時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)140的輸入端口相連；第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)130的返回光輸出端口與第三環(huán)形器110的第一端口1101相連；第二時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)140的微波時(shí)頻信號(hào)輸出端口1401與射頻開關(guān)150的第二輸入端口1502相連，其光波時(shí)頻信號(hào)輸出端口1402與光開關(guān)1500的第二輸入端口15005相連，其標(biāo)識(shí)信息輸出端口1403與主控板15的第二輸入端口152相連。第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)160和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)170的輸出端口分別與第二波分復(fù)用器180的輸入端口相連，第二波分復(fù)用器180的輸出端口與第四環(huán)形器190的第一端口1901相連，第四環(huán)形器190的第三端口1903與第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)160的返回光輸入端口相連，第四環(huán)形器190的第二端口1902作為該交換機(jī)的第二通道光信號(hào)輸出端口。如果交換機(jī)需要更多通道的時(shí)候，可以按照上述連接方式增加光纖鏈路時(shí)延測(cè)控接收機(jī)、時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)、光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)、時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)、波分復(fù)用器、解波分復(fù)用器以及環(huán)形器從而增加光信號(hào)輸入輸出通道。所述的時(shí)頻信號(hào)源3的作用是原子鐘產(chǎn)生的高精度微波時(shí)頻信號(hào)調(diào)制到光信號(hào)上，或者將光鐘產(chǎn)生高精度光波時(shí)頻信號(hào)直接以光信號(hào)的形式傳輸，其原理結(jié)構(gòu)如圖3所示，由高精度時(shí)鐘21、主控板22、射頻開關(guān)23、光開關(guān)230、第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)24、第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)25、第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)26、第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)27、第一波分復(fù)用器28、第二波分復(fù)用器29、第一環(huán)形器201、第二環(huán)形器202組成。其連接關(guān)系如下：高精度時(shí)鐘21的光頻時(shí)頻信號(hào)輸出端口211與光開關(guān)230的時(shí)頻輸入信號(hào)端口2301相連，而光開關(guān)230的輸出信號(hào)端口2303和2304分別作為時(shí)頻信號(hào)源的第三通道光信號(hào)輸出端口和第四通道光信號(hào)輸出端口2015和2016，高精度時(shí)鐘21的微波時(shí)頻信號(hào)輸出端口212與射頻開關(guān)23的時(shí)頻信號(hào)輸入端口231相連，主控板22的兩個(gè)輸入端口221、222分別與第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)24和第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)26的時(shí)延測(cè)量值輸出端口相連，而主控板22的微波時(shí)頻信號(hào)路由控制信號(hào)輸出端口223與射頻開關(guān)23的控制信號(hào)輸入端口232相連，主控板22的光波時(shí)頻信號(hào)路由控制信號(hào)輸出端口226與光開關(guān)230的控制信號(hào)輸入端口2302相連，主控板的標(biāo)識(shí)信息輸出端口224、225分別與第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)25和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)27的標(biāo)識(shí)信息輸入端口相連，射頻開關(guān)23的時(shí)頻信號(hào)第一和第二輸出端口233、234分別與第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)25和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)27的微波時(shí)頻信號(hào)輸入端口相連；第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)24和第一時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)25的輸出端口分別與第一波分復(fù)用器28的輸入端口相連，第一波分復(fù)用器28的輸出端口與第一環(huán)形器201的第一端口2011相連，第一環(huán)形器201的第三端口2013與第一光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)24的返回光輸入端口相連，第一環(huán)形器201的第二端口2012作為該時(shí)頻信號(hào)源的第一通道光信號(hào)輸出端口2012；第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)26和第二時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)27的輸出端口分別與第二波分復(fù)用器29的輸入端口相連，第二波分復(fù)用器29的輸出端口與第二環(huán)形器202的第一端口2021相連，第二環(huán)形器202的第三端口2023與第二光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)26的返回光輸入端口相連，第二環(huán)形器202的第二端口2022作為該時(shí)頻信號(hào)源的第二通道光信號(hào)輸出端口。如果時(shí)頻信號(hào)源需要更多通道的時(shí)候，可以按照上述連接方式增加光纖鏈路時(shí)延測(cè)控發(fā)射機(jī)、時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)、波分復(fù)用器、環(huán)形器從而增加光信號(hào)輸出通道。本發(fā)明中高精度光纖網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施例如圖4所示，其中包含4個(gè)交換機(jī)42、43、45、46和1個(gè)時(shí)頻信號(hào)源41，共5個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。時(shí)頻信號(hào)源1發(fā)出10MHz頻率標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，并分別通過光纖410和411與交換機(jī)42和43相連，交換機(jī)42再通過光纖421和422分別與交換機(jī)44和45相連，交換機(jī)43通過光纖431和442分別與交換機(jī)44和45相連，交換機(jī)44和45之間通過光纖441相連，這樣每一個(gè)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都通過3路不同的光纖與另外的3個(gè)交換機(jī)或者時(shí)頻信號(hào)源連接。其中交換機(jī)42、43、44、45和時(shí)頻信號(hào)源41的原理結(jié)構(gòu)分別如圖2和圖3所示，而交換機(jī)和時(shí)頻信號(hào)源中的光纖鏈路時(shí)延控制接收機(jī)的實(shí)施原理結(jié)構(gòu)如圖5所示。環(huán)形器51的第二端口512與進(jìn)入光纖鏈路時(shí)延控制接收機(jī)的光信號(hào)相連，環(huán)形器51的第三端口513與解波分復(fù)用器52的輸入端口相連，解波分復(fù)用器52的兩個(gè)波長(zhǎng)通道λ1、λ3的輸出端口分別與光電探測(cè)器53和54相連，光電探測(cè)器53的頻率輸出信號(hào)與DFB半導(dǎo)體激光器56的微波輸入端口相連，光電探測(cè)器54的時(shí)間輸出信號(hào)與聲光調(diào)制器57的微波輸入端口相連，而聲光調(diào)制器57的光輸入端口與DFB半導(dǎo)體激光器55相連，DFB半導(dǎo)體激光器55和56的波長(zhǎng)分別為λ2、λ4，聲光調(diào)制器57的光輸出端口和DFB半導(dǎo)體激光器56的光輸出端口分別與波分復(fù)用器58的兩個(gè)輸入端口相連，波分復(fù)用器58的輸出端口與環(huán)形器51的第一端口511相連。所述的交換機(jī)和時(shí)頻信號(hào)源中的光纖鏈路時(shí)延控制發(fā)射機(jī)的實(shí)施的原理結(jié)構(gòu)如圖6所示。首先銣鐘61發(fā)出的頻率信號(hào)輸入功分器62，然后功分器62的第一輸出端口與DFB半導(dǎo)體激光器64的微波輸入端口相連，功分器62的第二輸出端口與鑒相器696的第一微波輸入端口相連；銣鐘61發(fā)出的1pps時(shí)間信號(hào)輸入功分器63，然后功分器63的第一輸出端口與聲光調(diào)制器66的微波輸入端口相連，而聲光調(diào)制器66的光輸入端口與DFB半導(dǎo)體激光器65相連，DFB半導(dǎo)體激光器55和56的波長(zhǎng)分別為λ1、λ3，功分器63的第二輸出端口與時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器697的微波輸入端口相連；聲光調(diào)制器66的光輸出端口和DFB半導(dǎo)體激光器64的光輸出端口分別與波分復(fù)用器67的兩個(gè)輸入端口相連，波分復(fù)用器67的輸出端口與環(huán)形器68的第一端口681相連，環(huán)形器68的第二端口682和光纖延遲線69的光輸入端口相連；環(huán)形器68的第三端口683和波分復(fù)用器693的光輸入端口相連，波分復(fù)用器693的兩個(gè)波長(zhǎng)通道λ2、λ4的輸出端口分別與光電探測(cè)器694和695相連，光電探測(cè)器694的頻率輸出信號(hào)與鑒相器696的第二微波輸入端口相連，光電探測(cè)器695的1pps時(shí)間信號(hào)輸出信號(hào)與時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器697的第二微波輸入端口相連；鑒相器696的兩個(gè)鑒相信號(hào)輸出端口分別與PID電路板691和主控板692相連，時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器697的時(shí)間間隔計(jì)數(shù)值輸出端口與主控板692相連，然后PID電路板691的輸出端口與光纖延遲線的電信號(hào)輸入端口相連，而主控板的輸出端口作為該光纖鏈路時(shí)延控制發(fā)射機(jī)的電信號(hào)輸出端口602，同時(shí)光纖延遲線69的光輸出端口作為光纖鏈路時(shí)延控制發(fā)射機(jī)的光輸出端口601。本實(shí)施例中銣鐘61一般具有多通道輸出，另外多個(gè)光纖鏈路時(shí)延控制發(fā)射機(jī)可以共用一個(gè)銣鐘。光纖鏈路時(shí)延控制發(fā)射機(jī)和光纖鏈路時(shí)延控制接收機(jī)匹配使用即可實(shí)現(xiàn)光纖鏈路的完全穩(wěn)定，并將鏈路的時(shí)延值反饋給交換機(jī)的主控板，用于控制射頻開關(guān)、光開關(guān)、時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)等其它器件，比如如果某一路光纖的時(shí)延發(fā)生了較大抖動(dòng)或者變化，那么主控板就會(huì)發(fā)出控制信號(hào)到射頻開關(guān)、光開關(guān)和兩個(gè)時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)，使時(shí)頻信號(hào)沿著與本地交換機(jī)或者時(shí)頻信號(hào)源連接的另外一路光纖傳輸，從而達(dá)到保護(hù)倒換的目的。其時(shí)延穩(wěn)定原理可參考文獻(xiàn)：F.Yang,D.Xu,Q.Liu,etal..“AccuratetransmissionoftimeandfrequencysignalsoveropticalfibersbasedonWDMandtwowayopticalcompensationtechniques”,CLEO:ScienceandInnovations,California,CA,USA,JTu4A.99,2013。比如在本實(shí)施例中通過該方案實(shí)施之后，各光纖410、411、421、422、431、441、442都會(huì)處于穩(wěn)定狀態(tài)，其時(shí)延不會(huì)受到溫度、振動(dòng)等環(huán)境變化的影響。主控板除了根據(jù)反饋的時(shí)延值控制開關(guān)進(jìn)行路由選擇之外，還會(huì)對(duì)時(shí)頻傳輸?shù)母黜?xiàng)標(biāo)識(shí)信息，比如傳輸時(shí)延值、設(shè)備固定時(shí)延標(biāo)校、相位誤差值、經(jīng)過的交換機(jī)編號(hào)、路由地址、硬件設(shè)備狀態(tài)信息等各項(xiàng)信息進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化管理。同時(shí)交換機(jī)和時(shí)頻信號(hào)源中的時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)的主要作用是實(shí)現(xiàn)時(shí)頻信號(hào)在交換機(jī)或者時(shí)頻信號(hào)源中的路由管控，對(duì)于微波時(shí)頻信號(hào)，需要先對(duì)其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，然后輸入射頻開關(guān)以便通過主控板控制其路由方向，而對(duì)于光波時(shí)頻信號(hào)，不需要光電轉(zhuǎn)換，可以直接進(jìn)入光開關(guān)以便通過主控板控制其路由方向。該實(shí)施例中時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)實(shí)施原理結(jié)構(gòu)如圖7(a)所示，攜帶待傳微波時(shí)頻信號(hào)的光波進(jìn)入光電探測(cè)器71，然后輸出待傳微波時(shí)頻信號(hào)，而攜帶待傳標(biāo)識(shí)信號(hào)的光波進(jìn)入光電探測(cè)器72，然后輸出標(biāo)識(shí)信號(hào)，標(biāo)識(shí)信號(hào)包含該時(shí)頻信號(hào)經(jīng)過的交換機(jī)節(jié)點(diǎn)信息、完整時(shí)延信息等相關(guān)信息。如果時(shí)頻信號(hào)中包含有光波時(shí)頻信號(hào)，那么時(shí)頻信號(hào)接收機(jī)應(yīng)該增加光波通道，如圖7(b)所示。另外交換機(jī)和時(shí)頻信號(hào)源中的時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)的主要作用是實(shí)現(xiàn)時(shí)頻信號(hào)在交換機(jī)或者時(shí)頻信號(hào)源中的路由傳輸和中繼放大。該實(shí)施例中時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)實(shí)施原理結(jié)構(gòu)如圖8(a)所示，輸入的微波時(shí)頻信號(hào)直接調(diào)制到低噪聲激光器81上，標(biāo)識(shí)信息調(diào)制到以太網(wǎng)發(fā)射光發(fā)射模塊82上，然后進(jìn)入交換機(jī)的輸出波分復(fù)用器，從而形成輸出光信號(hào)。如果時(shí)頻信號(hào)中包含有光波時(shí)頻信號(hào)，那么時(shí)頻信號(hào)發(fā)射機(jī)應(yīng)該增加光波通道，如圖8(b)所示，如果傳輸距離較長(zhǎng)，那么為了實(shí)現(xiàn)光波信號(hào)的中繼放大，還應(yīng)加入低噪聲光放大器83，如圖8(c)所示。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3