[实用新型]一种基于单光子探测器的光纤时间同步系统

说明书

本实用新型公开了一种基于单光子探测器的光纤时间同步系统,包括进行时间同步的第一站点和第二站点，第一站点和第二站点之间通过超远距离光纤传输链路连接，第一站点包括单光子探测模块、时间间隔测量模块、解码模块和时差计算模块。通过单光子探测模块对微弱的光信号进行探测，并对一定时间间隔内探测到的光子脉冲数量进行计数，恢复出光子脉冲的波形，时间间隔测量模块计算得出第一站点的参考脉冲与光子脉冲之间的时延值，通过时差计算模块计算得到第一站点和第二站点之间的时钟差，并校正第一站点的秒脉冲，由此实现了光纤时间同步在超远距离光纤传输链路场景下的适用。

技术领域

本实用新型属于时间同步技术领域，具体涉及一种基于单光子探测器的光纤时间同步系统。

背景技术

目前，在时间同步领域，地面传输时间同步具有定时精度高、可靠性高等优点，并且基于光纤的地面高精度时间同步网络的研究和构建已经日趋成熟。基于光纤的高精度时间同步网络是构建我国独立时间体系的重要组成部分，不但能够胜任高精度的时间和频率传输和比对工作，还可与天基时间网络相互补充和支撑，形成空地一体化的高精度时间网络。光纤巨大的带宽资源以及光网络技术的不断成熟，使基于光纤的时间同步系统有明显的应用优势，不需要增加过多昂贵的设备，即可实现通信网与时间网的融合，降低了时间和频率传输的成本。因此研究基于光纤的高精度时间同步系统具有重要的战略意义和经济价值。此外光纤传输时间同步有单向传输和双向传输，双向传输时，基站之间互向对方传送时间同步信息并进行双向定时，由于双向传输的路径延时可以相互抵消，因此在相同的频带和信噪比情况下，双向传输的时间同步精度要比单向传输的更高，因此现有光纤时间同步多采用双向传输。

尽管基于光纤的时间同步方案具有上述多种优点，但是在利用现有的光纤链路网络进行超远距离时间和频率传输时，由于激光器功率有限，在超远距离的光纤链路上，光功率衰减很大，接收站的光信号非常微弱，普通光电探测技术通常采用普通光电管或者APD光电管，其探测信号下限为微瓦量级，当光信号低于该量级时，现有的光电探测器将无能为力，因此导致无法将接收站接收的光信号恢复出来，时间同步系统失效。若在现有的光纤传输链路上增设光放大等器件，将带来设备升级改造、网络割接等成本，耗时也较久。在不改造现有光纤传输链路的基础上，如何低成本且快速的解决光纤时间同步网络在超远距离光纤传输链路场景下的适用性，是亟待解决的问题，因此急需提出一种可以实现弱信号探测的时间同步技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种基于单光子探测器的光纤时间同步系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于单光子探测器的光纤时间同步系统，包括的第一站点和第二站点，所述第一站点和第二站点之间通过光纤传输链路连接，所述第一站点包括单光子探测模块、时间间隔测量模块、解码模块和时差计算模块；

单光子探测模块，用于接收第二站点发送的光信号，所述光信号包含第二站点的参考脉冲信息和时延值信息；所述单光子探测模块还用于根据参考脉冲信息生成光子脉冲，并将光子脉冲发送至时间间隔测量模块，以及将时延值信息发送至解码模块；

时间间隔测量模块，用于测量所述光子脉冲和第一站点参考脉冲之间的第一时延值，并将第一时延值发送至时差计算模块；

解码模块，用于对所述时延值信息进行解码得到第二时延值，并将第二时延值发送至时差计算模块；

时差计算模块，用于根据第一时延值和第二时延值计算第一站点与第二站点之间的时钟差。

进一步改进地，所述第一站点还包括编码模块、标频源、时钟产生模块、激光生成模块、EOM调制器和环形器；

时间间隔测量模块还用于将第一时延值发送至编码模块，编码模块用于对第一时延值进行编码得到编码信号，并将编码信号发送至第二站点；