0 引言

        高精度的测量方法能够得到各链路之间的延时关系，有助于精确控制链路间的真延时[1-2]，因此可以应用于雷达、光通信、微波光子学、激光测距、电子仪器、航天航空等领域。在第五代移动通信（5G）灵活前传网络中，一般采用时间间隔测量方法来测量多路动态路径到达分布单元池（DU POOL）的精确时间获取不同有源天线单元（AAU）到达DU POOL的时间间隔，可大幅度降低数字信号处理的复杂度[3-4]，并提高前传网络系统对时间间隔的精准控制。此外，高精度的时间间隔测量还为光网络智能管控提供了更精确的时间感知支持，这对于提升光网络系统的性能具有重要的意义。

传统时间间隔测量方法包括直接计数法[6-7]、数字双混频时差测量法。前者受限于时钟分辨率的限制，如需达到纳秒甚至亚纳秒量级的测量精度，需使用高频率的时钟源提高时钟频率；后者测量精度依赖于高精度的模/数转换器（ADC）[8-9]。虽然ADC可以应用于大规模光网络，将系统时间间隔测量精度提升至亚纳秒甚至皮秒级，但需要添加硬件模块或者设备。从4G升级到5G需要更换或增加大量的基站[5]，若在现有大规模的光通信网络系统中采用传统时间间隔测量方法进行高精度的时间间隔测量，必须进行硬件升级，这样耗费成本高，实施难度大。因此，本文考虑在大规模光网络中，基于系统原有硬件平台，提出一种低成本、不额外添加硬件模块或设备的双频时间间隔测量方法[10]，使系统的时间间隔测量精度提升1~2个数量级，达到纳秒甚至亚纳秒级别。

4 结束语

    高精度的时间间隔测量方法在光通信领域有着广泛的应用前景。在大型光网络中，本文提出了一种低成本、不额外添加硬件模块或设备的软升级方法，以满足系统时间间隔测量技术的升级需求。这种方法越来越受到人们的青睐。此外，本文创新性地提出了一种双频时间间隔测量方法，通过理论推导，该方法能在不改变原有硬件平台的情况下，仅通过软件升级，就能提高时间间隔测量的精度1~2个数量级。实验结果表明，当接收时钟频率为109 MHz时，测量误差在很短的时间内开始减小，最终在100 MHz的FPGA上实现了亚纳秒级的测量精度，突破了时钟分辨率的限制。