引用本文:
徐稼明,谢昆峰,王龙,等. 基于光纤与可见光结合的短距分布式时间同步方案[J]. 光通信技术,2023,47(6):11-14.
徐稼明,谢昆峰,王 龙,胡 亮,陈建平,吴龟灵*
(上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海 200240)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:针对局域分布式时间同步的需求,提出了一种基于光纤和可见光结合的短距分布式时间同步方案。融合了光纤时间同步高精度与可见光时间同步高灵活性的优势,设计了相应的时间同步端机,并进行了分布式实验。实验结果表明:当光纤链路长度为3 km时,光纤时间同步从端与光纤时间同步主端的3σ钟差优于448 ps,时间同步秒稳优于150 ps,万秒稳优于4 ps;当光纤链路长度为1 km、可见光链路长度为5 m时,可见光时间同步从端与光纤时间同步主端的3σ钟差优于1.8 ns,时间同步秒稳优于400 ps,万秒稳优于15 ps。
关键词:光纤时间同步;分布式时间同步;可见光通信;光测量;光纤光学
中图分类号:TN929 .11 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2023)06-00011-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2023.06.003
0 引言
高精度时间同步在导航定位、信息通信、智慧电网等领域起着重要的支撑保障作用[1-3]。虽然现有的卫星时间同步可实现大范围覆盖[4-6],但不适用于强电磁和卫星信号较差等环境,如变电站、地下室。光纤传输具有带宽大、稳定性高等优点,通过光纤传输时间同步公交车(简称光纤时间同步),其精度可达百皮秒量级[7-8]。但光纤时间同步是有线传输,不适用于无法接入光纤的用户;而自由空间时间同步可摆脱光纤链路的限制[9-12],提升系统的灵活性,实现用户节点的快速接入。光纤时间同步与自由空间时间同步的结合具有实现高精度、灵活时间同步的潜力。但是,现有的高精度光纤和自由空间时间同步系统的体积大、系统复杂、成本高,使得其难以适应局域多节点时间同步的应用需求。为此,本文提出一种基于光纤与可见光结合的短距分布式时间同步方案。
3 结束语
本文提出了一种基于光纤与可见光结合的短距分布式时间同步方案。该方案利用光纤传输实现多点分布式时间同步,通过可见光传输实现了无法接入光纤用户的时间同步。本文搭建了分布式实验系统,并进行了实验验证。实验结果表明:当光纤链路长度为3 km时,光纤时间同步的3σ钟差优于448 ps,时间同步秒稳优于150 ps,万秒稳优于4 ps。当光纤链路长度为1 km,可见光传输距离为5 m时,可见光时间同步从端与光纤时间同步主端的3σ钟差优于1.8 ns,时间同步秒稳优于400 ps,万秒稳优于15 ps。本文所提方案中的光纤传输可支持多点分布式同步,不受卫星信号无法覆盖的影响;同时,可见光传输与照明设备融合,具有可灵活布局、快速接入等优点。下一步还需要研究降低LED的高频衰落对1PPS上升沿影响的方法,提升可见光时间同步的指标。