RU2604852C1 - Device for time scales comparing and synchronizing - Google Patents

Device for time scales comparing and synchronizing Download PDF

Info

Publication number
RU2604852C1
RU2604852C1 RU2015131567/12A RU2015131567A RU2604852C1 RU 2604852 C1 RU2604852 C1 RU 2604852C1 RU 2015131567/12 A RU2015131567/12 A RU 2015131567/12A RU 2015131567 A RU2015131567 A RU 2015131567A RU 2604852 C1 RU2604852 C1 RU 2604852C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
splitter
generator
optical pulse
time
fiber optic
Prior art date
Application number
RU2015131567/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владимирович Прохоров
Олег Викторович Колмогоров
Сергей Сергеевич Донченко
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри")
Priority to RU2015131567/12A priority Critical patent/RU2604852C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2604852C1 publication Critical patent/RU2604852C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C11/00Synchronisation of independently-driven clocks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)

Abstract

FIELD: communication.
SUBSTANCE: invention relates to remote facilities time scales comparison and synchronizing devices using fibre-optic communication line, connecting facilities. Each facility contains events timers with time scale generating generator attached to them at first facility and intermediate generator at second facility, optical pulses receivers and computers. Second facility intermediate generator is connected to time scale generating generator and computer of this object. Optical pulse generators of both facilities are connected to inputs of corresponding splitters-couplers units. Splitters-couplers units include fibre-optic splitters, connected to fibre-optic couplers and splitters. Fibre-optic multiplexers are connected to inputs of optical pulses receivers and splitters, which are also connected with fiber optic communication line, connecting two remote facilities. Computers of both facilities are connected to time intervals information transmitting system, for example, Ethernet network, wireless network.
EFFECT: technical result is increased permissible distance between facilities, higher accuracy of comparing or synchronization, higher reliability and efficiency of communication.
1 cl, 2 dwg

Description

Известны способ и устройство синхронизации шкал времени между спутниками системы ГЛОНАСС с помощью межспутниковой лазерной навигационно-связной системы (В.В. Сумерин, А.А. Чубыкин, В.Д. Шаргородский. Межспутниковая лазерная навигационно-связная система, Вестник ГЛОНАСС, вып. 3 (7), 2012), между наземными пунктами с помощью встречной передачи меток времени в виде оптических импульсов по оптоволокну (М. Rost, D. Piester, W. Yang, Т. Feldmann, Т. Wübbena and A. Bauch. Time transfer through optical fibers over a distance of 73 km with an uncertainty below 100 ps. Submitted to Metrologia, August 2012); между наземными пунктами с помощью передачи оптических импульсов по оптоволокну с применением оптоволоконного шлейфа (М.А. Садовников, А.А. Федотов, В.Д. Шаргородский. Высокоточная односторонняя лазерная дальнометрия: состояние и перспективы применения в ГЛОНАСС, Труды Института прикладной астрономии РАН, вып. 23, 2012).A known method and device for synchronizing time scales between satellites of the GLONASS system using an inter-satellite laser navigation-connected system (VV Sumerin, A.A. Chubykin, VD Shargorodsky. Inter-satellite laser navigation-connected system, Vestnik GLONASS, vol. 3 (7), 2012), between ground stations using the on-time transmission of timestamps in the form of optical pulses along optical fiber (M. Rost, D. Piester, W. Yang, T. Feldmann, T. Wübbena and A. Bauch. Time transfer through optical fibers over a distance of 73 km with an uncertainty below 100 ps. Submitted to Metrologia, August 2012); between ground stations by transmitting optical pulses through an optical fiber using an optical fiber loop (M. A. Sadovnikov, A. A. Fedotov, V. D. Shargorodsky. High-precision single-sided laser ranging: state and prospects of application in GLONASS, Proceedings of the Institute of Applied Astronomy RAS , issue 23, 2012).

Также известен способ и устройство сравнения и синхронизации шкал времени удаленных наземных пунктов между наземными пунктами методом встречной передачи меток времени по оптоволокну (М. Rost, D. Piester, W. Yang, Т. Feldmann, Т. Wübbena and A. Bauch. Time transfer through optical fibers over a distance of 73 km with an uncertainty below 100 ps. Submitted to Metrologia, August 2012).Also known is a method and device for comparing and synchronizing time scales of remote ground points between ground points by the method of counter-transmitting time stamps over fiber (M. Rost, D. Piester, W. Yang, T. Feldmann, T. Wübbena and A. Bauch. Time transfer through optical fibers over a distance of 73 km with an uncertainty below 100 ps. Submitted to Metrologia, August 2012).

Устройство содержит на каждом пункте генераторы сигналов ведущей и ведомой шкал времени; модемы, преобразующие метки шкал времени в кодированный сигнал, передающие и приемные оптоволоконные модули, циркуляторы для передачи излученного оптического импульса в оптоволоконную линию и исключения попадания этого импульса в приемник данного пункта. Модемы каждого пункта обмениваются между собой кодированным информационным сигналом, в котором на определенной позиции отмечены метки времени. На основании обмена метками времени вычисляется задержка в оптоволоконной линии и вносится поправка в шкалу времени второго пункта относительно первого.The device contains at each point the signal generators of the master and slave time scales; modems that convert the labels of the time scales into an encoded signal, transmitting and receiving fiber optic modules, circulators for transmitting the emitted optical pulse to the fiber optic line and eliminating the ingress of this pulse into the receiver of this item. The modems of each point exchange among themselves a coded information signal in which time stamps are marked at a certain position. Based on the exchange of time stamps, the delay in the fiber optic line is calculated and a correction is made to the time scale of the second item relative to the first.

К достоинствам данного устройства-аналога относится то, что сравнение шкал времени производится с помощью одного оптического волокна, что исключает требование строгого равенства длин волокон, как в способах с применением нескольких волокон. К недостаткам данного устройства-аналога относится то, что производится кодирование метки времени в электрических цепях прибора, затем производится преобразование закодированных электрических импульсов в оптические, что повышает погрешность определения положения излучаемого оптического импульса в шкале времени соответствующего пункта.The advantages of this analog device include the fact that time scales are compared using one optical fiber, which eliminates the requirement of strict equality of fiber lengths, as in methods using multiple fibers. The disadvantages of this analog device include the fact that the timestamp is encoded in the electrical circuits of the device, then the encoded electrical pulses are converted to optical ones, which increases the error in determining the position of the emitted optical pulse in the time scale of the corresponding item.

Устройство синхронизации шкал времени между спутниками системы ГЛОНАСС с помощью межспутниковой лазерной навигационно-связной системы содержит на каждом спутнике стандарт времени и частоты, формирующий шкалу времени спутника; лазерный передатчик, излучающий оптические импульсы; передающий телескоп; таймер событий, фиксирующий время излучения импульсов со спутника и времени приема импульсов со второго спутника; приемник лазерных импульсов; дополнительный канал информации для передачи данных о времени прихода импульсов в шкале времени каждого из спутника на другой спутник.The device for synchronizing time scales between GLONASS satellites using an inter-satellite laser navigation-connected system contains a time and frequency standard on each satellite, forming a satellite time scale; a laser transmitter emitting optical pulses; transmitting telescope; an event timer recording the time of emission of pulses from a satellite and the time of reception of pulses from a second satellite; laser pulse receiver; an additional channel of information for transmitting data on the time of arrival of pulses in the time scale of each satellite to another satellite.

Основное достоинство межспутниковой лазерной навигационно-связной системы состоит в том, что в нем исключается необходимость использования данных о длине трассы прохождения сигнала. Поэтому его точность в основном зависит от технических параметров передатчиков и приемников, аппаратуры измерения временных интервалов.The main advantage of the inter-satellite laser navigation and communications system is that it eliminates the need for data on the length of the signal path. Therefore, its accuracy mainly depends on the technical parameters of transmitters and receivers, equipment for measuring time intervals.

При использовании в наземных условиях основным недостатком этого устройства является то, что средой передачи оптических импульсов служит атмосфера. Изменение прозрачности атмосферы приводит к значительным перепадам уровня мощности принимаемых сигналов, что снижает точность привязки времени приема импульсов к шкалам времени. При определенном уровне затухания мощности сигналов в атмосфере работа устройства становится невозможной. При этом длительность таких периодов неработоспособности в условиях РФ может составлять многие сутки.When used in terrestrial conditions, the main disadvantage of this device is that the atmosphere serves as the transmission medium for optical pulses. A change in the transparency of the atmosphere leads to significant differences in the power level of the received signals, which reduces the accuracy of the timing of the reception of pulses to time scales. At a certain level of attenuation of signal power in the atmosphere, the operation of the device becomes impossible. Moreover, the duration of such periods of inoperability in the Russian Federation can be many days.

Локальные флуктуации плотности воздуха при любых погодных условиях также приводят к изменению уровня мощности принимаемых сигналов, для борьбы с этим приходится применять дорогостоящие приемные и передающие телескопы с максимально большими апертурами.Local fluctuations in air density under any weather conditions also lead to a change in the power level of the received signals; to combat this, one has to use expensive receiving and transmitting telescopes with the largest apertures.

Также известен способ и устройство сравнения и синхронизации шкал времени между наземными пунктами с помощью системы одно- и двухсторонних сравнений шкал времени (С.С. Донченко, О.В. Колмогоров, Д.В. Прохоров. Система одно- и двухсторонних сравнений шкал времени. Измерительная техника, №1, 2015, Патент РФ №2547662 Способ сличения шкал времени и устройство для его осуществления).Also known is a method and device for comparing and synchronizing time scales between ground points using a system of one- and two-way timeline comparisons (S. S. Donchenko, OV Kolmogorov, D.V. Prokhorov. System of one-and two-way timeline comparisons Measuring equipment, No. 1, 2015, RF Patent No. 2547662 Method for comparing time scales and a device for its implementation).

Устройство содержит на одном из пунктов импульсный генератор, передающий модуль, блок разветвителей-объединителей, фотоприемный модуль, таймер событий, компьютер, промежуточный генератор; на втором пункте полупрозрачное зеркало, фотоприемный модуль, таймер событий, компьютер.The device comprises, at one of the points, a pulse generator, a transmitting module, a combiner splitter unit, a photodetector module, an event timer, a computer, an intermediate generator; at the second point, a translucent mirror, a photodetector module, an event timer, a computer.

К достоинствам данного устройства относится то, что сравнение шкал времени производится с помощью одного оптического волокна, и то, что с помощью блока разветвителей-объединителей производится привязка оптических, а не электрических импульсов к соответствующей шкале времени, что исключает влияние погрешностей в канале шкала времени - оптический импульс. Недостатком данного устройства является то, что используется частично отраженный со второго объекта импульс, имеющий меньшую амплитуду по сравнению с излученным импульсом, т.е. уменьшение амплитуды импульса из-за отражения и потерь в линии значительно снижает допустимое расстояние между пунктами.The advantages of this device include the fact that time scales are compared using one optical fiber, and that optical and not electrical pulses are linked to the corresponding time scale using the combiner-splitter unit, which eliminates the influence of errors in the channel time scale - optical pulse. The disadvantage of this device is that it uses a pulse partially reflected from the second object, which has a smaller amplitude compared to the emitted pulse, i.e. a decrease in the amplitude of the pulse due to reflection and losses in the line significantly reduces the allowable distance between points.

Достигаемым техническим результатом при использовании заявленного устройства является повышение допустимого расстояния между объектами за счет применения передающих модулей на каждом объекте, повышение точности сравнения или синхронизации за счет применения сигналов в оптическом диапазоне и прямой привязки оптических импульсов к шкалам времени, увеличение надежности и оперативности за счет применения оптоволоконной линии связи, а также возможность сравнения или синхронизации шкал времени с использованием только одного оптического волокна произвольной длины, в т.ч. «темного» волокна, арендуемого у операторов общедоступных сетей связи.Achievable technical result when using the claimed device is to increase the permissible distance between the objects through the use of transmitting modules at each object, to increase the accuracy of comparison or synchronization through the use of signals in the optical range and direct reference of optical pulses to time scales, to increase reliability and efficiency through the use of fiber-optic communication line, as well as the ability to compare or synchronize time scales using only one optical th fiber of arbitrary length, including "Dark" fiber rented from operators of publicly available communication networks.

Данный технический результат достигается за счет того, что устройство для сравнения и синхронизации шкал времени удаленных объектов, состоящее из двух составных частей, размещенных на удаленных друг от друга объектах, содержит на первом объекте таймер событий, присоединенные к нему генератор формирования шкалы времени этого объекта, приемник оптических импульсов и компьютер. Генератор оптических импульсов первого объекта подключен к входу блока разветвителей-объединителей, который состоит из оптоволоконного разветвителя, соединенного с оптоволоконным объединителем и разветвителем, при этом оптоволоконный объединитель соединен с входом приемника оптических импульсов и разветвителем, который также соединен с оптоволоконной линией связи, связывающей два удаленных объекта. Второй объект также включает в себя таймер событий, присоединенные к нему промежуточный генератор, к которому подключен генератор формирования шкалы времени второго объекта, приемник оптических импульсов и компьютер, связанный с промежуточным генератором. Генератор оптических импульсов второго объекта подключен к входу блока разветвителей-объединителей второго объекта, который состоит из оптоволоконного разветвителя, соединенного с оптоволоконным объединителем и разветвителем, при этом оптоволоконный объединитель соединен с входом приемника оптических импульсов и разветвителем, который соединен также с оптоволоконной линией связи, связывающей объекты. Компьютеры обоих объектов подключены к системе передачи информации о временных интервалах (например, сеть Ethernet, беспроводная сеть или др.).This technical result is achieved due to the fact that the device for comparing and synchronizing time scales of distant objects, consisting of two components located on objects distant from each other, contains an event timer on the first object, and a generator for generating a time scale for this object attached to it, optical pulse receiver and computer. The optical pulse generator of the first object is connected to the input of the combiner splitter unit, which consists of a fiber optic splitter connected to a fiber optic combiner and splitter, while the fiber optic combiner is connected to the input of the optical pulse receiver and splitter, which is also connected to a fiber optic communication line connecting two remote object. The second object also includes an event timer, an intermediate generator connected to it, to which a second time scale generator, an optical pulse receiver, and a computer connected to the intermediate generator are connected. The optical pulse generator of the second object is connected to the input of the unit of splitter-combiners of the second object, which consists of a fiber optic splitter connected to the fiber optic combiner and splitter, while the fiber optic combiner is connected to the input of the optical pulse receiver and splitter, which is also connected to the fiber optic communication line connecting objects. Computers of both objects are connected to a system for transmitting information about time intervals (for example, an Ethernet network, a wireless network, etc.).

Особенностью и преимуществом указанного устройства является то, что при определении расхождения шкал времени время задержки в оптоволоконной линии связи алгоритмически исключается; а также то, что с помощью блока разветвителей-объединителей производится привязка оптических, а не электрических импульсов к соответствующим шкалам времени, что исключает влияние погрешностей в канале шкала времени - оптический импульс; а также то, что на каждом объекте исходящие и приходящие импульсы принимаются одним и тем же фотоприемным устройством, что алгоритмически исключает неисключенную систематическую погрешность канала фотоприемник - таймер событий.A feature and advantage of this device is that when determining the discrepancy of the time scales, the delay time in the fiber optic communication line is algorithmically excluded; as well as the fact that using the unit of splitter-combiners, optical rather than electrical impulses are linked to the corresponding time scales, which eliminates the influence of errors in the channel time scale - optical pulse; as well as the fact that at each object, outgoing and incoming pulses are received by the same photodetector, which algorithmically eliminates the inevitable systematic error of the photodetector channel - the event timer.

Изобретения поясняются чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена схема устройства для сравнения и синхронизации шкал времени удаленных объектов с автоматическим сравнением и синхронизацией шкал времени;In FIG. 1 is a diagram of a device for comparing and synchronizing time scales of remote objects with automatic comparison and synchronization of time scales;

на фиг. 2 представлена временная диаграмма работы устройства, где 1 и 2 шкалы времени первого и второго объектов соответственно, t1 и t2 секундные метки шкал времени первого и второго объектов соответственно.in FIG. 2 shows a time diagram of the operation of the device, where 1 and 2 are the time scales of the first and second objects, respectively, t 1 and t are 2 second markers of the time scales of the first and second objects, respectively.

На фиг. 1 показана схема устройства для сравнения и синхронизации шкал времени удаленных объектов, которое содержит на первом объекте таймер событий 1, присоединенные к нему генератор 2 формирования шкалы времени этого объекта, приемник 3 оптических импульсов, компьютер 4. Генератор 5 оптических импульсов на первом объекте подключен к входу блока разветвителей-объединителей 6. Блок разветвителей-объединителей 6 состоит из оптоволоконного разветвителя 7, соединенного с оптоволоконным объединителем 8 и разветвителем 9, при этом оптоволоконный объединитель 8 соединен с входом приемника 3 оптических импульсов и разветвителем 9, который соединен также с оптоволоконной линией связи 10, которая соединяет два удаленных объекта. Компьютер 4 подключен к системе передачи информации о временных интервалах 11 (например, сеть Ethernet, беспроводная сеть или др.), соединенной с компьютерами 4 и 12 первого и второго объектов для вычисления расхождения шкал времени объектов.In FIG. 1 shows a diagram of a device for comparing and synchronizing the time scales of distant objects, which contains an event timer 1 on the first object, a generator 2 for generating a time scale for this object, an optical pulse receiver 3, a computer 4. An optical pulse generator 5 on the first object is connected to the input of the combiner splitter block 6. The combiner splitter block 6 consists of a fiber optic splitter 7 connected to a fiber optic combiner 8 and a splitter 9, while the fiber optic splice Nitel 8 is connected to the input of the receiver 3 and the optical pulse splitter 9 which is also connected to a fiber optic communication line 10, which connects two remote object. Computer 4 is connected to a system for transmitting information about time intervals 11 (for example, an Ethernet network, a wireless network, etc.) connected to computers 4 and 12 of the first and second objects to calculate the discrepancy of the time scales of the objects.

Второй объект содержит таймер событий 13, присоединенные к нему промежуточный генератор 14, приемник оптических импульсов 15, компьютер 12. Генератор оптических импульсов 16 на втором объекте подключен к входу блока разветвителей-объединителей 17. Блок разветвителей-объединителей 17 состоит из оптоволоконного разветвителя 18, соединенного с оптоволоконным объединителем 19 и разветвителем 20, при этом оптоволоконный объединитель 19 соединен с входом приемника оптических импульсов 15 и разветвителем 20, который соединен также с оптоволоконной линией связи 10, которая соединяет два удаленных объекта. Компьютер 12 подключен к системе передачи информации о временных интервалах 11 и промежуточному генератору 14, к которому подключен генератор формирования шкалы времени второго объекта 21.The second object contains an event timer 13 connected to it by an intermediate generator 14, an optical pulse receiver 15, a computer 12. An optical pulse generator 16 at the second object is connected to the input of the combiner couplers 17. The combiner couplers 17 consists of a fiber optic coupler 18 connected with a fiber optic combiner 19 and a splitter 20, while the fiber optic combiner 19 is connected to the input of the optical pulse receiver 15 and a splitter 20, which is also connected to the fiber optic line th connection 10 which connects two remote object. The computer 12 is connected to a system for transmitting information about time intervals 11 and an intermediate generator 14, to which a generator for generating a time scale of the second object 21 is connected.

Устройство в соответствии с фиг. 1 работает следующим образом.The device according to FIG. 1 works as follows.

На первом объекте оптический импульс с генератора оптических импульсов 5 поступает на вход блока разветвителей-объединителей 6, проходит через разветвитель 7, некоторая часть мощности оптического импульса через объединитель 8 поступает в приемник 3 оптических импульсов первого объекта, основная часть мощности импульса через разветвитель 9 поступает в оптоволоконную линию связи 10. Электрический сигнал с приемника 3 оптических импульсов поступает в таймер событий 1, который фиксирует момент излучения оптического импульса t1 в шкале времени первого объекта, сформированной генератором 2 сигнала 1 PPS, секундные метки которого поступают в таймер событий 1. Информация о моменте излучения оптического импульса t1 поступает в компьютер 4, который по системе передачи информации 11, например сети Ethernet, беспроводной сети связи или другой, направляет данные о значении t1 в компьютер 12 второго объекта.At the first object, the optical pulse from the optical pulse generator 5 is fed to the input of the splitter-combiner unit 6, passes through the splitter 7, some of the optical pulse power through the combiner 8 is fed to the optical pulse receiver 3 of the first object, the main part of the pulse power through the splitter 9 is supplied to optical fiber link 10. An electrical signal from the receiver 3 enters the optical pulse event timer 1, which fixes the time of the optical pulse emission t 1 to time scale a first object formed by two signal generator 1 PPS, second mark which receives the event timer 1. Information on an optical pulse emission instant t 1 is supplied to the computer 4, which information transmission system 11, such as Ethernet or wireless network connection or another, sends data on the value of t 1 in the computer 12 of the second object.

Оптический импульс, пришедший по оптоволоконной линии связи на второй объект через разветвитель 20 и объединитель 19 блока разветвителей-объединителей 17, поступает в приемник оптических импульсов 15 второго объекта, который преобразует его в электрический сигнал, поступающий в таймер событий 13. Также в таймер событий 13 поступает сигнал 1 PPS с промежуточного генератора 14, что позволяет определить время τ1 прихода оптического импульса в шкале времени второго объекта, формируемой генератором 21 и промежуточным генератором 14. Информация о моменте прихода оптического импульса τ1 направляется в компьютер 12 второго объекта.An optical pulse arriving via a fiber-optic communication line to a second object through a splitter 20 and a combiner 19 of a splitter-combiner unit 17 is supplied to the optical pulse receiver 15 of the second object, which converts it into an electrical signal that is received in the event timer 13. Also in the event timer 13 a signal 1 PPS is received from the intermediate generator 14, which makes it possible to determine the time τ 1 of the arrival of the optical pulse in the time scale of the second object formed by the generator 21 and the intermediate generator 14. Information about the moment those of the arrival of the optical pulse τ 1 is sent to the computer 12 of the second object.

На втором объекте оптический импульс с генератора оптических импульсов 16 поступает на вход блока разветвителей-объединителей 17, проходит через разветвитель 18, некоторая часть мощности оптического импульса через объединитель 19 поступает в приемник оптических импульсов 15 второго объекта, основная часть мощности импульса через разветвитель 20 поступает в оптоволоконную линию связи 10. Электрический сигнал с приемника оптических импульсов 15 поступает в таймер событий 13, который фиксирует момент излучения оптического импульса t2 в шкале времени второго объекта, сформированной генератором 21 и промежуточным генератором сигнала 1 PPS 14, секундные метки которого поступают в таймер событий 13. Информация о моменте излучения оптического импульса t2 c таймера событий 13 поступают в компьютер 12 второго объекта.At the second object, the optical pulse from the optical pulse generator 16 is fed to the input of the splitter-combiner unit 17, passes through the splitter 18, some part of the optical pulse power through the combiner 19 goes to the optical pulse receiver 15 of the second object, the main part of the pulse power through the splitter 20 is supplied to optical fiber link 10. An electrical signal from the receiver 15 receives the optical pulse in the event the timer 13, which fixes the time of emission of the optical pulse t 2 to scale vr Meni second object formed by the generator 21 and the intermediate signal generator 1 PPS 14, second label that emits a timer events 13. Information about the moment of emission of the optical pulse t 2 c 13 event timer in computer 12 receives the second object.

Оптический импульс, пришедший по оптоволоконной линии связи со второго на первый объект через разветвитель 9 и объединитель 8 блока разветвителей-объединителей 6, поступает в приемник оптических импульсов 3 первого объекта, который преобразует его в электрический сигнал, поступающий в таймер событий 1, который определяет время τ2 прихода оптического импульса в шкале времени первого объекта. Информация о моменте прихода оптического импульса τ2 поступает в компьютер 4 и по системе передачи информации 11 направляется в компьютер 12 второго объекта.An optical pulse arriving via a fiber-optic communication line from the second to the first object through a splitter 9 and a combiner 8 of the splitter-combiner unit 6 is supplied to the optical pulse receiver 3 of the first object, which converts it into an electrical signal, which is received in the event timer 1, which determines the time τ 2 arrival of the optical pulse in the time scale of the first object. Information about the moment of arrival of the optical pulse τ 2 enters the computer 4 and through the information transmission system 11 is sent to the computer 12 of the second object.

За время цикла сравнения шкал времени с учетом различной частоты генерации импульсов или их длительности на каждом из объектов с помощью программного обеспечения определяется с какого объекта, своего или противоположного, поступил данный импульс.During the cycle of comparing time scales, taking into account the different frequency of generation of pulses or their duration at each of the objects using software, it is determined from which object, one or the other, this pulse arrived.

На основании данных о значениях t1, t2, τ1, τ2 определяют расхождение шкал времени удаленных объектов Δt по формуле:Based on the data on the values of t 1 , t 2 , τ 1 , τ 2 determine the discrepancy of the time scales of distant objects Δt by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где t1 - измеренное время излучения оптического импульса с первого объекта в шкале времени первого объекта,where t 1 is the measured radiation time of the optical pulse from the first object in the time scale of the first object,

t2 - измеренное время излучения оптического импульса со второго объекта в шкале времени второго объекта,t 2 is the measured radiation time of the optical pulse from the second object in the time scale of the second object,

τ1 - измеренное время прихода оптического импульса с первого объекта на второй объект в шкале времени второго объекта,τ 1 is the measured time of arrival of the optical pulse from the first object to the second object in the time scale of the second object,

τ2 - измеренное время прихода оптического импульса со второго объекта на первый объект в шкале времени первого объекта.τ 2 is the measured time of arrival of the optical pulse from the second object to the first object in the time scale of the first object.

Компьютер 12 вырабатывает управляющий сигнал, по которому промежуточный генератор 14 синхронизирует шкалу времени второго объекта со шкалой времени первого.The computer 12 generates a control signal, according to which the intermediate generator 14 synchronizes the time scale of the second object with the time scale of the first.

Усреднение данных за время цикла сравнения по каждой паре импульсов обеспечивает повышение точности сравнения и синхронизации.Averaging the data during the comparison cycle for each pair of pulses provides an increase in the accuracy of comparison and synchronization.

Временная диаграмма работы устройства показана на фиг. 2, где 1 и 2 - шкала времени первого и второго объектов соответственно, t1 и t2 - секундные метки 1 PPS шкал времени первого и второго объектов соответственно.A timing diagram of the operation of the device is shown in FIG. 2, where 1 and 2 are the time scales of the first and second objects, respectively, t 1 and t 2 are second-time marks 1 PPS of the time scales of the first and second objects, respectively.

Claims (1)

Устройство для сравнения и синхронизации шкал времени удаленных объектов, состоящее из двух составных частей, размещенных на удаленных друг от друга объектах, содержащее на первом объекте таймер событий, присоединенные к нему генератор формирования шкалы времени этого объекта, приемник оптических импульсов и компьютер, генератор оптических импульсов первого объекта, подключенный к входу блока разветвителей-объединителей, который состоит из оптоволоконного разветвителя, соединенного с оптоволоконным объединителем и разветвителем, при этом оптоволоконный объединитель соединен с входом приемника оптических импульсов и разветвителем, который соединен с оптоволоконной линией связи, связывающей два удаленных объекта, второй объект включает в себя таймер событий, присоединенные к нему промежуточный генератор, к которому подключен генератор формирования шкалы времени второго объекта, приемник оптических импульсов и компьютер, связанный с промежуточным генератором, генератор оптических импульсов второго объекта, подключенный к входу блока разветвителей-объединителей второго объекта, который состоит из оптоволоконного разветвителя, соединенного с оптоволоконным объединителем и разветвителем, при этом оптоволоконный объединитель соединен с входом приемника оптических импульсов и разветвителем, который соединен с оптоволоконной линией связи, связывающей объекты, при этом компьютеры обоих объектов подключены к системе передачи информации о временных интервалах, например сети Ethernet, беспроводной сети. A device for comparing and synchronizing time scales of distant objects, consisting of two components located on objects distant from each other, containing an event timer on the first object, the generator for generating the time scale of this object, an optical pulse receiver and a computer, an optical pulse generator the first object connected to the input of the combiner splitter unit, which consists of a fiber optic splitter connected to a fiber optic combiner and splitter, p and this fiber optic combiner is connected to the input of the optical pulse receiver and a splitter that is connected to the fiber optic communication line connecting the two remote objects, the second object includes an event timer, an intermediate generator connected to it, to which the time scale generator of the second object is connected, the receiver optical pulses and a computer connected to the intermediate generator, the optical pulse generator of the second object, connected to the input of the combiner splitter block the second object, which consists of a fiber optic splitter connected to a fiber optic combiner and splitter, the fiber combiner connected to the input of the optical pulse receiver and a splitter that is connected to the fiber optic communication line connecting the objects, while the computers of both objects are connected to the information transmission system About time intervals, such as Ethernet, wireless.
RU2015131567/12A 2015-07-30 2015-07-30 Device for time scales comparing and synchronizing RU2604852C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015131567/12A RU2604852C1 (en) 2015-07-30 2015-07-30 Device for time scales comparing and synchronizing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015131567/12A RU2604852C1 (en) 2015-07-30 2015-07-30 Device for time scales comparing and synchronizing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2604852C1 true RU2604852C1 (en) 2016-12-10

Family

ID=57776877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015131567/12A RU2604852C1 (en) 2015-07-30 2015-07-30 Device for time scales comparing and synchronizing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2604852C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2647650C1 (en) * 2017-05-22 2018-03-16 Акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" System of synchronization of spatially separated objects
RU2662175C1 (en) * 2017-08-15 2018-07-24 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Device for time scale comparing
RU2664825C1 (en) * 2017-10-10 2018-08-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Method of synchronization or comparison of time scales and device for its implementation (options)
RU2715492C1 (en) * 2019-08-20 2020-02-28 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") System of one- and two-side comparisons of time scales with an echo generator
RU2745383C1 (en) * 2020-07-17 2021-03-24 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") System of one- and two-sided comparison of time scales with distributed amplification based on effect of forced combinational scattering
RU2766058C1 (en) * 2021-04-29 2022-02-07 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") System of counter-comparison of time scales with distributed amplification based on stimulated raman scattering effect
RU2792720C1 (en) * 2022-10-12 2023-03-23 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Method for synchronizing timelines in a radio network

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2040035C1 (en) * 1993-02-22 1995-07-20 Евгений Львович Гуревич Timepiece synchronization method
RU2301437C1 (en) * 2005-12-09 2007-06-20 Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук Mode of comparison of time scale
RU2389054C1 (en) * 2009-02-24 2010-05-10 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН Method for collation of time scales and device for its implementation
RU2547662C1 (en) * 2013-12-30 2015-04-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Method of comparison of time scales and device for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2040035C1 (en) * 1993-02-22 1995-07-20 Евгений Львович Гуревич Timepiece synchronization method
RU2301437C1 (en) * 2005-12-09 2007-06-20 Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук Mode of comparison of time scale
RU2389054C1 (en) * 2009-02-24 2010-05-10 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН Method for collation of time scales and device for its implementation
RU2547662C1 (en) * 2013-12-30 2015-04-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Method of comparison of time scales and device for its implementation

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2647650C1 (en) * 2017-05-22 2018-03-16 Акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" System of synchronization of spatially separated objects
RU2662175C1 (en) * 2017-08-15 2018-07-24 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Device for time scale comparing
RU2664825C1 (en) * 2017-10-10 2018-08-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Method of synchronization or comparison of time scales and device for its implementation (options)
RU2715492C1 (en) * 2019-08-20 2020-02-28 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") System of one- and two-side comparisons of time scales with an echo generator
RU2745383C1 (en) * 2020-07-17 2021-03-24 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") System of one- and two-sided comparison of time scales with distributed amplification based on effect of forced combinational scattering
RU2766058C1 (en) * 2021-04-29 2022-02-07 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") System of counter-comparison of time scales with distributed amplification based on stimulated raman scattering effect
RU2792720C1 (en) * 2022-10-12 2023-03-23 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Method for synchronizing timelines in a radio network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2604852C1 (en) Device for time scales comparing and synchronizing
RU2547662C1 (en) Method of comparison of time scales and device for its implementation
CN102271019B (en) The chronometer time transmission undertaken by optical fiber
CN105634643B (en) A kind of optical fiber time Frequency Transfer method, apparatus and system based on two-way spread spectrum ranging
WO2018040582A1 (en) High precision and long distance distributed optical fiber time transmission method and system
US11196533B2 (en) Time synchronization system and time synchronization method
CN106506106B (en) High-precision time frequency source based on optical fiber time transmission
CN109565344B (en) System and method for determining propagation delay
Smotlacha et al. Two-way optical time and frequency transfer between IPE and BEV
CN103293947A (en) Satellite-ground laser time comparison system
CN111869280B (en) Method and device for synchronously positioning network
RU2662175C1 (en) Device for time scale comparing
Zhang et al. High-precision ultralong distance time transfer using single-fiber bidirectional-transmission unidirectional optical amplifiers
Zuo et al. Multiple-node time synchronization over hybrid star and bus fiber network without requiring link calibration
CN112702134A (en) Bidirectional time synchronization device, system and method
CN110971333B (en) Two-way time synchronization system and method based on free space laser communication
CN110061794A (en) A kind of time dissemination system and method
CN208971520U (en) A kind of measuring system of transmission fiber delay
CN103592625B (en) Based on the distributed Time-difference receiver system of photoelectric technology
US8576388B2 (en) Optical differential delay tester
JP6823568B2 (en) Time management device, reference time management system, and reference time management method
Smotlacha et al. Optical link time transfer between IPE and BEV
RU2745383C1 (en) System of one- and two-sided comparison of time scales with distributed amplification based on effect of forced combinational scattering
Wu et al. A round-trip fiber-optic time transfer system using bidirectional TDM transmission
RU2715492C1 (en) System of one- and two-side comparisons of time scales with an echo generator