付永杰， 才 瀅

（1.北京理工大學(xué)機(jī)電動(dòng)態(tài)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；2.92493部隊(duì)89分隊(duì)，遼寧葫蘆島 125000）

光纖雙向時(shí)間傳遞的誤差分析

付永杰1，2， 才 瀅2

（1.北京理工大學(xué)機(jī)電動(dòng)態(tài)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；2.92493部隊(duì)89分隊(duì)，遼寧葫蘆島 125000）

介紹了光纖雙向時(shí)間傳遞的基本原理和系統(tǒng)組成，通過(guò)對(duì)信號(hào)傳輸鏈路分析，推導(dǎo)出了影響時(shí)間同步精度的誤差來(lái)源。詳細(xì)分析了來(lái)回光纖鏈路不對(duì)稱性、光器件處理、時(shí)間間隔測(cè)量等引入的誤差對(duì)時(shí)間同步精度的影響，從理論上計(jì)算出各項(xiàng)影響因素引入誤差的量值。提出了降低誤差、提高系統(tǒng)同步精度的方法。通過(guò)理論分析和計(jì)算得出光纖雙向時(shí)間傳遞系統(tǒng)同步精度可達(dá)亞納秒量級(jí)。

計(jì)量學(xué)；時(shí)間頻率；光纖雙向時(shí)間傳遞；誤差分析

1 引 言

精密的時(shí)間同步對(duì)于導(dǎo)航定位、航空航天、深空探測(cè)、物理研究、數(shù)字通信和軍事行動(dòng)等具有重要的意義。在對(duì)目標(biāo)精確打擊的行動(dòng)中，當(dāng)多個(gè)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)的探測(cè)系統(tǒng)、武器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)高度協(xié)同時(shí)，不同節(jié)點(diǎn)設(shè)備的頻率和時(shí)間統(tǒng)一非常關(guān)鍵，當(dāng)同步精度為100 ns時(shí)，定位誤差為30 m，當(dāng)同步精度為1 ns時(shí)，定位誤差為0.3 m。雙向時(shí)間傳遞方法是精度很高的時(shí)間同步方法，根據(jù)傳遞鏈路的不同，可以分為衛(wèi)星雙向時(shí)間傳遞（Two-way satellite time transfer，TWSTT）、微波雙向時(shí)間傳遞（Two-way microwave time transfer，TWMTT）和光纖雙向時(shí)間傳遞（Two-way optical fiber time transfer，TWOFTT）。對(duì)于衛(wèi)星雙向時(shí)間傳遞，其特點(diǎn)是可以在很遠(yuǎn)的距離上實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)間同步，但要求時(shí)間同步的站點(diǎn)位置固定，需要租用有精密星歷的通信衛(wèi)星，成本高，比對(duì)不能連續(xù)進(jìn)行［1～3］。微波雙向時(shí)間傳遞是利用微波視距鏈路進(jìn)行時(shí)間信號(hào)的傳遞，時(shí)間同步精度高，傳輸穩(wěn)定性好，系統(tǒng)建立和使用投入費(fèi)用比衛(wèi)星雙向時(shí)間傳遞和光纖雙向時(shí)間傳遞要低，但因其傳輸距離較短，只適用于視距距離內(nèi)，極大地限制了它的適用范圍［4］。

光纖雙向時(shí)間傳遞利用光纖鏈路進(jìn)行時(shí)間信號(hào)的傳遞，受外界環(huán)境的影響較小，損耗低，傳輸頻率的短期穩(wěn)定度較自由空間好，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，且可以利用已建成的光纖通信網(wǎng)絡(luò)，大大降低了成本，是具有高精度、高穩(wěn)定度、高可靠的一種時(shí)間傳遞技術(shù)。

2 光纖雙向時(shí)間傳遞原理

光纖雙向時(shí)間傳遞基本原理是［5］：A站將本地原子鐘的時(shí)間信號(hào)經(jīng)電／光轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，再經(jīng)光纖傳遞到B站，B站把接收到的光信號(hào)經(jīng)光／電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再與B站本地的原子鐘信號(hào)比較，從而測(cè)量A站傳到B站的時(shí)間信號(hào)傳遞時(shí)延。在A站發(fā)射信號(hào)的同時(shí)，B站以同樣方式發(fā)射信號(hào)被A站接收。通過(guò)兩站數(shù)據(jù)交換，獲得兩站原子鐘之間的高精度鐘差，方可進(jìn)行校準(zhǔn)，最終實(shí)現(xiàn)兩站的時(shí)間同步。在光纖雙向時(shí)間傳遞過(guò)程中，由于采用單纖雙向傳輸，來(lái)回光信號(hào)在同一根光纖中傳輸，在物理上克服了傳輸鏈路的不對(duì)稱性，故可用環(huán)路總時(shí)延的一半作為信號(hào)的單程傳輸時(shí)延。原理如圖1所示。

圖1 光纖雙向時(shí)間傳遞原理圖

光纖雙向時(shí)間傳遞A站和B站的時(shí)間比對(duì)關(guān)系表述為：

A站的計(jì)數(shù)器讀數(shù)：

B站的計(jì)數(shù)器讀數(shù)：式中：TTK表示K站的1PPS參考點(diǎn)的時(shí)間尺度；TIK表示K站時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器的讀數(shù)；TEOK表示電／光轉(zhuǎn)換器時(shí)延，包括調(diào)制解調(diào)器發(fā)射時(shí)延；TOEK表示光／電轉(zhuǎn)換器時(shí)延，包括調(diào)制解調(diào)器接收時(shí)延；TSOK表示光發(fā)送處理時(shí)延；TROK表示光接收處理時(shí)延；TAB表示A站到B站的光纖鏈路傳輸時(shí)延；TBA表示B站到A站的光纖鏈路傳輸時(shí)延。

兩站雙向時(shí)間傳遞的時(shí)延為：

式中：TIA－TIB為A站與B站時(shí)間間隔測(cè)量值；TEOA－TOEA為A站電／光和光／電轉(zhuǎn)換器時(shí)延；TEOB－TOEB為B站電／光和光／電轉(zhuǎn)換器時(shí)延；TSOA－TROA為A站光發(fā)、收時(shí)延；TSOB－TROB為B站光發(fā)、收時(shí)延；TAB－TBA為光纖鏈路傳輸時(shí)延。

3 傳遞系統(tǒng)的構(gòu)成

光纖雙向時(shí)間傳遞系統(tǒng)主要由原子鐘、光發(fā)送／接收模塊、波分復(fù)用模塊和時(shí)間間隔測(cè)量模塊等組成，見(jiàn)圖2。

圖2 光纖雙向時(shí)間傳遞系統(tǒng)組成圖

光纖雙向時(shí)間傳遞系統(tǒng)中，信號(hào)流程如下：原子鐘產(chǎn)生的1 PPS信號(hào)分成兩路，其中一路發(fā)送至光發(fā)送模塊，另外一路發(fā)送至?xí)r間間隔計(jì)數(shù)器作為開門信號(hào)計(jì)數(shù)。前者到達(dá)光發(fā)送模塊經(jīng)過(guò)電／光轉(zhuǎn)換和調(diào)制后，調(diào)制成波長(zhǎng)λ1的光信號(hào)，再經(jīng)波分復(fù)用（Wavelength division multiplexing，WDM）設(shè)備在光纖鏈路上進(jìn)行傳輸。在對(duì)方站，光信號(hào)經(jīng)WDM設(shè)備分離出來(lái)，經(jīng)光／電轉(zhuǎn)換，解調(diào)為1 PPS電信號(hào)。該信號(hào)輸入時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器作為關(guān)門信號(hào)終止計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。在A站進(jìn)行光纖雙向時(shí)間傳遞操作的同時(shí)，B站以也進(jìn)行同樣的操作，只是B站傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)為λ2，兩站地位相等，通過(guò)兩站的數(shù)據(jù)交換，完成整個(gè)雙向時(shí)間傳遞的技術(shù)操作全過(guò)程。光纖雙向時(shí)間傳遞是通過(guò)測(cè)量各定時(shí)信號(hào)（1 PPS信號(hào)）的發(fā)送和接收時(shí)刻，計(jì)算傳輸時(shí)延，進(jìn)一步計(jì)算出兩站鐘差，從而以一端鐘源為基準(zhǔn)調(diào)整另一站鐘源，使兩站鐘源同步。

4 誤差分析

由式（3）可知，在光纖雙向時(shí)間傳遞中，由于采用單纖雙向傳輸，來(lái)回光信號(hào)在同一根光纖中傳輸，在物理上克服了傳輸鏈路的不對(duì)稱性，使路徑的影響原則上大部分被抵消。但實(shí)際上由于來(lái)回鏈路上選用的波長(zhǎng)不等，光纖對(duì)不同波長(zhǎng)的折射率并不相同，影響了光纖雙向時(shí)間比對(duì)的精度。主要因素有：（1）來(lái)回光纖鏈路不對(duì)稱性。包括：色散特性引起的鏈路不對(duì)稱性和溫度引起的鏈路不對(duì)稱性；（2）光器件處理引入的誤差。包括：波長(zhǎng)不穩(wěn)定性引入的誤差和光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的時(shí)延抖動(dòng)引入誤差；（3）時(shí)間間隔測(cè)量引入的誤差等。

4.1 來(lái)回光纖鏈路不對(duì)稱性引入的誤差

4.1.1 色散特性引起的鏈路不對(duì)稱性

光纖色散的描述較為復(fù)雜，由于產(chǎn)生機(jī)理不同分為波長(zhǎng)色散和偏振模色散（PMD）。

偏振模色散是由光纖的雙折射現(xiàn)象引起的［6］。當(dāng)基模光束進(jìn)入光纖時(shí)會(huì)分化為兩個(gè)振動(dòng)方向互相垂直的極化模。通常這兩個(gè)極化模在光纖中傳播速率并不一致，如果光纖較長(zhǎng)，光纖所處的溫度、電磁場(chǎng)和應(yīng)力等外部環(huán)境變量的波動(dòng)都會(huì)引起PMD的變化。PMD的值與光束傳播方向相關(guān)，所以時(shí)間雙向傳遞不能有效抑制PMD，但是PMD理論值通常很小，在構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)可以選擇PMD值低的光纖，可以使由PMD引起時(shí)延誤差控制在幾ps到十幾ps量級(jí)。

光纖的波長(zhǎng)色散特性導(dǎo)致了光纖對(duì)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)會(huì)有不同的群速度vg和群時(shí)延τ，帶來(lái)了傳輸鏈路的不對(duì)稱性，該不對(duì)稱性與距離成正比，對(duì)系統(tǒng)的影響屬于偏差，可以用光纖的典型參數(shù)進(jìn)行估算和補(bǔ)償。設(shè)往返鏈路上的兩個(gè)光信號(hào)工作波長(zhǎng)分別為λ1和λ2，則這兩個(gè)光信號(hào)在同一根光纖上傳輸?shù)娜核俣炔煌謩e記為vg1和vg2。若已知vg1和vg2，則往返鏈路傳輸時(shí)延分別為TAB和TBA，設(shè)鏈路長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則：TAB＝L／vg2。用該式便可以計(jì)算出往返鏈路的傳輸時(shí)延，進(jìn)而可以計(jì)算出往返鏈路傳輸?shù)臅r(shí)延差：

因此，計(jì)算兩地鐘差首先要確定不同波長(zhǎng)的光信號(hào)在G.652光纖中的vg或者τ（τ＝1／vg）。群時(shí)延1／vg與波長(zhǎng)的關(guān)系如圖3所示［7］。由圖可知1 550 nm窗口任意工作波長(zhǎng)的群時(shí)延，表1列出了工作波長(zhǎng)λ1和λ2選擇不同值時(shí)傳輸1 000 km的群時(shí)延差和單程傳輸時(shí)延（表中所列數(shù)據(jù)為仿真值）。

圖3 G.652光纖中群時(shí)延τ與波長(zhǎng)λ的關(guān)系

表1 不同工作波長(zhǎng)傳輸1000km后的τd和TAB

由表1可知：在波長(zhǎng)1550nm附近，間隔0.4nm的兩個(gè)波長(zhǎng)傳輸1000 km后τd可達(dá)6.6 ns，即由傳輸鏈路不對(duì)稱性引入誤差達(dá)6.6 ns，這會(huì)對(duì)系統(tǒng)的同步精度帶來(lái)很大影響，為減小由于色散帶來(lái)的不對(duì)稱性對(duì)系統(tǒng)同步精度造成的影響，可以用光纖在所使用的工作波長(zhǎng)附近的典型色散系數(shù)進(jìn)行估算，兩波長(zhǎng)的時(shí)延差可以近似表示為：

式中：D（λ）為工作波長(zhǎng)附近的色散系數(shù)，Δλ為兩波長(zhǎng)間隔；L為光纖鏈路長(zhǎng)度。色散系數(shù)可以通過(guò)查表得出，光纖長(zhǎng)度可以使用光時(shí)域反射儀（OTDR）測(cè)定。

用估算的結(jié)果對(duì)線路傳輸時(shí)延的不對(duì)稱性進(jìn)行補(bǔ)償。例如：在1 550.12 nm波長(zhǎng)處的色散系數(shù)D（λ）為16.6 ps·km－1·nm－1，兩波長(zhǎng)間隔Δλ為0.4 nm，傳輸距離L為1 000 km，則：

該估算值與仿真結(jié)果基本吻合。利用該估算值進(jìn)行修正，不對(duì)稱性將降低到40 ps，則由于傳輸鏈路不對(duì)稱性引入誤差將降至20 ps。

所以可以用式（5）的估算修正法對(duì)由于光纖色散引起的傳輸鏈路不對(duì)稱性誤差進(jìn)行修正。目前商用OTDR的測(cè)量距離精度一般都能達(dá)到±1m，則由此測(cè)量不準(zhǔn)確度帶來(lái)的誤差為：

對(duì)于ns級(jí)的同步精度來(lái)說(shuō)此測(cè)量誤差可以忽略。

4.1.2 溫度引起的鏈路不對(duì)稱性

環(huán)境溫度變化會(huì)引起組成光纖的材料特性變化，從而導(dǎo)致光纖群折射率的變化。光纖的群折射率ng為［8，9］：

式中：neff為光纖的有效折射率；λ為傳輸光的波長(zhǎng)。

設(shè)光纖波長(zhǎng)在1550 nm處的折射率溫度系數(shù)為CT，CT＝0.811×10－5℃－1，則光纖的折射率為：

光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)，單位長(zhǎng)度光纖的群時(shí)延τ為：

式中c為真空中的光速。將式（6）和（7）帶入式（8）可得單位長(zhǎng)度光纖的群時(shí)延與溫度的變化關(guān)系為：

從A站到B站溫度帶來(lái)的傳輸時(shí)延變化為ΔτAB＝CTτAB，從B站到A站溫度帶來(lái)的傳輸時(shí)延變化為ΔτBA＝CTτBA，所以溫度變化引起往返時(shí)延差為：

可以根據(jù)溫度的變化估算出雙向傳輸時(shí)延差的實(shí)際值。以表1中的數(shù)據(jù)為例，間隔0.4 nm的兩個(gè)波長(zhǎng)傳輸1000 km后，它們的傳輸時(shí)延差可估算為6.6 ns，由式（11）得溫度變化增加的時(shí)延差為：

假設(shè)一年中的最大溫差為100℃，則在1000 km鏈路上造成的不對(duì)稱性變化為500 fs，對(duì)于ns量級(jí)的時(shí)間同步精度要求，此項(xiàng)誤差可以忽略不計(jì)，所以溫度變化對(duì)光纖傳輸鏈路的影響不敏感。但這并不等于說(shuō)光纖雙向時(shí)間傳遞系統(tǒng)沒(méi)有溫度影響。光纖本身受溫度變化的影響可以不考慮，但設(shè)備本身的溫度影響還是比較大的，當(dāng)設(shè)備放置標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，環(huán)境溫度控制較好時(shí)，兩設(shè)備溫度變化相差不大，溫度變化對(duì)傳輸時(shí)延可以不予考慮。

4.2 光器件處理引入的誤差

由式（3）可知，光器件的處理時(shí)延也是影響系統(tǒng)同步精度的一個(gè)重要因素。其中無(wú)源光器件的處理時(shí)延可以認(rèn)為是一個(gè)定值，它幾乎不帶來(lái)額外的時(shí)延抖動(dòng)，增加抖動(dòng)的光器件主要是有源光器件，即光源。光源引入的誤差根據(jù)產(chǎn)生的機(jī)理，主要分為兩個(gè)方面，一是激光器發(fā)光波長(zhǎng)不穩(wěn)定性引入的誤差，二是光器件在完成光信號(hào)和電信號(hào)的互換過(guò)程中會(huì)有一定的時(shí)延抖動(dòng)引入的誤差。

4.2.1 波長(zhǎng)不穩(wěn)定性的誤差

激光器的發(fā)光波長(zhǎng)與激光器的工作電流及工作溫度緊密相關(guān)。雖然可以通過(guò)電域中精密的工作電流和溫度控制來(lái)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)穩(wěn)定，但激光器的發(fā)光波長(zhǎng)仍然存在一定的抖動(dòng)。目前商用320 Gb／s密集波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）系統(tǒng)規(guī)定了光源的最大中心偏移為±0.1 nm［10］，則最壞情況下來(lái)回兩個(gè)波長(zhǎng)的間隔將增加0.2 nm，傳輸1 000 km色散導(dǎo)致的傳輸鏈路不對(duì)稱性將達(dá)到：16.6 ps· km－1·nm－1×0.2 nm×1 000 km＝3.32 ns，這將為系統(tǒng)帶來(lái)ns量級(jí)的同步誤差。

該誤差是隨機(jī)的，無(wú)法預(yù)知與補(bǔ)償。若要提高長(zhǎng)距離光纖時(shí)間同步系統(tǒng)的同步精度，必須對(duì)該誤差項(xiàng)進(jìn)行抑制?？刹扇〉囊种拼胧┲饕校阂皇强刂乒庠吹闹行牟ㄩL(zhǎng)，讓它盡可能的穩(wěn)定，該方法受光源的制造工藝等的限制，可能無(wú)法滿足要求；二是在線路中加光譜儀對(duì)線路中的光波長(zhǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，再利用監(jiān)測(cè)到的結(jié)果對(duì)時(shí)延量進(jìn)行實(shí)時(shí)的補(bǔ)償和控制。目前商用光譜儀的測(cè)量精度已經(jīng)可以達(dá)到2 pm，按此分辨率來(lái)進(jìn)行估算經(jīng)補(bǔ)償后激光器發(fā)光波長(zhǎng)不穩(wěn)定對(duì)系統(tǒng)同步精度帶來(lái)的誤差為：16.6 ps·km－1·nm－1×2 pm×1 000 km＝33.2 ps

4.2.2 光／電和電／光信號(hào)轉(zhuǎn)換的時(shí)延抖動(dòng)的誤差

時(shí)間信號(hào)由電信號(hào)經(jīng)激光器轉(zhuǎn)換成光信號(hào)需要一定的時(shí)間，這個(gè)時(shí)延稱為電光轉(zhuǎn)換時(shí)延，該時(shí)延有一定的抖動(dòng)范圍。以英國(guó)BOOKHAM公司的SFP激光器為例，其電／光和光／電轉(zhuǎn)換時(shí)延抖動(dòng)均值均為10×10－3碼元寬度，峰-峰值為70×10－3碼元寬度。如果信道中只傳送時(shí)頻中心發(fā)過(guò)來(lái)的10 MHz標(biāo)稱頻率和秒脈沖，則線路中的碼元速率為20×106bit／s，周期為50 ns，1×10－3碼元寬度就是50 ps，電光轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換的延時(shí)抖動(dòng)峰-峰值均將達(dá)到3.5 ns。該抖動(dòng)成為影響系統(tǒng)同步精度的因素之一。為減小該誤差抖動(dòng)，可以采取的辦法有兩種：一是提高電光轉(zhuǎn)換延時(shí)的穩(wěn)定性，此方法受光源的制造工藝的影響無(wú)法大幅度的提高性能；二是提高線路碼元速率，將碼元速率每提高一倍該抖動(dòng)將降低一半，例如將線路速率提高到2.5 ×109bit／s，一個(gè)1×10－3碼元寬度則降至0.4 ps，電光轉(zhuǎn)換的時(shí)延抖動(dòng)峰-峰將降低到28 ps，均值為4 ps，光／電和電／光轉(zhuǎn)換帶來(lái)的時(shí)延不穩(wěn)定性誤差約為5.6 ps。

4.3 時(shí)間間隔測(cè)量誤差

兩站之間的時(shí)差一般由高精度的時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器來(lái)完成，對(duì)于通常的計(jì)數(shù)器，如：安捷倫53132A，其測(cè)量誤差約為150 ps，而現(xiàn)代高精度計(jì)數(shù)器的測(cè)量精度已經(jīng)達(dá)到幾十ps量級(jí)。

5 減小誤差方法

通過(guò)上述誤差來(lái)源分析，對(duì)于系統(tǒng)誤差，可以通過(guò)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行修正減小誤差。如采用光學(xué)補(bǔ)償方法，該方法是采用雙混頻測(cè)量原理和全光學(xué)裝置，這種補(bǔ)償技術(shù)能夠達(dá)到亞皮秒量級(jí)；數(shù)字相位補(bǔ)償方法，該方法可將發(fā)射端信號(hào)和接收端信號(hào)的相位差減少到5°以內(nèi)，對(duì)于1GHz信號(hào)，最小延遲時(shí)間為14 ps。

時(shí)間間隔測(cè)量誤差是影響時(shí)間傳遞誤差的最主要因素。目前有多種高精度時(shí)間間隔測(cè)量方法，其中包括了模擬擴(kuò)展法、時(shí)間-幅度法、基于延時(shí)線環(huán)的DLL法和基于時(shí)-空關(guān)系的高分辨率短時(shí)間間隔測(cè)量方法等。利用上述方法，采用基本時(shí)差測(cè)量和初步測(cè)量相結(jié)合的測(cè)量技術(shù)，提高時(shí)間間隔測(cè)量精度。該方法通過(guò)基本時(shí)差測(cè)量，得到被測(cè)時(shí)差量的整數(shù)部分，零數(shù)時(shí)間取樣電路測(cè)得被測(cè)時(shí)差量的小數(shù)部分，測(cè)量分辨率可達(dá)到1 ps，測(cè)量精度優(yōu)于10 ps。

6 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)信號(hào)傳輸鏈路分析，得出影響時(shí)間同步精度的主要誤差因素。其中色散特性引起的鏈路不對(duì)稱性誤差和波長(zhǎng)不穩(wěn)定性引入的誤差是系統(tǒng)誤差，經(jīng)過(guò)修正和補(bǔ)償后可降低到幾十ps；光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的時(shí)延抖動(dòng)引入的誤差可以通過(guò)提高碼元速率的方法得到降低，碼元速率提高一倍后可降低到幾ps；溫度引起的鏈路不對(duì)稱性誤差約幾百fs，可以忽略不計(jì)；時(shí)間間隔測(cè)量通常采用高精度的時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器來(lái)完成時(shí)，引入誤差約一百多ps，它成為引起雙向時(shí)間傳遞系統(tǒng)誤差的最主要因素。若要想進(jìn)一步提高系統(tǒng)同步精度，需研制精密的時(shí)間間隔測(cè)量設(shè)備或測(cè)量模塊。

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Error Analysis of Two-way Optical Fiber Time Transfer

FU Yong-jie1，2， CAIYing2
（1.Science and Technology on Electormechanical Dynam ic Control Laboratory，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China； 2.Unit 92493 of PLA，Huludao，Liaoning 125000，China）

The basic principle and system composition of two-way optical fiber time transfer（TWOFTT）method is described.The factors influencing the synchronous precision are deduced through analysis of signal transfer link. Asymmetry error of signal two-way transfer link，optical device processing error and time interval measurement error are analyzed.Themagnitude ofeach error factor is calculated through theoreticalanalysis.Themethods for reducingevery error are proposed.The time synchronization precision of TWOFTT system can reach subnanosecond magnitude through theoretical analysis and calculation.

Metrology；Time and frequency；Two-way optical fiber time transfer；Error analysis

TB939

A

1000-1158（2014）03-0276-05

10．3969／j．issn．1000-1158．2014．03．17

2013-09-12；

2013-11-23

付永杰（1975－），女，遼寧凌源人，北京理工大學(xué)博士研究生，92493部隊(duì)高級(jí)工程師，主要從事時(shí)間頻率計(jì)量測(cè)試，兵器科學(xué)與技術(shù)研究。fuyj75＠163.com