随着社会的发展和科技的进步,社会各行业对时间频率的需求不断增加,如何将高基准的时间频率信号进行高精度、高稳定度的传递,受到了科研人员的重视。基于近些年光纤技术的蓬勃发展,光纤技术在时间频率领域得到了重视和发展,光纤可以高精度、高稳定度的传递时间频率信号。本文将按照三部分研究光纤在时间频率传递中的研究和应用,第一部分为光纤单向频率传递,将原子钟生成的5 MHz或10 MHz频率信号进行低成本、高稳定的传递,并对光纤单向频率传递系统的性能进行了评估。第二部分为光纤双向时间实时传递,基于当前光纤双向时间传递的现状,研发实时比对软件进行实时双向时间传递。第三部分为光纤远程时间频率溯源,基于光纤双向时间实时传递的基础上,将本地时间源高精度溯源至国家最高基准时间。文章的将按照以下四部分展开阐述:第一、介绍了时间频率以及时间频率传递的相关知识背景,介绍了光纤在时间频率领域中的应用。根据国内外光纤在时频领域中的研究现状,提出当前面临的问题和不足,以此提出本文研究重点和预实现效果。第二、由于当前光纤单向频率传递技术高昂成本或传递稳定度低,本文设计和实现了在低成本下将国家最高时间基准UTC(NIM)的频率信号通过100 km光纤上进行光纤单向频率传递,频率经过传递后频率稳定度为2.07×10-13/s和1.7×10-13/d。同时还对光纤单向频率传递系统中,由设备、光纤距离和温度对频率产生的干扰进行了测量和评估。第三、根据当前中国计量科学研究院(NationalInstitute of Metrology,NIM)双向时间传递系统现状,研发了双向实时比对软件。实时比对软件实现了光纤双向时间传递的数据实时处理和可视化,同时还增加了对光纤双向时间传递系统运行监测。通过将实时软件处理后的数据和原始数据进行比较,验证了实时比对软件处理数据的性能。通过共钟下将实时软件处理的数据和GNSS(Global Navigation Site System)共视比对结果相比较,验证了光纤双向时间传递具有精确、稳定的传递性能。第四、基于光纤双向时间传递的高精度、高稳定优点,设计和实现了光纤远程时间溯源。将光纤双向时间传递的结果通过PID驯服算法对待驯服时间源进行驯服,最后得到时差上下浮动1.5 ns以内和频率稳定度为1×10-16左右的溯源效果。