随着科学技术的发展，时间同步的需求越来越高，特别是在科学研究、现代高科技装备和系统中，时间的精确性及稳定性至关重要。在目前的多种时间传递方式中，基于光纤的时间传递具有高精度、高可靠、抗毁自愈能力强、长短距离均可等性能特点，它将成为未来高精度地面时间同步网络的主要发展趋势。本文通过探索和研究，对光纤双向时间比对系统进行了较详尽的分析，并对光纤链路中的时间码进行了设计与实现。主要工作可分为以下三点：（1）分析了目前的各种时间传递技术，对光纤时间传递技术的特点、优势及关键性问题作了较详尽的介绍，为后续时间同步系统的设计与实现奠定了理论基础。（2）针对光纤信号传递的高速率要求，在标准IRIG-B（DC）（IRIG,InterRange Instrumentation Group,是美国靶场司令委员会的下属机构，起源于军队靶场的时间同步，为国际上通用的标准时间码）码的基础上，提出了两种时码改进方案：压缩码元宽度方案IRIG-B（O）和FSK（Frequency-ShiftKeying）调制方案IRIG-B（FSK）。详细介绍了这两种方案的改进原理和FPGA(Field-Programmable Gate Array)实现方式，并在自制的FPGA开发板上进行了功能验证。（3）分析了光纤双向时间比对原理及系统误差，搭建光纤双向时间比对实验系统，对两种时码方案进行实验性能测试，并取得了良好的实验效果。两种方案在1m电缆和100km光纤两种传输链路条件下均可稳定精确地实现时间传递，精度保持在100ps以内。（4）最后对目前的工作进行了总结并对光纤时间传递的后续研究工作提出了展望。