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高精度时频传递系统在深空探测、甚长基线干涉(VLBI)和计量学等领域有非常重要的应用。基于卫星的时频传递系统，例如全球卫星定位系统和卫星双向时频比对，它们的时频传递精度已经不能满足这些领域中越来越高的应用需求。而光纤的高带宽、低损耗和抗干扰等特性，使其成为一种新的时频传递的介质，并受到研究人员的关注。基于光纤的时频传递精度也获得了显著地提高。在许多应用领域，例如甚长基线干涉，深空探测和导航等领域，多基站的时钟同步是一种基本应用需求。这需要准确地获得两地之间的信号传输时延，而单一的频率传递系统无法满足这一需求。因此光纤时间频率同时传递系统越来越受到学者的关注，并在近些年得到了迅速的发展。与频率信号相似，时间信号在光纤中传递的过程中，同样受到光纤周围环境温度和振动的影响，因此在时间传递的过程巾同样需要补偿传输时延的波动。本文面向光纤时间频率同时传递的应用需求，针对时频同时传递系统存在的时频信号的串扰、时频信号的同时补偿等问题提出了基于波分复用和光学补偿技术的时间频率同时传递系统。 本研究主要内容包括：⑴提出了基于波分复用和光学补偿的时频传递系统，并实验验证了系统的传递性能。该系统本地频率传递稳定度达到1.7×10-14@1 s，7.1×10-18@104 s。远地频率频率传递稳定度为1.8×10-14@1 s，2.0×10-17@104s;对于传递的时间信号来说，平均时间400 s后，本地还回的时间信号的稳定度达到了2.6 ps，远地端的时间信号稳定度达到了1.3ps。⑵针对时频传递系统中的时间同步需求，提出了时间同步理论和时间同步校准方案，并进行了实验验证。实验结果证明，两地的时间信号同步精度可以达到1.6ps。⑶研制了应用于秒脉冲(1PPS)传递的电光调制器偏置点控制系统，将调制器的偏置点控制在传输曲线的最低点和正斜率正交点之间，通过测量1PPS信号的低电平电压值的波动情况来反馈控制调制器的偏置点。实验验证，当1PPS传输稳定度在平均时间1s时，时间稳定度为17 ps，在平均时间为104 s时，时间稳定度为1.7ps。该系统稳定性呢优于商用微扰法的偏置控制系统。⑷研制了基于TDC-GPX芯片的精密时延测量系统，并研究了40MHz外接高稳定时钟系统，对该时延测量系统进行了系统性能验证，实验证明该系统时延测量分辨率可以达到10ps，测量精度小于100ps。⑸研制了光纤时频传递系统的工程样机，并在北京某处的城市光纤网络中实现了三点的时频同步，将中心站氢钟的10MHz频率信号和1PPS信号传递到两个光纤距离为14km和110km的远地站点。实验中，14km链路经过补偿之后的频率稳定度为3.0×10-14@1s，1.4×10-17@104s，与此同时，110km链路的频率稳定度经过补偿之后达到8.3×10-14@1 s，1.7×10-17@104s。两条链路1PPS往返传递的时间稳定度在平均时间为1000s时达到了6.9ps。实验中还进行了时间信号同步实验，理论计算两个远地端与本地的时间同步精度分别达到了12.3ps(14km)和13.1ps(110km)。最后，通过搬运钟实验验证的时频同步性能。⑹在苏州、无锡和常州三地280km的光纤链路中进行了目前国内已知最长距离的射频时频同传实验。实际测试中，远地端频率传递稳定度达到了4.0×10-14@1 s，7.3×10-18@105s，本次实验准确地验证了远地端的时间同步精度达到了28ps。⑺对基于伪随机码扩频传输的时间信号传递系统进行了调研，并进行初步验证实验，提出了基于伪随机码的光纤信号传递时延测量系统。实验结果表明，基于模拟低通滤波方案的时延测量系统的时延测量精度可以达到1ps。