高性能的频率信号传递与比对是科学研究发展的基础,为满足高精度光学频率传递与比对的精度要求,以光纤为媒介进行光学频率传递及比对已成为时间频率计量领域的研究热点。高精度的光学频率信号广泛应用于诸多基础科研及工程技术领域,光纤光频传递与比对技术将为众多科学研究提供不可或缺的时频基准。目前,光钟的不确定度及稳定度已达到10-18量级。传统的远程时钟比对方法为卫星双向比对,其频率稳定度仅为10-16/天,无法满足高精度光钟的比对需求,因此以光纤为传递媒介的高精度双向光学相位比对技术应运而生。本论文拓展了意大利Calosso小组的双向光学相位比对方案,提出了一种基于本地端测量的双向光学相位比对方案,并演示了50-km实验室光纤演示系统。该方案将同源的两路光信号从同一光纤两端注入,其中一路光信号经光纤传输到远端后经反射原路返回本地端,通过这种方式,两路光信号不需要主动噪声补偿也可以实现光纤噪声抑制,完成高精度比对。本方案最直接的优势在于两个拍频信号的测量均在本地完成,无需引入额外时间同步信号触发异地的多台仪器。通过对50-km实验室光纤的演示系统频率稳定度测试,测得秒级稳定度为2.2×10-16,长期稳定度达到5.5×10-21/40000 s。该方案所需器件少,成本低廉、比对精度高且因不存在闭环控制的锁定而具有较高的系统可靠性和连续运行能力。目前针对光学频率传递领域的研究集中在保证光频传递准确度的前提下,进一步地提高传输距离。目前国内外的研究主要着眼于实验室光纤或者短距离的实地光纤,然而为了实现全国范围高精度光纤光频传递的目标,迫切需要验证超长距离实地光纤的频率传递性能。本论文详细介绍了光频传递的原理,并对西安-咸阳及江苏省内871.6-km环路的实地光纤进行摸底测试。通过测试可知,西安-咸阳98-km光纤链路与江苏省内各段的光纤链路的噪声情况相似,存在较多非周期性干扰。通过其相位噪声理论计算传递频率稳定度可知,南京-泰州线路传递精度最高,在1000-km传递稳定度为10-19/10000 s。可以预见通过多级系统级联可实现更长的传输距离,实现全国范围高精度光频传递网络的构建,为将来的基础科研、高科技应用等领域提供强大的技术支持。