针对光纤信道特性变化引起频率远距离传输的稳定度损失问题进行了研究。综合光纤热膨胀、折射率分布和色散效应特性随环境温度变化引入的不稳定性，建立了链路时延模型。通过25 km单模光纤1550 nm光信号的传输实验对该模型进行了验证。实验结果表明，当光纤温度与环境温度同步变化且其他环境因素对传输稳定性影响较小时，该模型计算得出的理论时延变化与实验结果保持一致。对该模型进行了分析讨论，确定了模型参数随温度和波长变化情况，并得出了各特性引入时延变化的量级，当折射率变化引起的相对时延变化为10.22 ns时，光纤热膨胀和色散效应引入的相对时延变化分别为0.7741 ns和-0.5983 ps。

提出了一种基于光纤的时间和频率同时传递方案。采用基于温控光纤延迟线和压电陶瓷(PZT)光纤延迟线的光学相位噪声补偿技术实现高稳定的频率传递。同时，通过波分复用技术在稳定的光纤链路上进行基于时分复用的高精度同纤同波双向时间传递。在100 km 的光纤链路上进行了时间和频率同时传递实验，光纤频率传递链路的秒稳定度和天稳定度分别达到5.25 × 10-14 和1.9 × 10-17 ；双向时间比对在1 s 处的时间传递秒稳定度优于40ps，在平均时间1000 s处优于1.5 ps。时间差抖动的峰-峰值和标准差分别小于400 ps和45 ps。