專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種時(shí)間同步系統(tǒng)，尤其涉及一種通過(guò)同步數(shù)字體系(SDH) 光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳遞高精度時(shí)間的時(shí)間同步系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展，廣域繼電保護(hù)系統(tǒng)概念的提出，隨著電 力系統(tǒng)安全穩(wěn)定系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，隨著電力系統(tǒng)大范圍高精度測(cè)量系統(tǒng)的建立，例 如，功角測(cè)量系統(tǒng)，廣域電網(wǎng)同步狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，統(tǒng)一高精度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間問(wèn)題的解決 顯得越來(lái)越重要。因此，研究建立高精度、高可靠性的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間網(wǎng)絡(luò)十分有意義。從我國(guó)電網(wǎng) 和電力通信發(fā)展的現(xiàn)狀來(lái)看，研究利用現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡(luò)傳遞標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，保證其 精度和穩(wěn)定度相當(dāng)于甚至超過(guò)GPS，對(duì)解決電力系統(tǒng)控制和測(cè)量問(wèn)題有實(shí)際的意 義。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種時(shí)間同步系統(tǒng)，建立了高精度、高可靠性的 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間網(wǎng)絡(luò)，對(duì)解決電力系統(tǒng)控制和測(cè)量問(wèn)題有實(shí)際意義。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為本實(shí)用新型揭示了一種通過(guò)同步數(shù)字體系光通信 網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括位于該同步數(shù)字體系光通 信網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步主設(shè)備以及位于該同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)的從節(jié)點(diǎn) 的時(shí)間同步從設(shè)備，該時(shí)間同步主設(shè)備進(jìn)一步包括時(shí)間跟蹤單元，提供時(shí)間源接口，接入外部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間以跟蹤時(shí)間； 主設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元，連接該時(shí)鐘跟蹤單元，測(cè)量時(shí)間傳送過(guò)程中 的信號(hào)傳輸時(shí)延；主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)處理單元，連接該主設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元，對(duì)測(cè)量到 的時(shí)延數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到時(shí)間誤差數(shù)據(jù)；主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)傳送單元，連接該主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)處理單元，向該時(shí)間 同步從設(shè)備傳送處理后的時(shí)間誤差數(shù)據(jù)；主設(shè)備同步數(shù)字體系通道接口單元，連接該主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)傳送單元， 提供業(yè)務(wù)通道的接口，針對(duì)各種同步數(shù)字體系光通信系統(tǒng)提供開(kāi)銷(xiāo)通道的接口；時(shí)鐘同步跟蹤單元和本地時(shí)鐘單元，產(chǎn)生該時(shí)鐘同步主設(shè)備的所需的時(shí)鐘；主設(shè)備控制單元，控制該時(shí)鐘同步主設(shè)備的運(yùn)作、監(jiān)視運(yùn)作狀態(tài)以及管 理數(shù)據(jù)通信；該時(shí)間同步從設(shè)備進(jìn)一步包括-本地守時(shí)單元，通過(guò)本地守時(shí)時(shí)鐘或外接GPS接口實(shí)現(xiàn)守時(shí)，在授時(shí)通 信中斷時(shí)通過(guò)守時(shí)延續(xù)時(shí)間服務(wù)；時(shí)間同步單元，通過(guò)調(diào)整輸出的時(shí)間脈沖相位補(bǔ)償傳輸時(shí)延，輸出該時(shí)間同步從設(shè)備的時(shí)間；從設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元，測(cè)量時(shí)間傳送過(guò)程中的信號(hào)傳輸時(shí)延； 從設(shè)備誤差數(shù)據(jù)處理單元，處理測(cè)量的時(shí)延數(shù)據(jù)，計(jì)算時(shí)間調(diào)整和補(bǔ)償數(shù)據(jù)；從設(shè)備誤差數(shù)據(jù)傳送單元，接收該時(shí)間同步主設(shè)備發(fā)送的時(shí)間誤差數(shù)據(jù)； 時(shí)間分配單元，在本地分配標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，提供時(shí)間分配接口； 本地時(shí)鐘和頻率同步接口單元，產(chǎn)生該時(shí)間同步從設(shè)備所需的時(shí)鐘，接收主節(jié)點(diǎn)的頻率同步；從設(shè)備同步數(shù)字體系通道接口單元，提供業(yè)務(wù)通道的接口，針對(duì)各種同步數(shù)字體系系統(tǒng)提供開(kāi)銷(xiāo)通道的接口；從設(shè)備控制單元，控制該時(shí)鐘同步從設(shè)備的運(yùn)作、監(jiān)視運(yùn)作狀態(tài)以及管理數(shù)據(jù)通信。上述的通過(guò)同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步系統(tǒng)，其中，該時(shí) 間同步從設(shè)備中的該時(shí)間同步單元通過(guò)該主節(jié)點(diǎn)和該從節(jié)點(diǎn)組成的閉環(huán)完成自適 應(yīng)補(bǔ)償。上述的通過(guò)同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步系統(tǒng)，其中，該時(shí) 間同步單元是應(yīng)用雙向脈沖法的時(shí)延補(bǔ)償方法的單元。上述的通過(guò)同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步系統(tǒng)，其中，該主 設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元和該從設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元還各自包括脈沖間隔時(shí)間測(cè) 量單元，通過(guò)頻率計(jì)數(shù)測(cè)時(shí)間間隔的方式進(jìn)行時(shí)延測(cè)量。上述的通過(guò)同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步系統(tǒng)，其中，該時(shí) 間同步單元還包括脈沖相位調(diào)整單元，通過(guò)調(diào)整相位實(shí)現(xiàn)時(shí)間補(bǔ)償。本實(shí)用新型對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本實(shí)用新型的時(shí)間同步系統(tǒng)包 括時(shí)間同步主設(shè)備和時(shí)間同步從設(shè)備，通過(guò)SDH提供的通道(開(kāi)銷(xiāo)時(shí)隙SOH或業(yè)務(wù)通道E1)傳送時(shí)間信號(hào)。在現(xiàn)有的SDH系統(tǒng)的主節(jié)點(diǎn)上增加時(shí)間同步主設(shè)備以 接收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)(例如UTC時(shí)間)，在現(xiàn)有SDH系統(tǒng)的從節(jié)點(diǎn)上增加時(shí)間同步 從設(shè)備以接收主節(jié)點(diǎn)的同步，時(shí)間信號(hào)經(jīng)過(guò)這樣的主從接力傳遞到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。


圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)在現(xiàn)有SDH系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的時(shí)間同步主設(shè)備的較佳實(shí)施例的原理圖。圖3是本實(shí)用新型的時(shí)間同步從設(shè)備的較佳實(shí)施例的原理圖。圖4是本實(shí)用新型的時(shí)間同步主設(shè)備和時(shí)間同步從設(shè)備的功能框圖。圖5是本實(shí)用新型的傳輸系統(tǒng)時(shí)延補(bǔ)償?shù)氖疽鈭D。圖6是雙向脈沖法時(shí)延計(jì)算原理圖。圖7是雙向脈沖時(shí)延補(bǔ)償?shù)脑韴D。圖8是時(shí)間測(cè)量的示意圖。圖9是脈沖相位調(diào)整的原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。本實(shí)用新型的時(shí)間同步系統(tǒng)如圖1所示的設(shè)置在現(xiàn)有的SDH系統(tǒng)中。請(qǐng)參 見(jiàn)圖1中，細(xì)實(shí)箭頭表示業(yè)務(wù)信號(hào)，虛線箭頭…"> 表示開(kāi)銷(xiāo)S0H，粗實(shí) 箭頭^ 表示時(shí)間數(shù)據(jù)加時(shí)間脈沖。在主節(jié)點(diǎn)中，時(shí)鐘同步設(shè)備(TSE) 12a連接SDH終端設(shè)備(STE) lla，時(shí)鐘同步設(shè)備12a連接時(shí)間同步主設(shè)備(TSE) 10a。業(yè)務(wù)終端(TE) 13a與SDH終端設(shè)備lla互連，時(shí)間同步主設(shè)備10a與 SDH終端設(shè)備lla互連。在從節(jié)點(diǎn)中，業(yè)務(wù)終端13b與SDH終端設(shè)備llb互連， 時(shí)間同步從設(shè)備(TSE) lOb與SDH終端設(shè)備llb互連。SDH終端設(shè)備llb連接 時(shí)鐘同步設(shè)備12b，時(shí)鐘同步設(shè)備12b連接時(shí)間同步從設(shè)備10b。另兩個(gè)SDH 終端設(shè)備llc、 lld與時(shí)間同步從設(shè)備10b互連。這兩個(gè)SDH終端設(shè)備llc、 lid 又連往下一級(jí)的節(jié)點(diǎn)。本實(shí)用新型的通過(guò)SDH光通信網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步系統(tǒng)包括位于SDH 光通信網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步主設(shè)備和位于SDH光通信網(wǎng)絡(luò)的從節(jié)點(diǎn)的時(shí)間 同步從設(shè)備。主從設(shè)備組成的時(shí)間同步系統(tǒng)可以同時(shí)通過(guò)SDH提供的通道(開(kāi) 銷(xiāo)時(shí)隙S0H或業(yè)務(wù)通道E1)以主從同步的方式傳送時(shí)間信號(hào)，包括表示高精度 時(shí)間的脈沖信號(hào)和表示時(shí)間數(shù)據(jù)的時(shí)間報(bào)信號(hào)(年、月、日、時(shí)、分、秒數(shù)據(jù))。圖2示出了本實(shí)用新型的時(shí)間同步主設(shè)備10a的原理。請(qǐng)參見(jiàn)圖2，時(shí)間 同步主設(shè)備10a包括時(shí)間跟蹤單元202、主設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元203、主設(shè) 備誤差數(shù)據(jù)處理單元204、主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)傳送單元205、主設(shè)備SDH通道接 口單元206、時(shí)鐘同步跟蹤單元201和本地時(shí)鐘單元200、主設(shè)備控制單元207。 其中時(shí)間跟蹤單元202提供時(shí)間源接口，接入外部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(例如標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間210 和GPS209)跟蹤高精度時(shí)間。主設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元203測(cè)量時(shí)間傳送過(guò)程 中的信號(hào)傳輸時(shí)延。主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)處理單元204對(duì)測(cè)量到的時(shí)延數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理，得到時(shí)間誤差數(shù)據(jù)。主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)傳送單元205向時(shí)間同步從設(shè)備10b 傳送處理后的時(shí)間誤差數(shù)據(jù)。主設(shè)備SDH通道接口單元，提供業(yè)務(wù)通道的接口， 針對(duì)各種型號(hào)的SDH系統(tǒng)提供開(kāi)銷(xiāo)通道的接口 。時(shí)鐘同步跟蹤單元201接收本 地時(shí)鐘單元200和一級(jí)時(shí)鐘(標(biāo)準(zhǔn)頻率)208，產(chǎn)生時(shí)鐘同步主設(shè)備10a所需 的時(shí)鐘。主設(shè)備控制單元207控制時(shí)鐘同步主設(shè)備10a的運(yùn)作、監(jiān)視其運(yùn)作狀 態(tài)以及管理數(shù)據(jù)通信等。時(shí)間同步主設(shè)備lOa的主要功能包括產(chǎn)生或者跟蹤本地高精度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 和頻率信號(hào)；作為時(shí)間網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點(diǎn)設(shè)備負(fù)責(zé)傳遞時(shí)間，同步從節(jié)點(diǎn)；與從 節(jié)點(diǎn)配合，測(cè)量和計(jì)算傳輸時(shí)延誤差；提供多種數(shù)據(jù)通道接口適應(yīng)各種SDH系 統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)管理節(jié)點(diǎn)功能，實(shí)現(xiàn)管理網(wǎng)絡(luò)通信功能。圖3示出了本實(shí)用新型的時(shí)間同步從設(shè)備10b的原理。請(qǐng)參見(jiàn)圖3，時(shí)間 同步從設(shè)備10b包括本地守時(shí)單元300、時(shí)間同步單元305、從設(shè)備時(shí)延誤差 測(cè)量單元302、從設(shè)備誤差數(shù)據(jù)處理單元303、從設(shè)備誤差傳送單元304、時(shí)間 分屏單元306、本地時(shí)鐘和頻率同步接口單元307、從設(shè)備SDH接口單元301、 從設(shè)備控制單元308。其中本地守時(shí)單元300通過(guò)本地守時(shí)時(shí)鐘或外接守時(shí)時(shí)鐘310或外接GPS 接口 309實(shí)現(xiàn)守時(shí)，在授時(shí)通信中斷時(shí)通過(guò)守時(shí)延續(xù)時(shí)間服務(wù)。從設(shè)備時(shí)延誤 差測(cè)量單元302測(cè)量傳送過(guò)程中的信號(hào)傳輸時(shí)延。從設(shè)備誤差數(shù)據(jù)傳送單元304 接收時(shí)間同步主設(shè)備10a發(fā)送的時(shí)間誤差數(shù)據(jù)。從設(shè)備誤差數(shù)據(jù)處理單元303 處理測(cè)量的時(shí)延數(shù)據(jù)，計(jì)算時(shí)間調(diào)整和補(bǔ)償數(shù)據(jù)。時(shí)間同步單元305通過(guò)調(diào)整 輸出的時(shí)間脈沖相位補(bǔ)償傳輸時(shí)延，輸出時(shí)間同步從設(shè)備10b的時(shí)間。本地時(shí) 鐘和頻率同步接口單元307產(chǎn)生時(shí)間同步從設(shè)備10b所需的時(shí)鐘，接收主節(jié)點(diǎn) 的頻率同步。從設(shè)備SDH接口單元301提供業(yè)務(wù)通道的接口，針對(duì)各種SDH系 統(tǒng)提供開(kāi)銷(xiāo)通道的接口 。從設(shè)備控制單元308控制時(shí)鐘同步從設(shè)備10b的運(yùn)作、 監(jiān)視運(yùn)作狀態(tài)以及管理數(shù)據(jù)通信。時(shí)間同步從設(shè)備10b的主要功能包括接受主節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步；本地守時(shí)、 接收GPS同步守時(shí)；接受主節(jié)點(diǎn)的頻率同步；時(shí)間網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備，負(fù)責(zé)在 本地分發(fā)時(shí)間信號(hào)；提供多種數(shù)據(jù)通道接口適應(yīng)各種SDH系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)管理節(jié) 點(diǎn)功能，實(shí)現(xiàn)管理網(wǎng)絡(luò)通信功能。主從時(shí)間同步設(shè)備10a、 10b的功能框見(jiàn)圖4，系統(tǒng)包括通信模塊、頻率合 成模塊41、相位調(diào)整模塊42、處理器模塊43和時(shí)間頻率接口模塊，系統(tǒng)包括 時(shí)間總線(Tbus)、脈沖信號(hào)(sp)、頻率信號(hào)(fp)等。主從設(shè)備的區(qū)別在 于1)處理器模塊配置的軟件不同；2)作為主設(shè)備時(shí)有外同步信號(hào)，秒脈沖 信號(hào)和時(shí)間信號(hào)(RS232)輸入，作為從設(shè)備時(shí)無(wú)外同步信號(hào)，秒脈沖和時(shí)間 信號(hào)(RS232)輸出，3)作為主設(shè)備J跳在l一2位置，作為從設(shè)備J跳在1 一3位置。請(qǐng)繼續(xù)參見(jiàn)圖4，通信模塊包括業(yè)務(wù)通道接口 (CT El) 40a和開(kāi)銷(xiāo)通道接 口 (CTV11) 40b。以業(yè)務(wù)通道接口 40a為例，通信模塊對(duì)應(yīng)通信卡，包括SDH 接口 400a、接收模塊401a、發(fā)送模塊402a、計(jì)時(shí)測(cè)量模塊403a。同樣的，對(duì)開(kāi)銷(xiāo)通道接口 40b，包括SDH接口 400b、接收模塊401b、發(fā)送模塊402b、計(jì) 時(shí)測(cè)量模塊403b。其中El業(yè)務(wù)的SDH接口 400a實(shí)現(xiàn)E1G. 703 2M信號(hào)的接入、 電平轉(zhuǎn)換、分離同步信號(hào)、成幀和解幀，輸出ST —BUS。 Vll業(yè)務(wù)的SDH接口 400b負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)64k Vll碼元整形，電平轉(zhuǎn)換，同步信號(hào)接收等功能，輸出64k 信號(hào)和同步時(shí)鐘。接收模塊401a接收SDH接口 400a送來(lái)的串行數(shù)字信號(hào)，提供判斷時(shí)間脈 沖信號(hào)的位置，接收時(shí)間測(cè)量數(shù)據(jù)，分離時(shí)間報(bào)文，分離管理數(shù)據(jù)等功能，輸 出脈沖位置信號(hào)，時(shí)間測(cè)量數(shù)據(jù)，時(shí)間報(bào)文，管理數(shù)據(jù)等。接收模塊401b亦 是如此。發(fā)送模塊402a發(fā)送串行數(shù)據(jù)信號(hào)的SDH接口 400a，提供發(fā)送時(shí)間脈沖信 號(hào)、發(fā)送時(shí)間測(cè)量數(shù)據(jù)、插入時(shí)間報(bào)文、插入管理數(shù)據(jù)等功能，輸出脈沖位置 信號(hào)，輸入時(shí)間測(cè)量數(shù)據(jù)，輸入時(shí)間報(bào)文，輸入管理數(shù)據(jù)。計(jì)時(shí)測(cè)量模塊403a測(cè)量發(fā)送脈沖時(shí)間，接收時(shí)間脈沖數(shù)據(jù)，輸出測(cè)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)總線功能包括測(cè)量數(shù)據(jù)、時(shí)間報(bào)文、管理數(shù)據(jù)輸入輸出總線等。時(shí)間 同步模塊對(duì)應(yīng)時(shí)間卡，包括本地時(shí)鐘、頻率合成、時(shí)標(biāo)接口 (外同步)、時(shí) 間接口 (秒脈沖)、受控調(diào)頻和移相(APC)、數(shù)據(jù)處理、時(shí)間輸出(秒脈沖輸出)功能模塊。各功能模塊的功能如下本地時(shí)鐘功能，產(chǎn)生本地標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)(10腿z)。頻率合成模塊，通過(guò)頻率合成產(chǎn)生各種時(shí)鐘信號(hào)(FP)。時(shí) 標(biāo)輸入接口 (外同步)，輸入高精度標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)。時(shí)間輸入接口，輸入高精 度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(秒脈沖和時(shí)間報(bào))。受控調(diào)頻和移相，受控實(shí)時(shí)調(diào)整秒脈沖信號(hào) 相位和調(diào)頻。時(shí)間的分配輸出(秒脈沖輸出)，將時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合應(yīng)用的形 式發(fā)送到各個(gè)時(shí)間應(yīng)用設(shè)備，時(shí)間輸出形式，秒脈沖輸出、IRIG-B、 NTP。管理模塊對(duì)應(yīng)管理卡，包括管理CPU、管理總線、管理數(shù)據(jù)通信功能。各 功能模塊的功能如下管理CPU，負(fù)責(zé)設(shè)備管理的中央處理器系統(tǒng)。管理總線， 管理的中央處理器系統(tǒng)與各個(gè)板卡、功能模塊的連接總線，包括數(shù)據(jù)總線和地 址總線。管理數(shù)據(jù)通信功能，負(fù)責(zé)管理遠(yuǎn)程管理數(shù)據(jù)通信，轉(zhuǎn)發(fā)多級(jí)主從設(shè)備 之間的遠(yuǎn)程管理數(shù)據(jù)。時(shí)間是不斷流失的，任何傳送過(guò)程都會(huì)帶來(lái)時(shí)延，在接收端補(bǔ)償傳送時(shí)延是有效的校正方法，而且時(shí)延補(bǔ)償性能決定了時(shí)間傳送系統(tǒng)的精度。任何通信 系統(tǒng)在傳送信號(hào)時(shí)都會(huì)引起信號(hào)的延遲和延時(shí)的變化(飄移，抖動(dòng))，這些延 時(shí)、漂移和抖動(dòng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)來(lái)說(shuō)都是致命的，要想獲得高精度的時(shí)間就必 須對(duì)延時(shí)和延時(shí)的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，通過(guò)補(bǔ)償使得從節(jié)點(diǎn)中的時(shí)間與主節(jié)點(diǎn) 的完全一致，排除信號(hào)傳輸通道的影響。對(duì)于電力系統(tǒng)這樣精度要求比較高的系統(tǒng)必須采用自適應(yīng)時(shí)延補(bǔ)償?shù)姆?法。自適應(yīng)時(shí)延補(bǔ)償?shù)脑硎峭ㄟ^(guò)時(shí)延測(cè)試過(guò)程測(cè)量和計(jì)算傳輸系統(tǒng)的時(shí)延， 在時(shí)間接收端對(duì)傳輸系統(tǒng)的時(shí)延進(jìn)行補(bǔ)償，參見(jiàn)圖5。測(cè)量、計(jì)算、補(bǔ)償?shù)倪^(guò) 程如下發(fā)送端50獨(dú)立授時(shí)；發(fā)送端50或者發(fā)送端50和接收端51同時(shí)測(cè)量、 計(jì)算；誤差數(shù)據(jù)通過(guò)通信電路傳送到接收端51，在接收端51調(diào)整；自適應(yīng)補(bǔ) 償過(guò)程通過(guò)發(fā)送端50和接收端51共同閉環(huán)完成；授時(shí)過(guò)程簡(jiǎn)單，授時(shí)調(diào)整的 實(shí)時(shí)性強(qiáng)。時(shí)間同步從設(shè)備10b中的時(shí)間同步單元305通過(guò)主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)組 成的閉環(huán)完成自適應(yīng)補(bǔ)償。本實(shí)用新型采用目前流行的改進(jìn)的雙向脈沖法的時(shí)延補(bǔ)償方法，其原理請(qǐng)參見(jiàn)圖6。調(diào)整過(guò)程如下調(diào)整周期T;主節(jié)點(diǎn)M和從節(jié)點(diǎn)S同時(shí)通過(guò)通信系統(tǒng)互發(fā)測(cè)量脈沖，測(cè)量TM和TS值；對(duì)稱(chēng)傳輸系統(tǒng)時(shí)延補(bǔ)償計(jì)算公式仍為(TM 一TS) /2;在APC中立即調(diào)整時(shí)間脈沖的相位，調(diào)整后從節(jié)點(diǎn)APC輸出的脈沖 相位(時(shí)間)與主節(jié)點(diǎn)端RTG發(fā)出的時(shí)間脈沖完全一致，完成了時(shí)間的同步； 測(cè)量、傳輸、計(jì)算全部動(dòng)作在一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)完成。改進(jìn)的雙向脈沖法的時(shí)延 補(bǔ)償原理框圖請(qǐng)參見(jiàn)圖7，標(biāo)準(zhǔn)脈沖時(shí)間產(chǎn)生器(RTG) 70連接第一方向信號(hào) 傳輸時(shí)延單元72和主節(jié)點(diǎn)的脈沖間隔時(shí)間測(cè)量單元(M-TIC) 71。第二方向信 號(hào)傳輸時(shí)延單元73連接脈沖間隔時(shí)間測(cè)量單元71。第一方向信號(hào)傳輸時(shí)延單 元72連接脈沖相位調(diào)整單元(APC) 74和從節(jié)點(diǎn)的脈沖間隔時(shí)間測(cè)量單元 (S-TIC) 75。計(jì)算單元76接收主節(jié)點(diǎn)的脈沖間隔時(shí)間測(cè)量單元(M-TIC) 71 和從節(jié)點(diǎn)的脈沖間隔時(shí)間測(cè)量單元(S-TIC) 75，計(jì)算得到(TM — TS) /2，其 中TM是主節(jié)點(diǎn)側(cè)M-TIC 71測(cè)量的時(shí)間值，TS是從節(jié)點(diǎn)側(cè)S-TIC 75測(cè)量的時(shí) 間值。計(jì)算結(jié)果輸出至脈沖相位調(diào)整單元74。本實(shí)用新型中的時(shí)間同步單元 305是應(yīng)用這種該改進(jìn)的雙向脈沖法的時(shí)延補(bǔ)償方法的單元。在主設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元203和從設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元302中還各自包括脈沖間隔時(shí)間測(cè)量單元，其工作原理參見(jiàn)圖8所示，對(duì)Fc頻率直接計(jì)數(shù)， 測(cè)得時(shí)間間隔。測(cè)量的精度直接取決于Fc的周期，F(xiàn)c=100MHz，測(cè)量的精度 為10ns。時(shí)間同步單元305還包括脈沖相位調(diào)整單元(亦即圖7中的脈沖相位調(diào)整 單元74)，通過(guò)該脈沖相位調(diào)整單元實(shí)現(xiàn)時(shí)間補(bǔ)償。通過(guò)增加和減少分頻脈沖 數(shù)量M的方法實(shí)現(xiàn)調(diào)頻；通過(guò)增加和減少移相脈沖數(shù)量N的方法實(shí)現(xiàn)移相。最 終的目的都是通過(guò)調(diào)整相位實(shí)現(xiàn)時(shí)間補(bǔ)償。時(shí)間補(bǔ)償?shù)木热Q于相位調(diào)整的 顆粒度。脈沖相位調(diào)整單元的最小調(diào)整尺度為1/Fc， Fc = 100MHz時(shí)調(diào)整的顆 粒度為10ns。上述實(shí)施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)或使用本實(shí)用新型的，本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員可在不脫離本實(shí)用新型的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做出種 種修改或變化，因而本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合 權(quán)利要求書(shū)提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求1、一種通過(guò)同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括位于該同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步主設(shè)備以及位于該同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)的從節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步從設(shè)備，該時(shí)間同步主設(shè)備進(jìn)一步包括時(shí)間跟蹤單元，提供時(shí)間源接口，接入外部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間以跟蹤時(shí)間；主設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元，連接該時(shí)鐘跟蹤單元，測(cè)量時(shí)間傳送過(guò)程中的信號(hào)傳輸時(shí)延；主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)處理單元，連接該主設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元，對(duì)測(cè)量到的時(shí)延數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到時(shí)間誤差數(shù)據(jù)；主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)傳送單元，連接該主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)處理單元，向該時(shí)間同步從設(shè)備傳送處理后的時(shí)間誤差數(shù)據(jù)；主設(shè)備同步數(shù)字體系通道接口單元，連接該主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)傳送單元，提供業(yè)務(wù)通道的接口，針對(duì)各種同步數(shù)字體系光通信系統(tǒng)提供開(kāi)銷(xiāo)通道的接口；時(shí)鐘同步跟蹤單元和本地時(shí)鐘單元，產(chǎn)生該時(shí)鐘同步主設(shè)備的所需的時(shí)鐘；主設(shè)備控制單元，控制該時(shí)鐘同步主設(shè)備的運(yùn)作、監(jiān)視運(yùn)作狀態(tài)以及管理數(shù)據(jù)通信；該時(shí)間同步從設(shè)備進(jìn)一步包括本地守時(shí)單元，通過(guò)本地守時(shí)時(shí)鐘或外接GPS接口實(shí)現(xiàn)守時(shí)，在授時(shí)通信中斷時(shí)通過(guò)守時(shí)延續(xù)時(shí)間服務(wù)；時(shí)間同步單元，通過(guò)調(diào)整輸出的時(shí)間脈沖相位補(bǔ)償傳輸時(shí)延，輸出該時(shí)間同步從設(shè)備的時(shí)間；從設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元，測(cè)量時(shí)間傳送過(guò)程中的信號(hào)傳輸時(shí)延；從設(shè)備誤差數(shù)據(jù)處理單元，處理測(cè)量的時(shí)延數(shù)據(jù)，計(jì)算時(shí)間調(diào)整和補(bǔ)償數(shù)據(jù)；從設(shè)備誤差數(shù)據(jù)傳送單元，接收該時(shí)間同步主設(shè)備發(fā)送的時(shí)間誤差數(shù)據(jù)；時(shí)間分配單元，在本地分配標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，提供時(shí)間分配接口；本地時(shí)鐘和頻率同步接口單元，產(chǎn)生該時(shí)間同步從設(shè)備所需的時(shí)鐘，接收主節(jié)點(diǎn)的頻率同步；從設(shè)備同步數(shù)字體系通道接口單元，提供業(yè)務(wù)通道的接口，針對(duì)各種同步數(shù)字體系系統(tǒng)提供開(kāi)銷(xiāo)通道的接口；從設(shè)備控制單元，控制該時(shí)鐘同步從設(shè)備的運(yùn)作、監(jiān)視運(yùn)作狀態(tài)以及管理數(shù)據(jù)通信。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過(guò)同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步 系統(tǒng)，其特征在于，該時(shí)間同步從設(shè)備中的該時(shí)間同步單元通過(guò)該主節(jié)點(diǎn)和該從節(jié)點(diǎn)組成的閉環(huán)完成自適應(yīng)補(bǔ)償。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過(guò)同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步 系統(tǒng)，其特征在于，該時(shí)間同步單元是應(yīng)用雙向脈沖法的時(shí)延補(bǔ)償方法的單元。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過(guò)同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步 系統(tǒng)，其特征在于，該主設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元和該從設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元還各 自包括脈沖間隔時(shí)間測(cè)量單元，通過(guò)頻率計(jì)數(shù)測(cè)時(shí)間間隔的方式進(jìn)行時(shí)延測(cè)量。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過(guò)同步數(shù)字體系光通信網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間的時(shí)間同步 系統(tǒng)，其特征在于，該時(shí)間同步單元還包括脈沖相位調(diào)整單元，通過(guò)調(diào)整相位實(shí)現(xiàn) 時(shí)間補(bǔ)償。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了時(shí)間同步系統(tǒng)，建立了高精度、高可靠性的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間網(wǎng)絡(luò)。其技術(shù)方案為該時(shí)間同步系統(tǒng)包括時(shí)間同步主設(shè)備和從設(shè)備。其中時(shí)間同步主設(shè)備進(jìn)一步包括時(shí)間跟蹤單元、主設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元、主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)處理單元、主設(shè)備誤差數(shù)據(jù)傳送單元、主設(shè)備同步數(shù)字體系通道接口單元、時(shí)鐘同步跟蹤單元和本地時(shí)鐘單元、主設(shè)備控制單元。時(shí)間同步從設(shè)備進(jìn)一步包括本地守時(shí)單元、時(shí)間同步單元、從設(shè)備時(shí)延誤差測(cè)量單元、從設(shè)備誤差數(shù)據(jù)處理單元、從設(shè)備誤差數(shù)據(jù)傳送單元、時(shí)間分配單元、本地時(shí)鐘和頻率同步接口單元、從設(shè)備同步數(shù)字體系通道接口單元、從設(shè)備控制單元。本實(shí)用新型應(yīng)用于電力系統(tǒng)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H04J3/06GK201127028SQ200720199448
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者平 宋, 張輝勇, 群 焦, 胡春陽(yáng), 捷 黃 申請(qǐng)人:華東電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)南京自動(dòng)化研究院;上海涌能電力科技發(fā)展有限公司