專利名稱：一種海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種時鐘分發(fā)技術(shù)，具體地，涉及一種海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
海上地震勘探系統(tǒng)由一至多條水下電纜組成，每條電纜由甲板電纜、光纖前導(dǎo)段、工作段、數(shù)字包以及尾 靶等部分串聯(lián)而成。其中，工作段是水下系統(tǒng)的核心組成部分之一，在其中等間距地放置大量的水聽器(單個或組合形式)，從而形成一個有著巨大覆蓋面積的傳感器陣列。圖1是分布式工作段的典型結(jié)構(gòu)。在該種分布式拖纜工作段中，采集板被等間距地放置在纜中，每塊負責(zé)4通道水聽器信號的數(shù)字化處理，數(shù)字化后的信號通過本地RS485協(xié)議傳輸?shù)綌?shù)字包上。水下系統(tǒng)所有數(shù)字包都通過高速串行通道進行級聯(lián)，從而保證水下所有采集板的數(shù)據(jù)能夠通過數(shù)字包逐級上傳到船載記錄系統(tǒng)中[1°’11]。因此，數(shù)字包起著三個方面的作用，即工作段間的物理連接、本地8塊采集板的電源分配和數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)逐級上傳和命令逐級下發(fā)。分布式的工作段拖纜結(jié)構(gòu)，使得水聽器模擬信號的傳輸距離大大降低，從而十分有利于信號的高質(zhì)量傳輸。同時由于傳輸?shù)男盘柸菙?shù)字化后的數(shù)據(jù)，模擬信號經(jīng)限于工作段內(nèi)的局部傳輸，因此整條水下拖纜的總通道數(shù)規(guī)模就完全由數(shù)字信號的傳輸能力和電源系統(tǒng)的供電能力所決定了，從而大大提高了單纜的帶道能力。這種分布式結(jié)構(gòu)是一種二級流水線數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)，它在該數(shù)據(jù)傳輸帶來便利的同時，卻也給系統(tǒng)同步帶來了麻煩。為了適應(yīng)大范圍地震勘探數(shù)據(jù)采集的要求，并具備三維甚至是時移地震勘探的能力，多纜規(guī)模的系統(tǒng)是必然的趨勢。然而，如果這種系統(tǒng)中的每個模塊都采用獨立的本地時鐘進行工作，則會出現(xiàn)很多問題。首先，各個模塊時鐘的頻率不可能完全一致，這會造成各模塊采樣間隔和工作不掉的不一致性；其次，各模塊獨立時鐘變化(包括自身的穩(wěn)定性、環(huán)境的影響等)的不一致性，同樣會造成系統(tǒng)不同步。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)的方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在多拖纜系統(tǒng)中的時鐘冋步分發(fā)。本發(fā)明公開的海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)的方法，應(yīng)用于多拖纜系統(tǒng)中，包括主控工作站將嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)通過高速串行通道依次發(fā)送給級聯(lián)的各級拖纜中的拖纜接口板；各級電纜中的拖纜接口板接收到所述嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)后，提取所述嵌入的時鐘，并通過下行命令通道依次分發(fā)給本級拖纜中的所有數(shù)字包；各級拖纜中的尾包接收到所述下行命令通道中的時鐘后，將所述時鐘通過上行數(shù)據(jù)通道依次經(jīng)過本機拖纜上的各個數(shù)字包回環(huán)至本級拖纜中的拖纜接口板。
較佳地，各級拖纜中的拖纜接口板接收到所述嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。較佳地，各級拖纜中的各個數(shù)字包接收到下行命令通道下發(fā)的命令數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。較佳地，各級拖纜接口板接收到所述上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。較佳地，各級拖纜中的各個數(shù)字包接收到上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。本發(fā)明還公開了一種海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)系統(tǒng)，應(yīng)用于多拖纜系統(tǒng)中，包括設(shè)置于主控工作站中的時鐘源發(fā)送模塊，設(shè)置于主控工作站中，用于將嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)通過高速串行通道依次發(fā)送給級聯(lián)的各級拖纜中的拖纜接口板；以及設(shè)置在各個拖纜接口板的 第一時鐘接收模塊，用于接收所述主控工作站或上級拖纜發(fā)送的所述嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)；第一時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的所述命令數(shù)據(jù)中，提取出所述時鐘；第一時鐘發(fā)送模塊，用于將所述提取出的時鐘通過高速串行通道分發(fā)給下級拖纜中的拖纜接口板；第二時鐘發(fā)送模塊，用于將所述提取出的時鐘通過下行命令通道依次分發(fā)給所述拖纜中的所有數(shù)字包第二時鐘接收模塊，用于接收本級拖纜中的數(shù)字包通過上行數(shù)據(jù)通道上傳的嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)；第二時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的所述上行數(shù)據(jù)通道上傳的嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)中，提取出所述時鐘；以及設(shè)置在各個數(shù)字包中的第一時鐘接收模塊，用于接收拖纜接口板或上級數(shù)字包發(fā)送的所述嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)；第一時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的所述命令數(shù)據(jù)中，提取出所述時鐘；第一時鐘發(fā)送模塊，用于將從命令數(shù)據(jù)中提取出的時鐘通過下行命令通道分發(fā)給下級數(shù)字包；第二時鐘接收模塊，用于接收下級數(shù)字包通過上行數(shù)據(jù)通道上傳的嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)；第二時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的所嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)中，提取出所述時鐘；第二時鐘發(fā)送模塊，用于將從上行數(shù)據(jù)中提取出的時鐘通過上行數(shù)據(jù)通道上傳給上級數(shù)字包或拖纜接口板；其中，在上述模塊中，尾包中設(shè)置第一時鐘接收模塊、第一時鐘恢復(fù)模塊，所述尾包中還包括時鐘回環(huán)模塊，用于將所述時鐘通過上行數(shù)據(jù)通道回環(huán)至上級數(shù)字包。較佳地，各級拖纜中的拖纜接口板中還設(shè)置第一鎖相環(huán)模塊，用于在所述拖纜接口板接收到所述嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。較佳地，各級拖纜中的各個數(shù)字包還設(shè)置第一鎖相環(huán)模塊，用于在數(shù)字包接收到下行命令通道下發(fā)的命令數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。較佳地，各級拖纜中的拖纜接口板中還設(shè)置第二鎖相環(huán)模塊，用于在拖纜接口板接收到所述上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。較佳地，各級拖纜中的各個數(shù)字包還設(shè)置第二鎖相環(huán)模塊，用于在數(shù)字包接收到上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理，其中，各級拖纜中的尾包中不設(shè)置所述第二鎖相環(huán)模塊。本發(fā)明能夠各個模 塊的時鐘的頻率一致，保證了海洋地震勘測系統(tǒng)的同步性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中分布式海洋地震勘測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實施例中海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明實施例中海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)方法的流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)先實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，但不用于限定本發(fā)明。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。本發(fā)明公開的一個實施例中，提供了一種海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)系統(tǒng)，應(yīng)用于多拖纜系統(tǒng)中，如圖2所示，包括設(shè)置于主控工作站中的時鐘源發(fā)送模塊，設(shè)置于主控工作站中，用于將嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)通過高速串行通道依次發(fā)送給級聯(lián)的各級拖纜中的拖纜接口板；以及設(shè)置在各個拖纜接口板的第一時鐘接收模塊，用于接收主控工作站或上級拖纜發(fā)送的嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)；第一時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的命令數(shù)據(jù)中，提取出時鐘；第一時鐘發(fā)送模塊，用于將提取出的時鐘通過高速串行通道分發(fā)給下級拖纜中的拖纜接口板；第二時鐘發(fā)送模塊，用于將提取出的時鐘通過下行命令通道依次分發(fā)給拖纜中的所有數(shù)字包；第二時鐘接收模塊，用于接收本級拖纜中的數(shù)字包通過上行數(shù)據(jù)通道上傳的嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)；第二時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的上行數(shù)據(jù)通道上傳的嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)中，提取出時鐘；
以及設(shè)置在各個數(shù)字包中的第一時鐘接收模塊，用于接收拖纜接口板或上級數(shù)字包發(fā)送的嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)；第一時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的命令數(shù)據(jù)中，提取出時鐘；第一時鐘發(fā)送模塊，用于將從命令數(shù)據(jù)中提取出的時鐘通過下行命令通道分發(fā)給下級數(shù)字包；第二時鐘接收模塊，用于接收下級數(shù)字包通過上行數(shù)據(jù)通道上傳的嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)；第二時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的所嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)中，提取出時鐘；第二時鐘發(fā)送模塊，用于將從上行數(shù)據(jù)中提取出的時鐘通過上行數(shù)據(jù)通道上傳給上級數(shù)字包或拖纜接口板；其中，尾包中設(shè)置第一時鐘接收模塊、第一時鐘恢復(fù)模塊，尾包中還包括時鐘回環(huán)模塊，用于將所述時鐘通過上行數(shù)據(jù)通道回環(huán)至上級數(shù)字包。作為上述實施例的進一步改進，各級拖纜中的拖纜接口板中還設(shè)置第一鎖相環(huán)模塊，用于在拖纜接口板 接收到嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。作為上述實施例的進一步改進，各級拖纜中的各個數(shù)字包還可以設(shè)置第一鎖相環(huán)模塊，用于在數(shù)字包接收到下行命令通道下發(fā)的命令數(shù)據(jù)，提取嵌入的時鐘后，將時鐘進行提純和去抖動處理。作為上述實施例的進一步改進，各級拖纜中的拖纜接口板中還可以設(shè)置第二鎖相環(huán)模塊，用于在拖纜接口板接收到所述上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取嵌入的時鐘后，將時鐘進行提純和去抖動處理。作為上述實施例的進一步改進，各級拖纜中的各個數(shù)字包還可以設(shè)置第二鎖相環(huán)模塊，用于在數(shù)字包接收到上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取嵌入的時鐘后，將時鐘進行提純和去抖動處理，其中，各級拖纜中的尾包中不設(shè)置第二鎖相環(huán)模塊。上述鎖相環(huán)模塊可以有效濾除由于傳輸干擾所帶來的時鐘相位噪音，降低性能的損失，保證發(fā)送時鐘的高質(zhì)量。同時還可以提高時鐘的驅(qū)動能力，滿足長距離多級時鐘傳輸?shù)囊蟆１景l(fā)明公開的另一個實施例中，提供了一種海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)方法，應(yīng)用于多拖纜系統(tǒng)中，如圖3所示，包括S1、主控工作站將嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)通過高速串行通道依次發(fā)送給級聯(lián)的各級拖纜中的拖纜接口板；S2、各級電纜中的拖纜接口板接收到嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)后，提取嵌入的時鐘，并通過下行命令通道依次分發(fā)給本級拖纜中的所有數(shù)字包；S3、各級拖纜中的尾包接收到所述下行命令通道中的時鐘后，將時鐘通過上行數(shù)據(jù)通道依次經(jīng)過本機拖纜上的各個數(shù)字包回環(huán)至本級拖纜中的拖纜接口板。作為上述實施例的進一步改進，各級拖纜中的拖纜接口板接收到嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)，提取嵌入的時鐘后，將時鐘進行提純和去抖動處理。作為上述實施例的進一步改進，各級拖纜中的各個數(shù)字包接收到下行命令通道下發(fā)的命令數(shù)據(jù)，提取嵌入的時鐘后，將時鐘進行提純和去抖動處理。作為上述實施例的進一步改進，各級拖纜接口板接收到上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取嵌入的時鐘后，將時鐘進行提純和去抖動處理。作為上述實施例的進一步改進，各級拖纜中的各個數(shù)字包接收到上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取嵌 入的時鐘后，將時鐘進行提純和去抖動處理。
權(quán)利要求
1.一種海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)的方法，應(yīng)用于多拖纜系統(tǒng)中，包括 主控工作站將嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)通過高速串行通道依次發(fā)送給級聯(lián)的各級拖纜中的拖纜接口板； 各級電纜中的拖纜接口板接收到所述嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)后，提取所述嵌入的時鐘，并通過下行命令通道依次分發(fā)給本級拖纜中的所有數(shù)字包； 各級拖纜中的尾包接收到所述下行命令通道中的時鐘后，將所述時鐘通過上行數(shù)據(jù)通道依次經(jīng)過本機拖纜上的各個數(shù)字包回環(huán)至本級拖纜中的拖纜接口板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于各級拖纜中的拖纜接口板接收到所述嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于各級拖纜中的各個數(shù)字包接收到下行命令通道下發(fā)的命令數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于各級拖纜接口板接收到所述上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于各級拖纜中的各個數(shù)字包接收到上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。
6.一種海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)系統(tǒng)，應(yīng)用于多拖纜系統(tǒng)中，包括 設(shè)置于主控工作站中的 時鐘源發(fā)送模塊，設(shè)置于主控工作站中，用于將嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)通過高速串行通道依次發(fā)送給級聯(lián)的各級拖纜中的拖纜接口板； 以及設(shè)置在各個拖纜接口板的 第一時鐘接收模塊，用于接收所述主控工作站或上級拖纜發(fā)送的所述嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)； 第一時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的所述命令數(shù)據(jù)中，提取出所述時鐘； 第一時鐘發(fā)送模塊，用于將所述提取出的時鐘通過高速串行通道分發(fā)給下級拖纜中的拖纜接口板； 第二時鐘發(fā)送模塊，用于將所述提取出的時鐘通過下行命令通道依次分發(fā)給所述拖纜中的所有數(shù)字包 第二時鐘接收模塊，用于接收本級拖纜中的數(shù)字包通過上行數(shù)據(jù)通道上傳的嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)； 第二時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的所述上行數(shù)據(jù)通道上傳的嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)中，提取出所述時鐘； 以及設(shè)置在各個數(shù)字包中的 第一時鐘接收模塊，用于接收拖纜接口板或上級數(shù)字包發(fā)送的所述嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)； 第一時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的所述命令數(shù)據(jù)中，提取出所述時鐘； 第一時鐘發(fā)送模塊，用于將從命令數(shù)據(jù)中提取出的時鐘通過下行命令通道分發(fā)給下級數(shù)字包； 第二時鐘接收模塊，用于接收下級數(shù)字包通過上行數(shù)據(jù)通道上傳的嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)；第二時鐘恢復(fù)模塊，用于將接收的所嵌入時鐘的上行數(shù)據(jù)中，提取出所述時鐘； 第二時鐘發(fā)送模塊，用于將從上行數(shù)據(jù)中提取出的時鐘通過上行數(shù)據(jù)通道上傳給上級數(shù)字包或拖纜接口板； 其中，在上述模塊中，尾包中設(shè)置第一時鐘接收模塊、第一時鐘恢復(fù)模塊，所述尾包中還包括時鐘回環(huán)模塊，用于將所述時鐘通過上行數(shù)據(jù)通道回環(huán)至上級數(shù)字包。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于各級拖纜中的拖纜接口板中還設(shè)置第一鎖相環(huán)模塊，用于在所述拖纜接口板接收到所述嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于各級拖纜中的各個數(shù)字包還設(shè)置第一鎖相環(huán)模塊，用于在數(shù)字包接收到下行命令通道下發(fā)的命令數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于各級拖纜中的拖纜接口板中還設(shè)置第二鎖相環(huán)模塊，用于在拖纜接口板接收到所述上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于各級拖纜中的各個數(shù)字包還設(shè)置第二鎖相環(huán)模塊，用于在數(shù)字包接收到上行數(shù)據(jù)通道上傳的上行數(shù)據(jù)，提取所述嵌入的時鐘后，將所述時鐘進行提純和去抖動處理，其中，各級拖纜中的尾包中不設(shè)置所述第二鎖相環(huán)模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海洋地震勘測系統(tǒng)中時鐘分發(fā)的方法和系統(tǒng)，應(yīng)用于多拖纜系統(tǒng)中，包括主控工作站將嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)通過高速串行通道依次發(fā)送給級聯(lián)的各級拖纜中的拖纜接口板；各級電纜中的拖纜接口板接收到嵌入時鐘的命令數(shù)據(jù)后，提取嵌入的時鐘，并通過下行命令通道依次分發(fā)給本級拖纜中的所有數(shù)字包；各級拖纜中的尾包接收到下行命令通道中的時鐘后，將時鐘通過上行數(shù)據(jù)通道依次經(jīng)過本機拖纜上的各個數(shù)字包回環(huán)至本級拖纜中的拖纜接口板。本發(fā)明能夠各個模塊的時鐘的頻率一致，保證了海洋地震勘測系統(tǒng)的同步性。
文檔編號G01V1/38GK103067152SQ20121057640
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者曾翔, 朱耀強, 阮福明, 黃龍君 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司