專利名稱：一種時(shí)間傳遞的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及時(shí)間傳遞的方法，更具體地說，涉及一種在局間或局內(nèi)進(jìn)行高精度的時(shí)間傳遞的方法。
背景技術(shù)：
精確、可靠的時(shí)間在衛(wèi)星、通信和航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)于某些應(yīng)用來說，萬分之一秒的誤差也會(huì)造成嚴(yán)重影響，如CDMA移動(dòng)電話系統(tǒng)要求基站設(shè)備間的絕對(duì)時(shí)差＜10us。用于通信網(wǎng)絡(luò)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，可減小計(jì)費(fèi)信息的錯(cuò)誤，提供不同運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)間結(jié)算的依據(jù)。時(shí)間同步最終的時(shí)間源是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(如GPS)。從時(shí)間源(如全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))獲得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間后，需要將時(shí)間信息通過局間/局內(nèi)時(shí)間分配鏈路發(fā)送到各種需要時(shí)間同步的設(shè)備上。目前常用的時(shí)間信號(hào)格式主要有兩種時(shí)間碼和網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(NetworkTime Protocol，NTP)。而時(shí)間碼有靶場(chǎng)時(shí)間組B型格式(IRIG-B)、直流水平變化(DCLS)、串行口ASCII字符串等。其中IRIG-B采用1KHz的正弦波作為載頻進(jìn)行幅度調(diào)制，對(duì)最近的1秒進(jìn)行編碼。IRIG-B的幀內(nèi)包括的內(nèi)容有天、時(shí)、分、秒及控制信息等。傳輸介質(zhì)可用雙絞線(1.2km)和同軸電纜。DCLS是IRIG調(diào)制碼的包絡(luò)。
NTP用來在網(wǎng)絡(luò)中提供可靠時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)(Internet)協(xié)議，基于用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)報(bào)文，使用123端口。NTP是目前比較成熟的方式，只要有一個(gè)完善的數(shù)據(jù)通信(DCN)網(wǎng)(如IP網(wǎng))，設(shè)備或下級(jí)服務(wù)器到上級(jí)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)可達(dá)，就能實(shí)現(xiàn)時(shí)間信息的傳遞，實(shí)現(xiàn)NTP時(shí)間同步。
如圖1所示，是NTP傳遞時(shí)間的示意圖。一級(jí)NTP服務(wù)器11直接與全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GPS或GLONASS)等無線接收機(jī)或銫鐘(銫原子鐘)相連。二級(jí)時(shí)間服務(wù)器12通過DCN網(wǎng)絡(luò)(IP網(wǎng)絡(luò))和NTP協(xié)議從一級(jí)時(shí)間服務(wù)器11獲取時(shí)間信息；相對(duì)應(yīng)的，業(yè)務(wù)設(shè)備13等下一級(jí)設(shè)備從所述二級(jí)時(shí)間服務(wù)器12獲取時(shí)間信息。一臺(tái)運(yùn)行NTP軟件的機(jī)器會(huì)自動(dòng)選擇層級(jí)數(shù)最低(高級(jí)別)的時(shí)間服務(wù)器作為它的時(shí)間源。此方案的組網(wǎng)方式簡(jiǎn)單，但是存在以下缺點(diǎn)1、由于時(shí)間信息是在IP網(wǎng)中傳遞，使得NTP服務(wù)器的安全性不高、不易隔離網(wǎng)絡(luò)，時(shí)間服務(wù)器容易受到攻擊；2、由于IP網(wǎng)的路由不固定，使得時(shí)延就不固定，在IP網(wǎng)的范圍較大時(shí)，往往會(huì)影響時(shí)間的精度；3、NTP傳遞時(shí)間的時(shí)間精度較低，不能滿足更高精度的需求，通常一般廣域網(wǎng)的NTP的精度為100ms-1000ms，網(wǎng)城域網(wǎng)的NTP的精度為10ms-100ms，局域網(wǎng)的NTP的精度為1ms-10ms。4、此組網(wǎng)方式下，二級(jí)時(shí)間服務(wù)器無法提供高精度的DCLS、IRIG-B和1PPS格式的信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述采用NTP方式傳遞時(shí)間的缺陷，提供一種時(shí)間服務(wù)器相互隔離、安全性高的時(shí)間傳遞方法。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種時(shí)間精度不受網(wǎng)絡(luò)的大小影響、可提供各種高精度的時(shí)間信號(hào)的時(shí)間傳遞方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種時(shí)間傳遞的方法，包括以下步驟S1上級(jí)時(shí)間服務(wù)器輸出時(shí)間碼信號(hào)；S2將所述時(shí)間碼信號(hào)轉(zhuǎn)換成在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線上傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)；S3所述數(shù)據(jù)信號(hào)在所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線上傳輸；S4將經(jīng)過傳輸?shù)乃鰯?shù)據(jù)信號(hào)重新轉(zhuǎn)換成時(shí)間碼信號(hào)，并由下級(jí)時(shí)間服務(wù)器接收；S5處理所述下級(jí)時(shí)間服務(wù)器接收到的時(shí)間碼信號(hào)，輸出各種類型的時(shí)間信號(hào)。
在本發(fā)明所述的時(shí)間傳遞的方法中，在所述步驟S5中，對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的處理包括以下步驟S5-1對(duì)接收到的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行解碼處理；
S5-2對(duì)解碼后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行時(shí)間碼處理；S5-3對(duì)解碼后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行鎖相處理；S5-4對(duì)解碼后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償；S5-5將經(jīng)過步驟S5-1至S5-4處理后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行編碼處理，輸出各種類型的時(shí)間信號(hào)。
在本發(fā)明所述的時(shí)間傳遞的方法中，在步驟S1中，所述上級(jí)時(shí)間服務(wù)器輸出的時(shí)間碼信號(hào)為DCLS1_OUT信號(hào)；在步驟S2中，將所述DCLS1_OUT信號(hào)轉(zhuǎn)換成E1信號(hào)，所述的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線為DDN專線或SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)；在步驟S4中，將經(jīng)傳輸?shù)腅1信號(hào)轉(zhuǎn)換成DCLS2_IN信號(hào)。
在本發(fā)明所述的時(shí)間傳遞的方法中，在所述步驟S5-1中，接收到的時(shí)間碼信號(hào)為DCLS2_IN信號(hào)，所述對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼包括以下步驟S5-1-1利用GPS接收機(jī)或其他UTC時(shí)間授時(shí)設(shè)備測(cè)量出時(shí)延值tx，并將其保存，并采用計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，得出時(shí)延計(jì)數(shù)值X；S5-1-2通過邏輯器件解碼，每秒得到時(shí)間信息Rcode和準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)信號(hào)1PPS_IN；S5-1-3所述DCLS2_IN信號(hào)和準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)信號(hào)1PPS_IN具有固定的偏差ty，采用計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到時(shí)延計(jì)數(shù)值Y。
在本發(fā)明所述的時(shí)間傳遞的方法中，在步驟S5-2中，所述進(jìn)行時(shí)間碼處理包括對(duì)接收到的時(shí)間信息Rcode進(jìn)行加秒和閏秒處理，獲得當(dāng)前秒的時(shí)間信息Tcode。
在本發(fā)明所述的時(shí)間傳遞的方法中，在所述步驟S5-3中，所述進(jìn)行鎖相處理為以1PPS_IN信號(hào)為參考時(shí)鐘，在包括直接數(shù)字合成、鑒相器、低通濾波器和振蕩器的鎖相模塊中進(jìn)行鎖相處理，輸出的高頻信號(hào)Clk_H。
在本發(fā)明所述的時(shí)間傳遞的方法中，在所述步驟S5-4中，所述時(shí)延補(bǔ)償包括以下步驟S5-4-1通過分頻器將所述高頻信號(hào)CLK_H分頻出1PPS_D信號(hào)；S5-4-2通過鑒相器測(cè)量出所述1PPS_IN信號(hào)和所述1PPS_D信號(hào)的相位差tz，并通過技術(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到相位計(jì)數(shù)值Z；S5-4-3采用20MHz的計(jì)數(shù)脈沖在獲得的1PPS_D信號(hào)的上升沿開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器中的值V＝(1-tx-ty-tz)*109/50ns時(shí)，產(chǎn)生1PPS_OUT信號(hào)的上升沿。
在本發(fā)明所述的時(shí)間傳遞的方法中，在所述步驟S5-5中，所述的編碼處理為獲得絕對(duì)時(shí)間的1PPS_OUT信號(hào)和當(dāng)前的時(shí)間信息Tcode，在由邏輯芯片組成的編碼模塊中使用鎖相后的高頻信號(hào)Clk_H進(jìn)行編碼處理，生成高精度的DCLS或IRIG_B編碼格式的時(shí)間信號(hào)。
實(shí)施本發(fā)明的時(shí)間傳遞的方法，具有以下有益效果上級(jí)時(shí)間服務(wù)器輸出的時(shí)間碼信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線上傳輸，不與IP網(wǎng)連接，僅僅單向的輸出時(shí)間碼信號(hào)，消除了上級(jí)時(shí)間服務(wù)器的安全隱患，而且沒有傳輸距離的限制。另外，對(duì)解碼后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行鎖相處理，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行消抖和平滑處理，大大提高了時(shí)間服務(wù)器的守時(shí)能力和輸出時(shí)間的精度；同時(shí)利用高頻脈沖進(jìn)行時(shí)間補(bǔ)償，有效地消除了傳輸網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)延，使得傳輸?shù)臅r(shí)間的精度不受網(wǎng)絡(luò)的影響。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有的NTP方式的組網(wǎng)示意圖；圖2是本發(fā)明時(shí)間傳遞的方法的組網(wǎng)示意圖；圖3是本發(fā)明時(shí)間傳遞方法的下級(jí)服務(wù)器接收處理時(shí)間信號(hào)的邏輯框圖；圖4是本發(fā)明時(shí)間傳遞方法的各階段的時(shí)間碼信號(hào)的相位示意圖；圖5是本發(fā)明時(shí)間傳遞方法的鎖相模塊的邏輯框圖；圖6是本發(fā)明時(shí)間傳遞方法的延時(shí)補(bǔ)償模塊的邏輯框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明時(shí)間傳遞的方法首先由上級(jí)時(shí)間服務(wù)器21輸出時(shí)間碼信號(hào)。上級(jí)時(shí)間服務(wù)器21通過GPS或GLONASS或銫鐘獲取絕對(duì)時(shí)間，并單向的輸出時(shí)間碼信號(hào)。在本實(shí)施例中，時(shí)間碼信號(hào)為DCLS時(shí)間碼信號(hào)，其包含秒脈沖和年日時(shí)分秒信息，下級(jí)時(shí)間服務(wù)器25或設(shè)備接收到這個(gè)信號(hào)，即可準(zhǔn)確校準(zhǔn)自身的時(shí)間信息。
然后，將所述時(shí)間碼信號(hào)轉(zhuǎn)換成在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線上傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)，并將所述數(shù)據(jù)信號(hào)在所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線上傳輸；再將經(jīng)過傳輸?shù)乃鰯?shù)據(jù)信號(hào)重新轉(zhuǎn)換成時(shí)間碼信號(hào)，并由下級(jí)時(shí)間服務(wù)器25接收。在本實(shí)施例中，上級(jí)時(shí)間服務(wù)器21輸出DCLS1_OUT信號(hào)，通過E1轉(zhuǎn)換器22轉(zhuǎn)換成E1信號(hào)，然后在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(digital data network，DDN)數(shù)據(jù)專線或同步數(shù)字系列(synchronousdigital hierarchy，SDH)傳輸網(wǎng)絡(luò)23上進(jìn)行傳送，傳送后的E1信號(hào)再次通過E1轉(zhuǎn)換器24轉(zhuǎn)換成DCLS2_IN信號(hào)，并由下級(jí)時(shí)間服務(wù)器25接收。DCLS信號(hào)是1kbps數(shù)據(jù)信號(hào)，可以用數(shù)據(jù)專線或SDH傳送，傳輸距離沒有限制，所以可以采用DCLS組建基于樹型結(jié)構(gòu)的主從時(shí)間同步網(wǎng)，如圖2所示。DCLS可以在局間傳送時(shí)間時(shí)，通過64kbit/s的DDN專線進(jìn)行傳輸，無傳輸距離限制。因而，上級(jí)時(shí)間服務(wù)器不連接DCN網(wǎng)，僅僅單向輸出DCLS物理信號(hào)，消除了一級(jí)時(shí)間服務(wù)器的安全隱患。
最后，處理所述下級(jí)時(shí)間服務(wù)器25接收到的時(shí)間碼信號(hào)，輸出各種類型的時(shí)間信號(hào)到業(yè)務(wù)設(shè)備26中。由于時(shí)間碼信號(hào)經(jīng)過了轉(zhuǎn)換設(shè)備(E1轉(zhuǎn)換器)、傳輸設(shè)備(DDN、SDH傳輸網(wǎng)絡(luò))，所以傳輸?shù)较录?jí)時(shí)間服務(wù)器25的DCLS2_IN信號(hào)具有一定的時(shí)延，信號(hào)上也有一定的抖動(dòng)和飄動(dòng)；下級(jí)時(shí)間服務(wù)器25接收到DCLS信號(hào)后，需要進(jìn)行消除抖動(dòng)和時(shí)延補(bǔ)償處理，這樣就可輸出達(dá)微妙或納秒級(jí)高精度的DCLS、IRIG-B、1PPS時(shí)間碼信號(hào)。NTP信號(hào)的精度也可達(dá)毫秒或100微秒級(jí)，能保持和上級(jí)服務(wù)器相同的精度。
下級(jí)服務(wù)器25的處理過程如圖3所示，處理過程包括對(duì)接收到的時(shí)間碼信息進(jìn)行解碼處理31、對(duì)解碼后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行時(shí)間碼處理32、對(duì)解碼后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行鎖相處理33、對(duì)解碼后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償處理34、以及對(duì)經(jīng)過上述步驟處理的時(shí)間碼信息進(jìn)行編碼處理35，以得到需要格式的時(shí)間碼。
在解碼處理31中，下級(jí)時(shí)間服務(wù)器25接收到的DCLS1_IN信號(hào)與上級(jí)時(shí)間服務(wù)器21輸出的DCLS1_OUT信號(hào)(和絕對(duì)時(shí)間(Coordinated UniversalTime，UTC)的誤差較少)之間，由于經(jīng)過傳輸，而具有一定的固定時(shí)延。該DCLS1_IN信號(hào)與絕對(duì)時(shí)間UTC之間具有tx(tx＜1)秒的偏差，如圖4所示?？梢圆捎糜?jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)得到時(shí)延數(shù)值，例如采用20MHz的計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到的時(shí)延計(jì)數(shù)值X＝(tx*109)/50。在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)，下級(jí)時(shí)間服務(wù)器25由于無法獲取絕對(duì)時(shí)間UTC，所以在開始使用前利用GPS接收機(jī)或其他UTC時(shí)間授時(shí)設(shè)備測(cè)量出時(shí)延值tx，計(jì)算出延時(shí)計(jì)數(shù)值X，并將其保存。
下級(jí)時(shí)間服務(wù)器25對(duì)接收到的DCLS2_IN信號(hào)進(jìn)行解碼處理，解碼的過程在邏輯器件(EPLD或FPGA)中進(jìn)行，采用高頻時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)的方式解碼；對(duì)時(shí)間碼的幀起始的標(biāo)識(shí)位進(jìn)行解碼，可獲得準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)信號(hào)1PPS_IN；對(duì)幀起始的標(biāo)識(shí)位后面的時(shí)間碼進(jìn)行解碼，可獲得每秒時(shí)間信息Rcode。提取的準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)信號(hào)1PPS_IN和輸入的DCLS2_IN信號(hào)的相位關(guān)系如圖4所示，兩者具有固定的偏差ty＝8ms。采用20MHz計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，此時(shí)的時(shí)延計(jì)數(shù)值Y＝(0.008)*109/50＝160000。
將接收到的時(shí)間信息Rcode送到時(shí)間碼處理模塊進(jìn)行加秒(每次只能獲取上一秒的時(shí)間信息，所以當(dāng)前的時(shí)間需要加秒處理)和閏秒(由于原子時(shí)與天文時(shí)的不一致，每隔一定的時(shí)間，需對(duì)UTC時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，插入或刪除1秒)等時(shí)間碼處理32，獲得當(dāng)前秒的時(shí)間信息Tcode。
由于輸入的信號(hào)經(jīng)過傳輸帶來較大的抖動(dòng)和漂移，所以提取的1PPS_IN信號(hào)也具有較大的抖動(dòng)和漂移，不能使用此信號(hào)作為時(shí)延補(bǔ)償?shù)脑葱盘?hào)。需要將其送到鎖相模塊進(jìn)行鎖相和平滑等鎖相處理33。鎖相模塊由直接數(shù)字合成(DDS)51、鑒相器(PD)52、低通濾波器(LF)53和振蕩器54(銣鐘或恒溫晶振)等組成，ref參考時(shí)鐘為1PPS_IN，out是鎖相輸出的時(shí)鐘信號(hào)Clk_H，如圖5所示。其中，信號(hào)Clk_H一般為高頻信號(hào)，如20MHz高頻信號(hào)。鎖相原理對(duì)輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘1PPS_IN和輸出時(shí)鐘Clk_H進(jìn)行鑒相處理，獲取輸入和輸出的相位偏差；根據(jù)此相位偏差調(diào)整DDS 51的值(DDS的振蕩源來自振蕩器54)，使得輸出時(shí)鐘和輸入時(shí)鐘的相對(duì)相位保持穩(wěn)定；這樣就達(dá)到鎖相的目的。通過鎖相模塊的鎖相處理33將輸入的外基準(zhǔn)源存在的相位漂動(dòng)、抖動(dòng)進(jìn)行濾除并且在當(dāng)丟失REF參考源時(shí)，輸出的信號(hào)可維持優(yōu)良輸出的能力；從而使得輸出的高頻信號(hào)out(CLK_H)具有抖動(dòng)、漂移小，頻率準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。
然后在延時(shí)補(bǔ)償模塊60中進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償處理34。所述延時(shí)補(bǔ)償模塊包括分頻器61、鑒相器62以及補(bǔ)償器63。將鎖相后的輸出的信號(hào)高頻信號(hào)Clk_H通過分頻器61將其分頻到1Hz的1PPS_D，如圖6所示。通過鑒相器62可以測(cè)量出1PPS_IN和1PPS_D的相位差tz秒(tz＜1)，如圖4所示。采用20MHz計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，兩者的相位計(jì)數(shù)值Z＝(tz)*109/50。由于時(shí)間碼流每次到達(dá)二級(jí)時(shí)間服務(wù)器的時(shí)刻不盡相同，所以提取的1PPS的相位變化較大，但是它總是在某一時(shí)刻的左右振蕩；所以Z值是由軟件讀取每次的鑒相值后經(jīng)過多次平均后所得的值。
在獲得X、Y和Z的值(tx、ty和tz)后，在補(bǔ)償器63種進(jìn)行補(bǔ)償。選用計(jì)數(shù)脈沖為Clk_H(例如20MHz)，在鎖相分頻獲得的1PPS_D信號(hào)的上升沿開始計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器中的值V＝(1-tx-ty-tz)×109ns/50ns時(shí)，產(chǎn)生1PPS_OUT信號(hào)的上升沿，如圖4所示。這樣1PPS_OUT就和UTC(GPS或GLONASS或銫鐘輸出的絕對(duì)時(shí)間)信號(hào)對(duì)齊，由于計(jì)數(shù)和編碼的脈沖的是20MHz的頻率的時(shí)鐘，所以時(shí)延補(bǔ)償?shù)姆直媛蕿?/20MHz＝50ns的精度。當(dāng)然，只要計(jì)數(shù)和編碼的脈沖頻率越高，其時(shí)延補(bǔ)償?shù)木染驮礁摺Ｓ捎诼窂降难舆t固定，二級(jí)時(shí)間服務(wù)器接收到DCLS時(shí)間信號(hào)后，可以實(shí)現(xiàn)有效的補(bǔ)償，二級(jí)服務(wù)器的精度可達(dá)微秒級(jí)或更高納秒級(jí)的精度。
在獲得絕對(duì)時(shí)間的1PPS_OUT和當(dāng)前的時(shí)間碼Tcode后，就可以進(jìn)行編碼處理。編碼模塊也可在邏輯芯片(EPLD或FPGA)中實(shí)現(xiàn)利用鎖相后的高頻時(shí)鐘Clk_H，在1PPS_OUT的上升沿產(chǎn)生時(shí)間碼的幀起始標(biāo)識(shí)位，然后對(duì)照時(shí)間碼的標(biāo)準(zhǔn)格式，編碼產(chǎn)生時(shí)間碼。由于1PPS_OUT和UTC的時(shí)間偏差很小，同時(shí)使用鎖相后的高頻時(shí)鐘Clk_H，編碼生成DCLS、IRIG_B信號(hào)等時(shí)間信號(hào)的精度就很高，可達(dá)微秒級(jí)或納秒級(jí)的精度。如果需要輸出1PPS信號(hào)，直接使用1PPS_OUT輸出即可，其精度可達(dá)納秒級(jí)。如果需要輸出NTP的時(shí)間信息，可以采用1PPS_OUT和當(dāng)前的時(shí)間碼Tcode作為時(shí)間源，通過NTP的算法形成NTP的時(shí)間信息，再通過DCN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。輸出的NTP時(shí)間信息的精度可達(dá)毫秒或100微秒級(jí)，這樣下級(jí)時(shí)間服務(wù)器就能輸出和上級(jí)時(shí)間服務(wù)器相同的精度的NTP時(shí)間信息。
本發(fā)明采用DCLS時(shí)間碼作為時(shí)間傳遞信號(hào)，采用SDH/DDN進(jìn)行傳輸，通過鎖相平滑處理以及時(shí)延補(bǔ)償處理，在下級(jí)時(shí)間服務(wù)器中實(shí)現(xiàn)微秒或納秒級(jí)的精度的時(shí)間輸出；較現(xiàn)有的NTP傳遞方法消除了網(wǎng)絡(luò)不安全問題和大大提高傳遞時(shí)間精度。隨著通信網(wǎng)中各種業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)間同步提出的新要求，這種時(shí)間傳遞的方法能更好的滿足通信網(wǎng)中計(jì)費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、七號(hào)信令網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證以及今后可能存在的一些移動(dòng)新業(yè)務(wù)(如CDMA、VOIP、位置定位等)對(duì)時(shí)間同步不同要求。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)間傳遞的方法，其特征在于，包括以下步驟S1上級(jí)時(shí)間服務(wù)器輸出時(shí)間碼信號(hào)；S2將所述時(shí)間碼信號(hào)轉(zhuǎn)換成在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線上傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)；S3所述數(shù)據(jù)信號(hào)在所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線上傳輸；S4將經(jīng)過傳輸?shù)乃鰯?shù)據(jù)信號(hào)重新轉(zhuǎn)換成時(shí)間碼信號(hào)，并由下級(jí)時(shí)間服務(wù)器接收；S5處理所述下級(jí)時(shí)間服務(wù)器接收到的時(shí)間碼信號(hào)，輸出各種類型的時(shí)間信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間傳遞的方法，其特征在于，在所述步驟S5中，對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的處理包括以下步驟S5-1對(duì)接收到的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行解碼處理；S5-2對(duì)解碼后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行時(shí)間碼處理；S5-3對(duì)解碼后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行鎖相處理；S5-4對(duì)解碼后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行時(shí)延補(bǔ)償；S5-5將經(jīng)過步驟S5-1至S5-4處理后的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行編碼處理，輸出各種類型的時(shí)間信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時(shí)間傳遞的方法，其特征在于，在步驟S1中，所述上級(jí)時(shí)間服務(wù)器輸出的時(shí)間碼信號(hào)為DCLS1_OUT信號(hào)；在步驟S2中，將所述DCLS1_OUT信號(hào)轉(zhuǎn)換成E1信號(hào)，所述的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線為DDN專線或SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)；在步驟S4中，將經(jīng)傳輸?shù)腅1信號(hào)轉(zhuǎn)換成DCLS2_IN信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時(shí)間傳遞的方法，其特征在于，在所述步驟S5-1中，接收到的時(shí)間碼信號(hào)為DCLS2_IN信號(hào)，所述對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼包括以下步驟S5-1-1利用GPS接收機(jī)或其他UTC時(shí)間授時(shí)設(shè)備測(cè)量出時(shí)延值tx，并將其保存，并采用計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，得出時(shí)延計(jì)數(shù)值X；S5-1-2通過邏輯器件解碼，每秒得到時(shí)間信息Rcode和準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)信號(hào)1PPS_IN；S5-1-3所述DCLS2_IN信號(hào)和準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)信號(hào)1PPS_IN具有固定的偏差ty，采用計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到時(shí)延計(jì)數(shù)值Y。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的時(shí)間傳遞的方法，其特征在于，在步驟S5-2中，所述進(jìn)行時(shí)間碼處理包括對(duì)接收到的時(shí)間信息Rcode進(jìn)行加秒和閏秒處理，獲得當(dāng)前秒的時(shí)間信息Tcode。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的時(shí)間傳遞的方法，其特征在于，在所述步驟S5-3中，所述進(jìn)行鎖相處理為以1PPS_IN信號(hào)為參考時(shí)鐘，在包括DDS、PD、LF和振蕩器的鎖相模塊中進(jìn)行鎖相處理，輸出的高頻信號(hào)Clk_H。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的時(shí)間傳遞的方法，其特征在于，在所述步驟S5-4中，所述時(shí)延補(bǔ)償包括以下步驟S5-4-1通過分頻器將所述高頻信號(hào)CLK_H分頻出1PPS_D信號(hào)；S5-4-2通過監(jiān)相器測(cè)量出所述1PPS_IN信號(hào)和所述1PPS_D信號(hào)的相位差tz，并通過技術(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到相位計(jì)數(shù)值Z；S5-4-3采用20MHz的計(jì)數(shù)脈沖在獲得的1PPS_D信號(hào)的上升沿開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器中的值V＝(1-tx-ty-tz)*109/50ns時(shí)，產(chǎn)生1PPS_OUT信號(hào)的上升沿。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的時(shí)間傳遞的方法，其特征在于，在所述步驟S5-5中，所述的編碼處理為獲得絕對(duì)時(shí)間的1PPS_OUT信號(hào)和當(dāng)前的時(shí)間信息Tcode，在由邏輯芯片組成的編碼模塊中使用鎖相后的高頻信號(hào)Clk_H進(jìn)行編碼處理，生成高精度的DCLS或IRIG_B編碼格式的時(shí)間信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種時(shí)間傳遞的方法，具有精度高、安全性好和傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，可應(yīng)用于需要精確可靠的時(shí)間信息的場(chǎng)合。該方法包括步驟S1上級(jí)時(shí)間服務(wù)器輸出時(shí)間碼信號(hào)；S2將時(shí)間碼信號(hào)轉(zhuǎn)換成在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線上傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)；S3數(shù)據(jù)信號(hào)在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線上傳輸；S4將經(jīng)過傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)重新轉(zhuǎn)換成時(shí)間碼信號(hào)，并由下級(jí)時(shí)間服務(wù)器接收；S5處理所述下級(jí)時(shí)間服務(wù)器接收到的時(shí)間碼信號(hào)，輸出各種類型時(shí)間信號(hào)。上級(jí)時(shí)間服務(wù)器不與IP網(wǎng)連接，僅僅單向的輸出時(shí)間碼信號(hào)，消除了上級(jí)時(shí)間服務(wù)器的安全隱患，而且沒有傳輸距離的限制。通過鎖相以及時(shí)延補(bǔ)償處理，在下級(jí)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)微秒或納秒級(jí)的精度的時(shí)間輸出，提高了傳遞時(shí)間精度。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1852288SQ200510037418
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2005年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月19日
發(fā)明者張慶 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司