專利名稱：一種gps、北斗及脈沖多基準(zhǔn)ptp主時(shí)鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種GPS、北斗及脈沖多基準(zhǔn)PTP主時(shí)鐘。
背景技術(shù)：
通信科技的迅速發(fā)展對時(shí)間精度的要求越來越高，高精度的系統(tǒng)時(shí)間同步是諸多 領(lǐng)域安全可靠運(yùn)行的必要前提，如電力、交通、通信、金融證券、廣播電視、國防軍事、航天科 研等。目前在我國常用的時(shí)間基準(zhǔn)獲取方式是通過GPS、北斗、GL0NASS等衛(wèi)星系統(tǒng)，這三種 衛(wèi)星系統(tǒng)中又以GPS占主導(dǎo)地位。與通過無線方式對時(shí)相對應(yīng)的是，可以通過PTP協(xié)議經(jīng) 過地面鏈路遠(yuǎn)距離傳輸進(jìn)行授時(shí)。PTP是目前最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)對時(shí)協(xié)議，它可以通過以太網(wǎng)傳 輸納秒級的時(shí)間，在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。PTP時(shí)間同步對PTP主時(shí)鐘的精度和穩(wěn)定性要 求很高，而通常的PTP主時(shí)鐘只能以GPS為時(shí)間參考源，而不能以地面鏈路如來自銫鐘的參 考為基準(zhǔn)。為確保PTP主時(shí)鐘的絕對可靠性，采用多時(shí)間基準(zhǔn)源就非常必要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種GPS、北斗及脈沖多基準(zhǔn)PTP主時(shí)鐘，它能夠以GPS、 北斗和地面IPPS多路參考源為基準(zhǔn)，用作PTP時(shí)間同步網(wǎng)的PTP主時(shí)鐘，同時(shí)能夠起到系 統(tǒng)主時(shí)鐘、網(wǎng)絡(luò)主時(shí)鐘、網(wǎng)絡(luò)從時(shí)鐘的作用。本實(shí)用新型的GPS、北斗及脈沖多基準(zhǔn)PTP主時(shí)鐘，包括系統(tǒng)總線、時(shí)間參考輸入 單元、中央處理單元、數(shù)字鎖相環(huán)、時(shí)間信號輸出單元及告警單元，中央處理單元、數(shù)字鎖相 環(huán)、時(shí)間參考輸入單元、時(shí)間信號輸出單元及告警單元均通過系統(tǒng)總線進(jìn)行通信，所述的 中央處理單元包括^IG-B模塊、時(shí)間報(bào)文模塊、脈沖信號模塊、告警信號模塊，數(shù)字鎖相環(huán) 包括IRIG-解碼、信號比較單元、偏差計(jì)算單元、智能保持單元、SPI總線、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、 HQ-OCXO0所述時(shí)間參考輸入單元接收來自衛(wèi)星系統(tǒng)的基準(zhǔn)時(shí)間和來自地面鏈路的PTP時(shí) 間和脈沖時(shí)間。對GPS和北斗衛(wèi)星時(shí)間的優(yōu)選由衛(wèi)星模塊實(shí)現(xiàn)，衛(wèi)星模塊包括GPS模塊和 北斗模塊。時(shí)間輸入?yún)⒖紗卧獙ζ渌邮盏降娜窌r(shí)間基準(zhǔn)進(jìn)行處理比對、優(yōu)選，然后通過 系統(tǒng)總線與其它模塊進(jìn)行通信。時(shí)鐘的多路輸入GPS、北斗及IPPS可任意設(shè)定優(yōu)先權(quán)，且 PTP端口不僅可以作為輸出，也可以作為PTP參考輸入端口。本實(shí)用新型的GPS、北斗及脈沖多基準(zhǔn)PTP主時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn)在于1、實(shí)現(xiàn)了一臺時(shí)鐘GPS、北斗、IPPS多路冗余輸入，確保系統(tǒng)主時(shí)鐘參考輸入絕對 可靠；2、作為主時(shí)鐘時(shí)，PTP端口輸出PTP到網(wǎng)絡(luò)，作為從時(shí)鐘時(shí)，可通過PTP端口與上 游PTP進(jìn)行同步，一臺時(shí)鐘，兩種使用；3、多路外時(shí)間參考，可以人工或由系統(tǒng)自動(dòng)選擇GPS、北斗、IPPS的優(yōu)先級順序。
圖1為一種GPS、北斗、IPPS多路輸入PTP同步組網(wǎng)主時(shí)鐘的連接示意圖；[0010]圖2為時(shí)鐘多路時(shí)間參考單元；圖3為時(shí)鐘中央處理單元；圖4為數(shù)字鎖相環(huán)電路。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種能夠以GPS、北斗和地面IPPS為基準(zhǔn)的多路參考源PTP主時(shí)鐘， 用作PTP時(shí)間同步網(wǎng)的PTP主時(shí)鐘，同時(shí)能夠起到系統(tǒng)主時(shí)鐘、網(wǎng)絡(luò)主時(shí)鐘、網(wǎng)絡(luò)從時(shí)鐘的 作用，其組網(wǎng)精度達(dá)納秒級。多路時(shí)間參考輸入的優(yōu)先選擇及比較由圖2所示的時(shí)間參考單元完成。該時(shí)間參 考單元可對多路外參考輸入進(jìn)行精度比較，并分析其中可能存在的誤碼等信息。當(dāng)三路時(shí) 間參考同時(shí)存在時(shí)，該單元可以對其中任一路輸入的誤碼、精度異常進(jìn)行判別，從而選擇最 高精度的時(shí)間源。對GPS、北斗衛(wèi)星時(shí)間源的選擇則由衛(wèi)星模塊直接完成，并將其處理過的 時(shí)間信號輸出到時(shí)間參考單元。系統(tǒng)核心控制單元為中央處理單元，該時(shí)鐘的PTP單元可用于主時(shí)鐘，也可用于 從時(shí)鐘。主時(shí)鐘的中央處理單元如圖3所示，中央處理單元包括^IG-B模塊、時(shí)間報(bào)文模 塊、脈沖信號模塊、告警信號模塊等，數(shù)字鎖相環(huán)包括^IG-B解碼、信號比較單元、偏差計(jì) 算單元、智能保持單元、SPI總線、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、HQ-OCXO等。數(shù)字鎖相環(huán)電路，如圖4所示，主要完成對內(nèi)部振蕩器的訓(xùn)練調(diào)整，并以經(jīng)過訓(xùn)練 后的振蕩器為部分參考，對多路時(shí)間基準(zhǔn)源的精度等信息進(jìn)行判別。PTP (Precision Time Protocol, IEEE 1588)協(xié)議是目前世界上最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)對 時(shí)協(xié)議，它可以通過以太網(wǎng)傳輸達(dá)到納秒級的精度。IEEE1588的全稱是“網(wǎng)絡(luò)測量和控制 系統(tǒng)的精密時(shí)鐘同步協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)”，IEEE 1588是一個(gè)完善的網(wǎng)絡(luò)對時(shí)體系，具有E2E和P2P兩 種模式，還可以采用單播和組播的方式。IEEE1588時(shí)鐘的BMC算法可以在成百上千臺互連 設(shè)備中，確定哪一臺設(shè)備充當(dāng)主時(shí)鐘。PTP繼承了 NTP基于以太網(wǎng)的低花費(fèi)模式，同時(shí)又提 供優(yōu)于^IG-B的對時(shí)精確度。目前PTP在El上的遠(yuǎn)距離傳輸，同步精度已經(jīng)可以達(dá)到優(yōu) 于一微秒，滿足包括電力在內(nèi)的絕大多數(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
權(quán)利要求1. 一種GPS、北斗及脈沖多基準(zhǔn)PTP主時(shí)鐘，包括系統(tǒng)總線、時(shí)間參考輸入單元、中央處 理單元、數(shù)字鎖相環(huán)、時(shí)間信號輸出單元及告警單元，其特征在于中央處理單元、數(shù)字鎖相 環(huán)、時(shí)間參考輸入單元、時(shí)間信號輸出單元及告警單元均通過系統(tǒng)總線進(jìn)行通信，所述的中 央處理單元包括^IG-B模塊、時(shí)間報(bào)文模塊、脈沖信號模塊、告警信號模塊，所述的數(shù)字鎖 相環(huán)包括IRIG-解碼、信號比較單元、偏差計(jì)算單元、智能保持單元、SPI總線、數(shù)模轉(zhuǎn)換單 元、HQ-0CX0，所述時(shí)間參考輸入單元接收來自衛(wèi)星系統(tǒng)的基準(zhǔn)時(shí)間和來自地面鏈路的PTP 時(shí)間和脈沖時(shí)間，對GPS、北斗衛(wèi)星時(shí)間源的選擇則由衛(wèi)星模塊實(shí)現(xiàn)，時(shí)間輸入?yún)⒖紗卧獙?其所接收到的三路時(shí)間基準(zhǔn)進(jìn)行處理，然后通過系統(tǒng)總線與其它模塊進(jìn)行通信。
專利摘要一種GPS、北斗及脈沖多基準(zhǔn)PTP主時(shí)鐘，包括系統(tǒng)總線、時(shí)間參考輸入單元、中央處理單元、數(shù)字鎖相環(huán)、時(shí)間信號輸出單元及告警單元，各單元均通過系統(tǒng)總線進(jìn)行通信，所述時(shí)間參考輸入單元接收來自衛(wèi)星系統(tǒng)的基準(zhǔn)時(shí)間和來自地面鏈路的PTP時(shí)間和脈沖時(shí)間，對GPS和北斗衛(wèi)星時(shí)間的優(yōu)選由衛(wèi)星模塊實(shí)現(xiàn)，時(shí)間輸入?yún)⒖紗卧獙ζ渌邮盏降娜窌r(shí)間基準(zhǔn)進(jìn)行處理比對、優(yōu)選，然后通過系統(tǒng)總線與其它模塊進(jìn)行通信。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了一臺時(shí)鐘GPS、北斗、1PPS多路冗余輸入，確保系統(tǒng)主時(shí)鐘參考輸入絕對可靠，作為主時(shí)鐘時(shí)，PTP端口輸出PTP到網(wǎng)絡(luò)，作為從時(shí)鐘時(shí)，可通過PTP端口與上游PTP進(jìn)行同步。
文檔編號H04J3/06GK201928290SQ201020625198
公開日2011年8月10日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者付俊峰, 李健 申請人:江西省電力公司信息通信中心