專利名稱：一種采用e1專線進行高精度時間傳遞的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種采用El專線進行高精度時間傳遞的方法。
背景技術：
隨著通信技術的發(fā)展，數(shù)字通信過程中對時間同步的要求越來越高。在電力、鐵路系統(tǒng)中，大部分終端設備所使用的時間都是由獨立的系統(tǒng)內部時鐘來提供的，由于各系統(tǒng)內部時鐘的差異，系統(tǒng)長時間運行之后，系統(tǒng)與系統(tǒng)之間會出現(xiàn)較大的時間偏差，這樣會給電力、鐵路系統(tǒng)的生產(chǎn)和運行帶來巨大的安全隱患。歐洲的30路脈碼調制PCM簡稱El，El的一個時分復用幀(其長度T=125us)共劃分為32個相等的時隙，時隙的編號為CHO CH31，其中時隙CHO用作幀同步，時隙CH16用來傳送信令，剩下的CHl CHl5和CHl7 CH31共30個時隙用作30個話路。每個時隙傳送8bit，因此共用256bit，每秒傳送8000個幀，因此PCM —次群El的數(shù)據(jù)傳輸速率就是2.048Mbit/s。基于El專線的通信網(wǎng)絡具有很高的可靠性和穩(wěn)定性，目前已經(jīng)廣泛覆蓋國內大多數(shù)電力、鐵路系統(tǒng)，El專線已成為電力、鐵路系統(tǒng)中的主要通信線路。然而，要建立基于El專線的全網(wǎng)時間同步系統(tǒng)，就必須要解決El專線的時間傳遞同步問題。如ZL201280000106.0，時間同步方法和設備及系統(tǒng)，它公開了一種應用于光纖線路的，由從設備對傳輸時延進行計算的方法、設備及系統(tǒng)。包括:從設備獲取主設備至從設備的第一光纖傳輸時延dl，和從設備至主設備的第二光纖傳輸時延d2 ;與主設備交互時間同步信號，計算初始時間偏差offsetl ;米用所述第一光纖傳輸時延dl和第二光纖傳輸時延d2調整所述初始時間偏差offset I，得到修正時間偏差offset2 ;根據(jù)所述修正時間偏差offset2調整本地時鐘，完成時間同步。這種時間同步方法雖然可以在時間同步過程中實現(xiàn)在線時間同步補償，無需由人工進行時間同步補償操作，但是，其由從設備進行計算，只能在初始時間偏差的基礎上對實際時間偏差進行調整，無法實現(xiàn)高精度的時間同步，而且其時間同步方法較為復雜。如ZL200810007291.1，一種時間同步傳遞方法、系統(tǒng)和裝置，它公開了一種單向的、由從設備計算的時間同步傳遞方法、系統(tǒng)和裝置。包括以下步驟:主設備發(fā)送同步脈沖及所述主設備的發(fā)送時間信息；從設備接收同步脈沖并記錄所述從設備的接收時間信息；獲取同步脈沖的傳輸時延；所述從設備根據(jù)所述主設備的發(fā)送時間信息、從設備的接收時間信息和所述傳輸時延確定主設備與從設備之間的時間偏差；所述從設備根據(jù)所述時間偏差調整本地同步時鐘。一方面，該方法同樣由從設備實現(xiàn)傳輸時延的計算，同樣存在以下問題:在確定獲取同步脈沖的傳輸時延的過程中，需要用到從設備的接收時間信息，然而，這個接收時間信息是基于從設備的本地時鐘而獲取的，它本身存在時間不同步的問題，因此，在計算傳輸時延時不具有可參照性，時間同步誤差較大。另一方面，該時間同步方法只計算了由主設備到從設備的單向傳輸延遲，而并沒有考慮由從設備到主設備的傳輸延遲，因此，時間同步誤差較大，可靠性較低。
如ZL201110264439.1，用于獲得時間同步中精確線路傳輸延遲的方法，它公開了一種由接收方計算的時間同步方法。包括步驟:選擇一個子系統(tǒng)作主子系統(tǒng)；選擇一個輔子系統(tǒng)，主子系統(tǒng)在tl時刻發(fā)送秒脈沖，線路傳輸延遲tpdBA后到達該輔子系統(tǒng)；輔子系統(tǒng)收到后，開啟定時寄存器；輔子系統(tǒng)從當前時間值，結合計數(shù)時間值At'，得出輔子系統(tǒng)時間滯后主子系統(tǒng)tpdAB ;在〖2時刻，輔子系統(tǒng)向主子系統(tǒng)發(fā)送秒脈沖；經(jīng)過線路傳輸延遲tpdBA到達主子系統(tǒng)時，記錄此時主子系統(tǒng)的時間值t3 ;主子系統(tǒng)和輔子系統(tǒng)的單向延遲tpd,通過tpd= (tpdBA+tpdAB)/2 = (t3_t2)/2得出。該方法能夠獲得系統(tǒng)中單向或者雙向的線路傳輸延遲，較只考慮單向傳輸延遲的情況而言，時間同步精確度有了一定的提高，然而，該方法同樣由輔子系統(tǒng)實現(xiàn)傳輸時延的計算，輔子系統(tǒng)的接收時間信息是基于輔子系統(tǒng)的本地時鐘而獲取的，它本身存在時間不同步的問題，因此，在計算傳輸時延時不具有可參照性，時間同步誤差較大。又如ZL201010283505.5，基于El鏈路的雙向時頻同傳方法及主從裝置，包括下述步驟:主站向從站發(fā)送時間同步幀，主站記錄同步幀發(fā)包時間戳Tl并插入同步幀中；從站接收主站發(fā)來的同步幀，記錄收包時間戳T2，從同步幀中獲得時間戳Tl ;從站向主站發(fā)送時延請求巾貞，并記錄發(fā)時延請求巾貞的時間戳T3 ;主站接收從站發(fā)來的時延請求巾貞并記錄收包時間戳T4，主站將T4時間戳發(fā)送給從站；從站獲得時間戳T4，根據(jù)獲得的時間戳Tl T4，計算線路環(huán)路時延D以及主從時間偏差和頻率偏差，以此調整本地時間和時鐘頻率；各步驟中信息封裝為El幀格式。在記錄收包時間戳T2時，該時間戳是基于從站的本地時鐘而獲取的，同樣的，它本身存在時間不同步的問題，因此，所獲取的時間戳不具有可參照性。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種新型的采用El專線進行高精度時間傳遞的方法，由主時鐘根據(jù)其同步頭報文發(fā)送時刻與接收時刻的間隔來測定雙向時延，進而由從時鐘計算單向線路時延，根據(jù)單向時延值和主時鐘的本地時鐘信息對從時鐘的時標信號進行精確的時延修正，修正過程不涉及到從時鐘的接收時間信息，避免從時鐘本身存在的時間不同步的問題，提聞時間同步的精度；另一方面，考慮主時鐘到從時鐘、從時鐘到主時鐘的雙向線路時延，較傳統(tǒng)的單向時延計算方法而言，進一步提高了時間同步的精度；再一方面，傳輸鏈路采用地面固有的傳輸網(wǎng)中的El專線，無須增加額外傳輸設備，具有可靠性高、成本低等優(yōu)勢。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:一種采用El專線進行高精度時間傳遞的方法，它包括以下步驟:
51:主時鐘于tl時刻通過El專線向從時鐘發(fā)送同步頭報文，同步頭報文中包括時標信息和時間信息；
52:經(jīng)過時間△ Tl，從時鐘接收到主時鐘所發(fā)出的同步頭報文，并將該同步頭報文轉發(fā)回主時鐘；
53:經(jīng)過時間AT2，主時鐘于t2時刻接收到從時鐘所轉發(fā)的同步頭報文，并提取其中的時標信號；
54:主時鐘測量該同步 頭報文的接收時刻t2與發(fā)送時刻11之間的時間間隔，即雙向時延值:t2-tl=ATl+AT2 ；55:主時鐘完成雙向時延值的測定后，將測得的雙向時延值通過廣播報文發(fā)送至從時
鐘；
56:從時鐘接收到主時鐘發(fā)出的雙向時延值廣播報文，并提取該雙向時延值；
57:從時鐘根據(jù)雙向時延值計算單向線路傳輸時延:AT= ( ATl+AT2)/2= (t2_tl)
/2 ；
S8:從時鐘根據(jù)單向線路傳輸時延對其所提取的時標信號進行時延修正。進一步地，主時鐘每隔一秒定時向從時鐘發(fā)送同步頭報文。本發(fā)明的有益效果是:
I)由主時鐘根據(jù)其同步頭報文發(fā)送時刻與接收時刻的間隔來測定雙向時延，進而由從時鐘計算單向線路時延，根據(jù)單向時延值和主時鐘的本地時鐘信息對從時鐘的時標信號進行精確的時延修正，修正過程不涉及到從時鐘的接收時間信息，避免了從時鐘本身存在的時間不同步的問題，提聞了時間同步的精度，時間傳遞精度可控制在十納秒左右；
2)本方法綜合考慮了主時鐘到從時鐘、從時鐘到主時鐘的雙向線路時延，較傳統(tǒng)的單向時延計算方法而言，進一步提高了時間同步的精度和可靠性；
3)傳輸鏈路采用地面固有的傳輸網(wǎng)中的El專線，無須增加額外傳輸設備，具有可靠性高、成本低等優(yōu)勢；
4)可自動補償線路傳輸時延，無須人工干預；
5)時間同步方法的操作步驟簡單且穩(wěn)定、可靠。
圖1為本發(fā)明組網(wǎng)連接拓撲關系不意 圖2為本發(fā)明高精度時間傳遞方法流程示意 圖3為本發(fā)明高精度時間傳遞方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。如圖1，圖2和圖3所示，一種采用El專線進行高精度時間傳遞的方法，它包括以下步驟:
51:主時鐘每隔一秒定時通過El專線向從時鐘發(fā)送同步頭報文，同步頭報文中包括時標信息和時間信息，主時鐘記錄同步頭報文的發(fā)包時間戳tl ；
52:經(jīng)過時間△ Tl，從時鐘接收到主時鐘所發(fā)出的同步頭報文，并將該同步頭報文轉發(fā)回主時鐘；
53:經(jīng)過時間AT2，主時鐘于t2時刻接收到從時鐘所轉發(fā)的同步頭報文，并提取其中的時標信號；
54:主時鐘測量該同步頭報文的接收時刻t2與發(fā)送時刻11之間的時間間隔，即雙向時延值:t2-tl=ATl+AT2 ；
55:主時鐘完成雙向時延值的測定后，將測得的雙向時延值通過廣播報文發(fā)送至從時
鐘； 56:從時鐘接收到主時鐘發(fā)出的雙向時延值廣播報文，并提取該雙向時延值；
57:從時鐘根據(jù)雙向時延值計算單向線路傳輸時延:AT= ( ATl+AT2)/2= (t2_tl)
/2 ；
S8:從時鐘根據(jù)單向線路傳輸時延對其所提取的時標信號進行時延修正。
權利要求
1.一種采用El專線進行高精度時間傳遞的方法，其特征在于:它包括以下步驟: 51:主時鐘于tl時刻通過El專線向從時鐘發(fā)送同步頭報文，同步頭報文中包括時標信息和時間信息； 52:經(jīng)過時間△ Tl，從時鐘接收到主時鐘所發(fā)出的同步頭報文，并將該同步頭報文轉發(fā)回主時鐘； 53:經(jīng)過時間AT2，主時鐘于t2時刻接收到從時鐘所轉發(fā)的同步頭報文，并提取其中的時標信號； 54:主時鐘測量該同步頭報文的接收時刻t2與發(fā)送時刻11之間的時間間隔，即雙向時延值:t2-tl=ATl+AT2 ；55:主時鐘完成雙向時延值的測定后，將測得的雙向時延值通過廣播報文發(fā)送至從時鐘； 56:從時鐘接收到主時鐘發(fā)出的雙向時延值廣播報文，并提取該雙向時延值；57:從時鐘根據(jù)雙向時延值計算單向線路傳輸時延:AT= ( ATl+AT2)/2= (t2_tl)/2 ； 58:從時鐘根據(jù)單向線路傳輸時延對其所提取的時標信號進行時延修正。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種采用El專線進行高精度時間傳遞的方法，其特征在于:所述的主時鐘每隔一秒定時向從時鐘 發(fā)送同步頭報文。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用E1專線進行高精度時間傳遞的方法，包括以下步驟主時鐘于t1時刻向從時鐘發(fā)送同步頭報文；從時鐘接收到該同步頭報文并將其轉發(fā)回主時鐘；主時鐘于t2時刻接收到轉發(fā)的同步頭報文；主時鐘測量該同步頭報文的發(fā)送、接收時刻間隔t2-t1=ΔT1+ΔT2；主時鐘將雙向時延值通過廣播報文發(fā)送至從時鐘；從時鐘接收到廣播報文并提取雙向時延值；從時鐘計算單向線路傳輸時延ΔT=(ΔT1+ΔT2)/2=(t2-t1)/2；從時鐘根據(jù)單向線路傳輸時延進行時延修正。本發(fā)明修正過程不涉及從時鐘的接收時間信息，避免了從時鐘本身存在的時間不同步，提高了時間同步的精度，時間傳遞精度可控制在十納秒左右；較傳統(tǒng)的單向時延計算方法而言，進一步提高了時間同步的精度和可靠性。
文檔編號H04J3/06GK103199950SQ20131013765
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權日2013年4月19日
發(fā)明者周波, 孫新宇, 楊波 申請人:成都國星通信有限公司