CN103199950A - 一种采用e1专线进行高精度时间传递的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用E1专线进行高精度时间传递的方法，包括以下步骤：主时钟于t1时刻向从时钟发送同步头报文；从时钟接收到该同步头报文并将其转发回主时钟；主时钟于t2时刻接收到转发的同步头报文；主时钟测量该同步头报文的发送、接收时刻间隔：t2-t1=ΔT1+ΔT2；主时钟将双向时延值通过广播报文发送至从时钟；从时钟接收到广播报文并提取双向时延值；从时钟计算单向线路传输时延：ΔT=（ΔT1+ΔT2）/2=（t2-t1）/2；从时钟根据单向线路传输时延进行时延修正。本发明修正过程不涉及从时钟的接收时间信息，避免了从时钟本身存在的时间不同步，提高了时间同步的精度，时间传递精度可控制在十纳秒左右；较传统的单向时延计算方法而言，进一步提高了时间同步的精度和可靠性。

Description

一种采用E1专线进行高精度时间传递的方法

技术领域

本发明涉及一种采用E1专线进行高精度时间传递的方法。

背景技术

随着通信技术的发展，数字通信过程中对时间同步的要求越来越高。在电力、铁路系统中，大部分终端设备所使用的时间都是由独立的系统内部时钟来提供的，由于各系统内部时钟的差异，系统长时间运行之后，系统与系统之间会出现较大的时间偏差，这样会给电力、铁路系统的生产和运行带来巨大的安全隐患。

欧洲的30路脉码调制PCM简称E1，E1的一个时分复用帧（其长度T=125us）共划分为32个相等的时隙，时隙的编号为CH0～CH31，其中时隙CH0用作帧同步，时隙CH16用来传送信令，剩下的CH1～CH15和CH17～CH31 共30个时隙用作30个话路。每个时隙传送8bit，因此共用256bit，每秒传送8000个帧，因此PCM一次群E1的数据传输速率就是 2.048Mbit/s。

基于E1专线的通信网络具有很高的可靠性和稳定性，目前已经广泛覆盖国内大多数电力、铁路系统，E1专线已成为电力、铁路系统中的主要通信线路。然而，要建立基于E1专线的全网时间同步系统，就必须要解决E1专线的时间传递同步问题。

如ZL201280000106.0，时间同步方法和设备及系统，它公开了一种应用于光纤线路的，由从设备对传输时延进行计算的方法、设备及系统。包括：从设备获取主设备至从设备的第一光纤传输时延d1，和从设备至主设备的第二光纤传输时延d2；与主设备交互时间同步信号，计算初始时间偏差offset1；采用所述第一光纤传输时延d1和第二光纤传输时延d2调整所述初始时间偏差offset1，得到修正时间偏差offset2；根据所述修正时间偏差offset2调整本地时钟，完成时间同步。这种时间同步方法虽然可以在时间同步过程中实现在线时间同步补偿，无需由人工进行时间同步补偿操作，但是，其由从设备进行计算，只能在初始时间偏差的基础上对实际时间偏差进行调整，无法实现高精度的时间同步，而且其时间同步方法较为复杂。

如ZL200810007291.1，一种时间同步传递方法、系统和装置，它公开了一种单向的、由从设备计算的时间同步传递方法、系统和装置。包括以下步骤：主设备发送同步脉冲及所述主设备的发送时间信息；从设备接收同步脉冲并记录所述从设备的接收时间信息；获取同步脉冲的传输时延；所述从设备根据所述主设备的发送时间信息、从设备的接收时间信息和所述传输时延确定主设备与从设备之间的时间偏差；所述从设备根据所述时间偏差调整本地同步时钟。一方面，该方法同样由从设备实现传输时延的计算，同样存在以下问题：在确定获取同步脉冲的传输时延的过程中，需要用到从设备的接收时间信息，然而，这个接收时间信息是基于从设备的本地时钟而获取的，它本身存在时间不同步的问题，因此，在计算传输时延时不具有可参照性，时间同步误差较大。另一方面，该时间同步方法只计算了由主设备到从设备的单向传输延迟，而并没有考虑由从设备到主设备的传输延迟，因此，时间同步误差较大，可靠性较低。

如ZL201110264439.1，用于获得时间同步中精确线路传输延迟的方法，它公开了一种由接收方计算的时间同步方法。包括步骤：选择一个子系统作主子系统；选择一个辅子系统，主子系统在t1时刻发送秒脉冲，线路传输延迟tpdBA后到达该辅子系统；辅子系统收到后，开启定时寄存器；辅子系统从当前时间值，结合计数时间值Δt′，得出辅子系统时间滞后主子系统tpdAB；在t2时刻，辅子系统向主子系统发送秒脉冲；经过线路传输延迟tpdBA到达主子系统时，记录此时主子系统的时间值t3；主子系统和辅子系统的单向延迟tpd，通过tpd＝(tpdBA+tpdAB)/2＝(t3-t2)/2得出。该方法能够获得系统中单向或者双向的线路传输延迟，较只考虑单向传输延迟的情况而言，时间同步精确度有了一定的提高，然而，该方法同样由辅子系统实现传输时延的计算，辅子系统的接收时间信息是基于辅子系统的本地时钟而获取的，它本身存在时间不同步的问题，因此，在计算传输时延时不具有可参照性，时间同步误差较大。

又如ZL201010283505.5，基于E1链路的双向时频同传方法及主从装置，包括下述步骤：主站向从站发送时间同步帧，主站记录同步帧发包时间戳T1并插入同步帧中；从站接收主站发来的同步帧，记录收包时间戳T2，从同步帧中获得时间戳T1；从站向主站发送时延请求帧，并记录发时延请求帧的时间戳T3；主站接收从站发来的时延请求帧并记录收包时间戳T4，主站将T4时间戳发送给从站；从站获得时间戳T4，根据获得的时间戳T1～T4，计算线路环路时延D以及主从时间偏差和频率偏差，以此调整本地时间和时钟频率；各步骤中信息封装为E1帧格式。在记录收包时间戳T2时，该时间戳是基于从站的本地时钟而获取的，同样的，它本身存在时间不同步的问题，因此，所获取的时间戳不具有可参照性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的采用E1专线进行高精度时间传递的方法，由主时钟根据其同步头报文发送时刻与接收时刻的间隔来测定双向时延，进而由从时钟计算单向线路时延，根据单向时延值和主时钟的本地时钟信息对从时钟的时标信号进行精确的时延修正，修正过程不涉及到从时钟的接收时间信息，避免从时钟本身存在的时间不同步的问题，提高时间同步的精度；另一方面，考虑主时钟到从时钟、从时钟到主时钟的双向线路时延，较传统的单向时延计算方法而言，进一步提高了时间同步的精度；再一方面，传输链路采用地面固有的传输网中的E1专线，无须增加额外传输设备，具有可靠性高、成本低等优势。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种采用E1专线进行高精度时间传递的方法，它包括以下步骤：

S1：主时钟于t1时刻通过E1专线向从时钟发送同步头报文，同步头报文中包括时标信息和时间信息；

S2：经过时间ΔT1，从时钟接收到主时钟所发出的同步头报文，并将该同步头报文转发回主时钟；

S3：经过时间ΔT2，主时钟于t2时刻接收到从时钟所转发的同步头报文，并提取其中的时标信号；

S4：主时钟测量该同步头报文的接收时刻t2与发送时刻t1之间的时间间隔，即双向时延值：t2-t1=ΔT1+ΔT2；

S5：主时钟完成双向时延值的测定后，将测得的双向时延值通过广播报文发送至从时钟；

S6：从时钟接收到主时钟发出的双向时延值广播报文，并提取该双向时延值；

S7：从时钟根据双向时延值计算单向线路传输时延：ΔT=（ΔT1+ΔT2）/2=（t2-t1）/2；

S8：从时钟根据单向线路传输时延对其所提取的时标信号进行时延修正。

进一步地，主时钟每隔一秒定时向从时钟发送同步头报文。 

本发明的有益效果是：

1）由主时钟根据其同步头报文发送时刻与接收时刻的间隔来测定双向时延，进而由从时钟计算单向线路时延，根据单向时延值和主时钟的本地时钟信息对从时钟的时标信号进行精确的时延修正，修正过程不涉及到从时钟的接收时间信息，避免了从时钟本身存在的时间不同步的问题，提高了时间同步的精度，时间传递精度可控制在十纳秒左右；

2）本方法综合考虑了主时钟到从时钟、从时钟到主时钟的双向线路时延，较传统的单向时延计算方法而言，进一步提高了时间同步的精度和可靠性；

3）传输链路采用地面固有的传输网中的E1专线，无须增加额外传输设备，具有可靠性高、成本低等优势；

4）可自动补偿线路传输时延，无须人工干预；

5）时间同步方法的操作步骤简单且稳定、可靠。 

附图说明

图1为本发明组网连接拓扑关系示意图；

图2为本发明高精度时间传递方法流程示意图；

图3为本发明高精度时间传递方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1，图2和图3所示，一种采用E1专线进行高精度时间传递的方法，它包括以下步骤：

S1：主时钟每隔一秒定时通过E1专线向从时钟发送同步头报文，同步头报文中包括时标信息和时间信息，主时钟记录同步头报文的发包时间戳t1；

S2：经过时间ΔT1，从时钟接收到主时钟所发出的同步头报文，并将该同步头报文转发回主时钟；

S3：经过时间ΔT2，主时钟于t2时刻接收到从时钟所转发的同步头报文，并提取其中的时标信号；

S4：主时钟测量该同步头报文的接收时刻t2与发送时刻t1之间的时间间隔，即双向时延值：t2-t1=ΔT1+ΔT2；

S5：主时钟完成双向时延值的测定后，将测得的双向时延值通过广播报文发送至从时钟；

S6：从时钟接收到主时钟发出的双向时延值广播报文，并提取该双向时延值；

S7：从时钟根据双向时延值计算单向线路传输时延：ΔT=（ΔT1+ΔT2）/2=（t2-t1）/2；

S8：从时钟根据单向线路传输时延对其所提取的时标信号进行时延修正。 

Claims (2)

1.一种采用E1专线进行高精度时间传递的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1：主时钟于t1时刻通过E1专线向从时钟发送同步头报文，同步头报文中包括时标信息和时间信息；

S2：经过时间ΔT1，从时钟接收到主时钟所发出的同步头报文，并将该同步头报文转发回主时钟；

S3：经过时间ΔT2，主时钟于t2时刻接收到从时钟所转发的同步头报文，并提取其中的时标信号；

S4：主时钟测量该同步头报文的接收时刻t2与发送时刻t1之间的时间间隔，即双向时延值：t2-t1=ΔT1+ΔT2；

S5：主时钟完成双向时延值的测定后，将测得的双向时延值通过广播报文发送至从时钟；

S6：从时钟接收到主时钟发出的双向时延值广播报文，并提取该双向时延值；

S7：从时钟根据双向时延值计算单向线路传输时延：ΔT=（ΔT1+ΔT2）/2=（t2-t1）/2；

S8：从时钟根据单向线路传输时延对其所提取的时标信号进行时延修正。

2.根据权利要求1所述的一种采用E1专线进行高精度时间传递的方法，其特征在于：所述的主时钟每隔一秒定时向从时钟发送同步头报文。

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