CN105450384A - 通信系统同步时钟对时装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信系统同步时钟对时装置，包括：最佳主时钟模块、控制器接口模块、时钟校准模块、时间戳接口模块和对时模块；通过最佳主时钟模块确定通信系统中的主时钟节点和从时钟节点，利用时钟校准模块根据各个时钟接收的同步报文信息和本地时钟，更新本地时钟；通过时间戳接口模块，对主时钟节点和从时钟节点发送和接受的报文进行时间戳标记，实时记录主时钟节点发送报文和接收报文的延迟时间；所述对时模块根据所述延迟时间，对通信系统的各个时钟端口进行对时。通过上述技术方案，有效地提高了通信系统同步时钟对时装置的对时精度。

Description

通信系统同步时钟对时装置

技术领域

本发明涉及的通信网络技术领域，特别是涉及一种通信系统同步时钟对时装置。

背景技术

相对于传统的陆上风电场来说，海上风电场的规模容量和发电量更大、运行环境更恶劣、设备故障率更高、巡视检修更困难、事故造成的影响更大、自动化水平要求更高，因此，海上风电场对于计算机监控系统和智能设备的配置要求更高，除了陆上风电场需要具有的风机监控和升压站监控外，还需要配置多套监控设备，主要包括风电功率预测系统、风电场有功/无功控制系统、视频监控系统、风机升压变监控系统、风机振动状态监测系统、海缆状态检测系统、主变状态监测系统、GIS状态监测系统、风机火灾自动报警系统等。

通信网络是海上风电场的重要组成部分，是实现海上风电场远程监控不可或缺的核心环节。海上风电场对于通信网络的可靠性、实时性、经济性和扩展性具有很高的要求，通常采用网络化通信平台，应用光纤通信和以太网技术，使通信网络具有更高速率、满足更多节点通信要求，不仅提高和完善了海上风电场监控系统的性能，也很大程度地丰富了网络结构的多样性。

海上风电场在通信网络布局上类似于分布式发电系统，IEEE1588协议中各类同步报文均是基于用户数据报协议与网络协议多播报文发送的，因此，适合于在目前成熟的以太网上实现。通过实现IEEE1588协议在海上风电场中的应用，可以充分发挥海上风电场分布式通信系统和分布式网络契合的优点。将IEEE1588协议应用到通信系统中去可在现有通信环境下大幅度提高通信的同步精确度。目前的海上风电场通信、保护多采用网络信息交互，通过综合各个节点对本地保护采样值比较后产生的逻辑结果来实现保护算法的策略。因此研究IEEE1588协议用于海上风电场通信、保护系统是非常有意义的。

目前，海上风电场的通信网络主要采用两种时间同步技术，即网络时间协议(NetworkTimeProtocol，NTP)和直接连接时间传输。

1、网络时间协议

网络时间协议是用来使计算机时间同步化的一种协议，它可以使计算机对其服务器或时钟源(如石英钟、全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)等)做同步化，它可以提供高精准度的时间校正。例如，在局域网(LocalAreaNetwork，LAN)上与标准间差小于1毫秒，在广域网(WideAreaNetwork，WAN)上与标准间差小于几十毫秒。

如图1所示，图1为分布式通信系统网络时间协议传输模型图，其中：δ1为请求信息在网上传播需要的时间，δ2为回复信息在网上传播需要的时间。最终的结果与服务器处理请求所需的时间无关。据此，客户方A可通过T1、T2、T3、T4计算出时间差θ，来调整本地时钟。采用GPS作为时钟源之后，可以大幅度提高对时精度。

网络时间协议中的T1-T4四个时刻的时间标签信息均在客户机/服务器的应用层“加盖”的，实现的前提是客户机和服务器之间报文往返传输延迟相等。由于传输延迟不仅包括数据帧在网络上的传输时延，还包括数据帧被计算机处理的时间。当上下行帧等长时，网络传输时延可以认为相等，但计算机处理时间既包括对数据打包和解包时间，又包括系统中断响应时间和进程(即在运行中的多道程序)调度时间，由于客户机和服务器处理能力不同，客户机和服务器之间报文往返传输延迟并不严格相等，不可避免的会有因网络协议堆栈处理和操作系统多任务处理所带来的时间误差，误差为毫秒级。也正是因为这个原因，网络时间协议中客户机与服务器的同步校准不能仅仅依赖于单个网络时间协议的收、发报文的时标进行计算，而是必须采用统计的方法，这无疑增加了网络时间协议实现的复杂程度。

如图2所示，图2为IEC61850协议中定义的4种可用的总线式网络结构，在图2中定义了3个等级的采样值同步准确度：T3、T4和T5；其中，T3的等级要求为25μs，用于配电线路保护；T4的等级要求为4μs，用于输电线路保护中；T5的等级要求为1μs，用于计量。如果直接将网络时间协议用于符合IEC61850协议的分布式系统通信，显然是无法满足要求的。

采用GPS作为时钟源之后，可以大幅度提高海上风电场同步时钟对时装置的对时精度，但是需要额外增加硬接线。在分布式系统中，专门增加硬接线来实现对时功能，无论从经济性和实际实现上都有难度，具有一定的局限性。

2、直接连接时间传输

IEEE1588协议的出发点是将点对点的算法扩展到具有广播通信功能的通信网络上，充分利用广播通信特点来尽量减少用于时间同步的通信量，从而达到满足工业自动化测量和控制系统的高同步精度、低成本和易实现等要求。

下面介绍一种基于IEEE1588协议的局域网内时间同步方法，具体如下：

IEEE1588协议采用分层的主从式模式进行时间同步，主要定义了4种时钟报文类型：同步报文、跟随报文、延时要求报文和回应报文。采用标准定义的最佳主时钟算法选择出准确度和稳定度最高的时钟作为主时钟，其他时钟作为从时钟被主时钟同步，同步的步骤主要有两步：偏移量测量和延迟量测量。

时钟同步的第一阶段是偏移测量，即修正主时钟与从时钟之间的时间偏差。如图3所示，图3为IE1588协议时钟同步原理图；主时钟控制器节点(Master)向总线上所有节点广播带主时钟TM₁的“同步报文”(Sync)，同时为了提高发送时标的精确性，主时钟控制器还监视上述同步报文在网络接口上实际发送的时刻作为同步报文的精确时标，并在随后的“跟随报文”(Followup)中传送该精确时标TM₁。总线上所有其他节点作为从时钟(Slave)在收到上述报文后记下同步报文的接收时刻Ts₁，各自分别计算其时钟与主时钟的偏差(offest)，并对本地的时钟脉冲计数做相应的调整。根据公式(1)对主时钟和从时钟的时间偏差进行调整：

T_offest＝Ts₁-TM₁-T_Delay(1)

式中，T_offest表示从时钟与主时钟的时间偏差，T_Delay表示报文的实际传输时延。

同理，当主时钟控制器节点(Master)向总线上所有节点广播带主时钟TM₂的“同步报文”(Sync)时，从时钟(Slave)在收到上述报文后记下同步报文的接收时刻Ts₂，各自分别计算其时钟与主时钟的偏差(offest)，并对本地的时钟脉冲计数做相应的调整。根据公式(2)对主时钟和从时钟的时间偏差进行调整：

T_offest＝Ts₂-TM₂-T_Delay(2)

式中，T_offest表示从时钟与主时钟的时间偏差，T_Delay表示报文的实际传输时延。

同步过程的第二个阶段是延时测量，如图4所示，图4为IE1588协议时钟同步延迟测量原理图。从时钟节点(Slave)向主时钟节点(Master)发送一点对点“延时请求”(DelayRequest)报文，同时监视自身的网络接口记下报文的实际发送时作为精确的发送时标Ts₃，而主时钟接收到该报文时也记下收信时刻的精确时标TM₃，并将该时标在随后的“延时响应”(DelayResponse)报文中发送给相应的从时钟节点，从时钟根据公式(3)计算报文的实际传输时延：

T_Delay＝((Ts₂-TM₂)+(Ts₃-TM₃))/2(3)

式中，T_Delay表示报文的实际传输时延。

联合公式(1)至(3)，计算得到从时钟与主时钟的时间偏差，完成对从时钟的时间调整，实现从时钟与主时钟的同步。

但是，将基于IEEE1588协议的局域网内时间同步方法直接用于海上风电场的通信系统仍然存在缺点。

通信系统时钟同步的精确度直接取决于时间戳的准确性，由于IEC61850通信协议是分层次实现的，以上同步过程中所有报文中所传输的时标是取自应用层、数据链路层还是直接在物理层上采用辅助硬件电路，很大程度上决定了该协议所能达到的时钟同步精度。越接近物理层，时标精度越高，系统可以达到的准确度越高。由于目前基于IEEE1588协议的时钟同步技术基本均应用于局域网或者现场总线系统中，分布式发电系统处于一个广域网络的环境下，依靠目前现有的基于IEEE1588协议的时钟同步技术硬件与软件结构都是针对局域网环境进行设计，将其应用到海上风电场的通信系统上，时间同步的准确性较差。

发明内容

基于此，有必要针对现有的通信系统同步时钟对时装置的对时精确度较低的技术问题，提供一种通信系统同步时钟对时装置。

一种通信系统同步时钟对时装置，其特征在于，包括：最佳主时钟模块、控制器接口模块、时钟校准模块、时间戳接口模块和对时模块；

所述最佳主时钟模块、控制器接口模块、时钟校准模块和对时模块分别与时间戳接口模块连接，所述最佳主时钟模块与对时模块连接；

所述最佳主时钟模块根据最佳主时钟算法，计算通信系统各个时钟端口的状态，确定与本地时钟相连的所有时钟节点中的主时钟节点和从时钟节点；其中，所述本地时钟是位于通信设备附近，并与通信设备有直接关系的时钟源；所述主时钟节点是通信系统中控制其他时钟频率的时钟节点；所述从时钟节点是通信系统中除主时钟节点以外的时钟节点；

所述时钟校准模块根据各个时钟接收的同步报文信息和本地时钟，更新本地时钟；其中，所述主时钟节点定期发送同步报文和跟随报文，并响应来自从时钟节点的延迟请求；所述从时钟节点定期发送延迟请求报文，并根据主时钟节点的响应报文计算时钟偏移对本地时钟进行更新；

所述时间戳接口模块，用于对所述主时钟节点和从时钟节点发送和接收的报文进行时间戳标记，并根据所述时间戳标记，计算各个时间节点传输报文的延迟时间；

所述对时模块根据所述延迟时间，对通信系统的各个时钟端口进行对时。

上述通信系统同步时钟对时装置，通过最佳主时钟模块确定通信系统中的主时钟节点和从时钟节点，利用时钟校准模块根据各个时钟接收的同步报文信息和本地时钟，更新本地时钟；通过时间戳接口模块，对主时钟节点和从时钟节点发送和接收的报文进行时间戳标记，实时记录主时钟节点发送报文和接收报文的延迟时间；所述对时模块根据所述延迟时间，对通信系统的各个时钟端口进行对时。通过上述技术方案，有效地提高了通信系统同步时钟对时装置的对时精度。

附图说明

图1为分布式通信系统网络时间协议传输模型图；

图2为IEC61850协议的总线式网络结构图；

图3为IE1588协议时钟同步原理图；

图4为IE1588协议时钟同步延迟测量原理图；

图5为本发明的一个实施例的通信系统同步时钟对时装置结构示意图；

图6为本发明的另一个实施例的通信系统同步时钟对时装置的时间戳接口模块的工作原理图；

图7为利用本发明的另一个实施例的通信系统同步时钟对时装置进行对时的流程图；

图8为本发明的另一个实施例的通信系统同步时钟对时装置的IEEE1588测试网络结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

如图5所示，图5为本发明的一个实施例的通信系统同步时钟对时装置结构示意图；

一种通信系统同步时钟对时装置，包括：最佳主时钟模块101、控制器接口模块102、时钟校准模块103、时间戳接口模块104和对时模块105；

所述最佳主时钟模块101、控制器接口模块102、时钟校准模块103和对时模块105分别与时间戳接口模块104连接，所述最佳主时钟模块101与对时模块105连接；

所述最佳主时钟模块101根据最佳主时钟算法，计算通信系统各个时钟端口的状态，确定与本地时钟相连的所有时钟节点中的主时钟节点和从时钟节点；其中，所述本地时钟是位于通信设备附近，并与通信设备有直接关系的时钟源；所述主时钟节点是通信系统中控制其他时钟频率的时钟节点；所述从时钟节点是通信系统中除主时钟节点以外的时钟节点；

所述时钟校准模块103根据各个时钟接收的同步报文信息和本地时钟，更新本地时钟；其中，所述主时钟节点定期发送同步报文和跟随报文，并响应来自从时钟节点的延迟请求；所述从时钟节点定期发送延迟请求报文，并根据主时钟节点的响应报文计算时钟偏移对本地时钟进行更新；

所述时间戳接口模块104，用于对所述主时钟节点和从时钟节点发送和接收的报文进行时间戳标记，并根据所述时间戳标记，计算各个时间节点传输报文的延迟时间；

所述对时模块105根据所述延迟时间，对通信系统的各个时钟端口进行对时。

上述通信系统同步时钟对时装置，通过最佳主时钟模块确定通信系统中的主时钟节点和从时钟节点，利用时钟校准模块根据各个时钟接收的同步报文信息和本地时钟，更新本地时钟；通过时间戳接口模块，对主时钟节点和从时钟节点发送和接受的报文进行时间戳标记，实时记录主时钟节点发送报文和接收报文的延迟时间；所述对时模块根据所述延迟时间，对通信系统的各个时钟端口进行对时。通过上述技术方案，有效地提高了通信系统同步时钟对时装置的对时精度。

在其中一个实施例中，本发明的通信系统同步时钟对时装置，所述最佳主时钟模块101包括：

第一计算单元，用于根据数据集比较算法，计算相关时钟端口数据集的二进制关系；

第二计算单元，用于根据状态决定算法及所述二进制关系，计算通信系统各个时钟端口的状态；

状态确定单元，用于根据所述时钟端口的状态，确定与本地时钟相连的所有节点中的主时钟节点和从时钟节点。

在其中一个实施例中，本发明的通信系统同步时钟对时装置，所述时钟校准模块103包括：

关系确定单元，用于根据各个时钟端口接收的同步报文信息，确定各个时钟节点与超主时钟的关系；其中，所述超主时钟为各个时钟节点的源头；

主时钟确定单元，用于根据各个时钟节点与超主时钟的关系，确定通信网络的主时钟节点；

时钟更新单元，用于根据所述主时钟节点，确定其他时钟端口的状态，更新本地时钟。

在其中一个实施例中，本发明的通信系统同步时钟对时装置，所述主时钟确定单元：

在超主时钟相同或等效的情况下，根据本地时钟与超主时钟的距离远近及接收超主时钟同步报文的频率，确定通信网络的主时钟节点。

在其中一个实施例中，本发明的通信系统同步时钟对时装置，所述时钟校准模块103，用于所述主时钟节点采用组播方式发送同步报文。

在其中一个实施例中，本发明的通信系统同步时钟对时装置，所述时钟校准模块103，用于所述从时钟节点采用组播方式发送延迟请求报文。

在本实施例中，本发明的通信系统同步时钟对时装置基于IEEE1588协议，时钟报文是以多播形式发送，将时标生成点定位于起始帧界定符的最后一位，这样的情况下，前同步信号和起始帧界定符的特征明确，采用契合IEC61850体系构建的分布式系统的软件结构，采用边界时钟及最佳主时钟算法，实现高精度的时间同步。

在其中一个实施例中，本发明的通信系统同步时钟对时装置，所述时间戳接口模块104包括：时标生成器和微控制器；

所述时标生成器，通过硬件电路对所述主时钟节点和从时钟节点发送和接收的报文进行时间戳标记；

所述微控制根据所述时间戳标记，计算各个时间节点传输报文的延迟时间。

在本实施例中，本发明的通信系统同步时钟对时装置通过采用FPGA生成合并单元及时标生成器，在通信协议物理层生成时标，极大提高了报文发送和接收时间戳的精准程度。

在其中一个实施例中，本发明的通信系统同步时钟对时装置，所述硬件电路是现场可编程门阵列。

在其中一个实施例中，本发明的通信系统同步时钟对时装置，所述现场可编程门阵列的晶振频率是25MHz。

在本实施例中，通信系统同步对时装置采用频率为25MHz(40ns)的晶振，设置时间刻度为0.5实现脉冲信号的获取，与IEEE1588协议结合起来，在分布式发电系统的通信网络中，取代了传统的硬接线连接方式，有效地简化了通信系统同步时钟对时装置。

本发明的通信系统同步时钟对时装置，有效的整合了契合采用IEC61850体系构建的分布式系统的软件结构与基于FPGA的硬件结构，可以将之应用于海上风电场系统这一广域网络内，用于克服广域网太网交换机和路由器的存储转发机制却使得以太网信息帧的传输延时在不同的通信负荷率下出现较大的分散性所导致的同步精度下降的问题。

如图6所示，图6为本发明的另一个实施例的通信系统同步时钟对时装置时间戳接口模块的工作原理图。

本实施例的通信系统同步时钟对时装置，通过硬件途径直接确定报文时标，采用IEEE1588协议形成的时间同步方法来解决了传统的对时装置采用GPS作为时钟源，需要外加硬接线的缺陷，可以使其更好的应用到分布式网络中。

以太网帧的基本结构是：前同步信号、起始帧界定符、目的地址、源地址、长度字段、数据字段和帧校验序列字段。其中，起始帧界定符的最后两位是特殊的“1，1”模式，以通知接收端，后面的是帧的实际字段。而IEEE1588协议定义的时钟报文是以多播形式发送的，将时标生成点定位于起始帧界定符的最后一位，确保前同步信号和起始帧界定符的特征明确。报文发送和接收时间戳的精准程度直接影响同步精确度，时钟刻度是系统可以表示的最小时间单位，比如嵌入式操作系统一般是微秒级，但这不能满足控制系统时间同步的要求。

现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)实质上是基于硬件电路实现的，其执行速度是纳秒级，远远超出单片机。

本实施例的通信系统同步时钟对时装置，利用FPGA执行速度快的特点，实现报文时标的生成点是比较可靠的，在准确、可靠判断同步输入时钟脉冲上升沿后进行多路电流、电压同步采样。基于此，选择FPGA来实现时钟报文时标生成能够达到极高的精度，此精度由FPGA外接晶振频率高低、温变特性等决定，本装置采用的FPGA所接的晶振频率为25MHz(40ns)。

在图6中，FPGA的主要功能是对接收和发送的IEEE1588报文进行标记，如多路电子互感器数字化输出接口处；提供采样值信息和时标信息给微控制器。微控制器的功能是实现IEEE1588协议的内容，遵循IEC61850对采样值信息进行编码发送。采用这种合并单元同步的方法，一方面可以在分布式发电系统中实现完全符合IEC61850体系的同步时间精度；另一方面避免了高精度同步时钟要采用的硬接线，符合分布式发电系统的特点，具有很高的经济价值。

如图7所示，图7为利用本发明的另一个实施例的通信系统同步时钟对时装置进行对时的流程图。

在图7中，可以完成主-从时钟的差异纠正和主-从通信路径的时间延迟测量。报文的双向传输中都包含了精确的传输时刻，从方利用此时间差异可以算出传输延迟。由于采用了光纤和精确度更高的时标方法，通信带宽裕度比较大，可以最大程度的保证发送延迟和接收延迟的对等性。

在分布式系统中，势必有交换机、路由器等集线设备，将用FPGA时标生成器，增加到交换机或者路由器的端口上，使得每一个端口既能作为点对点的主时钟又能作为从时钟，实现了“边界时钟”的功能。开放设备网制造商协会(OpenDeviceNetVendorAssociation，ODVA)组织在一典型的三轴联动的全分布式运动控制应用系统中，采用了具有“边界时钟”功能的交换机，最后的实验证明，该原型试验的时钟同步精度可以将时钟误差控制在200ns以内。

如图8所示，图8为本发明的另一个实施例的通信系统同步时钟对时装置的IEEE1588测试网络结构示意图。

采用在S3C44B0X嵌入式开发板上完成的Vxworks操作系统来完成本实施例的通信系统同步时钟对时装置的IEEE1588网络结构测试。

如果仅仅以系统的中断为单位来生成时标，不能满足分布式通信时标生成的需要，下面采用上面所述的FPGA时标生成的方法，直接读取硬件定时器来设置时钟刻度。本实施例的通信系统同步时钟对时装置采用的FPGA所接的晶振频率为25MHz(40ns)，设置时间刻度为0.5μs。在图8的测试网络结构示意图中，利用一台嵌入式计算机作为测试设备，测试设备也参与时钟同步但不影响测试结果。

在系统运行周期的开始，测试设备发送测试请求报文：TEST_REQ_MSG，采用广播形式。系统中其他设备包括时钟主设备和从设备接收到测试请求报文后，按照IEEE1588协议通过偏移测量和延时测量完成同步，并在同一周期内发送响应报文：TEST_RESP_MSG，报文发送给上位机(Host)，上位机通过比较主从时钟设备的时间戳，可以比较系统时钟同步的效果，测试结果如下表所示。

表1时钟同步测试结果

测试项	测试结果
		测试次数	8640000
测试周期	5ms
		平均偏差	1.1μs
最大偏差	2.3μs

如表1所示的测试结果主要是受测试设备时间戳精确度的影响，而这些和系统的硬件设备关系密切，而采用的FPGA时标生成方法较好的解决了这个问题。但测试结果同时也受到以太网确定性调度和同步算法的影响。最理想的状况是预先规划好设备发送数据的时间，保证任何两个设备不同时发送数据，消除以太网冲突的可能，并在算法中尽量规避系统中断的影响。

测试结果显示本实施例所述的通信系统同步时钟对时装置能够满足海上风电场通信及保护的需要，同时解决了传统以太网通信精度不高，以及采用GPS需要另外增加投资及硬接线的问题；另外，本实施例所述的通信系统同步对时装置具有很好的实用性、经济性。

本发明的海上风电场通信系统，包括：如上所述的通信系统同步时钟对时装置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种通信系统同步时钟对时装置，其特征在于，包括：最佳主时钟模块、控制器接口模块、时钟校准模块、时间戳接口模块和对时模块；

所述最佳主时钟模块、控制器接口模块、时钟校准模块和对时模块分别与时间戳接口模块连接，所述最佳主时钟模块与对时模块连接；

所述最佳主时钟模块根据最佳主时钟算法，计算通信系统各个时钟端口的状态，确定与本地时钟相连的所有时钟节点中的主时钟节点和从时钟节点；其中，所述本地时钟是位于通信设备附近，并与通信设备有直接关系的时钟源；所述主时钟节点是通信系统中控制其他时钟频率的时钟节点；所述从时钟节点是通信系统中除主时钟节点以外的时钟节点；

所述时钟校准模块根据各个时钟接收的同步报文信息和本地时钟，更新本地时钟；其中，所述主时钟节点定期发送同步报文和跟随报文，并响应来自从时钟节点的延迟请求；所述从时钟节点定期发送延迟请求报文，并根据主时钟节点的响应报文计算时钟偏移对本地时钟进行更新；

所述时间戳接口模块，用于对所述主时钟节点和从时钟节点发送和接收的报文进行时间戳标记，并根据所述时间戳标记，计算各个时钟节点传输报文的延迟时间；

所述对时模块根据所述延迟时间，对通信系统的各个时钟端口进行对时。

2.根据权利要求1所述的通信系统同步时钟对时装置，其特征在于，所述最佳主时钟模块包括：

第一计算单元，用于根据数据集比较算法，计算相关时钟端口数据集的二进制关系；

第二计算单元，用于根据状态决定算法及所述二进制关系，计算通信系统各个时钟端口的状态；

状态确定单元，用于根据所述时钟端口的状态，确定与本地时钟相连的所有节点中的主时钟节点和从时钟节点。

3.根据权利要求1所述的通信系统同步时钟对时装置，其特征在于，所述时钟校准模块包括：

关系确定单元，用于根据各个时钟端口接收的同步报文信息，确定各个时钟节点与超主时钟的关系；其中，所述超主时钟为各个时钟节点的源头；

主时钟确定单元，用于根据各个时钟节点与超主时钟的关系，确定通信网络的主时钟节点；

时钟更新单元，用于根据所述主时钟节点，确定其他时钟端口的状态，更新本地时钟。

4.根据权利要求3所述的通信系统同步时钟对时装置，其特征在于：所述主时钟确定单元，用于在超主时钟相同或等效的情况下，根据本地时钟与超主时钟的距离远近及接收超主时钟同步报文的频率，确定通信网络的主时钟节点。

5.根据权利要求1所述的通信系统同步时钟对时装置，其特征在于：所述时钟校准模块，用于所述主时钟节点采用组播方式发送同步报文。

6.根据权利要求1所述的通信系统同步时钟对时装置，其特征在于：所述时钟校准模块，用于所述从时钟节点采用组播方式发送延迟请求报文。

7.根据权利要求1所述的通信系统同步时钟对时装置，其特征在于，所述时间戳接口模块包括：时标生成器和微控制器；

所述时标生成器，通过硬件电路对所述主时钟节点和从时钟节点发送和接收的报文进行时间戳标记；

所述微控制根据所述时间戳标记，计算各个时间节点传输报文的延迟时间。

8.根据权利要求7所述的通信系统同步时钟对时装置，其特征在于，所述硬件电路是现场可编程门阵列。

9.根据权利要求8所述的通信系统同步时钟对时装置，其特征在于，所述现场可编程门阵列的晶振频率是25MHz。

10.一种海上风电场通信系统，其特征在于，包括：权利要求1或9所述的通信系统同步时钟对时装置。