CN106059621A - 一种现场测试有线时间传输准确性的方法、设备和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种现场测量有线时间传输准确性的方法。所述方法包括：标准时钟与时间测量装置进行卫星共视，生成标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件；通过标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件来调整时间测量装置的时间，以完成时间测量装置的时间校准；通过有线时间传输网络的传输链路将标准时钟与时间测量装置进行连接；将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，以确定有线时间传输的准确性；以及根据所述准确性的测量结果生成测量报告。

Description

一种现场测试有线时间传输准确性的方法、设备和系统
技术领域
本发明涉及网络传输性能测量领域，并且更具体地，涉及一种现场测试有线时间传输准确性的方法、设备和系统。
背景技术
有线时间传输是常见的一种时间传输形式，在《电力系统的时间同步系统检测规范》(DL/T 1100.1-3009)中明确要求时间系统的设备除接收无线时间基准信号以外，还应接收上一级时间系统下发的有线时间基准信号。为提高有线时间传输的精度，学者们提出了基于精确时间同步协议(PTP，Precision Time Protocol)的网络授时方法。PTP协议通过采用硬件时间戳，建立透明时钟的传输模型，设计端对端和点对点的时钟传输方式，使得传输精度可以达到百纳秒级。
目前，有线时间传输现场测试采用的方法是：将时间测试装置带到现场后，首先，接收GPS或者北斗卫星信号，获取卫星时间作为测试装置的时间。其次，将被测点的有线时间传输网络的端口接入测试装置。最后，比较现场时间和测试装置的时间，以获得现场时间的准确度。这种方法存在很多缺陷，已经不能满足现阶段的技术需求。第一，接收GPS或者北斗卫星信号获取的时间可以达到百纳秒级的精度，可以测试基于网络时间协议(NTP，Network Time Protocol)等精度在毫秒级或更低的有线时间传输的准确性，但显然不足以测试精度达到百纳秒级的有线时间传输的准确性。第二，有些采用有线时间传输的地点环境恶劣。例如在山区、建筑密集区等，有可能产生多路径效应，无法保证接收到的卫星时间是否准确。第三，从溯源理论的角度来说，测试要求溯源链路的完整。目前的测试方法，测试装置从卫星获取时间，并没有将测试结果与标准时间联系，从而导致溯源链路不完整。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种现场测试有线时间传输准确性的方法，包括：
标准时钟与时间测量装置进行卫星共视，生成标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件；
通过标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件来调整时间测量装置的时间，以完成时间测量装置的时间校准；
通过有线时间传输网络的传输链路将标准时钟与时间测量装置进行连接；
将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，以确定有线时间传输的准确性；以及
根据所述准确性的测量结果生成测量报告。
优选地，通过标准时钟实验室内具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与标准时钟的本地时间生成标准时钟共视文件，以及通过现场的具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与时间测量装置的本地时间生成时间测量装置共视文件。
优选地，所述时间测量装置通过有线通信或者无线通信接收由标准时钟生成的标准时钟共视文件，通过比较标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，使时间测量装置的时间与标准时钟的时间同步。
优选地，将标准时钟和时间测量装置分别连接有线时间传输网络的两个端口，并且时间测量装置支持有线时间传输网络所采用的传输协议。
优选地，其中所述传输协议是网络时间协议NTP协议或精确时间同步协议PTP协议。
优选地，将通过有线时间传输网络的传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，通过计算它们之间的差值，来测量有线时间传输的准确性。
根据本发明的一个方面，提供了一种现场测试有线时间传输准确性的设备，包括：
共视文件生成单元，标准时钟与时间测量装置进行卫星共视，生成标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件；
测量装置时间校准单元，通过标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件来调整时间测量装置的时间，以完成时间测量装置的时间校准；
有线传输单元，通过有线时间传输网络的传输链路将标准时钟与时间测量装置进行连接；
准确性计算单元，将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，以确定有线时间传输的准确性；以及
结果显示单元，根据所述准确性的测量结果生成测量报告。
优选地，在共视文件生成单元通过标准时钟实验室内具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与标准时钟的本地时间生成标准时钟共视文件，以及通过现场的具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与时间测量装置的本地时间生成时间测量装置共视文件。
优选地，测量装置时间校准单元所述时间测量装置通过有线通信或者无线通信接收由标准时钟生成的标准时钟共视文件，通过比较标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，使时间测量装置的时间与标准时钟的时间同步。
优选地，有线传输单元将标准时钟和时间测量装置分别连接有线时间传输网络的两个端口，并且时间测量装置支持有线时间传输网络所采用的传输协议。
优选地，其中所述传输协议可以是NTP协议或PTP协议等。
优选地，准确性计算单元将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，以确定有线时间传输的准确性。
根据本发明的一个方面，提供了一种现场测试有线时间传输准确性的系统，包括：
标准时钟，根据从卫星接收的时间信号和标准时钟的时间来生成标准时钟共视文件，将所述标准时钟共视文件发送给时间测量装置；
时间测量装置，根据从卫星接收的时间信号和时间测量装置的时间来生成时间测量装置共视文件，并且通过比较从标准时钟接收的标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件来计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，以获得校准时间；将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的校准时间进行比较，以确定有线时间传输的准确性并根据所述准确性的测量结果生成测量报告；以及
有线时间传输网络，通过传输链路与标准时钟和时间测量装置分别连接，将包含标准时钟的现场时间从标准时钟通过传输链路传输给时间测量装置。
优选地，标准时钟通过标准时钟实验室内具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与标准时钟的本地时间生成标准时钟共视文件。
优选地，时间测量装置通过现场的具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与时间测量装置的本地时间生成时间测量装置共视文件。
优选地，时间测量装置通过有线通信或者无线通信接收由标准时钟生成的标准时钟共视文件，通过比较标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，使时间测量装置的时间与标准时钟的时间同步。
优选地，有线时间传输网络将标准时钟和时间测量装置分别连接有线时间传输网络的两个端口，并且时间测量装置支持有线时间传输网络所采用的传输协议。
优选地，其中所述传输协议是网络时间协议NTP协议或精确时间同步协议PTP协议。
优选地，比较装置将通过有线时间传输网络的传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，通过计算它们之间的差值，来测量有线时间传输的准确性。
本发明的有益效果在于：
1.本发明提出的现场时间传输准确性的测量方法，可以将时间测量装置时间的准确性由卫星单向授时的百纳秒级提高到十纳秒级，从而可以提高现场时间测量的准确度。
2.测量基于PTP协议的时间传输等高精度的有线时间传输方法的准确度。
3.本发明可以将现场时间溯源至标准时间，实现了时间溯源链路的完整性。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1示出了现有技术中用于测量有线时间传输准确性的方式的示意图。
图2示出了根据本发明实施方式的现场测试有线时间传输准确性的方法200的整体流程图；
图3示出了根据本发明优选实施方式的现场测试有线时间传输准确性的设备300的结构示意图；以及
图4示出了根据本发明优选实施方式的现场测试有线时间传输准确性的系统400的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1示出了现有技术中用于测量有线时间传输准确性的方式的示意图。首先，接收GPS或者北斗卫星信号，获取卫星时间作为测试装置的时间。其次，将被测点有线时间传输网络的端口接入测试装置。最后，比较现场时间和测试装置的时间，获得现场时间的准确度。但是用此方式计算的准确度不高，已经不能满足现阶段的技术需求。
为此，本发明提出了一种现场测试有线时间传输准确性的方法。图2示出了根据本发明实施方式的现场测试有线时间传输准确性的方法200的整体流程图。如图2所示，现场测试有线时间传输准确性的方法200从步骤201处开始。在步骤201，标准时钟与时间测量装置进行卫星共视，生成标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件。优选地，通过标准时钟实验室内具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与标准时钟的本地时间生成标准时钟共视文件，以及通过现场的具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与时间测量装置的本地时间生成时间测量装置共视文件。
优选地，在步骤202，通过标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件来调整时间测量装置的时间，以完成时间测量装置的时间校准。优选地，所述时间测量装置通过有线通信或者无线通信接收由标准时钟生成的标准时钟共视文件，通过比较标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，使时间测量装置的时间与标准时钟的时间同步。例如，标准时钟的时间比卫星的时间快2秒，卫星的时间比时间测量装置的时间快1秒，则将时间测量装置的时间调快3秒，以保证时间测量装置的时间和标准时钟的时间是同步的。
优选地，在步骤203，通过有线时间传输网络的传输链路将标准时钟与时间测量装置进行连接。优选地，将标准时钟和时间测量装置分别连接有线时间传输网络的两个端口，并且时间测量装置支持有线时间传输网络所采用的传输协议。优选地，所述传输协议是网络时间协议NTP协议或精确时间同步协议PTP协议。
优选地，在步骤204，将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，以确定有线时间传输的准确性。优选地，将通过有线时间传输网络的传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，通过计算它们之间的差值，来测量有线时间传输的准确性。
优选地，在步骤205，根据所述准确性的测量结果生成测量报告。
图3示出了根据本发明优选实施方式的现场测试有线时间传输准确性的设备300的结构示意图。如图3所示，现场测试有线时间传输准确性的设备300包括：共视文件生成单元301、测量装置时间校准单元302、有线传输单元303、准确性计算单元304、结果显示单元305。现场测试有线时间传输准确性的设备300在共视文件生成单元301标准时钟与时间测量装置进行卫星共视，生成标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件。优选地，在共视文件生成单元通过标准时钟实验室内具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与标准时钟的本地时间生成标准时钟共视文件，以及通过现场的具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与时间测量装置的本地时间生成时间测量装置共视文件。
优选地，在共视文件生成单元301之后，测量装置时间校准单元302通过标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件来调整时间测量装置的时间，以完成时间测量装置的时间校准。优选地，测量装置时间校准单元302所述时间测量装置通过有线通信或者无线通信接收由标准时钟生成的标准时钟共视文件，通过比较标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，使时间测量装置的时间与标准时钟的时间同步。
优选地，测量装置时间校准单元302完成之后，测量装置的时间与标准时钟的时间同步。有线传输单元303通过有线时间传输网络的传输链路将标准时钟与时间测量装置进行连接。优选地，有线传输单元将标准时钟和时间测量装置分别连接有线时间传输网络的两个端口，并且时间测量装置支持有线时间传输网络所采用的传输协议。
优选地，有线传输单元303所述传输协议可以是NTP协议或PTP协议等。
优选地，准确性计算单元304将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，以确定有线时间传输的准确性。优选地，准确性计算单元将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，通过计算它们之间的差值，来测量有线时间传输的准确性。
优选地，结果显示单元305根据所述准确性的测量结果生成测量报告。
图4示出了根据本发明优选实施方式的现场测试有线时间传输准确性的系统400的结构示意图。如图4所示，现场测试有线时间传输准确性的系统400包括：标准时钟、时间测量装置、有线时间传输网络三大部分。优选地，标准时钟，根据从卫星接收的时间信号和标准时钟的时间来生成标准时钟共视文件，将所述标准时钟共视文件发送给时间测量装置。优选地，标准时钟通过标准时钟实验室内具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与标准时钟的本地时间生成标准时钟共视文件。
优选地，时间测量装置根据从卫星接收的时间信号和时间测量装置的时间来生成时间测量装置共视文件，并且通过比较从标准时钟接收的标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件来计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，以获得校准时间。优选地，时间测量装置通过现场的具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与时间测量装置的本地时间生成时间测量装置共视文件。优选地，时间测量装置通过有线通信或者无线通信接收由标准时钟生成的标准时钟共视文件，通过比较标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，使时间测量装置的时间与标准时钟的时间同步。优选地，比较装置将通过有线时间传输网络的传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，通过计算它们之间的差值，来测量有线时间传输的准确性。
优选地，有线时间传输网络通过传输链路与标准时钟和时间测量装置分别连接，将包含标准时钟的现场时间从标准时钟通过传输链路传输给时间测量装置。优选地，有线时间传输网络将标准时钟和时间测量装置分别连接有线时间传输网络的两个端口，并且时间测量装置支持有线时间传输网络所采用的传输协议。优选地，其中所述传输协议是网络时间协议NTP协议或精确时间同步协议PTP协议。
优选地，将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的校准时间进行比较，以确定有线时间传输的准确性并根据所述准确性的测量结果生成测量报告。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (19)

1.一种现场测试有线时间传输准确性的方法，包括以下步骤：
步骤1，标准时钟与时间测量装置进行卫星共视，生成标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件；
步骤2，通过标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件来调整时间测量装置的时间，以完成时间测量装置的时间校准；
步骤3，通过有线时间传输网络的传输链路将标准时钟与时间测量装置进行连接；
步骤4，将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，以确定有线时间传输的准确性；以及
步骤5，根据所述准确性的测量结果生成测量报告。
2.根据权利要求1所述的方法，在步骤1中，通过标准时钟实验室内具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与标准时钟的本地时间生成标准时钟共视文件，以及通过现场的具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与时间测量装置的本地时间生成时间测量装置共视文件。
3.根据权利要求1所述的方法，在步骤2中，所述时间测量装置通过有线通信或者无线通信接收由标准时钟生成的标准时钟共视文件，通过比较标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，使时间测量装置的时间与标准时钟的时间同步。
4.根据权利要求1所述的方法，在步骤3中，将标准时钟和时间测量装置分别连接有线时间传输网络的两个端口，并且时间测量装置支持有线时间传输网络所采用的传输协议。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述传输协议是网络时间协议NTP协议或精确时间同步协议PTP协议。
6.根据权利要求1所述的方法，在步骤4中，将通过有线时间传输网络的传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，通过计算它们之间的差值，来测量有线时间传输的准确性。
7.一种现场测试有线时间传输准确性的设备，包括：
共视文件生成单元，标准时钟与时间测量装置进行卫星共视，生成标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件；
测量装置时间校准单元，通过标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件来调整时间测量装置的时间，以完成时间测量装置的时间校准；
有线传输单元，通过有线时间传输网络的传输链路将标准时钟与时间测量装置进行连接；
准确性计算单元，将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，以确定有线时间传输的准确性；以及
结果显示单元，根据所述准确性的测量结果生成测量报告。
8.根据权利要求7所述的设备，在共视文件生成单元通过标准时钟实验室内具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与标准时钟的本地时间生成标准时钟共视文件，以及通过现场的具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与时间测量装置的本地时间生成时间测量装置共视文件。
9.根据权利要求7所述的设备，测量装置时间校准单元所述时间测量装置通过有线通信或者无线通信接收由标准时钟生成的标准时钟共视文件，通过比较标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，使时间测量装置的时间与标准时钟的时间同步。
10.根据权利要求7所述的设备，有线传输单元将标准时钟和时间测量装置分别连接有线时间传输网络的两个端口，并且时间测量装置支持有线时间传输网络所采用的传输协议。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述传输协议可以是NTP协议或PTP协议等。
12.根据权利要求7所述的设备，准确性计算单元将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，通过计算它们之间的差值，来测量有线时间传输的准确性。
13.一种现场测试有线时间传输准确性的系统，包括：
标准时钟，根据从卫星接收的时间信号和标准时钟的时间来生成标准时钟共视文件，将所述标准时钟共视文件发送给时间测量装置；
时间测量装置，根据从卫星接收的时间信号和时间测量装置的时间来生成时间测量装置共视文件，并且通过比较从标准时钟接收的标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件来计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，以获得校准时间；将通过传输链路得到的现场时间和时间测量装置的校准时间进行比较，以确定有线时间传输的准确性并根据所述准确性的测量结果生成测量报告；以及
有线时间传输网络，通过传输链路与标准时钟和时间测量装置分别连接，将包含标准时钟的现场时间从标准时钟通过传输链路传输给时间测量装置。
14.根据权利要求13所述的系统，标准时钟通过标准时钟实验室内具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与标准时钟的本地时间生成标准时钟共视文件。
15.根据权利要求13所述的系统，时间测量装置通过现场的具有共视功能的卫星接收机所接收的卫星信号与时间测量装置的本地时间生成时间测量装置共视文件。
16.根据权利要求13所述的系统，时间测量装置通过有线通信或者无线通信接收由标准时钟生成的标准时钟共视文件，通过比较标准时钟共视文件和时间测量装置共视文件计算标准时钟的时间和时间测量装置的时间的差值，从而根据所述差值对时间测量装置的时间进行校准，使时间测量装置的时间与标准时钟的时间同步。
17.根据权利要求13所述的系统，有线时间传输网络将标准时钟和时间测量装置分别连接有线时间传输网络的两个端口，并且时间测量装置支持有线时间传输网络所采用的传输协议。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述传输协议是网络时间协议NTP协议或精确时间同步协议PTP协议。
19.根据权利要求13所述的系统，比较装置将通过有线时间传输网络的传输链路得到的现场时间和时间测量装置的时间进行比较，通过计算它们之间的差值，来测量有线时间传输的准确性。
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