CN109474364A - 互隔离的网络时间同步系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于时间同步技术领域，提供了一种互隔离的网络时间同步系统，包括：每个卫星信号接收模块，用于接收北斗卫星或者GPS卫星发射的时间源信号，并对时间源信号进行解析获得第一时间信号，将第一时间信号分别同时发送给每组时间同步模块中的任一个时间信号处理模块；每个时间信号处理模块，用于接收第一时间信号，并对第一时间信号进行解析、校准和信号质量比对，获得第二时间信号，将第二时间信号发送给同一组时间同步模块中的任一个时间信号输出模块；每个时间信号输出模块，用于接收第二时间信号，对第二时间信号进行格式转换，获得第三时间信号，将第三时间信号发送给对应的终端，可以达到对相互隔离的不同区域提供时间同步授时的效果。

Description

互隔离的网络时间同步系统

技术领域

本发明属于时间同步技术领域，尤其涉及一种互隔离的网络时间同步系统。

背景技术

我国电网的各级调度机构、发电厂、变电站、集控中心等都需要一个统一精确的时间基准，以满足各种系统和设备对时间同步的要求，确保实时数据采集时间一致性。根据电力二次系统的特点，可将电力二次系统划分为生产控制大区和管理信息大区。生产控制大区分为控制区(安全Ⅰ区)和非控制区(安全Ⅱ区)。信息管理大区分为生产管理区(安全Ⅲ区)和管理信息区(安全Ⅳ区)。电力二次系统安全防护应坚持“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则，保证电力二次系统安全稳定运行。

在上述四个不同分区内，运行着多种设备和系统，随着自动化、智能化电网的发展，各种设备和系统的信息化程度逐渐提高，各类网管系统发挥着越来越重要的作用。为实现各类网管系统协同工作和统一管理，同时保证各类网管系统的事件记录时间、现场记录时间保持一致，实现网管系统对设备和系统的实时监控、全景展示，需要在不同分区部署时间同步系统。然而针对电力二次系统不同分区内的时间同步需求和不同分区之间的横向隔离需求，目前尚未提出有效的时间同步方式。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种互隔离的网络时间同步系统，可以达到对相互隔离的不同区域提供时间同步授时的效果。

本发明实施例的第一方面提供了一种互隔离的网络时间同步系统，包括：至少一个卫星信号接收模块、至少四组时间同步模块；每组时间同步模块包括至少一个时间信号处理模块和至少一个时间信号输出模块；

每个卫星信号接收模块，用于接收北斗卫星或者GPS卫星发射的时间源信号，并对所述时间源信号进行解析获得第一时间信号，将所述第一时间信号分别同时发送给所述每组时间同步模块中的任一个时间信号处理模块；

每个时间信号处理模块，用于接收所述第一时间信号，并对所述第一时间信号进行解析、校准和信号质量比对，获得第二时间信号，将所述第二时间信号发送给同一组时间同步模块中的任一个时间信号输出模块；

每个时间信号输出模块，用于接收所述第二时间信号，对所述第二时间信号进行格式转换，获得第三时间信号，将所述第三时间信号发送给对应的终端。

在一实施例中，所述至少四组时间同步模块还包括：背板；

不同组时间同步模块的背板之间相互物理隔离；

每个卫星信号接收模块通过所述每组时间同步模块中的背板将所述第一时间信号分别同时发送给所述每组时间同步模块中的任一个时间信号处理模块；

每个时间信号处理模块通过同组时间同步模块中的背板将所述第二时间信号发送给所述同组时间同步模块内的任一个时间信号输出模块。

在一实施例中，每组时间同步模块包括：至少一个主控模块；

每个主控模块，用于控制所述第二时间信号的同步输出，以及对同组时间同步模块进行监控管理，对被授时设备的时间同步信号进行监测，并控制输出的时间同步信号。

在一实施例中，所述至少一个时间信号处理模块包括：1PPS接口和时间信息接口；

所述1PPS接口，用于接收所述卫星信号接收模块发送的所述第一时间信号；

所述时间信息接口，用于接收除所述卫星信号接收模块之外的设备发送的时间信号。

在一实施例中，所述至少一个时间信号处理模块还包括：铷钟；

所述铷钟用于提供2048kHz和2048kb/s外时钟接口。

在一实施例中，所述互隔离的网络时间同步系统包括至多三个时间信号输出模块；

所述至少一个时间信号输出模块包括：IRIG接口、DCLS接口、1PPS接口NTP接口以及PTP接口中的至多三种，用于输出不同格式、时间同步的所述第三时间信号。

在一实施例中，所述至少一个时间信号输出模块还包括：时钟同步接口；

所述时钟同步接口，用于实现时钟同步功能。

在一实施例中，所述互隔离的网络时间同步系统还包括：至少一组电源；

所述至少一组电源，用于为所述至少四组时间同步模块提供交流或者直流电源。

在一实施例中，所述互隔离的网络时间同步系统还包括：至少一组风扇；

所述至少一组风扇，用于同时为所述至少四组时间同步模块进行散热。

在一实施例中，所述互隔离的网络时间同步系统包括：主备两个卫星信号接收模块，主备两组电源，主备两个主控模块，主备两个时间信号处理模块。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过卫星信号接收模块为至少四组时间同步模块提供时间授时基准，至少四组时间同步模块相互独立、相互隔离，各个时间同步设备根据接收到的时间信号进行处理发送给对应的终端，使得各时间同步设备之间不进行信息通信，也可实现时间同步授时功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种互隔离的网络时间同步系统的实现流程示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种互隔离的网络时间同步系统的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例提供一种互隔离的网络时间同步系统，该系统包括：至少一个卫星信号接收模块101、至少四组时间同步模块；每组时间同步模块包括至少一个时间信号处理模块102和至少一个时间信号输出模块103。如图1所示，该系统的时间信号处理流程如下：

每个卫星信号接收模块101，用于接收北斗卫星或者GPS卫星发射的时间源信号，并对所述时间源信号进行解析获得第一时间信号，将所述第一时间信号分别同时发送给所述每组时间同步模块中的任一个时间信号处理模块102中；

每个时间信号处理模块102，用于接收所述第一时间信号，并对所述第一时间信号进行解析、校准和信号质量比对，获得第二时间信号，将所述第二时间信号发送给同一组时间同步模块中的任一个时间信号输出模块103；

每个时间信号输出模块103，用于接收所述第二时间信号，对所述第二时间信号进行格式转换，获得第三时间信号，将所述第三时间信号发送给对应的终端。

为了详细描述本系统，如图2所示，本系统以四组时间同步模块为例进行描述，所述互隔离的网络时间同步系统包括：两个卫星信号接收模块101，两组电源106，两组风扇107，四组时间同步模块，其中，四组时间同步模块分为A、B、C、D四个独立的分区。每组时间同步模块中包括：两个时间信号处理模块102，三个时间信号输出模块103，两个主控模块104，背板105。其中，卫星信号接收模块101、时间信号处理模块102、主控模块104、电源106均采用主备方式工作，以保障设备运行的稳定性、可靠性。

如图2所示，例如，A区内包括主控模块A₁、主控模块A₂，时间信号处理模块I₁、时间信号处理模块I₂，时间信号输出模块O₁、时间信号输出模块O₂、时间信号输出模块O₃，另外的B、C、D区与A区的设备相同，在此不再一一描述。

其中，卫星信号接收模块101，用于接收北斗卫星或者GPS卫星发射的时间源信号，并对所述时间源信号进行解析获得第一时间信号，将所述第一时间信号分别同时发送给每组时间同步模块中的任一个时间信号处理模块102。例如，卫星信号接收模块101将第一时间信号发送给A区内的时间信号处理模块I₁，或者卫星信号接收模块101将第一时间信号发送给A区内的时间信号处理模块I₂。同时，卫星信号接收模块101将第一时间信号分别发送给B、C、D区内时间信号处理模块。

可选的，主备两个卫星信号接收模块相互独立。这里设置卫星接收主备模块是为了防止一个卫星信号接收模块发生故障而导致整机瘫痪，另外还可以防止一个卫星信号接收模块工作量较大，导致信号得不到及时处理的情况。

可选的，卫星信号接收模块101对时间源信号解析后，获得的第一时间信号，并通过每组时间同步模块中的背板105提供四路独立的第一时间信号给四组时间同步模块中的任一个时间信号处理模块102。

需要说明的是，四组时间同步模块形成四个分区，四个分区通过独立的信号连接从卫星信号接收模块101接收第一时间信号，四个分区背板105相互物理隔离，实现设备各分区的时间系统的相互隔离。

时间信号处理模块102，用于接收所述第一时间信号，并对所述第一时间信号进行解析、校准和信号质量比对，获得第二时间信号，将所述第二时间信号发送给同组时间同步模块内的任一个时间信号输出模块103。例如，A区中的时间信号处理模块I₁将第二时间信号发送给时间信号输出模块O₁，或者，A区中的时间信号处理模块I₁将第二时间信号发送给时间信号输出模块O₂，或者，A区中的时间信号处理模块I₁将第二时间信号发送给时间信号输出模块O₃。

可选的，时间信号处理模块102还提供1PPS接口和时间信息接口，所述1PPS接口，用于接收所述卫星信号接收模块发送的所述第一时间信号；所述时间信息接口，用于接收除所述卫星信号接收模块之外的设备发送的时间信号。时间信号处理模块102可以对时间和闰秒进行设置，可提供人工设置时延功能。

可选的，时间信号处理模块102还包括：铷钟，所述铷钟用于提供2048kHz和2048kb/s外时钟接口。

可选的，时间信号处理模块102通过同组时间同步模块中的所述背板105将所述第二时间信号发送给同组时间同步模块中的任一个时间信号输出模块103。

可选的，两个时间信号处理模块102互为主备时间信号处理模块，防止一个时间信号处理模块发生故障而导致无法处理时间信号。

可以理解的，四组时间同步模块内的时间信号处理模块、时间信号输出模块、主控模块、背板可以相互通信，但四组时间同步模块之间不可以相互通信。

时间信号输出模块103，用于接收所述第二时间信号，对所述第二时间信号进行格式转换，获得第三时间信号，将所述第三时间信号发送给终端，这样各个终端即使不可以直接通信，也可以达到时间统一的目的。

可选的，所述时间信号输出模块103，包括IRIG接口、DCLS接口、1PPS接口NTP接口以及PTP接口中的至多三个，用于输出不同格式、时间同步的所述第三时间信号。

可选的，所述时间信号输出模块103，还可以提供时钟同步接口，用于实现时钟同步功能。

进一步的，每组时间同步模块还包括至少一个主控模块104，如图2所示，每组时间同步模块还包括两个主控模块104，两个主控模块104互为主备主控模块，用于控制所述第二时间信号的同步输出，以及对所属的时间同步设备进行监控管理，对被授时设备的时间同步信号进行监测，并优化控制输出的时间同步信号。所述主控模块104支持相关网络管理协议，提供RS232串行接口和LAN接口，用于提供本地维护接口和网络管理接口。

进一步的，所述互隔离的网络时间同步系统，还包括：至少一组电源106；如图2所示，电源106分为主电源和备用电源，用于为至少四个所述时间同步设备提供交流或者直流电源。

进一步的，所述互隔离的网络时间同步系统，还包括：至少一组风扇107。如图2所示，为了同时为四组时间同步模块进行及时散热，本系统提供两组风扇，防止时间同步设备温度较高导致出现故障。

本发明实施例提供一种互隔离的网络时间同步系统，通过采用统一的设备机框，统一为设备提供供电电源和散热风扇系统，采用互为主备卫星信号接收模块为整个设备提供时间授时基准，采用上下左右分区的方式部署四套相互独立、相互隔离的时间同步授时模块，可以分别提供时间同步授时功能和时钟同步功能，四套时间同步设备之间不进行信息通信，可实现一套设备对不同区域提供相互隔离的时间同步授时和时钟同步功能。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种互隔离的网络时间同步系统，其特征在于，包括：至少一个卫星信号接收模块、至少四组时间同步模块；每组时间同步模块包括至少一个时间信号处理模块和至少一个时间信号输出模块；

每个卫星信号接收模块，用于接收北斗卫星或者GPS卫星发射的时间源信号，并对所述时间源信号进行解析获得第一时间信号，将所述第一时间信号分别同时发送给所述每组时间同步模块中的任一个时间信号处理模块；

每个时间信号处理模块，用于接收所述第一时间信号，并对所述第一时间信号进行解析、校准和信号质量比对，获得第二时间信号，将所述第二时间信号发送给同一组时间同步模块中的任一个时间信号输出模块；

每个时间信号输出模块，用于接收所述第二时间信号，对所述第二时间信号进行格式转换，获得第三时间信号，将所述第三时间信号发送给对应的终端。

2.如权利要求1所述的互隔离的网络时间同步系统，其特征在于，所述至少四组时间同步模块还包括：背板；

不同组时间同步模块的背板之间相互物理隔离；

每个卫星信号接收模块通过所述每组时间同步模块中的背板将所述第一时间信号分别同时发送给所述每组时间同步模块中的任一个时间信号处理模块；

每个时间信号处理模块通过同组时间同步模块中的背板将所述第二时间信号发送给所述同组时间同步模块内的任一个时间信号输出模块。

3.如权利要求1所述的互隔离的网络时间同步系统，其特征在于，每组时间同步模块包括：至少一个主控模块；

每个主控模块，用于控制所述第二时间信号的同步输出，以及对同组时间同步模块进行监控管理，对被授时设备的时间同步信号进行监测，并控制输出的时间同步信号。

4.如权利要求2所述的互隔离的网络时间同步系统，其特征在于，所述至少一个时间信号处理模块包括：1PPS接口和时间信息接口；

所述1PPS接口，用于接收所述卫星信号接收模块发送的所述第一时间信号；

所述时间信息接口，用于接收除所述卫星信号接收模块之外的设备发送的时间信号。

5.如权利要求4所述的互隔离的网络时间同步系统，其特征在于，

所述至少一个时间信号处理模块还包括：铷钟；

所述铷钟用于提供2048kHz和2048kb/s外时钟接口。

6.如权利要求2所述的互隔离的网络时间同步系统，其特征在于，

所述互隔离的网络时间同步系统包括至多三个时间信号输出模块；

所述至少一个时间信号输出模块包括：IRIG接口、DCLS接口、1PPS接口NTP接口以及PTP接口中的至多三种，用于输出不同格式、时间同步的所述第三时间信号。

7.如权利要求6所述的互隔离的网络时间同步系统，其特征在于，所述至少一个时间信号输出模块还包括：时钟同步接口；

所述时钟同步接口，用于实现时钟同步功能。

8.如权利要求1所述的互隔离的网络时间同步系统，其特征在于，所述互隔离的网络时间同步系统还包括：至少一组电源；

所述至少一组电源，用于为所述至少四组时间同步模块提供交流或者直流电源。

9.如权利要求1所述的互隔离的网络时间同步系统，其特征在于，所述互隔离的网络时间同步系统还包括：至少一组风扇；

所述至少一组风扇，用于同时为所述至少四组时间同步模块进行散热。

10.如权利要求1-9中任一项所述的互隔离的网络时间同步系统，其特征在于，所述互隔离的网络时间同步系统包括：主备两个卫星信号接收模块，主备两组电源，主备两个主控模块，主备两个时间信号处理模块。