CN202111712U - 对时系统中采用irig-b格式时间码的双机冗余系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种对时系统中采用IRIG-B格式时间码的双机冗余设备，将IRIG-B码作为冗余切换的握手信号，在IRIG-B码的保留位P76，P77，P78中嵌入切换所需要的信息，在传输切换信息的同时也提供了接收机模块信息和准确详细的时间信息，当参与冗余的一台设备丢星时，可以使用另外一台正常接收卫星的时间作为标准时间源提供准确的时间输出，实现真正意义上的冗余切换。

Description

对时系统中采用IRIG-B格式时间码的双机冗余系统

技术领域

本实用新型涉及冗余备份领域，尤其是涉及一种在对时系统中采用IRIG-B格式码的双机冗余系统。 

背景技术

伴随着卫星通讯的发展，利用卫星进行语音、数据、导航信息的通讯逐渐成为了通信手段中的重要组成部分。卫星通讯以其覆盖广、通信容量大。通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点，1972年在我国首次应用，并迅速发展，与光纤通信、数字微波通信一起成为我国当代远距离通信的支柱。 

在卫星通讯中，为保障通信的顺利开展，采用了冗余技术来防止设备出现故障后中断通信。冗余技术又称储备技术，它是利用系统的并联模型来提高系统可靠性的一种手段，在系统中设置两个或多个具备相同功能的设备，这些设备可以同时工作执行相同的任务，或是一个或几个设备处于工作中，其余设备处于待机备用状态，随时可以通过切换其状态而进入到工作中。在采用了冗余技术的系统中，一旦处于工作中的设备出现故障，通过切换而使备用状态中的设备进入到工作中，系统的对时就成为了决定切换的重要问题。 

在电力系统，尤其是卫星通讯的电力系统中，为保障电力供应的无缝供应，对时间同步的要求日益迫切，需要准确、安全、可靠的时钟源，为电力系统各类运行设备提供精确地时间基准。 

随着当今电子技术日新月异的发展，时间同步得到了越来越重要的应用。时间码IRIG-B作为一种重要的时间同步传输的方式，以其实际突出的优越性能，成为时统设备首选的标准码型，广泛的应用到电信、电力、军事等重要行业或部门。IRIG是美国靶场仪器组的简称，美国靶场仪器组是美国靶场司令部委员会的下属机构。IRIG时间标准有两大类：一类是并行时间码格式，这类码由于是并行格式，传输距离较近，且是二进制，因此远不如串行格式广泛；另一类是串 行时间码，共有六种格式。即IRIG-A、B、D、E、G、H。它们的主要差别是时间码的帧速率不同，从最慢的每小时一帧的D格式到最快的每十毫秒一帧的G格式。由于IRIG-B(Inter Range Instrumentation Group)格式时间码(以下简称B码)是每秒一帧的时间码，最适合使用的习惯，而且传输也较容易。因此，在IRIG六种串行时间码格式中，应用最为广泛的是B码。为了便于传递，可用标准正弦波载频进行幅度调制。标准正弦波载频的频率与码元速率严格相关。B码的标准正弦波载频频率为1KHz。同时，其正交过零点与所调制格式码元的前沿相符合，标准的调制比为10比3。调制后的B码通常称IRIG-B(AC)码，未经幅度调制的通常称IRIG-B(DC)码。作为应用广泛的时间码，B型码具用以下主要特点：携带信息量大，经译码后可获得1、10、100、1000c/s的脉冲信号和BCD编码的时间信息及控制功能信息；高分辨率；调制后的B码带宽，适用于远距离传输；分直流、交流两种；具有接口标准化，国际通用等特点。 

IRIG-B格式时间码(简称B码)为国际通用时间格式码，是一种串行时间交换码，用于各系统的时间同步。它是每秒一帧的时间串码，每个码元宽度为10ms，一个时帧周期包括100个码元，依据《DLT1100.1-2009电力系统时间同步系统》中规定，P76，P77，P78为保留位，本设计中用该三位来实现两台时间设备的互冗余。 

现有技术一般采用422接口，在两个冗余设备之间传输各自的丢星告警信号，从而进行冗余设备之间的切换。 

现有技术对于设备之间冗余切换的处理，一般两个CPU模块之间只通讯丢星告警信号，然后根据预先设置的切换逻辑进行两个CPU模块之间的主控与被控切换。由于通讯内容不包括年月日时分秒等详细的时间，所以无法实现设备之间的真正意义上的冗余切换，即某个CPU模块发生故障时或当该CPU模块上的GPS或者北斗接收模块无法正常接收到卫星信号时，该CPU模块将无法输出准确的时间信息(一般的做法是丢星后该CPU模块抑制输出，或利用内部守时信号作为标准时间源作为输出源，但由于内部守时信号本身精度的原因，此时的输出信号精度将大受影响)，在丢星抑制输出的情况下该设备自身无法提供扩展输出，如果利用内部守时信号作为CPU模块的标准时间源作为输出源提供扩展输出，连接在该设备的扩展进行对时的设备时间上也将与准确的时间存在一定的误 差。 

发明内容

本实用新型包括一种在对时系统中采用IRIG-B格式时间码的双机冗余系统，该系统包括两台冗余设备，所述两台冗余设备的通讯口之间采用两对RS485来连接，所述两对RS485总共包含四根线。采用了IRIG-B码作为冗余切换的握手信号，在IRIG-B码的保留位中嵌入切换所需要的信息，在传输切换信息的同时也提供了接收机模块信息和准确详细的时间信息，当参与冗余的一台设备丢星时，可以使用另外一台正常接收卫星的时间作为标准时间源提供准确的时间输出，实现真正意义上的冗余切换。 

附图说明

图1示出了两台设备之间的连接； 

图2示出了IGIR-B码的100个码元中的保留位P76，P77，P78作为冗余的应用。 

具体实施方式

本实用新型将IRIG-B码作为冗余切换的握手信号，如图2所示，在IRIG-B码的保留位P76，P77，P78中嵌入切换所需要的信息，在传输切换信息的同时也提供了接收机模块信息和准确详细的时间信息，当参与冗余的一台设备丢星时，可以使用另外一台正常接收卫星的时间作为标准时间源提供准确的时间输出，实现真正意义上的冗余切换。 

本实用新型采用IGIR-B码的100个码元中的保留位P76，P77，P78，来实现主机与备机之间的互冗余： 

P76位用于表示本机所处状态：0-从机，1-主机； 

P77位用于表示本机定时状态：0-GPS，1-BD； 

P78位用于表示本机丢星状态：0-未丢星；1-丢星。 

如图1所示，通过通讯口上的两对RS485四根线来连接两台冗余设备，即完成时间信号、控制方式及PPS信号的传输，也完成相关冗余信息的传递。当一台设备发生故障时或该CPU模块上的GPS或者北斗无法正常接收到卫星信号时，该设备将无法输出准确的时间信息，一般的做法是丢星后该CPU模块抑制输出，或利用内部守时信号作为标准时间源输出，但由于内部守时信号本身精 度的原因，此时输出信号精度将大受影响，本发明用IRIG-B码中的保留位来确定设备所处的控制状态，并将另一台设备上准确的时间信号传输给该设备作为标准时间源输出。此种方式也可以确保任何一台时间设备上的B码输出始终是冗余过的信号。 

每台时间设备背板上输出的B码信号如果要用P76，P77，P78，可以单独再设计为需要的位，该B码信号与面板的B码信号是从两个独立的通道输出的。 

通过采用本实用新型中的设备，达到了以下的有益效果 

1.为发生故障的设备提供准确标准的时间源输出，实现两台设备间的冗余信号传递； 

2.能够清楚的了解两台设备所处状态，以及收星情况； 

3.提高了设备的使用效率，尤其是在需要扩展数量不是很多的场合，不需要再购置单独的扩展装置，可以利用冗余装置本身的扩展满足现场的需要，降低设备投资； 

4.设备实现了真正的冗余，为现场提供更准确的时间信息，避免了时间不统一造成的故障； 

5.提高了效率，降低了成本。 

以上说明书的实施例及相关内容仅用以闸述本发明而非限制本发明。本领域的技人员应当理解，虽然在理解本发明技术方案的基础上，可以对本发明进行修改或等同的替换，但一切不脱离本发明的实质和范围的技术方案及改进，均应在本发明的权利要求的涵盖范围内。 

Claims (1)

1.一种在对时系统中采用IRIG-B格式时间码的双机冗余系统，其特征在于：

该系统包括两台冗余设备，所述两台冗余设备的通讯口之间采用两对RS485来连接，所述两对RS485总共包含四根线；

所述两台冗余设备之间的通信采用IRIG-B码作为冗余切换的握手信号。 

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