CN204190778U - 一种高精度点对点光纤时间同步装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高精度点对点光纤时间同步装置，其特征在于，包括：一主钟及若干台从钟，所述主钟及从钟均包括主控模块、高精度时间戳模块及光电转换模块；所述主控模块通过串口与高精度时间戳模块相连，以获取时间戳信息，所述高精度时间戳模块与光电转换模块之间通过信号线直连，以获取高精度的打时间戳信号；所述主钟与从钟之间通过光电转换模块之间的光纤相连接，以交换时间戳信息。本实用新型的时间信息光电转换模块将主钟与从钟连接在一起，使主钟与从钟之间包持长期高精度时间同步；而且主钟的时间信息来源于标准时间；具有结构简单，可靠性、精度高，成本低等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种对时装置，具体涉及一种高精度的点对点使用光纤来同步两地时间的装置。
背景技术
在当今世界，时间同步变的越来越重要，无论是在民用领域还是在军用领域，高精确的时间同步已经成为了不可缺少的一部分。
在通讯系统、雷达、导航定位等应用中高精度的时间同步是一项非常重要的工作，在以往的做法中，不同地区的时间同步通常靠长波授时、GPS、BD、IRIG-B(AC)码、NTP、PTP等方式实现。
其中长波授时、GPS、BD、IRIG-B(AC)码使用的事无线电波传递时间信息进行时间同步，其优点为信号分布范围广，缺点为信号容易受干扰；NTP、PTP使用的是以太网进行时间同步，NTP的优点在于可以使用现有网络，布线成本低，缺点是时间同步精度差，PTP的优点是时间同步精度高，缺点是必须在现有网络中接入支持PTP协议的设备且PTP协议复杂设备成本较高。
实用新型内容
为了克服上述使用有线技术(NTP、PTP)的缺点，本实用新型提供了一种在有限区域内使用点对点光纤通信来实现高精度时间同步的装置，其具有结构简单，可靠性、精度高，成本低等特点。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种高精度点对点光纤时间同步装置，包括：
一主钟及若干台从钟，所述主钟及从钟均包括主控模块、高精度时间戳模块及光电转换模块；
所述主控模块通过串口与高精度时间戳模块相连，以获取时间戳信息，所述高精度时间戳模块与光电转换模块之间通过信号线直连，以获取高精度的打时间戳信号；
所述主钟与从钟之间通过光电转换模块之间的光纤相连接，以交换时间戳信息。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述主钟与从钟之间由光电转换模块之间的光纤以点对点的方式进行连接，并且一台主钟可连接多台从钟。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述主控模块选用模块型号MS5301，高精度时间戳模块选用模块型号MS5302，光电转换模块选用模块型号MS5303。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述主钟还包括一时间源模块选用模块型号MS3301，所述时间源模块通过串口连接主钟的主控模块，并为主钟提供标准时间。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述时间源模块包括锁相控制电路，以及与锁相控制电路连接的接收机和铷钟。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述光电转换模块负责将主控模块的时间戳信息报文转换成光信号通过光纤发出。
通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的时间信息光电转换模块将主钟与从钟连接在一起，使主钟与从钟之间包持长期高精度时间同步；而且主钟的时间信息来源于标准时间；具有结构简单，可靠性、精度高，成本低等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的工作原理框图。
图2为本实用新型的时间源模块内部框图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参照图1，一种高精度点对点光纤时间同步装置，包括：
一主钟及若干台从钟，所述主钟及从钟均包括主控模块、高精度时间戳模块及光电转换模块；
所述主控模块通过串口与高精度时间戳模块相连，以获取时间戳信息，所述高精度时间戳模块与光电转换模块之间通过信号线直连，以获取高精度的打时间戳信号；
所述主钟与从钟之间通过光电转换模块之间的光纤相连接，以交换时间戳信息。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述主控模块选用模块型号MS5301，高精度时间戳模块选用模块型号MS5302，光电转换模块选用模块型号MS5303。
上述主钟还包括一时间源模块选用模块型号MS3301，所述时间源模块通过串口连接主钟的主控模块，并为主钟提供标准时间。
上述主控模块负责接收时间源模块的时间信息、高精度时间戳模块的时间戳信息，光电转换模块负责将主控模块的时间戳信息报文转换成光信号通过光纤发出。
高精度时间戳模块负责接收主控模块的时间信息，接收光电转换模块的信号产生高精度时间戳信息并传给主控模块。高精度时间戳信息的精度＜1ns，此指标决定了主钟与从钟之间的对时同步精度。
参照图2，时间源模块包括锁相控制电路，以及与锁相控制电路连接的接收机和铷钟；时间源模块中，接收机通过内部GPS/BD双天线系统获取标准时间，并通过锁定铷原子频率标准来产生一个与GPS/BD同步且在GPS/BD丢失后仍可长时间保持高稳定性准确性输出的频率值(时间信息)，锁相控制电路锁定铷钟使其频率值(时间信息)保持长期高准确度，同时锁相控制电路输出串口时间信息送给主控模块。
本实用新型的工作原理：
主钟内主控模块接收时间源模块的标准时间信息，通过光电转换模块产生一个信号S1并通过其端口发给相应从钟，同时高精度时间戳模块产生一个时间戳信号T1发送给主控模块，主控模块再将此时间戳信息通过上述端口发送给相应从钟。
从钟收到S1信号时刻其时间戳模块产生一个从钟本地的时间戳信息T2；之后从钟产生一个信号S2给主钟，同时从钟本地时间戳模块产生一个时间戳信息T3；
主钟接收到S2信号后其时间戳模块产生一个时间戳信息T4，并通过上述对应光电转换模块的端口发送给相应从钟。此时从钟拥有了4个时间戳信息T1、T2、T3、T4。根据如下公式：
T偏差(主-从)＝T2-T1＝Toffset+Tdelay(主-从)
T偏差(从-主)＝T4-T3＝-Toffset+Tdelay(从-主)
因本实用新型所述装置采用的是点对点模式，主钟与从钟之间的传输链路几乎完全对称，因此可认为Tdelay(主-从)＝Tdelay(从-主)＝Tdelay。因此可得：
Toffset＝(T2-T1)-(T4-T3)/2；
Tdelay＝(T2-T1)+(T4-T3)/2；
从钟得到主从之间的偏置时间Toffset后便可对自身的时钟进行修正，从而使从钟与主钟时间同步，其同步精度主要取决于高精度时间戳模块产生的时间戳精度。
此过程定时循环进行就可使主钟与从钟之间包持长期高精度时间同步。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种高精度点对点光纤时间同步装置，其特征在于，包括：
一主钟及若干台从钟，所述主钟及从钟均包括主控模块、高精度时间戳模块及光电转换模块；
所述主控模块通过串口与高精度时间戳模块相连，以获取时间戳信息，所述高精度时间戳模块与光电转换模块之间通过信号线直连，以获取高精度的打时间戳信号；
所述主钟与从钟之间通过光电转换模块之间的光纤相连接，以交换时间戳信息。
2.根据权利要求1所述的一种高精度点对点光纤时间同步装置，其特征在于，所述主钟与从钟之间由光电转换模块之间的光纤以点对点的方式进行连接，并且一台主钟可连接多台从钟。
3.根据权利要求1所述的一种高精度点对点光纤时间同步装置，其特征在于，所述主控模块选用模块型号MS5301，高精度时间戳模块选用模块型号MS5302，光电转换模块选用模块型号MS5303。
4.根据权利要求1所述的一种高精度点对点光纤时间同步装置，其特征在于，所述主钟还包括一时间源模块选用模块型号MS3301，所述时间源模块通过串口连接主钟的主控模块，并为主钟提供标准时间。
5.根据权利要求4所述的一种高精度点对点光纤时间同步装置，其特征在于，所述时间源模块包括锁相控制电路，以及与锁相控制电路连接的接收机和铷钟。
6.根据权利要求1所述的一种高精度点对点光纤时间同步装置，其特征在于，所述光电转换模块负责将主控模块的时间戳信息报文转换成光信号通过光纤发出。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105319958A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-02-10 | 山东康威通信技术股份有限公司 | 一种超远距离通信电缆高精度网络授时系统及其方法 |
| CN105553597A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-05-04 | 北京浩瀚深度信息技术股份有限公司 | 一种同步时戳分发方法 |
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2014
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