ES2538014A2 - Red de distribución horaria resistente a manipulaciones - Google Patents

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ES2538014A2 ES201590032A ES201590032A ES2538014A2 ES 2538014 A2 ES2538014 A2 ES 2538014A2 ES 201590032 A ES201590032 A ES 201590032A ES 201590032 A ES201590032 A ES 201590032A ES 2538014 A2 ES2538014 A2 ES 2538014A2
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V. ACHANTA Shankar
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Abstract

Red de distribución horaria resistente a manipulaciones. Se divulga en la presente memoria un sistema de detección de la manipulación de un origen horario global, tal como una señal del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), y de mitigación contra tal manipulación. Una pluralidad de receptores con diversidad geográfica reciben señales del GNSS, y calculan una señal horaria a distribuir a dispositivos consumidores. Los receptores también comunican señales horarias calculadas con otros receptores. Los receptores comparan las señales horarias y, cuando una diferencia entre las señales horarias supera un umbral predeterminado, los receptores indican que es probable una manipulación. Tal indicación es compartida por toda la red de receptores. La indicación es adicionalmente compartida con dispositivos consumidores de la señal horaria proveniente del receptor comprometido. Una segunda señal horaria, que no está comprometida, puede ser compartida con los dispositivos consumidores y/o usada por los dispositivos consumidores. Los dispositivos consumidores pueden modificar su conducta cuando reciben la indicación.

Description

Red de distribución horaria resistente a manipulaciones
5 Campo Técnico
La presente divulgación se refiere a una red de distribución horaria que es resistente a manipulaciones. Más específicamente, la presente divulgación se refiere a la detección del secuestro de señales electromagnéticas en una red de distribución horaria, y a la
10 distribución horaria continuada durante tal secuestro de señales.
Breve descripción de los dibujos
Se describen realizaciones no limitadoras y no exhaustivas de la divulgación, incluyendo
15 diversas realizaciones de la divulgación con referencia a las figuras, en las cuales: la Figura 1 ilustra un diagrama unifilar simplificado de un sistema de suministro de energía eléctrica. La Figura 2 ilustra un diagrama simplificado de un sistema de comunicación. La Figura 3 ilustra un diagrama de bloques de dispositivos de relojes en comunicación.
20 La Figura 4 ilustra un diagrama de bloques funcionales de un módulo de detección y mitigación de manipulaciones. La Figura 5 ilustra un diagrama de bloques de un sistema para la detección y mitigación de ataques a las señales del Sistema Global de Navegación por Satélite (“GNSS”). La Figura 6 ilustra un diagrama de bloques de un sistema para la detección y mitigación de
25 ataques a señales del GNSS.
Descripción detallada
Las realizaciones de la divulgación serán óptimamente entendidas por referencia a los
30 dibujos, en los que las partes iguales están designadas por numerales iguales en toda su extensión. Se entenderá inmediatamente que los componentes de las realizaciones divulgadas, según lo generalmente descrito e ilustrado en las figuras en la presente memoria, podrían ser dispuestos y diseñados en una amplia variedad de configuraciones distintas. Por tanto, la siguiente descripción detallada de las realizaciones de los sistemas y
35 procedimientos de la divulgación no está concebida para limitar el ámbito de la divulgación, según lo reivindicado, sino que es meramente representativa de posibles realizaciones de la
divulgación. Además, las etapas de un procedimiento no necesariamente necesitan ser ejecutados en algún orden específico, o siquiera secuencialmente, ni tampoco necesitan las etapas ser ejecutadas solamente una vez, a menos que se especifique otra cosa.
5 En algunos casos, características, estructuras u operaciones bien conocidas no son mostradas o descritas en detalle. Además, las características, estructuras u operaciones descritas pueden ser combinadas de cualquier manera adecuada en una o más realizaciones. También se entenderá inmediatamente que los componentes de las realizaciones, según lo generalmente descrito e ilustrado en las figuras en la presente
10 memoria, podrían estar dispuestos y diseñados en una amplia variedad de configuraciones distintas.
Varios aspectos de las realizaciones descritas pueden ser ilustrados como módulos o componentes de software. Según se usa en la presente memoria, u módulo o componente 15 de software puede incluir cualquier tipo de instrucción de ordenador, o código ejecutable por ordenador, situado dentro de un dispositivo de memoria y / o transmitido como señales electrónicas por un bus de sistema, o una red cableada o inalámbrica. Un módulo o componente de software, por ejemplo, puede comprender uno o más bloques físicos o lógicos de instrucciones de ordenador, que pueden estar organizadas como una rutina, un
20 programa, un objeto, un componente, una estructura de datos, etc., que realiza una o más tareas o implementa tipos específicos de datos abstractos.
En ciertas realizaciones, un módulo o componente de software específico puede comprender instrucciones disímiles almacenadas en distintas ubicaciones de un dispositivo 25 de memoria, que implementan conjuntamente la funcionalidad descrita del módulo. En efecto, un módulo o componente puede comprender una única instrucción o muchas instrucciones, y puede estar distribuido entre varios segmentos distintos de código, entre distintos programas y entre varios dispositivos de memoria. Algunas realizaciones pueden ser puestas en práctica en un entorno informático distribuido, donde las tareas son 30 realizadas por un dispositivo de procesamiento remoto enlazado a través de una red de comunicaciones. En un entorno informático distribuido, los módulos o componentes de software pueden estar situados en dispositivos de almacenamiento de memoria, local y / o remota. Además, los datos ligados o representados juntos en un registro de base de datos pueden ser residentes en el mismo dispositivo de memoria, o a través de varios dispositivos
35 de memoria, y pueden estar enlazados conjuntamente en campos de un registro en una base de datos a través de una red.
Las realizaciones pueden ser proporcionadas como un producto de programa de ordenador que incluye un medio legible por máquina, que tiene almacenadas en el mismo instrucciones que pueden ser usadas para programar un ordenador (u otro dispositivo electrónico) para
5 realizar los procesos descritos en la presente memoria. El medio legible por máquina puede incluir, pero no está limitado a, controladores de disco rígido, disquetes flexibles, discos ópticos. CD-ROM, DVD-ROM, RAM, EPROM, EEPROM, tarjetas magnéticas u ópticas, dispositivos de memoria de estado sólido u otros tipos de medios legibles por máquina, no transitorios, adecuados para almacenar instrucciones electrónicas.
10 La Figura 1 ilustra un diagrama simplificado de un ejemplo de un sistema de suministro de energía eléctrica 100, congruente con las realizaciones divulgadas en la presente memoria. Los sistemas y procedimientos descritos en la presente memoria pueden ser aplicados y / o implementados en el sistema de suministro de energía eléctrica 100 ilustrado en la Figura 1.
15 Aunque está ilustrado como un diagrama unifilar con fines de simplicidad, un sistema de suministro de energía eléctrica 100 también puede ser configurado como un sistema de energía trifásica. El sistema de suministro de energía eléctrica 100 puede incluir los generadores eléctricos 130 y 131, configurados para generar una salida de energía eléctrica, que en algunas realizaciones puede ser una onda sinusoidal.
20 Los generadores 130 y 131 pueden ser conectados selectivamente con el sistema de suministro de energía eléctrica usando los conmutadores o interruptores de circuitos 111 y 171, respectivamente. Los transformadores elevadores 114 y 115 pueden ser configurados para aumentar la salida de los generadores eléctricos 130 y 131 hasta ondas sinusoidales
25 de mayor voltaje. Los buses 122 y 123 pueden distribuir la onda sinusoidal de mayor voltaje a una línea de transmisión 120 entre los buses 122 y 123. El transformador reductor 146 puede reducir el voltaje de la onda sinusoidal procedente del bus 123 hasta un voltaje inferior, adecuado para la distribución de energía eléctrica en la línea 142. La línea de distribución 142 es además conectable selectivamente con el bus 123 mediante el
30 interruptor de circuito o conmutador 144, y puede distribuir energía eléctrica a un bus de distribución 140. La carga 141 (tal como una fábrica, una carga residencial, un motor o similares) puede ser conectada selectivamente con el bus de distribución 140 usando el conmutador o interruptor de circuito 170. Debería observarse que pueden ser usados transformadores adicionales, u otros equipos, para reducir adicionalmente un voltaje desde
35 el bus de distribución 140 a la carga 141.
Otros diversos equipos pueden ser incluidos en el sistema de suministro de energía eléctrica. También está ilustrado el banco de condensadores conmutados (“SCB”) 174, selectivamente conectable con el bus de transmisión 123 usando el interruptor de circuito o interruptor 172. Otros equipos que pueden ser incluidos en el sistema de suministro de 5 energía eléctrica pueden incluir, por ejemplo, compensadores VAR estáticos, reactores, cambiadores de tomas de carga, reguladores de voltaje, auto-transformadores y similares. Algunos de estos son considerados como incluidos en el sistema de energía eléctrica 100, tales como, por ejemplo, los cambiadores de tomas de carga, que pueden ser considerados como parte de la carga 141. Los generadores 130 y 131 pueden ser cualquier generador 10 capaz de proporcionar energía eléctrica al sistema de suministro de energía eléctrica, y pueden incluir, por ejemplo, generadores síncronos, turbinas (tales como turbinas hidroeléctricas, turbinas eólicas, encendidas con gas, encendidas con carbón y similares), generadores eléctricos fotovoltaicos, generadores mareomotrices, generadores de energía de olas y similares. Tales máquinas de generación pueden incluir componentes tales como
15 interfaces electrónicamente acopladas con energía, por ejemplo, máquinas de inducción con doble alimentación, dispositivos de transferencia de CA-CC / CC-CA acoplados y directos, y similares. Debería observarse que estas no son listas exhaustivas, y que otros equipos, máquinas y dispositivos conectados pueden ser considerados en esta divulgación.
20 Los modernos sistemas de suministro de energía eléctrica (que pueden incluir sistemas de generación de energía eléctrica, sistemas de transmisión, sistemas de distribución y sistemas de consumo) son habitualmente controlados usando dispositivos electrónicos inteligentes (IED). La Figura 1 ilustra varios IED 160 a 167 que pueden ser configurados para controlar uno o más elementos del sistema de suministro de energía eléctrica. Un IED
25 puede ser cualquier dispositivo basado en procesadores que controla equipos monitorizados dentro de un sistema de suministro de energía eléctrica (p. ej., el sistema 100). En algunas realizaciones, los IED 160 a 167 pueden recoger el estado de los equipos a partir de una o más piezas de equipos monitorizados (p. ej., el generador 130). El estado de equipos puede referirse al estado del equipo monitorizado, y puede incluir, por ejemplo, el estado de
30 interruptores o conmutadores (p. ej., abierto o cerrado), la posición de válvulas, la posición de tomas, fallos del equipo, el ángulo del rotor, la energía de entrada, el estado del regulador automático de voltaje, el deslizamiento del motor, el punto de fijación de control de energía reactiva, las configuraciones de excitadores del generador y similares. Además, los IED 160 a 167 pueden recibir mediciones referidas a máquinas monitorizadas o a equipos
35 que usan sensores, transductores, activadores y similares. Las mediciones pueden referirse a un estado medido de la máquina o el equipo, y pueden incluir, por ejemplo, el voltaje, la
corriente, la temperatura, la presión, la densidad, la absorción infrarroja, la viscosidad, la velocidad, la velocidad de rotación, la masa y similares. Con el estado del equipo y / o las mediciones, los IED pueden ser configurados para obtener o calcular valores derivados, por ejemplo, la energía (real y reactiva), las magnitudes y ángulos de voltajes y corrientes, la
5 frecuencia, la tasa de cambio de la frecuencia, los fasores, los sincrofasores, las distancias de fallo, los diferenciales, las impedancias, las reactancias, los componentes simétricos, los componentes alfa, los componentes de Clarke, las alarmas y similares.
De acuerdo a ciertas realizaciones, los IED 160 a 167 pueden emitir instrucciones de control
10 al equipo monitorizado, a fin de controlar diversos aspectos referidos al equipo monitorizado. Algunos ejemplos de acciones para controlar equipos incluyen: abrir un interruptor que desconecta un generador con un ángulo de rotor desplazándose hacia la inestabilidad; abrir un interruptor que derrama carga que está provocando que un voltaje decline hacia una condición de colapso; abrir un interruptor para eliminar un recurso cuando el recurso, tal
15 como una línea o transformador, está superando sus límites operativos seguros; abrir un interruptor que derrama carga que está provocando que la frecuencia del sistema decline de modo que esté superando límites operativos predefinidos; insertar capacitancia de desviación con el efecto de aumentar el voltaje en una línea de energía eléctrica, de modo que los requisitos reactivos en un generador no sean superados y, por lo tanto, impedir
20 preventivamente que el generador sea retirado del servicio por un control de energía reactiva; activar un freno dinámico que enfrenta la aceleración de un rotor de máquina; ajustar un punto de fijación en un regulador para limitar la salida de energía de una máquina síncrona, de modo que no supere los límites operativos seguros; ajustar simultáneamente puntos de fijación de otras máquinas síncronas, de modo que recojan la nueva carga; y
25 ajustar un punto de fijación de regulación de voltaje de un regulador automático de voltaje, de modo que un voltaje en un punto más distante en el sistema de energía no supere su umbral de voltaje máximo o mínimo; y similares.
Un IED (p. ej., el IED 160) puede estar en comunicación con un interruptor de circuito (p. ej.,
30 el interruptor 111) y puede ser capaz de enviar una instrucción para abrir y / o cerrar el interruptor de circuito, conectando o desconectando de tal modo una parte de un sistema de energía. En otro ejemplo, un IED puede estar en comunicación con un re-clausurador, y ser capaz de controlar operaciones de re-clausura. En otro ejemplo, un IED puede estar en comunicación con un regulador de voltaje y ser capaz de instruir al regulador de voltaje para
35 aumentar o reducir la toma. La información de los tipos enumerados anteriormente o, más en general, la información o las instrucciones que dirigen a un IED u otro dispositivo o
equipo para realizar una cierta acción pueden ser mencionadas, en general, como instrucciones de control.
Los IED 160 a 167 pueden estar comunicativamente enlazados entre sí, usando una red de
5 comunicaciones de datos, y pueden además estar comunicativamente enlazados con un sistema de monitorización central, tal como un sistema de control supervisor y adquisición de datos (SCADA) 182 y / o un sistema de control y conciencia de situación de área amplia (WACSA) 180. En ciertas realizaciones, diversos componentes del sistema de generación y suministro de energía eléctrica 100, ilustrado en la Figura 1, pueden ser configurados para
10 generar, transmitir y / o recibir mensajes GOOSE, o comunicarse usando cualquier otro protocolo adecuado de comunicación. Por ejemplo, un controlador automático 168 puede comunicar ciertas instrucciones de control al IED 163 mediante mensajes, usando un protocolo de comunicación GOOSE.
15 Las realizaciones ilustradas están configuradas en una topología de estrella con un controlador de automatización 168 en su centro; sin embargo, también se contemplan otras topologías. Por ejemplo, los IED 160 a 167 pueden estar comunicativamente acoplados directamente al sistema SCADA 182 y / o al sistema WACSA 180. Ciertos IED, tales como los IED 163 y 164, pueden estar en comunicación directa entre sí para efectuar, por ejemplo,
20 la protección diferencial de línea de la línea de transmisión 120. La red de comunicaciones de datos del sistema 100 puede utilizar una amplia variedad de tecnologías de red, y puede comprender dispositivos de red tales como módems, encaminadores, cortafuegos, servidores de redes privadas virtuales y similares. Además, en algunas realizaciones, los IED 160 a 167 y otros dispositivos de red (p. ej., uno o más conmutadores de comunicación
25 o similares) pueden estar comunicativamente acoplados con la red de comunicaciones mediante una interfaz de comunicaciones de red.
De manera coherente con las realizaciones divulgadas en la presente memoria, los IED 160 a 167 pueden estar comunicativamente acoplados con diversos puntos al sistema de 30 suministro de energía eléctrica 100. Por ejemplo, los IED 163 y 164 pueden monitorizar condiciones en la línea de transmisión 120. El IED 160 puede ser configurado para emitir instrucciones de control al interruptor asociado 111. Los IED 163 y 167 pueden monitorizar condiciones en los buses 122 y 123. El IED 161 puede monitorizar y emitir instrucciones de control al generador eléctrico 130. El IED 162 puede monitorizar y emitir instrucciones de 35 control al transformador 114. El IED 166 puede controlar el funcionamiento del interruptor 172 para conectar o desconectar el SCB 174. El IED 165 puede estar en comunicación con
el centro de carga 141, y puede ser configurado para medir la energía eléctrica hacia el centro de carga. El IED 165 puede ser configurado como un control de regulador de voltaje, para regular el voltaje hacia el centro de carga, usando un regulador de voltaje (no ilustrado por separado).
5 En ciertas realizaciones, la comunicación entre, y / o el funcionamiento de, diversos IED 160 a 167 y / o sistemas de nivel superior (p. ej., el sistema SCADA 182 o el WACSA 180) puede ser facilitada por un controlador de automatización 168. El controlador de automatización 168 también puede ser mencionado como un IED central, un procesador de comunicación o
10 controlador de acceso. En diversas realizaciones, el controlador de automatización 168 puede ser realizado como el SEL-2020, SEL-2030, SEL2032, SEL-3332, SEL-3378 o SEL3530, disponibles en Schweitzer Engineering Laboratories, Inc., de Pullman, WA, y también según lo descrito en la Patente Estadounidense Nº 5.680.324, la Patente Estadounidense Nº
7.630.863 y la Publicación de Solicitud de Patente Estadounidense Nº 2009 / 0254655, cuya 15 totalidad está incorporada en la presente memoria por referencia.
Los IED 160 a 167 pueden comunicar una amplia variedad de tipos de información al controlador de automatización 168, incluyendo, pero sin limitarse a, condiciones operativas, información de estado y de control acerca de los IED individuales 160 a 167, informes de
20 sucesos (p. ej., un fallo), información de la red de comunicaciones, sucesos de seguridad de red y similares. En algunas realizaciones, el controlador de automatización 168 puede estar directamente conectado con una o más piezas de equipo monitorizado (p. ej., el generador eléctrico 130 o los interruptores 111 o 172).
25 El controlador de automatización 168 también puede incluir una interfaz local entre humanos y máquinas (HMI) 186. En algunas realizaciones, la HMI local 186 puede estar situada en la misma sub-estación que el controlador de automatización 168. La HMI local 186 puede ser usada para cambiar configuraciones, emitir instrucciones de control, recuperar un informe de suceso (que puede originarse a partir de un IED especificado), recuperar datos y similares.
30 El controlador de automatización 168 puede además incluir un controlador lógico programable, accesible usando la HMI local 186.
El controlador de automatización 168 también puede estar comunicativamente acoplado con una fuente horaria común (p. ej., un reloj) 188. En ciertas realizaciones, el controlador de 35 automatización 168 puede generar una señal horaria basada en el origen horario común 188 que puede ser distribuido a los IED 160 a 167 comunicativamente acoplados.
Alternativamente, los IED pueden estar individualmente conectados con un origen horario
común. En base a la señal horaria, diversos IED 160 a 167 pueden ser configurados para
recoger y / o calcular condiciones operativas temporalmente alineadas, que incluyen, por
ejemplo, sincrofasores, y para implementar instrucciones de control de una manera
5 temporalmente coordinada. Los IED pueden usar la información horaria para aplicar un sello
horario a condiciones operativas y / o comunicaciones. En algunas realizaciones, el sistema
WACSA 180 puede recibir y procesar los datos temporalmente alineados, y puede coordinar
acciones de control temporalmente sincronizadas al más alto nivel del sistema de
generación y suministro de energía eléctrica 100. En otras realizaciones, el controlador de 10 automatización 168 puede no recibir una señal horaria, pero una señal horaria común puede
ser distribuida a los IED 160 a 167.
El origen horario común 188 también puede ser usado por el controlador de automatización
168 para los sellos horarios de información y datos. La sincronización horaria puede ser útil 15 para la organización de datos y la toma de decisiones en tiempo real, así como el análisis
posterior a los sucesos. La sincronización horaria puede además ser aplicada a las
comunicaciones de red. El origen horario común 188 puede ser cualquier origen horario que
sea una forma aceptable de sincronización horaria, incluyendo, pero sin limitarse a, un
oscilador de cristal compensado en temperatura y controlado por voltaje, osciladores de 20 Rubidio y Cesio con o sin bucles bloqueados de fase digital, tecnología de sistemas micro
electromecánicos (MEMS), que transfiere los circuitos resonantes desde el dominio
electrónico al dominio mecánico, o un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS),
tal como un receptor del Sistema de Localización Global (GPS) con descodificación horaria.
A falta de un origen horario 188 común discreto, el controlador de automatización 168 puede 25 servir como el origen horario común 188, distribuyendo una señal de sincronización horaria.
Varios sistemas distintos de GNSS (también mencionados como constelaciones de GNSS)
están disponibles, o planificados para estar disponibles. Algunos ejemplos de un GNSS
actualmente operativo incluyen el Sistema de Localización Global (GPS) NAVSTAR de los 30 Estados Unidos y el GLONASS ruso. Algunos ejemplos de un GNSS planificado para un
funcionamiento futuro incluyen el Sistema de Navegación por Satélite Beidou (BDS) de
China y el sistema de localización Galileo de la Unión Europea. Debería observarse que un
único sistema de GNSS puede incluir constelaciones disímiles (tales como, por ejemplo, el
BDS que incluye un sistema de prueba limitado en una primera constelación, así como un 35 sistema en construcción en una segunda constelación).
Como se detalla en lo que antecede, el sistema de suministro de energía eléctrica 100 ilustrado en la Figura 1 incluye control local y protección, usando los IED 160 a 167, y control de área amplia, usando el controlador de automatización 168 y / o el WACSA 180 y /
o el SCADA 182.
5 La Figura 2 ilustra el sistema 200 configurado para ser un sistema sumamente fiable, redundante y distribuido de dispositivos de distribución horaria 204, 206 y 208, capaces de proporcionar una referencia horaria de precisión a diversos IED dependientes del tiempo 212, 214 y 216, o los controladores de automatización 168, según lo descrito anteriormente
10 con respecto a la Figura 1. Cada dispositivo de distribución horaria 204, 206 y 208 puede ser configurado para recibir y comunicar señales horarias, mediante múltiples protocolos y procedimientos. Si bien el sistema 200 está descrito como capaz de realizar numerosas funciones y procedimientos, debería entenderse que son posibles diversos sistemas que pueden tener capacidades adicionales, o menos. Específicamente, un sistema 200 puede
15 funcionar según lo deseado, usando solamente un protocolo, o con menos entradas de señales horarias, externas o locales.
Según se ilustra en la Figura 2, tres dispositivos de distribución horaria 204, 206 y 208 tienen capacidades de WAN y están comunicativamente conectados con una WAN 218, que 20 puede comprender una o más conexiones físicas y protocolos. Cada dispositivo de distribución horaria 204, 206 y 208 también puede estar conectado con uno o más IED dentro de una red local. Por ejemplo, el dispositivo de distribución horaria 204 está conectado con el IED 212, el dispositivo de distribución horaria 206 está conectado con los IED 214 y el dispositivo de distribución horaria 208 está conectado con los IED 216. Un 25 dispositivo de distribución horaria puede estar situado, por ejemplo, en una entidad de generación de energía, un concentrador de distribución, una sub-estación, un centro de carga u otra ubicación donde se hallen uno o más IED. En diversas realizaciones, un IED puede incluir un puerto de WAN, y un tal IED puede estar directamente conectado con la WAN 218. Los IED pueden estar conectados mediante la WAN 218 o la conexión 210. La 30 conexión 210 puede ser, por ejemplo, una red de área local (LAN) o un enlace de comunicación horaria dedicado, tal como un enlace de comunicación conforme al Grupo de Instrumentación de Inter-Alcance (IRIG). En diversas realizaciones, la conexión 210 puede incluir múltiples conexiones, por ejemplo, tanto una conexión de LAN como una de IRIG. Los dispositivos de distribución horaria 204, 206 y 208 pueden establecer y mantener una 35 referencia horaria de precisión entre diversos componentes del sistema. Cada dispositivo de distribución horaria 204, 206 y 208 puede ser configurado para comunicar información
horaria con los IED conectados en la conexión 210, mediante uno o más protocolos de distribución horaria, tal como el IEEE 1588.
Cada dispositivo de distribución horaria 204, 206 y 208 está configurado para recibir señales
5 horarias desde una amplia variedad de orígenes horarios. Por ejemplo, según se ilustra, el dispositivo de distribución horaria 204 incluye una antena 220 y está configurado para recibir una señal del GNSS desde un repetidor o satélite 202 del GNSS. El dispositivo de distribución horaria 204 también está configurado para recibir una segunda señal horaria 221 desde un origen horario externo 201. El origen horario externo puede comprender uno o
10 más osciladores de cristal compensados en temperatura y controlados por voltaje (VCTCXO), osciladores de bucle bloqueado en fase, osciladores de bucle bloqueado en el tiempo, osciladores de rubidio, osciladores de cesio, emisiones de NIST (p. ej., WWV y WWVB) y / u otros dispositivos capaces de generar señales horarias precisas. En la realización ilustrada, el dispositivo de distribución horaria 208 incluye una antena 220
15 configurada para recibir una señal del GNSS desde el repetidor o satélite 202 del GNSS. Según se ilustra, el dispositivo de distribución horaria 206 no recibe directamente una señal horaria externa; sin embargo, de acuerdo a realizaciones alternativas, cualquier número y variedad de señales horarias externas pueden estar disponibles para cualquiera de los dispositivos de distribución horaria.
20 De acuerdo a una realización, la WAN 218 comprende una red óptica síncrona (SONET) configurada para incrustar una referencia horaria de precisión en una cabecera o parte de sobregasto de una trama de SONET durante la transmisión. Alternativamente, una referencia horaria de precisión puede ser transportada usando cualquier número de
25 procedimientos de comunicaciones horarias, incluyendo los protocolos de IRIG, el NTP, el SNTP, los protocolos de transporte síncrono (STP) y / o los protocolos IEEE 1588. De acuerdo a diversas realizaciones, que incluyen la transmisión mediante SONET, una referencia horaria de precisión puede ser separada y protegida del resto del tráfico de red WAN, creando así una infraestructura segura de distribución horaria. Los protocolos usados
30 para la sincronización horaria entre los IED pueden ser de propiedad industrial, o estar basados en un estándar, tal como el Protocolo Horario de Precisión (PTP) IEEE 1588. Como se ha mencionado anteriormente, las comunicaciones pueden estar usando comunicaciones eléctricas, comunicaciones de fibra óptica, comunicaciones de radio o similares.
35 De acuerdo a diversas realizaciones, los dispositivos de distribución horaria 204, 206 y 208 están configurados para realizar al menos uno de los procedimientos de detección de fallo
de un origen horario descrito en la presente memoria. El sistema 200 puede utilizar un único procedimiento, o una combinación de procedimientos, según se describe en la presente memoria.
5 Ha de observarse que incluso las más precisas señales horarias pueden exhibir pequeñas discrepancias. Por ejemplo, según la longitud y el encaminamiento del cable de antena del GNSS, diversos relojes pueden exhibir desfases horarios al nivel de los microsegundos. Algunos de estos desfases pueden ser compensados por el ingreso por parte del usuario de configuraciones de compensación, o pueden necesitar ser estimados por la red de
10 sincronización horaria. La estimación puede ser realizada durante largos periodos de funcionamiento “tranquilo” (es decir, periodos sin ningún fallo), con los resultados de origen individual almacenados localmente en un registro de almacenamiento no volátil.
Como puede verse, los IED pueden recibir señales horarias desde una o más señales del
15 GNSS. Los distintos IED pueden recibir señales horarias desde uno o más orígenes de señales del GNSS, que son distintos a los orígenes de señales del GNSS para otros IED. Es decir, están disponibles varios orígenes distintos del GNSS. El sistema GPS, por ejemplo, consiste en alrededor de 32 satélites que orbitan la Tierra dos veces por día sideral. En consecuencia, varios satélites son visibles para cada receptor en cualquier momento dado, y
20 distintos satélites pueden ser visibles para distintos receptores en momentos distintos cada día.
Las señales desde los satélites del GNSS llegan a los receptores, y pueden ser usadas por los receptores para calcular la posición, así como la hora. Los receptores en los sistemas de
25 las Figuras 1 y 2 son habitualmente fijos, usando las señales del GNSS para calcular la hora, y proporcionan una hora común a los dispositivos en el sistema.
Los receptores de tales señales pueden ser vulnerables a ataques o a la manipulación, tal como el bloqueo, el atasco y la falsificación. En algunos casos, el receptor del GNSS puede
30 continuar indicando que la señal es buena, y el bloqueo de señal puede ser mantenido. Tales ataques pueden intentar impedir un bloqueo de posición, o suministrar a un receptor información falsa, de modo que el receptor calcule una posición y / o una hora falsa. La falsificación, u otra manipulación, de la información horaria en un sistema tal como los de las Figuras 1 y 2 puede introducir errores en los valores obtenidos por los IED, y / o errores en
35 los sellos horarios del estado del equipo, las mediciones, los valores obtenidos y las comunicaciones entre los dispositivos. Tales errores pueden dar como resultado un control
inadecuado del sistema de suministro de energía eléctrica. En consecuencia, lo que se necesita es la detección de, y la mitigación contra, tales ataques.
Como se ha mencionado brevemente en lo que antecede, los sistemas GNSS, tales como el
5 GPS, son susceptibles a ataques tales como el secuestro de señales electromagnéticas, de una manera que es difícil de detectar para el dispositivo de distribución horaria que recibe la señal de temporización difundida. Una vez que la señal difundida es manipulada, luego la información falsa puede ser inyectada, provocando que el dispositivo de distribución horaria distribuya información incorrecta de ubicación y temporización.
10 De acuerdo a una realización, una solución del problema es mediante la diversidad de dispositivos de distribución horaria esparcidos sobre una red de área amplia. Si bien un único dispositivo de distribución horaria podría tener dificultades para detectar este ataque, una red de dispositivos de distribución horaria, donde uno o más dispositivos de distribución
15 horaria tienen orígenes de señales horarias independientes, puede comparar información para determinar la fiabilidad de cada origen de señal horaria independiente.
Considérese, por ejemplo, la Figura 3, que muestra dos dispositivos de distribución horaria 303 y 304. Cada dispositivo de distribución horaria está configurado para recibir una señal
20 horaria desde un origen de señal horaria, tal como un GNSS. Por ejemplo, según se muestra en la Figura 3, los dispositivos de distribución horaria 303 y 304 incluyen las antenas 301 y 302, respectivamente, que pueden ser configuradas para recibir una señal del GNSS. El dispositivo de distribución horaria 303 recibe una señal horaria desde el origen de señal horaria (es decir, uno o más satélites del GNSS) y descodifica la información horaria
25 llevada en la señal horaria. En algunas realizaciones, el dispositivo de distribución horaria 303 también puede calcular una medida de la integridad de la señal. La información horaria y la integridad de la señal pueden ser compartidas, por una red de comunicación 305, con el dispositivo de distribución horaria 304. De manera similar, el dispositivo de distribución horaria 304 puede recibir una señal horaria desde un segundo origen de señal horaria,
30 descodificar la información horaria y calcular una medida de la integridad de la señal. Nuevamente, esta información puede ser compartida, por la red de comunicación 305, con el dispositivo de distribución horaria 303. Las señales horarias y la integridad de la señal pueden ser compartidas por la red de comunicación 305, usando un protocolo de distribución / sincronización horaria, por ejemplo, el IEEE 1588, SONET o similares.
35 Cada dispositivo de distribución horaria puede calcular una medida de posible manipulación
de señal, en base a información horaria descodificada desde una señal horaria e información horaria recibida por la red. En una realización, la medida de posible manipulación de señal puede ser calculada de acuerdo a la siguiente lógica: SI (integridad de señal procedente del dispositivo de distribución horaria 303 >
5 umbral_de_integridad) Y (integridad de señal procedente del dispositivo de distribución horaria 304 > umbral de integridad) Y valor_absoluto (hora proveniente del dispositivo de distribución horaria 303 – hora proveniente del dispositivo de distribución horaria 304) > umbral horario ENTONCES indicación_de_manipulación = 1;
10 EN CASO CONTRARIO indicación_de_manipulación = 0; FIN Es decir, un dispositivo de distribución horaria activa la indicación_de_manipulación si ambos dispositivos de distribución horaria están recibiendo señales con un cierto nivel de
15 integridad y, sin embargo, la diferencia horaria absoluta entre los dos supera un umbral. En otra realización, la medida de posible manipulación de señal no depende de la diferencia horaria. Esta medida se menciona en la presente memoria como indicación de manipulación independiente de diferencias horarias. SI (integridad de señal procedente del dispositivo de distribución horaria 303 <
20 umbral_de_integridad) O (integridad de señal procedente del dispositivo de distribución horaria 304 < umbral de integridad) ENTONCES indicación_de_manipulación = 1; EN CASO CONTRARIO indicación_de_manipulación = 0;
25 FIN En algunas realizaciones, la afirmación de la indicación_de_manipulación puede ser verificada con un temporizador de seguridad, tal como el bloque temporizador de recogida (PU) y descarte (DO) 402, según se muestra en la Figura 4. El bloque temporizador 402 proporciona algo de histéresis para evitar indicar prematuramente una manipulación que
30 puede ser atribuida a algo distinto a la manipulación, por ejemplo, una señal ruidosa. Como la indicación_de_manipulación se actualiza, el bloque temporizador mantiene un contador y, si la indicación_de_manipulación supera un umbral para un número fijado de intervalos de PU en secuencia, entonces el bloque temporizador 402 activa una alerta_de_manipulación. El bloque temporizador reiniciará la alerta_de_manipulación si un número fijado de
35 intervalos de DO pasan sin ninguna indicación_de_manipulación (es decir, un valor de 0). En algunas realizaciones el DO puede ser fijado en el infinito, lo que significa que la
alerta_de_manipulación no se reiniciará automáticamente, pero puede ser reiniciada manualmente.
La afirmación de la alerta_de_manipulación puede provocar una o más de las siguientes
5 acciones en el sistema. En una realización, la alerta puede ser comunicada a los operadores del sistema de energía para dejarles saber de un posible ataque. Los operadores del sistema pueden ser autorizados para prevalecer sobre la alerta si lo desean. En otra realización, la alerta también puede provocar que una señal de advertencia sea insertada en la información horaria comunicada desde el dispositivo de distribución horaria a los IED u
10 otros dispositivos que usan la hora. Esto se muestra, por ejemplo, en la Figura 5. Cada IED 502, u otro dispositivo (p. ej., el ordenador de operaciones 504 y / o el procesador de comunicación 506), que recibe la información horaria puede usar la información de la alerta_de_manipulación proveniente de un dispositivo de distribución horaria 508 como corresponda. Por ejemplo, si el IED 502 está usando la información horaria para protección
15 o control y la información horaria incluye una alerta_de_manipulación, entonces el IED 502 puede conmutar a una modalidad más segura y usar información con sello horario local en lugar de información con sello horario proveniente del dispositivo de distribución horaria 508.
La integridad de la señal puede ser calculada de un cierto número de maneras. En efecto,
20 de acuerdo a una realización, la integridad de la señal no es calculada, o no es usada, y el bit de indicación_de_manipulación puede ser activado, simplemente, por ser la diferencia horaria mayor que un umbral predeterminado. Debería observarse que según el cálculo de la integridad de la señal aumenta en complejidad (lo que significa que se requiere satisfacer más criterios, o criterios más rigurosos, antes de que se logre una alta integridad de la
25 señal), la sensibilidad de la detección y mitigación de ataques se reduce y la resistencia aumenta. Por el contrario, según el cálculo de integridad de la señal disminuye en complejidad, aumenta la sensibilidad de la detección y mitigación de ataques y disminuye la resistencia del sistema. Un sistema más resistente, según se usa en la presente memoria, es un sistema en el cual las indicaciones de manipulación son probablemente activadas por
30 la manipulación efectiva del origen horario, y son activadas menos falsas indicaciones de manipulación. Este equilibrio permite la afinación del sistema de acuerdo a las preferencias del usuario. Tal afinación también puede tener en cuenta los efectos en el sistema de falsas indicaciones de manipulación, así como los efectos en el sistema de un ataque por falsificación.
35 En una realización, la integridad de la señal puede ser calculada usando una razón entre
señal y ruido (SNR). La SNR de los satélites puede ser muestreada a intervalos temporales regulares en cada sede de dispositivos de distribución horaria, y los datos de SNR pueden ser compartidos entre dispositivos de distribución horaria esparcidos sobre una red de área amplia. La integridad de la señal puede ser determinada, por ejemplo, midiendo un cambio
5 en la SNR que supere un umbral de integridad de señal. En el momento del despliegue de un dispositivo de distribución horaria, puede ser determinada una SNR de referencia, en base a las condiciones de la sede de instalación, para determinar los umbrales de integridad de la señal. Esta medida es adecuada para la indicación de manipulación independiente de diferencias horarias.
10 En otra realización, la integridad de la señal puede ser calculada en cada receptor usando datos históricos de satélite. Como se ha mencionado anteriormente, los satélites del GNSS pueden orbitar la Tierra según una planificación predeterminada, tal como dos veces por día sideral. En consecuencia, un receptor puede registrar las horas en que cada satélite
15 individual del GNSS queda a la vista y fuera de la vista. Con esta información, el receptor puede comparar las horas en las cuales los satélites del GNSS quedan a la vista y, si la hora no corresponde a la información histórica, el receptor puede determinar que la integridad de la señal está comprometida.
20 En otra realización más, la integridad de la señal puede ser calculada usando información de ubicación en tres dimensiones (latitud, longitud y altitud), compartida entre los receptores en la red. Para receptores fijos del GNSS, como la posición está fijada, la información de ubicación es bastante estática y acotada por un cierto valor de tolerancia. Esta información puede ser usada para determinar el umbral de integridad de la señal, y usada en los
25 receptores esparcidos por la red para determinar si la señal horaria ha sido manipulada o no. Esta medida es adecuada para la indicación de manipulación independiente de diferencias horarias.
De acuerdo a otra realización, la integridad de la señal puede ser calculada en base a una
30 tasa de cambio de una señal horaria del GNSS (p. ej., una señal de pulsos por segundo del GPS). Un dispositivo de distribución horaria que incluya un receptor del GNSS puede determinar que un origen del GNSS ha sido manipulado, o que es inaceptable de otro modo, si la tasa de cambio de la señal horaria del GNSS supera el rendimiento de rezago del dispositivo de distribución horaria. En un ejemplo, el dispositivo de distribución horaria puede
35 incluir un oscilador de cristal controlado por temperatura (TCXO) con un rendimiento predeterminado de rezago. En este caso, si la tasa de cambio de la señal horaria del GNSS,
proveniente del origen del GNSS, supera el rendimiento predeterminado de rezago, el dispositivo de distribución horaria puede determinar que el origen del GNSS no es fiable, e indicar una posible manipulación. Por ejemplo, un TCXO puede tener un rendimiento de rezago de 50 ppb / grado. En este ejemplo, si una tasa de cambio de la señal horaria del 5 GNSS supera 50 ppb (p. ej., 100 ppb, que son 360 microsegundos / hora), el dispositivo de distribución horaria puede determinar que el origen de GNSS no es fiable. En otro ejemplo, en lugar de un TCXO, el receptor puede usar un origen horario local con mejor rendimiento de rezago (p. ej., un oscilador de haz de cesio) y, por lo tanto, detectar incluso una manipulación más sutil. Esta medida es adecuada para una indicación de manipulación
10 independiente de diferencias horarias.
La integridad de la señal puede ser determinada calculando una línea de referencia, usando cualquiera de los procedimientos descritos anteriormente. Las mediciones de referencia pueden hacerse en el momento del despliegue durante un periodo de tiempo, para
15 “adiestrar” a la red de relojes. Las mediciones de referencia pueden ser usadas luego para calcular un umbral para la integridad de la señal cuando la información de temporización coincide, o está dentro de una gama, entre una red de relojes. Durante el funcionamiento de la red de relojes, si la diferencia horaria entre los relojes locales y remotos, en una sede de reloj específica, supera un valor de umbral prefijado, entonces la manipulación puede estar
20 presente. Como se ha mencionado anteriormente, las técnicas descritas en la presente memoria pueden ser usadas, para enviar comunicaciones que indican manipulación, de vuelta al dispositivo de distribución horaria que está enviando la señal horaria, a fin de que el dispositivo de distribución horaria pueda alertar a los dispositivos flujo abajo.
25 En una realización, el umbral horario puede ser calculado de acuerdo a la máxima diferencia horaria admitida por los dispositivos en la red, mientras realizan todavía sus tareas de acuerdo a los requisitos. En otra realización, el umbral horario puede ser calculado de acuerdo a la máxima magnitud de desviación horaria esperada entre los orígenes del GNSS en la red.
30 Como se ha expuesto brevemente en lo anterior, el umbral de señal y los niveles de umbral horario permiten a los usuarios equilibrar la sensibilidad ante la resistencia. La indicación de manipulación se hace más sensible fijando umbrales bajos. Esto significa que incluso una señal débil, y con una pequeña diferencia horaria, es suficiente para indicar una posible
35 manipulación, y puede dar como resultado falsas indicaciones de manipulación. La indicación de manipulación se hace más resistente fijando altos estos umbrales. Esto
asegura que estén presentes tanto señales muy potentes como grandes diferencias horarias antes de que se active la indicación de manipulación, y puede dar como resultado menos falsas indicaciones de manipulación.
5 De manera similar, el umbral de recogida (PU) permite a los usuarios equilibrar sensibilidad y resistencia para la alerta. Fijando bajo el umbral de PU, puede aumentarse la sensibilidad. Esto significa que solamente unas pocas indicaciones consecutivas de manipulación darían como resultado la activación de una alerta. Nuevamente, este umbral más bajo puede dar como resultado una mayor probabilidad de proporcionar una falsa indicación de
10 manipulación. Con un valor de umbral de PU relativamente mayor, serían registradas un número mayor de indicaciones consecutivas antes de que fuera activada una alerta, por tanto, menos probablemente activada por ruido, dando como resultado una indicación de manipulación más resistente.
15 En diversas realizaciones, la fiabilidad de una alerta de manipulación puede ser aumentada colocando el dispositivo de distribución horaria 303 y el dispositivo de distribución horaria 304 muy separados geográficamente. Esto dificulta mucho para un atacante generar una señal correlacionada con suficiente precisión para manipular simultáneamente el dispositivo de distribución horaria 303 y el dispositivo de distribución horaria 304, para mantener su
20 diferencia horaria suficientemente pequeña como para permanecer por debajo del umbral horario. Adicionalmente, la Figura 6 ilustra un procedimiento para hacer el sistema de distribución horaria incluso más resistente al ataque. En el ejemplo de la Figura 6 hay N dispositivos de distribución horaria 602a a 602n en el sistema. Cada uno de los dispositivos de distribución horaria calcula la integridad de la señal y la información horaria según lo
25 descrito anteriormente, y comparte la información de integridad de señal y la información horaria con cada uno de los otros dispositivos de distribución horaria, por la red de comunicaciones 604. Después de recibir la información de integridad de señal y la información horaria desde cada uno de los otros dispositivos de distribución horaria, cada dispositivo de distribución horaria compara primero la integridad de señal enviada por cada
30 uno de los otros dispositivos de distribución horaria con un umbral global de integridad de señal. El dispositivo de distribución horaria compara luego la información horaria de aquellos dispositivos de distribución horaria que tengan una integridad de señal mayor que el umbral global de integridad y determina una máxima diferencia horaria (es decir, la diferencia entre las horas más temprana y más tardía). Si la máxima diferencia horaria supera un umbral
35 horario, entonces el dispositivo de distribución horaria puede transmitir una señal de indicación_de_manipulación. Cada uno de los dispositivos de reloj hace este cálculo
individualmente, pero la indicación_de_manipulación puede ser compartida globalmente. Esto asegura que ningún dispositivo individual pueda ser atacado y corrompido para indicar falsamente que el sistema está en buen estado.
5 En algunos casos podría ser beneficioso incluir niveles de sub-umbral: uno para advertencia y uno para alerta. En este caso, la lógica se modifica de la siguiente manera: PARA TODOS LOS DISPOSITIVOS CON (integridad de señal > umbral_de_integridad) SI el valor absoluto de la máxima diferencia > umbral de advertencia horaria ENTONCES indicación_de_advertencia_de_manipulación = 1;
10 indicación_de_alerta_de_manipulación = 0; EN CASO CONTRARIO SI el valor absoluto de la máxima diferencia > umbral de alarma horaria ENTONCES indicación_de_advertencia_de_manipulación = 1; indicación_de_alerta_de_manipulación = 1;
15 EN CASO CONTRARIO indicación_de_advertencia_de_manipulación = 0; indicación_de_alerta_de_manipulación = 0; FIN FIN
20 Según lo descrito anteriormente con referencia a la Figura 4, los resultados de las pruebas en el ejemplo de la Figura 6 pueden ser cualificados con temporizadores de recogida y de descarte.
25 Una realización alternativa que incluye alarmas para una indicación de manipulación independiente de diferencias horarias es la siguiente: SI CUALQUIER DISPOSITIVO TIENE (integridad de señal < umbral_de_advertencia_de_integridad) indicación_de_advertencia_de_manipulación = 1;
30 indicación_de_alerta_de_manipulación = 0;
EN CASO CONTRARIO SI CUALQUIER DISPOSITIVO TIENE (integridad de señal < umbral_de_alarma_de_integridad) ENTONCES
35 indicación_de_advertencia_de_manipulación = 1; indicación_de_alerta_de_manipulación = 1;
EN CASO CONTRARIO indicación_de_advertencia_de_manipulación = 0; indicación_de_alerta_de_manipulación = 0; FIN
5 FIN
Las realizaciones de la presente divulgación funcionan generalmente con esquemas existentes que permiten a los dispositivos en red seleccionar el mejor origen horario. En ese caso, el mejor origen horario puede estar basado en el uso del origen horario que tenga la
10 más alta integridad. La alerta de manipulación, sin embargo, compara los valores horarios solamente con un cierto nivel de integridad y, a partir de ese subconjunto, verifica que la información horaria esté dentro de una cierta magnitud de error comparativo.
En una realización, no se usa la integridad de una señal horaria en la detección de
15 manipulación de una señal del GNSS. En esta realización, cada receptor en comunicación con un GNSS compara su señal horaria con señales horarias provenientes de al menos dos otros receptores en comunicación con un GNSS. Si una diferencia entre la señal horaria de la señal horaria del primer receptor y las de los otros receptores, entonces el receptor indica una posible manipulación.
20 Como se ha esbozado anteriormente en la presente memoria, los dispositivos que consumen una señal horaria procedente de un receptor del GNSS pueden incluir IED usados para protección y / o control de un sistema de suministro de energía eléctrica. Las funciones protectoras de tales IED pueden depender de una integridad de señal horaria no
25 manipulada. En consecuencia, los IED pueden modificar sus funciones protectoras al recibir una notificación de que la señal horaria ha sido manipulada. Por ejemplo, los IED pueden usar datos con sello horario procedentes de otros IED en sus elementos de protección cuando la integridad de la señal horaria indica una señal horaria manipulada, y modificar sus configuraciones para no usar datos con sello horario provenientes de otros IED cuando se
30 nota que una señal horaria está siendo manipulada.
Tales IED pueden ser configurados para emitir comandos de control al sistema de suministro de energía eléctrica, tales como, por ejemplo, un comando de pulsación para abrir un interruptor de circuito, un re-clausurador o similares. Al recibir un cambio de estado
35 de manipulación de una señal horaria, de no manipulada a manipulada, un IED puede revertir una modificación para sus configuraciones de protección. La manipulación horaria
puede dar como resultado que sea generado un comando de pulsación, cuando tal comando de pulsación no es necesario. En consecuencia, el IED puede ser configurado para bloquear tales comandos de pulsación generados cuando un estado de integridad de una señal horaria cambia de no manipulada a manipulada. Un bloqueo de ese tipo puede ser 5 mantenido hasta un suceso predeterminado, tal como el paso de una cantidad de tiempo predeterminada, un comando de pulsación desde otro elemento protector dentro del IED que no usa datos con sello horario provenientes de otro IED, que la señal de manipulación ha sido desactivada, o similares. Alternativamente, el origen horario puede conmutar a un origen horario local. Los valores horarios para el sistema quedan aislados de cualquier
10 origen horario externo.
Si bien han sido ilustradas y descritas realizaciones y aplicaciones específicas de la divulgación, ha de entenderse que la divulgación no está limitada a la configuración precisa y a los componentes divulgados en la presente memoria. Diversas modificaciones, cambios
15 y variaciones, evidentes para los expertos en la técnica, pueden ser hechos en la disposición, operación y detalles de los procedimientos y sistemas de la divulgación, sin apartarse del espíritu y el ámbito de la divulgación.
Lo que se reivindica es: 20

Claims (18)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un sistema de detección y mitigación contra señales horarias manipuladas, que comprende:
    un primer receptor configurado para recibir una primera pluralidad de señales de radio desde un origen horario global y calcular una primera señal horaria a partir de la primera pluralidad de señales de radio; y un segundo receptor configurado para recibir una segunda pluralidad de señales de radio
    10 desde el origen horario global y calcular una segunda señal horaria a partir de la segunda pluralidad de señales de radio, estando el segundo receptor adicionalmente configurado para: recibir la primera señal horaria desde el primer receptor; calcular una diferencia horaria entre la primera señal horaria y la segunda señal horaria;
    15 comparar la diferencia horaria con un umbral definido de diferencia horaria; y comunicar una alarma de manipulación al primer receptor en respuesta a la determinación de que la diferencia horaria supera el umbral definido de diferencia horaria.
  2. 2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el primer receptor está adicionalmente
    20 configurado para calcular una integridad de la señal en base a la primera pluralidad de señales de radio, y transmitir la integridad de la señal al segundo receptor.
  3. 3. El sistema de la reivindicación 2, en el que el segundo receptor está adicionalmente configurado para comunicar la segunda señal horaria al primer receptor.
  4. 4. El sistema de la reivindicación 3, en el que el primer receptor está configurado para distribuir la segunda señal horaria cuando la diferencia horaria supera el umbral definido de diferencia horaria.
    30 5. El sistema de la reivindicación 2, en el que el primer receptor está adicionalmente configurado para calcular la integridad de la señal usando una razón entre señal y ruido.
  5. 6.
    El sistema de la reivindicación 2, en el que el origen horario global es un Sistema Global de Navegación por Satélite (“GNSS”).
  6. 7.
    El sistema de la reivindicación 6, en el que, para calcular la integridad de la señal, el
    primer receptor está adicionalmente configurado para: determinar una ubicación del primer receptor usando la primera pluralidad de señales de radio; y comparar la ubicación con una ubicación conocida del primer receptor.
  7. 8. El sistema de la reivindicación 7, en el que la ubicación conocida es calculada usando una pluralidad de señales de radio provenientes del GNSS durante un tiempo de integridad de señal.
    10 9. El sistema de la reivindicación 6, en el que el primer receptor está adicionalmente configurado para calcular la integridad de la señal usando datos históricos del satélite.
  8. 10. El sistema de la reivindicación 2, en el que, para calcular la integridad de la señal, el primer receptor está adicionalmente configurado para:
    15 medir una tasa de cambio de la primera señal horaria; y comparar la tasa de cambio con un umbral de rendimiento de rezago del primer receptor.
  9. 11. Un dispositivo de distribución horaria que comprende:
    20 una antena configurada para recibir una pluralidad de señales de radio desde un origen horario global; un receptor configurado para determinar una primera hora a partir de la pluralidad de señales de radio;
    25 un componente de comunicación configurado para transmitir y / o recibir datos; y un componente de detección de manipulación, configurado para: recibir una señal horaria desde un dispositivo remoto de distribución horaria; determinar una segunda hora a partir de la señal horaria; calcular una diferencia horaria entre la primera hora y la segunda hora;
    30 comparar la diferencia horaria con un umbral definido de diferencia horaria; y transmitir una alarma de manipulación al dispositivo remoto de distribución horaria, en respuesta a la determinación de que la diferencia horaria supera el umbral definido de diferencia horaria.
    35 12. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 11, en el que el componente de detección de manipulación está adicionalmente configurado para determinar una integridad
    de señal en base a la pluralidad de señales de radio.
  10. 13. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 12, en el que el componente de
    detección de manipulación está adicionalmente configurado para determinar la integridad de 5 la señal en base a una razón entre señal y ruido de la pluralidad de señales de radio.
  11. 14. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 12, en el que el receptor es un receptor del Sistema Global de Navegación por Satélite (“GNSS”).
    10 15. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 14, en el que el componente de detección de manipulación está adicionalmente configurado para determinar la integridad de la señal en base a una ubicación calculada por el receptor del GNSS, usando la pluralidad de señales de radio y una ubicación conocida del dispositivo de distribución horaria.
    15 16. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 12, en el que, para calcular la integridad de la señal, el componente de detección de manipulación está adicionalmente configurado para:
    medir una tasa de cambio de la primera hora; y
    20 comparar la tasa de cambio con un umbral de rendimiento de rezago del dispositivo de distribución horaria.
  12. 17. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 14, en el que el componente de
    detección de manipulación está adicionalmente configurado para determinar la integridad de 25 la señal en base a datos históricos del satélite.
  13. 18. El dispositivo de distribución temporal de la reivindicación 11, en el que, en respuesta a la determinación de que la diferencia horaria supera el umbral definido de diferencia horaria, el dispositivo de distribución horaria está configurado para transmitir una señal horaria de
    30 rezago local a los dispositivos flujo abajo.
  14. 19. Un dispositivo de distribución horaria que comprende:
    una antena adecuada para recibir una primera pluralidad de señales de radio desde un
    35 origen horario global; un receptor de origen horario global, adecuado para determinar una primera hora a partir de
    la primera pluralidad de señales de radio; y un componente de detección de manipulación configurado para: determinar una primera integridad de señal de la primera pluralidad de señales de radio; recibir una señal horaria, que incluye una segunda hora y una segunda integridad de señal,
    5 desde un dispositivo remoto de distribución horaria; en respuesta a la determinación de que la primera integridad de señal y la segunda integridad de señal son mayores que un umbral definido de integridad de señal: calcular una diferencia horaria entre la primera hora y la segunda hora; comparar la diferencia horaria con un umbral definido de diferencia horaria; y
    10 transmitir una indicación de manipulación al dispositivo remoto de distribución horaria, en respuesta a la determinación de que la diferencia horaria supera el umbral definido de diferencia horaria.
  15. 20. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 19, en el que:
    15 el umbral definido de diferencia horaria comprende un umbral de advertencia y un umbral de alarma; y la indicación de manipulación es una advertencia cuando la diferencia horaria supera el umbral de advertencia, pero no el umbral de alarma, y una alarma cuando la diferencia
    20 horaria supera el umbral de alarma.
  16. 21. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 19, en el que el componente de detección de manipulación está configurado para determinar la primera integridad de señal en base a una razón entre señal y ruido de la primera pluralidad de señales de radio.
  17. 22. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 19, en el que el receptor de origen horario global es un receptor del Sistema Global de Navegación por Satélite (“GNSS”).
    30 23. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 22, en el que el componente de detección de manipulación está configurado para determinar la primera integridad de señal en base a una ubicación calculada por el receptor del GNSS, usando la primera pluralidad de señales de radio y una ubicación conocida del dispositivo de distribución horaria.
    35 24. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 19, en el que, para calcular la primera integridad de señal, el componente de detección de manipulación está
    adicionalmente configurado para:
    medir una tasa de cambio de la primera hora; y
    comparar la tasa de cambio con un umbral de rendimiento de rezago del dispositivo de
    5 distribución horaria.
  18. 25. El dispositivo de distribución horaria de la reivindicación 22, en el que el componente de detección de manipulación está configurado para determinar la primera integridad de señal en base a datos históricos del satélite.
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