RU119964U1 - FOUR-PORT RESERVATION DEVICE FOR COMMUNICATION NETWORK AND COMMUNICATION NETWORK WITH SUCH DEVICE - Google Patents

FOUR-PORT RESERVATION DEVICE FOR COMMUNICATION NETWORK AND COMMUNICATION NETWORK WITH SUCH DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU119964U1
RU119964U1 RU2012114463/07U RU2012114463U RU119964U1 RU 119964 U1 RU119964 U1 RU 119964U1 RU 2012114463/07 U RU2012114463/07 U RU 2012114463/07U RU 2012114463 U RU2012114463 U RU 2012114463U RU 119964 U1 RU119964 U1 RU 119964U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
clock
receivers
transmitters
signals
communication network
Prior art date
Application number
RU2012114463/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Александрович Власов
Александр Сергеевич Кириллов
Андрей Владиславович Климов
Сергей Александрович Перегудов
Алексей Александрович Сердцев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы"
Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы"
Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы", Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы", Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум" filed Critical Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы"
Priority to RU2012114463/07U priority Critical patent/RU119964U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU119964U1 publication Critical patent/RU119964U1/en

Links

Abstract

1. Четырехпортовое устройство резервирования, содержащее два соединенных между собой коммутатора пакетов данных, каждый из которых связывает два порта передачи данных, и блок тактовой синхронизации, к которому подключены выход приемника сигнала внешней синхронизации, выходы четырех приемников и входы четырех передатчиков тактовых сигналов, при этом блок тактовой синхронизации выполнен с возможностью генерации тактового сигнала, синхронизированного выходными сигналами приемников с введением фиксированной задержки сигнала каждого из приемников, выдачи сгенерированного тактового сигнала на входы передатчиков тактовых сигналов и с возможностью трансляции тактовых сигналов с выходов, по меньшей мере, двух приемников тактовых сигналов на входы соответствующих передатчиков. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено интерфейсом конфигурирования с возможностью задания режимов приемников и передатчиков тактовых сигналов, величин задержки сигналов приемников и разрешения или запрета трансляции тактовых сигналов. ! 3. Коммуникационная сеть, содержащая, по меньшей мере, две кольцевые сети, каждая из которых включает узлы, в которых размещены порты передачи данных, приемники и передатчики тактовых сигналов, и связанные через указанные узлы однопроводные сегменты для передачи данных и двухпроводные сегменты для передачи тактовой синхронизации, при этом коммуникационная сеть содержит четырехпортовое устройство по п.1 или 2, включенное в каждую из кольцевых сетей в качестве ее узла. ! 4. Коммуникационная сеть по п.3, отличающаяся тем, что однопроводные и двухпроводные сегменты, по меньшей мере, ме 1. A four-port redundancy device containing two interconnected data packet switches, each of which connects two data transmission ports, and a clock synchronization unit, to which the output of an external synchronization signal receiver, outputs of four receivers and inputs of four clock transmitters are connected, while the clock synchronization unit is configured to generate a clock signal synchronized by the output signals of the receivers with the introduction of a fixed signal delay of each of the receivers, to issue the generated clock signal to the inputs of the clock transmitters and to transmit clock signals from the outputs of at least two clock receivers to the inputs of the corresponding transmitters. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that it is provided with a configuration interface with the ability to set the modes of receivers and transmitters of clock signals, the delay values of the receiver signals and enable or disable the transmission of clock signals. ! 3. A communication network containing at least two ring networks, each of which includes nodes in which data transmission ports, receivers and transmitters of clock signals are located, and single-wire segments for data transmission and two-wire segments for clock transmission, connected through these nodes. synchronization, while the communication network contains a four-port device according to claim 1 or 2, included in each of the ring networks as its node. ! 4. The communication network according to claim 3, characterized in that the single-wire and two-wire segments are at least me

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Полезная модель относится к области построения коммуникационных сетей передачи данных с резервированием и может найти применение в системах автоматизации энергообъектов, построенных по международному стандарту IEC61850 [1] с повышенными требованиями к точности временной синхронизации В частности, предлагаемое четырехпортовое устройство может быть применено для сопряжения пары кольцевых сетей в общую коммуникационную сеть, работающую по протоколу HSR международного стандарта IEC 62439-3 [2].The utility model relates to the field of building communication networks of data transmission with redundancy and can be used in automation systems of power facilities built according to the international standard IEC61850 [1] with increased requirements for the accuracy of time synchronization. In particular, the proposed four-port device can be used to pair a pair of ring networks into a common communication network operating according to the HSR protocol of the international standard IEC 62439-3 [2].

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известно четырехпортовое устройство резервирования для сопряжения двух кольцевых сетей в единую коммуникационную сеть, и коммуникационная сеть с таким устройством [2]. При этом в объединенной сети обеспечивается кольцевое резервирование передачи данных.A four-port backup device is known for pairing two ring networks into a single communication network, and a communication network with such a device [2]. At the same time, ring redundancy of data transmission is provided in the integrated network.

Синхронизации передачи данных в известном устройстве осуществляется благодаря использованию специфического регламента передачи пакетов данных, что не позволяет обеспечить повышенные требования к точности синхронизации, предъявляемые стандартом IEC61850 (например, в соответствии с классами Т4 или Т5 указанного стандарта, точность синхронизации должна быть не хуже ±4 мкс или ±1 мкс соответственно).Synchronization of data transmission in a known device is carried out through the use of specific rules for the transmission of data packets, which does not allow for the increased requirements for synchronization accuracy imposed by the IEC61850 standard (for example, in accordance with classes T4 or T5 of the specified standard, the synchronization accuracy should be no worse than ± 4 μs or ± 1 μs, respectively).

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF A USEFUL MODEL

Техническим результатом полезной модели является повышение точности тактовой синхронизации при передаче данных в коммуникационной сети с резервированием, образованной сопряжением, по меньшей мере, двух кольцевых сетей. В случае использования полезной модели в системе автоматизации энергообъекта, построенной в соответствии со стандартом IEC 61850, обеспечивается точность синхронизации в соответствии с классом Т5.The technical result of the utility model is to increase the accuracy of clock synchronization during data transmission in a communication network with redundancy, formed by pairing at least two ring networks. If a utility model is used in an energy facility automation system built in accordance with IEC 61850, synchronization accuracy in accordance with T5 class is ensured.

Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что:The above technical result is achieved due to the fact that:

- в четырехпортовом устройстве резервирования, содержащем два соединенных между собой коммутатора пакетов данных, каждый из которых связан с двумя портами передачи данных, и блок тактовой синхронизации, дополнительно введены четыре приемника и четыре передатчика тактовых сигналов, и приемник сигнала внешней синхронизации, при этом выходы приемников и входы передатчиков подключены к блоку тактовой синхронизации, который выполнен с возможностью генерации тактового сигнала, синхронизированного выходными сигналами приемников тактовых сигналов с введением фиксированной задержки для каждого из приемников, и выдачи сгенерированного сигнала на входы передатчиков, и с возможностью трансляции выходных сигналов, по меньшей мере, двух приемников тактовых сигналов на входы соответствующих передатчиков.- in a four-port backup device containing two interconnected switches of data packets, each of which is connected to two data transmission ports, and a clock synchronization unit, four receivers and four clock transmitters, and an external synchronization signal receiver are additionally introduced, while the outputs of the receivers and the inputs of the transmitters are connected to the clock synchronization unit, which is configured to generate a clock signal synchronized with the output signals of the clock receivers ignalov with the introduction of a fixed delay for each of the receivers and outputting the generated signal to the transmitter input, and with the possibility of translation of the output signals of at least two receivers, clock signals to the inputs of respective transmitters.

- коммуникационная сеть передачи данных содержит, по меньшей мере, две кольцевые сети, каждая из которых включает узлы, в которых размещены порты передачи данных, приемники и передатчики тактовых сигналов, связанные через указанные узлы однопроводные сегменты для передачи данных и двухпроводные сегменты для передачи тактовой синхронизации, при этом коммуникационная сеть содержит предлагаемое четырехпортовое устройство резервирования, включенное в каждую из указанных кольцевых сетей в качестве ее узла.- a communication data network contains at least two ring networks, each of which includes nodes that host data ports, clock receivers and transmitters, connected through these nodes, single-wire segments for transmitting data and two-wire segments for transmitting clock synchronization , while the communication network contains the proposed four-port redundancy device included in each of these ring networks as its node.

Развития полезной модели предусматривают, что:Utility model developments provide that:

- устройство может быть снабжено интерфейсом конфигурирования, обеспечивающим возможность задания режимов приемников и передатчиков тактовых сигналов, величин задержки выходных сигналов приемников и разрешения или запрета трансляции тактовых сигналовмежду приемниками и передатчиками, предназначенными для подключения к одноименной кольцевой коммуникационной сети. При этом обеспечивается более высокая гибкость настройки функционирования устройств резервирования на конкретном объекте, а возможность настройки величин задержки выходных сигналов приемников позволяет дополнительно повысить обеспечиваемую точность тактовой синхронизации;- the device can be equipped with a configuration interface that provides the ability to set the modes of the receivers and transmitters of clock signals, delay values of the output signals of the receivers and enable or disable the broadcast of clock signals between receivers and transmitters designed to connect to the ring communication network of the same name. This provides greater flexibility in configuring the functioning of the backup devices at a particular object, and the ability to configure the delay values of the output signals of the receivers can further increase the provided accuracy of clock synchronization;

- однопроводные и двухпроводные сегменты, по меньшей мере, между двумя соседними узлами выполнены единым трехпроводным кабелем. Этим обеспечивается дополнительное сокращение количества кабелей, используемых для соединения между собой сетевых узлов коммуникационной сети, что снижает стоимость ее монтажа и эксплуатации.- single-wire and two-wire segments, at least between two adjacent nodes are made by a single three-wire cable. This provides an additional reduction in the number of cables used to interconnect the network nodes of the communication network, which reduces the cost of its installation and operation.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг.1 приведена схема предлагаемого ЧУР.Figure 1 shows a diagram of the proposed CHUR.

На фиг.2 приведена примерная схема предлагаемой коммуникационной сети с двумя кольцевыми сетями, связанными предлагаемым ЧУР.Figure 2 shows an exemplary diagram of the proposed communication network with two ring networks connected by the proposed CHUR.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ С УЧЕТОМ ЕЕ РАЗВИТИЯIMPLEMENTATION OF A USEFUL MODEL TAKING INTO ACCOUNT ITS DEVELOPMENT

ЧУР 1 содержит (см. фиг.1):CHUR 1 contains (see figure 1):

- два коммутатора 2 пакетов данных, связанные между собой;- two switches 2 data packets interconnected;

- два коммуникационных порта 3, связанные между собой коммутатором 2 и предназначенные для первой кольцевой сети;- two communication ports 3, interconnected by a switch 2 and intended for the first ring network;

- два коммуникационных порта 4, связанные между собой другим коммутатором 2 и предназначенных для второй кольцевой сети;- two communication ports 4, interconnected by another switch 2 and intended for the second ring network;

- блок 5 тактовой синхронизации;- block 5 clock synchronization;

- первый 6 и второй 7 приемники тактовых сигналов, предназначенные для первой кольцевой сети;- the first 6 and second 7 clock receivers designed for the first ring network;

- первый 8 и второй 9 передатчики тактовых сигналов, предназначенные для первой кольцевой сети;- the first 8 and second 9 clock transmitters for the first ring network;

- первый 10 и второй 11 приемники тактовых сигналов, предназначенные для второй кольцевой сети;- the first 10 and second 11 clock receivers for the second ring network;

- первый 12 и второй 13 передатчики тактовых сигналов, предназначенные для второй кольцевой сети;- the first 12 and second 13 transmitters of clock signals for the second ring network;

- приемник 14 внешней синхронизации;- receiver 14 external synchronization;

- интерфейс 15 конфигурирования.- configuration interface 15.

Часть ЧУР 1, включающя в себя пару коммуникационных портов 3, пару коммуникационных портов 4 и два связанных между собой коммутатора 2 пакетов данных, функционирует аналогично устройствам «QuadBox», описанным в [2]. Работа остальной части ЧУР, включающей в себя блок 5, приемники 6, 7, 10, 11 и 14, передатчики 8, 9, 12 и 13 описана ниже.Part of CHUR 1, which includes a pair of communication ports 3, a pair of communication ports 4 and two connected data packet switches 2, functions similarly to the QuadBox devices described in [2]. The work of the rest of the CHUR, including block 5, receivers 6, 7, 10, 11 and 14, transmitters 8, 9, 12 and 13 is described below.

Приемники 6, 7, 10, 11 и 14 осуществляют прием сигналов тактовой синхронизации из внешних каналов связи и трансляцию полученных сигналов блоку 5. Передатчики 8, 9, 12 и 13 транслируют полученный от блока 5 сигнал тактовой синхронизации в соответствующие кольцевые сети. При этом как приемники 6, 7, 10, 11 и 14, так и передатчики 8, 9, 12 и 13 обеспечивают практически детерминированное время выполнения операции трансляции тактового сигнала с величиной неопределенности времени выполнения операции не более ±0,01 мкс.Receivers 6, 7, 10, 11, and 14 receive clock signals from external communication channels and transmit the received signals to block 5. Transmitters 8, 9, 12, and 13 transmit the clock synchronization signal received from block 5 to the corresponding ring networks. Moreover, both receivers 6, 7, 10, 11, and 14, as well as transmitters 8, 9, 12, and 13, provide an almost deterministic time for the execution of the clock signal translation operation with an uncertainty of the operation time not exceeding ± 0.01 μs.

Функционирование блока 5 тактовой синхронизации зависит от выбранного режима работы ЧУР, которое допускает работу в одном из двух режимов: режим источника и режим ретранслятора сигналов тактовой синхронизации.The operation of block 5 clock synchronization depends on the selected operating mode CHUR, which allows you to work in one of two modes: source mode and repeater mode of clock synchronization signals.

При работе ЧУР в режиме источника сигналов тактовой синхронизации блок 5 в составе устройства 1 выполняет следующие функции:When the CHUR is in the source mode of clock synchronization, block 5 as part of device 1 performs the following functions:

- принимает внешний сигнал приемником 14 и вводит фиксированную задержку выходного сигнала для этого приемника;- receives the external signal by the receiver 14 and introduces a fixed delay of the output signal for this receiver;

- генерирует тактовый сигнал, синхронизированный задержанным выходным сигналом приемника 14;- generates a clock signal synchronized by the delayed output signal of the receiver 14;

- выдает сгенерированный сигнал на передатчики 8, 9, 12 и 13.- gives the generated signal to the transmitters 8, 9, 12 and 13.

При этом обеспечивается непрерывное формирование внутренней шкалы времени, ее коррекция за счет синхронизации задержанным сигналом приемника 14, формирование и трансляция выходного сигнала тактовой синхронизации на передатчики 8, 9, 12 и 13.This ensures the continuous formation of the internal time scale, its correction due to synchronization by the delayed signal of the receiver 14, the formation and transmission of the output signal of clock synchronization to transmitters 8, 9, 12 and 13.

Введение фиксированной задержки обеспечивает компенсацию времени доставки тактового сигнала от внешнего источника синхронизации по каналу связи до устройства ЧУР. Величина указанной задержки может составлять от нуля до нескольких микросекунд и должна задаваться с дискретностью не более 0,25 мкс.The introduction of a fixed delay compensates for the time of delivery of the clock signal from an external synchronization source over the communication channel to the CHUR device. The value of the specified delay can be from zero to several microseconds and must be set with a resolution of not more than 0.25 μs.

При работе ЧУР в режиме ретранслятора сигналов тактовой синхронизации функционирование блока 5 тактовой синхронизации зависит от местоположения источника тактовой синхронизации, который может находиться как в первой, так и во второй кольцевой коммуникационной сети, к которым данное устройство ЧУР подключено.When the CHUR is operating in the repeater mode of the clock synchronization signals, the operation of the clock synchronization unit 5 depends on the location of the clock synchronization source, which can be located in both the first and second ring communication networks to which this CHUR device is connected.

При нахождении источника тактовой синхронизации в первой кольцевой коммуникационной сети блок 5 осуществляет прием тактовых сигналов от приемников 6 и 7, при нахождении источника тактовой синхронизации во второй кольцевой коммуникационной сети - соответственно от приемников 10 и 11;When a clock synchronization source is located in the first ring communication network, block 5 receives clock signals from the receivers 6 and 7; when a clock synchronization source is located in the second ring communication network, from receivers 10 and 11, respectively;

При нахождении источника тактовой синхронизации в первой кольцевой коммуникационной сети тактовый сигнал, полученный от приемника 6, транслируется на передатчик 9, а тактовый сигнал, полученный от приемника 7 - на передатчик 8. При нахождении источника тактовой синхронизации во второй кольцевой коммуникационной сети производится трансляция тактового сигнала, полученного от приемника 10, на передатчик 13, и сигнала, полученного от приемника 11 на передатчик 12.When the source of clock synchronization is located in the first ring communication network, the clock signal received from receiver 6 is transmitted to transmitter 9, and the clock signal received from receiver 7 is transmitted to transmitter 8. When the source of clock synchronization is located in the second ring communication network, the clock signal is transmitted received from the receiver 10 to the transmitter 13, and a signal received from the receiver 11 to the transmitter 12.

При выполнении вышеописанных трансляций тактового сигнала блок 5 обеспечивает практически детерминированное время выполнения отдельных операций трансляции тактового сигнала (с величиной неопределенности времени выполнения операции трансляции с приемника на соответствующий передатчик не более ±0,1 мкс).When performing the above-described translations of the clock signal, block 5 provides an almost deterministic time for the execution of individual broadcast operations of the clock signal (with the uncertainty of the time taken to complete the broadcast operation from the receiver to the corresponding transmitter of not more than ± 0.1 μs).

При работе ЧУР в режиме ретранслятора блок 5 выполняет следующие функции:When operating CHUR in repeater mode, block 5 performs the following functions:

- вводит фиксированную задержку выходного сигнала для приемников 6 и 7 или приемников 10 и 11;- introduces a fixed output delay for receivers 6 and 7 or receivers 10 and 11;

- генерирует тактовый сигнал, синхронизированный задержанными выходными сигналами соответствующих приемников;- generates a clock signal synchronized by the delayed output signals of the respective receivers;

- выдает сгенерированный сигнал на соответствующие передатчики.- provides the generated signal to the respective transmitters.

При этом обеспечивается непрерывное формирование внутренней шкалы времени, ее коррекция за счет синхронизации задержанными сигналами приемников 6 и 7 или приемников 10 и 11, формирование и трансляция выходного сигнала тактовой синхронизации на передатчики 12 и 13 или на передатчики 8 и 9 в зависимости от того, в какой кольцевой сети находится источник тактовой синхронизации.This ensures the continuous formation of the internal time scale, its correction due to synchronization by delayed signals of receivers 6 and 7 or receivers 10 and 11, the formation and transmission of the output clock synchronization signal to transmitters 12 and 13 or transmitters 8 and 9, depending on which ring network is the source of clock synchronization.

Введение фиксированной задержки сигналов приемников и в этом режиме обеспечивает компенсацию времени доставки тактового сигнала от внешнего источника синхронизации по каналу связи до устройства ЧУР.The introduction of a fixed delay of the signals of the receivers in this mode also provides compensation for the time of delivery of the clock signal from the external synchronization source via the communication channel to the CHUR device.

Интерфейс 15 конфигурирования обеспечивает подключение к ЧУР внешней рабочей станции для выполнения конфигурирования устройства, в частности, настройки параметров функционирования блока 5 тактовой синхронизации. При выполнении конфигурирования ЧУР через интерфейс 15 обеспечивается:The configuration interface 15 enables the external workstation to be connected to the CHUR to configure the device, in particular, to configure the functioning of the clock synchronization unit 5. When configuring CHUR via interface 15, it is provided:

- задание режима функционирования ЧУР - режима источника или режима ретранслятора сигналов тактовой синхронизации, а также в случае выбора режима ретранслятора - задание местоположения источника тактовой синхронизации (в первой или во второй кольцевой коммуникационной сети);- setting the operating mode of the CHUR — the source mode or the repeater mode of the clock synchronization signals, and also in the case of selecting the repeater mode — setting the location of the clock synchronization source (in the first or second ring communication network);

- задание величин задержки выходных сигналов для каждого из приемников 6, 7, 10, 11 и 14.- setting the delay values of the output signals for each of the receivers 6, 7, 10, 11 and 14.

В случае задания функционирования ЧУР в режиме источника в качестве приемника синхронизирующего сигнала устанавливается один приемник 14, устанавливается запрет трансляции сигналов между всеми парами приемников и передатчиков, подключаемых к первой и второй кольцевой коммуникационной сети (пары приемник-передатчик 6-9, 7-8, 10-13, 11-12).In the case of setting the operation of the CHUR in the source mode, one receiver 14 is set as the receiver of the synchronization signal, the prohibition of broadcasting signals between all pairs of receivers and transmitters connected to the first and second ring communication networks (receiver-transmitter pairs 6-9, 7-8, 10-13, 11-12).

В случае задания функционирования ЧУР в режиме ретранслятора и задания местоположения источника тактовой синхронизации в первой кольцевой коммуникационной сети в качестве приемников синхронизирующих сигналов устанавливаются приемники 6 и 7, устанавливается разрешение трансляции синхронизирующих сигналов между парами приемников и передатчиков 6-9 и 7-8 и запрет трансляции между парами приемников и передатчиков 10-13 и 11-12. В случае задания функционирования ЧУР в режиме ретранслятора и задания местоположения источника тактовой синхронизации во второй кольцевой коммуникационной сети в качестве приемников синхронизирующих сигналов устанавливаются приемники 10 и 11, устанавливается разрешение трансляции синхронизирующих сигналов между парами приемников и передатчиков 10-13 и 11-12 и запрет трансляции между парами приемников и передатчиков 6-9 и 7-8;In the case of setting the operation of the CHUR in the repeater mode and setting the location of the clock synchronization source in the first ring communication network, receivers 6 and 7 are installed as synchronization signal receivers, the resolution of synchronizing signal transmission between pairs of receivers and transmitters 6-9 and 7-8 is set, and broadcast prohibition between pairs of receivers and transmitters 10-13 and 11-12. In the case of setting the operation of the CHUR in the repeater mode and setting the location of the clock synchronization source in the second ring communication network, receivers 10 and 11 are installed as synchronization signal receivers, the synchronization signals broadcast resolution is set between pairs of receivers and transmitters 10-13 and 11-12 and broadcast prohibition between pairs of receivers and transmitters 6-9 and 7-8;

Приемники 6, 7, 10, 11 и 14 и передатчики 8, 9, 12 и 13 в устройстве ЧУР могут быть реализованы на базе стандартных оптических приемников и передатчиков, например, HFBR-24×6Z и HFBR-1712TZ от производителя Avago Technologies. Блок 5 тактовой синхронизации может быть выполнен на базе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС) и высокостабильного кварцевого генератора. Интерфейс 15 конфигурирования может быть выполнен на базе стандартного Ethernet-интерфейса (IEEE 802.3).The receivers 6, 7, 10, 11 and 14 and the transmitters 8, 9, 12 and 13 in the CHUR device can be implemented on the basis of standard optical receivers and transmitters, for example, HFBR-24 × 6Z and HFBR-1712TZ from the manufacturer Avago Technologies. Block 5 clock synchronization can be performed on the basis of a programmable logic integrated circuit (FPGA) and highly stable crystal oscillator. The configuration interface 15 can be performed on the basis of a standard Ethernet interface (IEEE 802.3).

На фиг.2 показан пример построения коммуникационной сети с резервированием, включающей в себя две кольцевые коммуникационные сети, связанные посредством четырехпортового устройства резервирования, показанного на фиг.1. Коммуникационная сеть содержит:FIG. 2 shows an example of building a redundant communications network including two ring communications networks connected by the four-port redundancy device shown in FIG. The communication network contains:

- внешний источник 16 сигналов тактовой синхронизации;- external source 16 clock synchronization signals;

- однопроводные сегменты 17 и 18 для передачи данных в первой и второй кольцевой сети соответственно;- single-wire segments 17 and 18 for data transmission in the first and second ring network, respectively;

- двухпроводные сегменты 19 и 20 для двунаправленной передачи тактовых сигналов в первой и второй кольцевой сети соответственно;- two-wire segments 19 and 20 for bi-directional transmission of clock signals in the first and second ring network, respectively;

- четырехпортовое устройство 1 резервирования, подключенное к сегментам 17, 19 первой кольцевой сети и к сегментам 18 и 20 второй кольцевой сети и, тем самым, включенное в каждую кольцевую сеть в качестве ее узла;- a four-port backup device 1 connected to segments 17, 19 of the first ring network and to segments 18 and 20 of the second ring network and, therefore, included in each ring network as its node;

- интеллектуальные электронные устройства 21, поддерживающие включение в кольцевую коммуникационную сеть напрямую (без использования промежуточных устройств резервирования);- intelligent electronic devices 21 that support the inclusion of a ring communication network directly (without using intermediate backup devices);

- интеллектуальные электронные устройства 22, не поддерживающие включение в кольцевую коммуникационную сеть, и включаемые в кольца 17 и 18 посредством узлов 23;- intelligent electronic devices 22 that do not support inclusion in a ring communication network, and are included in the rings 17 and 18 through nodes 23;

Сеть, представленная на фиг.2, в части передачи данных функционирует согласно [2], а в части передачи сигналов тактовой синхронизации следующим образом.The network shown in figure 2, in terms of data transmission operates according to [2], and in terms of transmission of clock synchronization signals as follows.

Сигнал тактовой синхронизации поступает в первую кольцевую сеть (с сегментами 19) от внешнего источника 16 (в качестве которого может выступать, к примеру, система обеспечения единого времени энергообъекта) через один из узлов 23, который функционирует в режиме источника, генерируя и отправляя сигнал тактовой синхронизации другим устройствам первой кольцевой сети, связанным сегментами 19, а также интеллектуальному электронному устройству 22, включенному в первую кольцевую сеть через данный узел 23. Прочие узлы 23 в первой кольцевой сети при получении сигнала тактовой синхронизации от соседнего узла 23 ретранслируют указанный сигнал другому соседнему узлу 23, обеспечивая, таким образом, двунаправленную передачу сигнала тактовой синхронизации по сегментам 19.The clock synchronization signal enters the first ring network (with segments 19) from an external source 16 (which, for example, can be a system for providing a single time of an energy object) through one of the nodes 23, which operates in the source mode, generating and sending a clock signal synchronization with other devices of the first ring network connected by segments 19, as well as with an intelligent electronic device 22 connected to the first ring network through this node 23. Other nodes 23 in the first ring network with the study of the clock synchronization signal from the neighboring node 23 relay the specified signal to another neighboring node 23, thus providing bidirectional transmission of the clock signal over the segments 19.

ЧУР 1 ретранслирует сигналы тактовой синхронизации из первой кольцевой сети, к которой подключен источник 16 тактовых сигналов, во вторую сеть, узлы которой связаны сегментами 20. При этом в объединенной сети обеспечивается кольцевое резервирование, как передачи данных, так и сигналов тактовой синхронизации.CHUR 1 retransmits clock synchronization signals from the first ring network, to which the source of clock signals 16 is connected, to the second network, the nodes of which are connected by segments 20. At the same time, ring redundancy of both data and clock synchronization signals is provided in the integrated network.

Сегменты 19 и 20 для двунаправленной передачи сигналов тактовой синхронизации могут быть реализованы, к примеру, на основе волоконно-оптических сетей передачи сигналов 1PPS («one-pulse-per-second»). При этом в случае обеспечения выполнения узлами 22 и ЧУР компенсации времени доставки тактового сигнала от источника сигнала до приемника с дискретностью задания величины временной компенсации не более 0,25 мкс и с учетом указанных выше допустимых величин неопределенностей задержек, обеспечиваемых узлами 22 и ЧУР при трансляции тактовых сигналов (±0,01 мкс - неопределенность задержки, вносимая приемником или передатчиком, ±0,1 мкс - неопределенность задержки, вносимая блоком тактовой синхронизации устройства при трансляции с приемника на передатчик) обеспечивается точность тактовой синхронизации устройств в коммуникационной сети не хуже ±1 мкс.Segments 19 and 20 for bi-directional transmission of clock signals can be implemented, for example, on the basis of fiber-optic signal transmission networks 1PPS ("one-pulse-per-second"). At the same time, if the nodes 22 and CHUR fulfill the compensation of the time of delivery of the clock signal from the signal source to the receiver with the discreteness of the task, the values of the time compensation are not more than 0.25 μs and taking into account the above allowable values of the uncertainties of the delays provided by the nodes 22 and the ChUR during clock broadcasting signals (± 0.01 μs is the delay uncertainty introduced by the receiver or transmitter, ± 0.1 μs is the delay uncertainty introduced by the device clock synchronization unit when broadcasting from the receiver to the feeder) ensures the accuracy of the clock synchronization of devices in the communication network is not worse than ± 1 μs.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. IEC 61850-5 «Системы и сети связи на подстанциях. Часть 5. Требования к связи для выполнения функций и эквивалентным схемам (электронных) приборов». 2003 г. (Электронный ресурс). Режим доступа http://www.standards.ru/document/3643715.aspx1. IEC 61850-5 “Communication systems and networks in substations. Part 5. Communication requirements for the performance of functions and equivalent circuits of (electronic) devices. ” 2003 (electronic resource). Access mode http://www.standards.ru/document/3643715.aspx

2. IEC 62439-3 «Промышленные сети связи. Сети с высокой готовностью к автоматической обработке. Часть 3. Протокол параллельной избыточности (PRP) и бесшовная избыточность с высокой готовностью (HSR)». 2010 г. (Электронный ресурс). Режим доступа: http://www.standards.ru/document/4561443.aspx.2. IEC 62439-3 “Industrial communication networks. Networks with high readiness for automatic processing. Part 3. Parallel Redundancy Protocol (PRP) and High Availability Seamless Redundancy (HSR). ” 2010 (electronic resource). Access mode: http://www.standards.ru/document/4561443.aspx.

Claims (4)

1. Четырехпортовое устройство резервирования, содержащее два соединенных между собой коммутатора пакетов данных, каждый из которых связывает два порта передачи данных, и блок тактовой синхронизации, к которому подключены выход приемника сигнала внешней синхронизации, выходы четырех приемников и входы четырех передатчиков тактовых сигналов, при этом блок тактовой синхронизации выполнен с возможностью генерации тактового сигнала, синхронизированного выходными сигналами приемников с введением фиксированной задержки сигнала каждого из приемников, выдачи сгенерированного тактового сигнала на входы передатчиков тактовых сигналов и с возможностью трансляции тактовых сигналов с выходов, по меньшей мере, двух приемников тактовых сигналов на входы соответствующих передатчиков.1. A four-port redundancy device containing two interconnected data packet switches, each of which connects two data transmission ports, and a clock synchronization unit, to which the output of the external synchronization signal receiver, the outputs of four receivers and the inputs of four clock transmitters are connected, while the clock synchronization unit is configured to generate a clock signal synchronized by the output signals of the receivers with the introduction of a fixed signal delay of each and receivers provide the generated clock signal to the inputs of clock signals of transmitters and with the possibility of translation of clock signals from the outputs of the at least two receivers, clock signals to the inputs of respective transmitters. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено интерфейсом конфигурирования с возможностью задания режимов приемников и передатчиков тактовых сигналов, величин задержки сигналов приемников и разрешения или запрета трансляции тактовых сигналов.2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a configuration interface with the ability to set the modes of the receivers and transmitters of the clock signals, the delay values of the signals of the receivers and enable or disable the broadcast of clock signals. 3. Коммуникационная сеть, содержащая, по меньшей мере, две кольцевые сети, каждая из которых включает узлы, в которых размещены порты передачи данных, приемники и передатчики тактовых сигналов, и связанные через указанные узлы однопроводные сегменты для передачи данных и двухпроводные сегменты для передачи тактовой синхронизации, при этом коммуникационная сеть содержит четырехпортовое устройство по п.1 или 2, включенное в каждую из кольцевых сетей в качестве ее узла.3. A communication network containing at least two ring networks, each of which includes nodes that host data ports, clock receivers and transmitters, and single-wire segments for transmitting data and two-wire segments for transmitting clocks connected through these nodes synchronization, while the communication network contains a four-port device according to claim 1 or 2, included in each of the ring networks as its node. 4. Коммуникационная сеть по п.3, отличающаяся тем, что однопроводные и двухпроводные сегменты, по меньшей мере, между двумя соседними узлами выполнены единым трехпроводным кабелем.
Figure 00000001
4. The communication network according to claim 3, characterized in that the single-wire and two-wire segments, at least between two adjacent nodes are made by a single three-wire cable.
Figure 00000001
RU2012114463/07U 2012-04-12 2012-04-12 FOUR-PORT RESERVATION DEVICE FOR COMMUNICATION NETWORK AND COMMUNICATION NETWORK WITH SUCH DEVICE RU119964U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114463/07U RU119964U1 (en) 2012-04-12 2012-04-12 FOUR-PORT RESERVATION DEVICE FOR COMMUNICATION NETWORK AND COMMUNICATION NETWORK WITH SUCH DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114463/07U RU119964U1 (en) 2012-04-12 2012-04-12 FOUR-PORT RESERVATION DEVICE FOR COMMUNICATION NETWORK AND COMMUNICATION NETWORK WITH SUCH DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU119964U1 true RU119964U1 (en) 2012-08-27

Family

ID=46938383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012114463/07U RU119964U1 (en) 2012-04-12 2012-04-12 FOUR-PORT RESERVATION DEVICE FOR COMMUNICATION NETWORK AND COMMUNICATION NETWORK WITH SUCH DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU119964U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8953645B2 (en) Communication system, communication apparatus and time synchronization method
US20170150464A1 (en) Communication apparatus, time synchronizing method, and non-transitory computer-readable storage medium
RU2638645C2 (en) Method for identification of reference clock signals subjected to asymmetry changes to delay propagation path between nodes in communication network
CN106451763B (en) A kind of intelligent substation station level bus network system without global synchronization system
CN104618208A (en) Elastic data interaction comprehensive bus system
JP2007228579A (en) Interface apparatus for connecting master base station with radio remote unit
CN103929263A (en) Network communication method, network communication delay determining method and network communication local time synchronizing method
US11683150B2 (en) Methods, apparatus and computer-readable media for synchronization over an optical network
CN104363083A (en) Intelligent substation IEEE1588 clock synchronous redundancy system and method
CN203101856U (en) Time synchronization system used for electric power communication
CN105281885A (en) Time synchronization method and device used for network equipment and time synchronization server
JP2014135657A (en) Synchronization maintenance device, station-side device, customer premises-side device, communication system, and method for maintaining synchronous time
JP2017098588A (en) Communication system, radio communication device, and radio communication method
CN111698052A (en) Homologous time synchronization system crossing power safety zone
CN102497245B (en) Clock synchronization method and clock management interface board
CN103731252A (en) Improvement method and system for IEEE1588 unicast negotiation mechanism
RU119964U1 (en) FOUR-PORT RESERVATION DEVICE FOR COMMUNICATION NETWORK AND COMMUNICATION NETWORK WITH SUCH DEVICE
CN111357243B (en) User equipment of bus system, operation method and bus system
RU2485704C1 (en) Four-port backup device for coupling of circular networks of communication network
RU119907U1 (en) THREE-PORT RESERVATION DEVICE FOR A COMMUNICATION NETWORK AND A COMMUNICATION NETWORK WITH SUCH A DEVICE
KR101655680B1 (en) Apparatus for high availability network based on HSR
RU2484593C1 (en) Three-port backup device for ring communication network
JP2016119521A (en) Pon (passive optical network) system, olt (optical line terminal), and transmission method
EP3346654A1 (en) A device for transmitting a synchronizing signal
CN108668183B (en) Optical network synchronization test method and system