[發明專利]基于PTP的從時鐘監測方法

在審

• 申請號: 201210116718.8
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN103378993A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 陳建民;邱智勇;胡宏;桂強;韓學軍;朱煒;杜光耀;王寶峰
• 申請（專利權）人: 華東電網有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及同步時鐘的監測方法，更具體而言，涉及基于PTP的從時鐘監測方法。

背景技術

電力系統中尤其是數字化變電站中存在大量的需要精準時間的設備，比如合并單元、行波測距設備、向角測量儀PMU等，這些設備長時間運行后，由于器件的老化、程序的穩定性等因素會出現不同步的現象，影響電網系統正常工作。而要想檢測與時間源是否同步沒有簡單實用的辦法，一般需要人工采用示波器測量時間源和被授時設備的秒脈沖，以決定偏差的大小。這種方式的缺點很明顯，沒有快速自動化的檢測設備的時間精確度，且浪費人力。

在電力系統規模的擴大以及電力系統控制技術的發展，對各調度系統以及發電廠和變電站的時間基準都提出了新的要求。實際上，電力系統內部信息交換量大、狀態改變快，只有滿足一定的時鐘同步精度，才能對相位比較、故障記錄、事件順序啟動等功能給予保障。因此，為了進一步提高電力系統運行管理水平，滿足電力系統快速發展的要求，并提高對系統的控制能力和故障分析能力，首先必須提供一個統一的系統時鐘，使整個控制系統內部各個站點的時鐘保持同步。

在電信領域中IP化是未來網絡業務的發展趨勢，而以太網以其優越的性價比、廣泛的應用及產品支持，成為以IP為基礎的承載網的主要發展方向。在部署電信級以太網時，如何解決時鐘同步問題是一個要考慮的方面。對分組網絡的同步需求有兩個方面：一是，分組網絡可以承載TDM業務，并提供TDM業務時鐘恢復的機制，使得TDM業務在穿越分組網絡后仍滿足一定的性能指標；二是，分組網絡可以像TDM網絡一樣，提供高精度的網絡參考時鐘，以滿足網絡節點或終端的同步需求。

同步以太網(SyncE)就是最新的標準解決方法。在SyncE中，以太網采用與SONET(同步光纖網絡)/SDH(同步數字系列)相同的方式，通過高品質、可跟蹤一級基準時鐘信號同步其位時鐘。2006年，國際電信聯盟在其G.8261中描述了SyncE概念。2007年，在G.8262中對SyncE的性能要求進行了標準化，規定了同步以太網網絡設備中使用的時鐘的最低性能要求。

IEEE在2002年發布了IEEE?1588標準，該標準定義了一種精確時間同步協議(PTP)，2005年又制定了新版本的IEEE?1588，即IEEE?1588v2。隨著眾多廠商的PTP產品的出現，PTP從時鐘的對時準確性的監測問題也逐漸提上行業用戶日程。

現在的監測方式基本上是人工的對比秒脈沖的方式，沒有實現自動化處理，對于海量的被測設備，工作量就非常巨大。

發明內容

本發明基于PTP協議實現亞微秒級同步精度的監測方法，該方法采用組播方式發出從時鐘接口上收發的E2E、P2P延遲測量機制所涉及的全部時間戳，增加了同步確認信息包、延遲請求確認信息包和對等延遲確認信息包以使第三方的監測設備可以獨立計算PTP主從時鐘的時間偏差和平均路徑時延，自動計算出從時鐘當前的對時狀態，包括時間精確度、同步與否等，這就完全解決的上述被授時設備同步狀態的監測問題。通過以太網收發器，可以準確地獲得網絡報文時間戳，能實現亞微秒級的同步精度；第三方監測系統只要能夠接收網絡報文即可，整個系統結構簡單，并具備良好的開放性以及擴展性，容易實現。

本發明基于IEEE?1588協議，在E2E和P2P兩種延時測量中，引入了確認報文，將從時鐘設備或節點所接收到事件報文的收發時間寫入確認報文，然后采用組播方式發出。

而采用本發明所述方法，就可以自動便捷的完成時鐘監測的任務。

附圖說明

圖1為實現本發明的基于PTP的從時鐘監測方法的檢測設備的網絡布局圖；

圖2為PTP協議中報文的公用消息頭header的格式；

圖3為E2E延時測量機制中相關報文的邏輯關系圖；

圖4為P2P延時測量機制中相關報文的邏輯關系圖。

具體實施方式

由圖1可見，本發明的基于PTP的從時鐘的監測方法實現在檢測設備上，該檢測設備布局在以太網中，通過交換機與一個主時鐘設備和多個從時鐘設備進行通信，在該以太網中，數據以組播方式傳輸。主時鐘設備和從時鐘設備采用PTP標準進行同步，該監測設備用于通過以太網絡監視PTP從時鐘的對時情況，而無需人工到現場測量。監測設備可以是臺式機、筆記本電腦、工作臺等能夠實現PTP協議的設備。

1、E2E延時測量機制