[實用新型]一種海底觀測網接駁盒的時間同步裝置

有效

• 申請號: 201220585509.3
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN202856751U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李德駿;汪港;楊燦軍;金波;朱雨時;張峰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本實用新型涉及一種海底觀測網接駁盒的時間同步裝置，尤其是一種基于NTP和PTP技術的海底觀測網接駁盒的時間同步裝置。

背景技術

作為海洋科學技術的熱點內容，美國、日本、加拿大等國家都在建立海底觀測網，我國也在加快其研究速度。海底觀測網絡，是由岸基站和各級水下節點組成的大型長期穩定的海底原位科學探測平臺。接駁盒即為海底觀測網絡的水下節點。接駁盒為海底觀測網內連接的科學設備提供統一的供電和通訊接口，并與岸基站及其他接駁盒相連。因此接駁盒的可靠性對海底觀測網絡的穩定運行起著至關重要的作用。

海底觀測網接駁盒實現時間同步是關鍵指標之一。接駁盒的穩定運行是通過對接駁盒內部的電壓信號、電流信號以及周圍的環境監測信號如溫度信號、濕度信號、漏水檢測信號等多種信號的控制來實現的，這些信號的實時性對及時掌控接駁盒的內部情況十分重要。此外，高精度的時間信號如何在通過深海光電復合纜、主接駁盒、次接駁盒等多級接駁盒遠距離傳輸之后還能保持其精度，以便于對海底終端科學設備進行時間同步，這也對海底信號的觀測有著十分重要的意義。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種海底觀測網接駁盒的時間同步裝置，從而實現對海底觀測網接駁盒的時間同步。

為達到上述目的，本實用新型的海底觀測網接駁盒的時間同步裝置，是一種基于NTP和PTP技術的時間同步裝置，其包括放置在岸基站的主時鐘和岸基站PTN設備，放置在海底的M個主接駁盒、M×N個次接駁盒以及M×N×P個海底觀測儀器，M=N=P，且均為正整數；主時鐘的NTP同步信號輸出端和PTP同步信號輸出端分別與岸基站PTN設備的輸入端相連，岸基站PTN設備將輸入的NTP同步信號和PTP同步信號轉換為光信號并分為M路輸出，該M路輸出分別經深海光電復合纜與M個主接駁盒PTN設備相連，每個主接駁盒PTN設備將接收到的NTP同步信號和PTP同步信號轉換為電信號并分為N+2路輸出，其一路NTP同步信號輸出端與主接駁盒控制單元的輸入端相連，另一路PTP同步信號輸出端經主接駁盒PTP模塊與主接駁盒控制單元的輸入端相連，其余N路NTP同步信號和PTP同步信號分別經電纜與N個次接駁盒的二層交換機的輸入端相連,?每個二層交換機將輸入的NTP同步信號和PTP同步信號分為P+2路輸出，其一路NTP同步信號輸出端與次接駁盒控制單元的輸入端相連，另一路PTP同步信號輸出端經次接駁盒PTP模塊與次接駁盒控制單元的輸入端相連，其余P路NTP同步信號和PTP同步信號分別經電纜與P個海底觀測儀器的輸入端相連。

上述的深海光電復合纜長度為75km或150km，當長度為150km時，在岸基站PTN設備和主接駁盒PTN設備之間接入放大器，放大器與岸基站PTN設備距離在1km內。

本實用新型中，所說的海底觀測儀器是接入海底觀測網絡實時在線觀測和數據采集的設備，例如地震儀、采樣器、溫鹽深剖面儀、深海攝像機等。

本實用新型中，所說的岸基站PTN設備和主接駁盒PTN設備均可采用阿爾卡特朗訊公司的1850?TSS-5C型號的分組傳輸交換機。

本實用新型中，所說的二層交換機是支持IEEE1588?v2協議的網絡傳輸設備，如可用MOXA公司的EDS616模塊化以太網交換機。

本實用新型中，所說的主接駁盒PTP模塊和次接駁盒PTP模塊均是支持IEEE1588?v2協議的從時鐘模塊，如可用Link1588?PTP從鐘卡。

本實用新型中，所說的主接駁盒控制單元和次接駁盒控制單元均可以采用西門子公司的S-700系列PLC產品，也可以采用Beckhoff公司的CX5010系列嵌入式PC產品。

本裝置的工作原理如下：

主時鐘輸出的NTP同步信號和PTP同步信號經岸基站PTN設備轉換為光信號后，通過深海光電復合纜傳輸至海底M個主接駁盒的PTN設備；

每個海底主接駁盒的PTN設備將接收到的光信號的NTP同步信號和PTP同步信號轉換為電信號并分為N+2路輸出，其一路NTP同步信號輸入至主接駁盒控制單元進行NTP同步信號解碼實現毫秒級時間同步，另一路PTP同步信號經由主接駁盒的PTP模塊進行PTP同步信號解碼再輸入至主接駁盒控制單元實現微秒級時間同步，其余N路NTP同步信號和PTP同步信號分別經電纜輸出至N個次接駁盒的二層交換機；