[實用新型]一種基于同步以太網的PTP時間同步裝置

有效

• 申請號: 201521119356.3
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN205283557U
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 唐智靈;段彥亮
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 唐修豪

技術領域

本發明屬于網絡通信領域，特別涉及一種基于同步以太網的PTP時間同步裝置。

背景技術

隨著無線通信、軟件無線電等技術的發展，分布式天線應用越來越廣泛，基于軟件 無線電盡量靠近天線的設計思想，AD采樣模組需要盡量靠近天線端，這就產生了分布式采 集節點，每個采集節點都有其各自的本地時鐘，在某些應用中必須確保數據的相關性，這就 要求各個節點滿足一定的時間同步要求。而時間同步，指的就是既要保持各節點的時鐘頻 率同步，也要保證各節點的時鐘相位相同。

有一種簡單可行的解決方案可以解決不同節點間的同步問題，那就是所有設備共 用一個物理振蕩器，且振蕩器到達各個節點距離相同，但是它的局限性非常大，例如，高頻 時鐘信號無法實現長距離可靠傳輸，而且，如果同步采集網絡所需節點越多，則所連接的電 纜就越密集。這種方法僅對距離很近且節點較少的分布式系統可行。因此，在分布式數據同 步采集系統中大部分采用時鐘同步技術，其可以大大提高系統中各個采集節點采集數據的 時間一致性和準確性，從而提高了分布式數據同步采集系統的穩定性和可靠性。

目前分布式時間同步網絡主要有三種：

基于衛星導航的時間同步技術，基于衛星導航的時間同步是將所有節點的時鐘同 步于整個導航系統，雖具有覆蓋面廣等特點，但安全性不能很好的保證。

基于數據鏈路層和網絡層的時鐘同步技術，基于數據鏈路層和網絡層的時鐘同步 主要有NTP和PTP協議，主要應用于網絡上的節點同步，NTP協議是基于應用層的時間同步協 議，其精度僅能達到毫秒等級，PTP的工作原理是在一個子網中，根據最佳時鐘算法確定某 節點的時鐘為主時鐘，然后主時鐘將周期性地發送同步報文，從時鐘接受該同步報文，同時 也將隨即發送延遲請求報文給主端時鐘，然后通過同步算法來對自身時鐘進行調整。PTP時 間戳的加蓋與測量在鏈路層完成，時間同步精度不高。若將加蓋時間戳在與物理層連接的 MII層實現還可進一步提高精度。

基于IRIG-B碼的時鐘同步技術，IRIG-B碼攜帶的信息經過譯碼后即可獲得即時 的日、時、分、秒等時間信息，該編碼已經具有國際通用性，其對時精度可達到微秒級別，但 基于IRIG-B碼的同步裝置結構復雜，需要專用同步鏈路。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型提供一種基于同步以太網的PTP時間同步裝置， 該裝置具有良好的安全性能，結構簡單，成本低，傳輸距離遠，時間同步精度高，可兼容現有 以太網絡。

實現本發明目的的技術方案是：

一種基于同步以太網的PTP時間同步裝置，包括為主端時間同步部分、從端時間同 步部分和連接光纖；

主端時間同步部分提供時鐘參考并向從端時間同步部分發送同步報文，從端時間 同步部分將本地時鐘同步于主端時間同步部分參考時鐘，主端時間同步部分與從端時間同 步部分結構相同，主端時間同步部分通過連接光纖以點對點方式連接從端時間同步部分。

主端時間同步部分，包括主端處理器、主端以太網MAC層模塊、主端時間同步模塊、 主端時鐘模塊、主端GTX模塊和主端SFP模塊；

主端以太網MAC層模塊分別與主端處理器、主端時間同步模塊、主端GTX模塊和主 端SFP模塊相連接。

從端時間同步部分，包括從端處理器、從端以太網MAC層模塊、從端時間同步模塊、 從端時鐘模塊、從端GTX模塊和從端SFP模塊；

從端以太網MAC層模塊分別與從端處理器、從端時間同步模塊、從端GTX模塊和從 端SFP模塊相連接，從端時間同步模塊與從端時鐘模塊相連接；從端將本地時鐘同步于主端 參考時鐘。

所述處理器用于實現網絡協議棧以及對以太網MAC層的控制，使用總線方式與以 太網MAC層模塊連接；

所述以太網MAC層用于實現以太網數據鏈路層功能，與時間同步模塊連接將接收 到的時間戳送入時間同步模塊進行處理，與GTX模塊連接用于將上層數據或時間同步信息 傳入后續電路；

所述時鐘模塊用于將與主端同步后的秒脈沖輸出；

所述GTX模塊作用是實現高速并行數據與串行數據的轉換，與SFP模塊連接實現高 速串行數據的接收與發送；

所述SFP模塊實現平臺內GTX模塊與光纖鏈路連接，用于光電信號轉換；

所述光纖鏈路將兩端SFP模塊連接，用于光信號傳輸。