中 国 移 动 通 信 企 业 标 准
QB-X-XXX-XXXX
1pps＋ TOD 时 间 接 口 规 范
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中国移动通信有限公司
意见 稿－ xur o
版 本 号 ： 1.0.0
中 国 移 动 TD 无 线 系 统 高 精 度 时 间同步技术规范
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QB-X-XXX-XXXX 目
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范围 ........................................................................................................................................................................ 1 引用标准 ................................................................................................................................................................ 1 符号及缩略语 ........................................................................................................................................................ 1 概述 ........................................................................................................................................................................ 1 基于 1PPS+TOD方式的时间同步功能要求 ........................................................................................................... 2 1PPS+TOD接口中TOD的协议规范 .......................................................................................................................... 3 6.1 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 TOD帧定义...................................................................................................................................................... 3 TOD消息定义.................................................................................................................................................. 4
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编制历史 ................................................................................................................................................................ 7
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时间信息消息 ....................................................................................................................................... 4 时间状态消息 ....................................................................................................................................... 5 数据类型定义 ....................................................................................................................................... 6
中国移动通信企业标准 中国移动高精度时间同步设备 技术规范 中国移动通信集团公司 发布 2011-4-8发布 2011-4-8实施 QB-B-018-2010 版本号 ：1.0.0
目录 前言 ................................................................... II 1. 范围 (1) 2. 规范性引用文件 (1) 3. 符号和缩略语 (1) 4. 高精度时间同步设备定义及构成 (2) 4.1. 定义 (2) 4.2. 构成 (2) 5. 高精度时间同步设备的功能要求 (2) 5.1. 定时输入功能 (2) 5.1.1. 时间同步输入基本要求 (2) 5.1.2. 卫星定位系统接收机 (2) 5.1.3. 地面时间输入 (3) 5.1.4. 频率输入（可选） (3) 5.2. 本地时钟功能 (3) 5.3. 定时输出功能 (3) 5.3.1. 时间输出接口功能 (3) 5.3.2. 频率输出接口功能 (4) 5.4. 监控管理功能 (4) 5.4.1. 时间输入信号的告警监测 (4) 5.4.2. 时间输入信号的性能监测（可选） (4) 5.4.3. 网管功能 (4) 6. 高精度时间同步设备的性能要求 (5) 6.1. 频率同步性能 (5) 6.2. 时间同步性能 (5) 6.2.1. 时间精度要求 (5) 6.2.2. 时间稳定度要求 (5) 6.2.3. 守时精度的要求 (5) 6.2.4. 时间源倒换的性能要求 (6) 7. 可靠性及环境要求 (6) 7.1. 可靠性要求 (6) 7.2. 环境要求 (6) 7.2.1. 电源要求 (6) 7.2.2. 温度要求 (6) 7.2.3. 湿度要求 (6) 8. 编制历史 (7)
附件4 甘肃电网智能调度技术支持系统 时间同步系统在线监测 技术改造（设备大修）项目 可行性研究报告模板项目名称： 项目单位： 编制： 审核： 批准： 编制单位： 设计、勘测证书号：
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1．总论 时间同步系统在线监测功能，将时钟、被授时设备构成闭环，使对时状态可监测，且监测结果可上送，从而将时间同步系统纳入自动化监控系统管理。时间同步系统在线监测的数据来源分为两大类：设备状态自检数据和对时状态测量数据。设备状态自检主要是被监测设备自身基于可预见故障设置的策略，快速侦测自身的故障点。对时状态测量则是从被监测设备外部对其自身不可预见的故障产生的结果进行侦测，这两种方法较为完整的保证了时间同步系统监测的性能和可靠性。 1．1设计依据 2013年4月，国调中心专门下发了〔2013〕82号文《国调中心关于加强电力系统时间同步运行管理工作的通知》 1．2主要设计原则 通过在原系统上建立一套通讯技术及软件来实现系统级的时间同步状态在线监测功能。采用低建设成本、低管理成本、低技术风险的手段，解决当前自动化系统时间同步体系处于开环状态，缺乏反馈，无法获知工作状态紧迫现状，使时钟和被对时设备形成闭环监测，减少因对时错误引起的事件顺序记录无效，甚至导致设备死机等运行事故，并在此前提下尽可能的提高监测性能，减少复杂度。
1．3设计水平年 系统模块使用年限10年。 1．4设计范围及建设规模 智能调度技术支持系统（主站）针对时钟同步检测功能修改主要涉及前置应用，前置应用以104 或476 规约与变电站自动化系进行过乒乓原理对时，根据对时结果来检测各变电站时钟对时的准确性，从而保证全网时钟同步的准确性。同时，以告警直传方式接收变电站时间同步监测结果，包含设备状态自检数据和对时状态测量数据。 1．5主要技术经济指标 1．6经济分析 2．项目必要性 2．1工程概况 智能电网调度技术支持系统及各变电站都以天文时钟作为自己的时间源，正常情况下实现了全网时间的一致。 2．2存在主要问题 近期，电力系统时间同步装置在运行中发现的时钟异常跳变、时钟源切换策略不合理及电磁干扰环境下性能下降等问题，反映出电力系统时间同步在运行管理、技术性能、检验检测管理、在线监测手段及相关标准等方面仍需进一步完善和加强。
IEEE1588精密网络同步协议（PTP）-v2.0协议浅析 (2010-06-27 19:27:51) https://www.doczj.com/doc/0015356012.html,/s/blog_4b0cdab70100k4fv.html 1 引言 以太网技术由于其开放性好、价格低廉和使用方便等特点，已经广泛应用于电信级别的 网络中，以太网的数据传输速度也从早期的10M提高到100M，GE，10GE。40GE，100GE 正式产品也于2009年推出。 以太网技术是“即插即用”的，也就是将以太网终端接到IP网络上就可以随时使用其提 供的业务。但是，只有“同步的”的IP网络才是一个真正的电信级网络，才能够为IP网络传 送各种实时业务与数据业务的多重播放业务提供保障。目前，电信级网络对时间同步要求十 分严格，对于一个全国范围的IP网络来说，骨干网络时延一般要求控制在50ms之内，现 行的互联网网络时间协议NTP（Network Time Protocol），简单网络时间协议SNTP（Simple Network Time Protocol）等不能达到所要求的同步精度或收敛速度。基于以太网的时分复用 通道仿真技术（TDM over Ethernet）作为一种过渡技术，具有一定的以太网时钟同步概念， 可以部分解决现有终端设备用于以太网的无缝连接问题。IEEE 1588标准则特别适合于以太 网，可以在一个地域分散的IP网络中实现微秒级高精度的时钟同步。本文重点介绍IEEE 1588技术及其测试实现。 2 IEEE 1588PTP介绍 IEEE 1588PTP协议借鉴了NTP技术，具有容易配置、快速收敛以及对网络带宽和资源 消耗少等特点。IEEE1588标准的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准 （IEEE 1588 Precision Clock Synchronization Protocol）”，简称PTP（Precision Timing Protocol），它的主要原理是通过一个同步信号周期性的对网络中所有节点的时钟进行校正 同步，可以使基于以太网的分布式系统达到精确同步，IEEE 1588PTP时钟同步技术也可以 应用于任何组播网络中。 IEEE 1588将整个网络内的时钟分为两种，即普通时钟（Ordinary Clock，OC）和边界 时钟（Boundary Clock，BC），只有一个PTP通信端口的时钟是普通时钟，有一个以上PTP
XP系统时间同步不成功_Windows time服务无法启动解决 同步时间的服务器是:210.72.145.44 xp自带的时间同步服务器老是会连不上，而且时间还会差一秒。 这里就教大家换成中科院国家授时中心的服务器，同步就方便多了。 1.双击右下角的时间。 2.把服务器改成210.72.145.44 3.按同步就可以了，一般不会出错。即使是高峰时期，三次之内闭成功，比美国的服务器好多了。 另外系统默认的时间同步间隔只是7天，我们无法自由选择，使得这个功能在灵活性方面大打折扣。其实，我们也可以通过修改注册表来手动修改它的自动同步间隔。 1. 在“开始”菜单→“运行”项下输入“Regedit”进入注册表编辑器 2. 展开[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\W32Time\TimeProviders\Nt pClient ] 分支，并双击SpecialPollInterval 键值，将对话框中的“基数栏”选择到“十进制”上 3. 而这时在对话框中显示的数字正是自动对时的间隔(以秒为单位)，比如默认的604800就是由7(天)×24(时)×60(分)×60(秒)计算来的，看明白了吧，如果您想让XP以多长时间自动对时，只要按这个公式算出具体的秒数，再填进去就好了。比如我填了3天，就是259200。 Windows time服务用于和Internet同步系统时间，如果时间无法同步有可能是服务没有随系统启动,可以在运行处输入"services.msc"打开服务控制台，找到"windows time"服务设置为自动并启动即可。 如果启动该服务时提示： 错误1058:无法启动服务,原因可能是已被禁用与其相关联的设备没有启动。 原因是windows time服务失效。 修复： 1.运行cmd 进入命令行，然后键入 w32tm /register 正确的响应为：W32Time 成功注册。 如果提示w32tm命令不内部或外部命令……，是因为系统盘下的system32目录不存在w32tm.exe和w32time.dll这两个文件，到网上下载一个或者到其他电脑复制过来放下这个目录下再运行 2.如果上一步正确，在cmd命令行或运行里用net start "windows time" 或net start w32time 启动服务。 如果无法启动Windows Time服务，同时提示：系统提示“错误1083：配置成在该可执行
卫星共视法高精度时间频率比对与传递系统
目录 1．概述 (3) 2．卫星共视时间比对与传递系统组成及工作原理 (4) 2.1 卫星共视时间比对与传递工作原理 (4) 2.2 时间比对和传递系统设备配置及连接 (7) 3．经费预算................................................. 错误！未定义书签。
1．概述 时间是物理学的基本参量之一。随着科学技术的发展，高精度的时间和频率在国民经济发展中的地位日趋重要，诸如通信、电力、交通、高速数字网同步等高新技术领域有着广泛的应用，特别是我国国防建设和空间技术领域，如空间目标探测与拦截（类似于美国爱国者导弹防御系统）、我国第二代战略武器试验、载人航天工程和拟建中的二代卫星导航系统对时间和频率的精度提出了更高的要求。 二十世纪末，随着空间技术的发展，GPS和北斗卫星导航系统相继问世，授时具有了全方位性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性，并提供了高精度的授时覆盖和服务。“时间统一系统”为精密时间产生、传递、恢复和保持、科学研究、科学实验和工程技术及一切动力学系统和时序过程的测量和定量研究提供了必不可少的时间基准和依据。 就高精度时间传递与比对系统而言，可以应用于工程项目的主要包括以下几种： 1．RNSS卫星共视时间比对与传递； 2．RNSS卫星载波相位时间同步； 3．卫星双向时间比对与传递； 4．搬运钟时间比对与传递。 在以上几种方法中，卫星共视时间比对与传递是一种较为优秀的高精度时间比对与传递系统。
2．卫星共视时间比对与传递系统组成及工作原理 2.1 卫星共视时间比对与传递工作原理 所谓“共视”(Common View)就是位于两个不同位置的观测者，在同一时刻对同一颗卫星进行观测，其原理如下图所示。 图1 GPS 共视法高精度时间同步原理图 图1给出了一个单收系统示意图，在每个比对点，本地钟均按自己的速率运行。根据比对需求，利用卫星所发射的1PPS 秒信号、或其它固定速率发射的时钟脉冲信号。 在每个测站，利用本地钟的1PPS 信号打开时间间隔计数器闸门，再用从共视接收机所输出的1PPS 秒信号关闭时间间隔计数器的闸门。这样，我们可以得到以下的时间关系（图2）： 在钟1处： 接收时间 1τ+=卫接收T t 计数器读数 1d T =)(11τ+-卫T T (1) GPS 卫星
全厂网络时钟同步方案 陈银桃，陆卫军，张清，章维 浙江中控技术股份有限公司，浙江杭州，310053 摘要：当前工控领域石化项目如乙烯、炼油日益趋向大型化、一体化和智能化。一个大型石化项目往往集成多套独立系统如DCS、SIS、CCS等，同时要求所有系统使用同一套网络时钟同步系统。本文提供了几种全厂网络时间同步方案，并分析了每个方案的优缺点和适用场合。 关键词：全厂网络时钟同步，SNTP,二级网络时钟同步方案，Private VLAN，ACL,路由，NAT Ways to Implement The Network Time Synchronization In The Plant Chen Yintao Zhejiang SUPCON Co., Ltd., Hangzhou, Zhejiang, 310053 Abstract:The petrochemical projects in the industrial control area run to large, integrative and intelligentized.A large petrochemical project always need to be integrated with many systems like DCS, SIS, CCS and so on .The network of these systems must be independent,while they should use the same network time synchronizer to achieve time synchronization.This article propose several implements of the network time synchronization in the whole plant. Keywords:Network Time Synchronization, NTP, Private VLAN, ACL, Route, NAT. 引言 随着国民经济发展，工控领域也随之蓬勃发展，石化项目如乙烯、炼油等日益趋向大型化、一体化和智能化。大型化体现在项目规模的剧增，典型项目如百万吨乙烯、千万吨炼油。一体化体现在一个大型石化项目往往集成多套系统如DCS、SIS、CCS，这些系统在功能、网络上分别独立，但需要实现全厂统一的时钟同步，以保持全厂所有系统的时钟同步。 普通的网络时钟同步服务器提供的网口较少，一般都在4个以下，同时可支持1-4个网络的系统时钟同步。当需要同步的子系统较多时，则需要配置可同时支持二三十个网络的特殊网络时钟同步服务器。但是在企业建设初期，往往很难准确预计将来的网络发展规模，这就需要事先规划设计
Precision Time Protocol （PTP） 一、什么是PTP PTP 是一种高精度时间同步协议,可以到达亚微秒级精度,有资料说可达到30纳秒左右的偏差精度,但需要网络的节点（交换机）支持PTP协议，才能实现纳秒量级的同步。 一般在实际使用中，现有的NTP可以达到5ms以内的精度，对一般的应用都是满足的；非超高精度设备，不建议使用PTP设备。 与NTP主要区别:PTP是在硬件级实现的,NTP是在应用层级别实现的. PTP 是主从同步系统，一般采用硬件时间戳，并配合一些对NTP更高精度的延时测量算法。 PTP 最常用的是直接在 MAC 层进行 PTP 协议包分析 , 这样可以不经过UDP 协议栈 , 减少PTP 在协议栈中驻留时间 , 提高同步的精确度。 PTP 也可以承载在 UDP 上时 , 软件可以采用 SOCKET 进行收发 UDP包 , 事件消息的 UDP 端口号319 , 普通消息的组播端口号为 320 ，但其精度就大大降低。 在物理硬件要求主从端都是PTP设备，且网络不能太大，其中间经过的交换机设备也必须支持PTP协议，并且主从时间网络链路唯一，不存在交替的PTP通道。 PTPv2 采用相对时间同步机制。一个参与者被选作主时间钟，其将发送同步信息到从站。主站将发送同步报文到网络。所有的从站计算时间延迟。 Fig. 39.1 PTP Synchronization Protocol The PTP synchronization in the sample application works as follows:
Master sends Sync message - the slave saves it as T2. Master sends Follow Up message and sends time of T1. Slave sends Delay Request frame to PTP Master and stores T3. Master sends Delay Response T4 time which is time of received T3. The adjustment for slave can be represented as: adj = -[(T2-T1)-(T4 - T3)]/2 从钟根据 t1 、 t2 、 t3 、 t4 计算时间偏移 (offset) 以及传输延时 ( delay) ,即 t2 -t1 = offset + delay t4 - t3 = delay - offset 计算出 delay = ( t4 - t3 + t2 - t1) / 2 offset = ( t2 - t1 - t4 + t3) / 2 从钟根据 offset 从钟可以调整自己的时钟。 二、PTP的一些名词 PTP域中的节点称为时钟节点，PTP协议定义了以下三种类型的基本时钟节点： OC（Ordinary Clock，普通时钟）：只有一个PTP通信端口的时钟是普通时钟。 BC（Boundary Clock，边界时钟）：有一个以上PTP通信端口的时钟。 TC（Transparentclock，透明时钟）：与BC/OC相比，BC/OC需要与其它时钟节点保持时间同步，而TC则不与其它时钟节点保持时间同步。TC有多个PTP端口，但它只在这些端口间转发PTP协议报文并对其进行转发延时校正，而不会通过任何一个端口同步时间。TC包括以下两种类型： E2ETC（End-to-End TransparentClock，端到端透明时钟）：直接转发网络中非P2P（Peer-to-Peer，点到点）类型的协议报文，并参与计算整条链路的延时。 P2PTC（Peer-to-PeerTransparent Clock，点到点透明时钟）：只直接转发Sync报文、Follow_Up报文和Announce报文，而终结其它PTP协议报文，并参与计算整条链路上每一段链路的延时。 一般链式的P2P网络选择E2E-TC，而从钟节点较多的网络考虑P2P-TC。因在 P2P 延时测量机制中，延时报文交互是在每条链路的两个端口间进行的，主钟只与直接相连的网络交换设备有延时报文交互，因此在 P2P TC 的延时测量机制中，没有对从钟数量的限制。 主时钟：一个PTP通信子网中只能有一个主时钟。 PTP端口有九种状态主站，从站，待机，未校正，监听，禁止，初始化，故障 三、PTP报文 PTP协议定义了4种多点传送的报文类型和管理报文，包括同步报文（Sync），跟随报文 （Follow_up），延迟请求报文（Delay_Req），延迟应答报文（Delay_Resp）和管理报文。 报文有一般报文和事件报文两种类型。跟随报文和延迟应答报文属于一般报文，一般报文本身不进行时戳处理，它可以携带事件报文的准确发送或接收时刻值信息。同步报文和延迟请求报文属于事件报文，事件报文是时间敏感消息，需要加盖精确的时间戳。
IEEE1588和高精度时间同步的方法[作者：阮於东] IEEE1588和高精度时间同步的方法 摘要 本文介绍网络时间同步和最佳时钟算法的概念，介绍用于分散测量和控制的精确时间同步协议IEEE1588的原理。 关键词：时间同步：时间标记：最佳时钟算法： IEEE1588 and Precise Time Synchronization Method Ruan Yu-dong SEARI Abstract：The paper introduce the time synchronization and the best master algorithm concept ,descripts the precise time synchronization principle of IEEE1588 protocol for networked measurement and control system 0引言 控制系统中的时间同步问题早就出现，而随着系统范围的扩大和分散控制的发展，通过网络联系的分散控制节点之间的时间同步变得越来越重要。系统中时间的使用通常有两种不同的应用类型：时间标记性应用和基于频率的应用。如配电应用可代表时间标记应用，在这种系统中绝对时间很重要，因为特定事件的定时不仅需要与本系统内的其他事件的时间作比较，而且由于电力系统的连贯性，经常可能需要与外部相关系统的事件的时间作比较。哪一个事件先发生？是电网A先跳闸，还是电网B先跳闸？这些事件相隔多少时间？在实际应用中这些事件可能发生在不同的地理区域。由于这个原因需要绝对时间值的概念，并且这个时间基准需要校正为世界各地使用的常用时间。由于特定的事件和报警是被打上时间标记的，只要这些时间标记具有相同的基准，就可以在事后进行这些事件的时间顺序的分析。 另一方面，在控制系统中存在大量基于频率的应用，如通过网络连接的多个分布驱动的协调控制，它们需要精确同时执行，因为它们不能过度拉伸或损坏驱动机架之间的织物。在这些应用中当这些驱动器是同步工作时过程最佳。如果每个驱动器精确地在同时采样反馈和执行控制算法，同时执行控制命令，那么作用力的施加是协调的。在这种应用中绝对时间不是很重要，但是控制周期的同步非常重要。 解决这些问题的关键是时间同步，时间同步的目的就是要将时间基准准确地传递到各控制点，传递并不困难，难于达到的是传递的精度。在2002年出现的IEEE1588标准（网络化测量和控制系统的精确时钟同步协议，通常称为Precision Time Protocol[PTP]）在这方面取得了重大进展。使用这个方法并不需要很多资源就可以达到100纳秒级的同步精度。 IEEE1588标准出现后得到业界高度重视，在2002年，2004年举办专业会议，2006年将举办第三次专业会议。工业控制的领先厂商Rockwell，Siemens等立即投入产品开发，IEC已将它转化为IEC61588－2004标准，这个标准已为Ethernet/IP，Profinet，PowerLink，EtherCat 等基于以太网的总线采用，成为当前普遍采用的方法。
轨道交通时钟系统解决方案 轨道交通时钟系统解决方案 地铁通信系统一般包括： 时钟系统是轨道交通重要的组成部分之一，而其在地铁站的主要作用是为上班族、来往的游客工作人员提供准确的时间信息，同时时
钟系统要为其他监控系统、控制系统等弱电子系统提供统一的时钟信号，使各系统的定时集中同步，在整个地铁系统中使用相同的定时标准。站厅及站台位置的时钟可以为旅客提供准确的时间信息；各车站办公室内及其它停车场内的时钟可以为工作人员提供准确的时间信息；向其它地铁通信子系统提供的时钟信息为地铁运行提供了标准的时间，保证了轻轨系统运行的准时，安全。 时钟子系统能够向地铁全部通信子系统提供准确的时钟信号。时钟信号以卫星自动定位系统所发的格林威治标准世界时间为准辅以铷原子钟或石英钟。时钟系统的控制中心向各分站或车场二级母钟发送时钟信号，再由二级母钟向其对应的子钟发送时钟信号；同时每站的各路时钟信号均需上传至时钟系统的监控中心，使之可以完成对全路各站所有时钟工作状态的监测和控制，并可在相应的管理客户机上完成各种需要的管理及配置功能。
设计区域：换乘大厅、进出口、监控室、控制室控制中心调度大厅和各车站的站厅、站台、车站控制室、公安安全室、票务室、变电所控制室及其它与行车有关的处所，并在车辆段/停车场信号楼运转室、值班员室、停车列检库、联合检修库等有关地点设置子钟。
相关产品 第一章教育和教育学 1 教育的发展 一、教育的概念 考点：教育是培养人的一种社会活动，是传承社会文化、传递生产经验的和社会生活经验的基本途径。 考点广义：凡是增进人们的知识和技能，影响人们思想观念的活动，都具有教育作用。 狭义：主要指学校教育。 学校教育是教育者根据一定的教育要求，有目的、有计划、有组织的通过学校的教育工作，对受教育者的身心施加影响，促使他
一、建设时钟同步系统的重要性 随着电厂、变电站自动化水平的提高，电力系统对时钟统一对时的要求愈来愈迫切，有了统一精确的时间，既可实现全厂（站）各系统在GPS 时间基准下 的运行监控和事故后的故障分析，也可以通过各开关动作、调整的先后顺序及准 确时间来分析事故的原因及过程。统一精确的时间是保证电力系统安全运行，提 高运行水平的一个重要措施。 二、时钟同步系统的优越性 电厂（站）的时钟同步是一件十分重要的基础工作，现在电厂（站）大多采用不同厂家的计算机监控系统、DCS 分布式控制系统、自动化及线路微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统、电液调速系统DEH 、SCADA 系统及各种输煤PLC 、除灰PLC 、化水PLC 、脱硫PLC 等，以前的时间同步大多是各设备提供商采用各自独立的时钟，而各时钟因产品质量的差异，在对时精度上都有一定的偏差，从而使全厂各系统不能在统一时间基准的基础上进行数据分析与比较，给事后正确的故障分析判断带来很大隐患。 如今，人们已经充分意识到时间统一的重要性。但是，统一时钟并不是单纯地并用GPS 时钟设备。目前，人们普遍采用一台小型GPS 接收机，提供多个RS232端口，用串口电缆逐一连接到各个计算机，实现时间同步。但事实上，这种同步方式的缺点是，使用的电缆长度不能过长；服务器的反应速度、客户机的延迟都直接影响对时精度。而且各电厂（站）往往有不同的装置需要接收时钟同步信号，其接口类型繁多，如RS-232/422/485串行口、脉冲、IRIG-B 码、DCF77格式接口 等；装置的数量也不等，所以在实际应用中常感到GPS 装置的某些类型接口数量不够或缺少某种类型的接口，其结果就是电厂中有些装置不能实现时钟同步，或者需要再增加一台甚至数台GPS 装置，而这往往受到资金不足或没有安装位置等限制。若各系统实施统一GPS 时钟同步方案，就可实现全厂（站）各系统在统一GPS 时间基准下的运行监控和事故后的故障分析，大大提高了电厂（站）系统的安全稳定性。因此采用GPS 时钟同步系统比采用传统的GPS 同步设备有着明显的优势，也是技术发展的必然趋势。 第二部分 对时方式和NTP 协议简介 一、对时方式 目前，国内的同步时间主要以GPS 时间信号作为主时钟的外部时间基准信 号。现在各时钟厂家大多提供硬对时、软对时、编码对时三种方式，我公司的时 间同步产品除了提供以上三种对时方式外，还可提供先进的NTP 网络对时方式， 大大提高了产品的技术含量及系统的完整性。以下是各对时方式的介绍： 1、硬对时（脉冲节点） 主要有秒脉冲信号（lpps ，即每秒 1 个脉冲）和分脉冲信号门(1ppm ，即每分1个脉冲)。秒脉冲是利用GPS 所输出的lpps 方式进行时间同步校准，获得与 UTC 同步的时间准确度较高，上升沿的时间准确度不大于lus 。分脉冲是利用GPS 所输出的lppm 方式进行时间同步校准，获得与UTC 同步的时间准确度较高，上升沿的时间准确度不大于3us ，这是国内外保护常用的对时方式。另外通过差分芯片将lpps 转换成差分电平输出，以总线的形式与多个装置同时对时，同时增加了对时距离，由 lpps 几十米的距离提高到差分信号1km 左右。 用途：对国产故障录波器、微机保护、雷电定位系统、行波测距系统对时。 故障录波装置分别由不同的厂家生产；保护装置国内以南自股份、南瑞、许继、阿继及四方公司的产品为主。 2、软对时（串口报文） 串口校时的时间报文包括年、月、日、时、分、秒，也可包含用户指定的其他特殊内容，例如接收 GPS 卫星数、告警信号等，报文信息格式为ASCll 码或BCD 码或十六进制码。如果选择合适的传输波特率，其精确度可以达到毫秒级。串口校时往往受距离限制，RS-232口传输距离为30 m ， RS-422口传输距离为 150 m ，加长后会造成时间延时。 用途：对电能量记费系统、输煤PLC 、除灰PLC 、化水PLC 、脱硫PLC 、自动化装 置、控制室时钟对时。 3、编码对时 编码时间信号有多种，国内常用的有 IRIG （Inter －range Instrumentatlon group ）和DCF77（Deutsche ，long wave signal ，Frankfurt ，77.5 kHZ ）两种。IRIG 串行时间码共有6种格式，即A ，B ，D ，E ，
跨时钟域信号同步方法6种 ASIC中心 1 引言 基于FPGA的数字系统设计中大都推荐采用同步时序的设计，也就是单时钟系统。但是实际的工程中，纯粹单时钟系统设计的情况很少，特别是设计模块与外围芯片的通信中，跨时钟域的情况经常不可避免。如果对跨时钟域带来的亚稳态、采样丢失、潜在逻辑错误等等一系列问题处理不当，将导致系统无法运行。本文总结出了几种同步策略来解决跨时钟域问题。 2 异步设计中的亚稳态 触发器是FPGA设计中最常用的基本器件。触发器工作过程中存在数据的建立(setup)和保持(hold)时间。对于使用上升沿触发的触发器来说，建立时间就是在时钟上升沿到来之前，触发器数据端数据保持稳定的最小时间。而保持时间是时钟上升沿到来之后，触发器数据端数据还应该继续保持稳定的最小时间。我们把这段时间成为setup-hold时间(如图1所示)。在这个时间参数内，输入信号在时钟的上升沿是不允许发生变化的。如果输入信号在这段时间内发生了变化，输出结果将是不可知的，即亚稳态 (Metastability) 图1 一个信号在过渡到另一个时钟域时，如果仅仅用一个触发器将其锁存，那么采样的结果将可能是亚稳态。这也就是信号在跨时钟域时应该注意的问题。如图2所示。 信号dat经过一个锁存器的输出数据为a_dat。用时钟b_clk进行采样的时候，如果a_dat正好在b_clk的setup-hold时间内发生变化，此时b_ dat就既不是逻辑"1"，也不是逻辑"0"，而是处于中间状态。经过一段时间之后，有可能回升到高电平，也有可能降低到低电平。输出信号处于中间状态到恢复为逻辑"1"或逻辑"0"的这段时间，我们
王向军，张亚元，张龙祥．基于GPS 和高精度实时时钟的时间同步方法[J ]．纳米技术与精密工程，２０１６，１４（１）：６６-７０． Wang Xiangjun ，Zhang Yayuan ，Zhang Longxiang ．Time synchronization based on GPS and high -accuracy real -time clock [J ]．ＮａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６，１４（１）：６６-７０（in Chinese ）． 基于ＧＰＳ和高精度实时时钟的时间同步方法 王向军１，２，张亚元１，２，张龙祥１，２ （１．精密测试技术及仪器国家重点实验室（天津大学），天津３０００７２； ２．天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室，天津３０００７２） 摘 要：时间同步在航天测控、卫星遥感、军事靶场、视觉测量、电力运输等领域有重要意义．针对计算机时间系统 分辨率低的问题，提出使用全球定位系统（GPS ）接收机的整秒脉冲信号和串口时间信息，作为高精度的时间源，具 有高频率稳定性的时间模块与该时间源同步；计算机通过RS ２３２串口从时间模块获取时间信息，利用模拟精密时 间协议时间同步方法的过程，测量串口通信过程中的延时并补偿，完成计算机高精度时间同步．通过整秒脉冲比对 的方法测试时间同步的精度．实验表明，时间同步方法的同步精度优于５００μs ． 关键词：时间同步；GPS ；实时时钟；精密时间协议；串口通信延时 中图分类号：TH ７１４；TN ９８ 文献标志码：A 文章编号：１６７２-６０３０（２０１６）０１-００６６-０５ 收稿日期：２０１５-０８-０７． 作者简介：王向军（１９５５— ），男，博士，教授． 通讯作者：王向军，xdocuxjw @vip ．１６３．com ．ＴｉｍｅＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＧＰＳａｎｄＨｉｇｈ-ＡｃｃｕｒａｃｙＲｅａｌ-ＴｉｍｅＣｌｏｃｋ Wang Xiangjun １，２，Zhang Yayuan １，２，Zhang Longxiang １，２ （１．State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments （Tianjin University ），Tianjin ３０００７２，China ； ２．Key Laboratory of MOEMS of Ministry of Education ，Tianjin University ，Tianjin ３０００７２，China ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Time synchronization plays a significant role in aerospace measurement and control ，satellite remote -sensing ，military range ，vision measuring ，electric power transmission and many other areas ．Ai -ming at the problem of low resolution of computer timing system ，this paper proposes a method of comput -er time synchronization ．It utilizes the pulses per second and time messages from a GPS receiver as the high -resolution time source ．The high -accuracy time module acquires time messages from time source and transforms them to the computer through RS ２３２serial port ．Time delay can be computed by imitating the process of precision time protocol synchronization ．The computer completes time synchronization by com -pensating time delay to the precision time ．The method of integral second pulse comparison can be used to test the synchronization precision ．Results show that precision can be better than ５００μs ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：time synchronization ；GPS ；real -time clock ；precision time protocol ；time delay in serial port communication 使不同设备或系统的时间轴在同一时刻读数相一 致的过程，被称为时间同步．时间同步广泛应用于航天 测控、卫星遥感、军事靶场、视觉测量、电力运输等领 域，具有重要意义[１-２]．目前时间同步的主要方法有全 球定位系统（global positioning system ，GPS ）授时技术、同步以太网技术、精密时间协议（precision time proto -col ，PTP ）等，能够达到亚微秒级别的同步精度；一般高精度的时间同步方式都要求相应的高成本硬件支
同步时钟系统 1.公司简介 南瑞集团公司是国家电网公司直属单位，是中国最大的电力系统自动化、水利水电自动化、轨道交通监控技术、设备和服务供应商。主要从事电力系统二次设备、信息通信、智能化中低压电气设备、发电及水利自动化设备、工业自动化设备、非晶合金变压器及电线电缆的研发、设计、制造、销售、工程服务与工程总承包业务。 南瑞集团通信与用电技术分公司（以下简称“通信用电分公司”）成立于2010年1月，是南瑞集团公司信息通信产业板块的核心单位、国内领先的高端智能用电产品及整体解决方案提供商，为国家电网公司提供各类智能芯片产品。 通信用电分公司充分把握智能用电产业发展的重大历史机遇，以服务坚强智能电网建设为主旨，以做专做精做大做强“智能用电产业”为目标，积极贯彻落实国家电网公司直属产业规划部署，确立了“1+5”发展战略，打造“1”个产业支撑平台，支撑“智能芯片、智能终端、智能传感、电力通信和智能服务”5项业务协同发展，形成从应用系统层、终端设备层和芯片器件层相互支撑的业务发展格局，致力于成为以芯片为核心支撑的高端综合解决方案提供商，已形成了信息管理、通信系统及通信设备、智能芯片、用电自动化及终端设备、电力物联网等5个产品线，拥有17个子产品线。随着生产业务的拓展，通信用电分公司已经取得一批具有自主知识产权的产品及成果,包括：“国网芯”系列芯片及与之配套的芯片发行系统、密钥管理系统；基于“国网芯”技术的智能用电产品及终端模块、电力线载波通信及配用电专用光通信产品；基于智能量测技术的智能防窃电系统、省级计量中心计量生产调度平台、智能感知互动综合服务平台等，并积极拓展节能服务、能效及智能传感等新型营销业务。 通信用电分公司成立3年来，各项经营业绩指标均保持迅猛增长，已承担多项重点科研和产业化项目，申请专利及软件著作权145项（其中发明专利66项），申请国际专利4项，截至2013年6月底，人员规模已从成立之初的83人