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)
丹阳市人民医院胸痛中心的时间管理方案 一、时钟同步系统 时钟同步系统对于医院系统可以说是一个不可缺少的重要组成部分，其主要作用是为相关医医疗机构工作人员提供一个标准统一的时间信息，同时为各相关单位科室提供统一的标准时间系统同步，从而实现各相关单位及相关设备的时间标准统一。这对医院的服务质量起到了重要的作用。时钟同步系统工作原理是相关责任人手持移动终端接收3G基站时间信息来实现统一；所有相关设备均以此为标准校对，从而实现全系统统一的时间标准。并每周校对一次。 二、计时点及方法 1.发病时间：患者出现胸痛、胸闷、上腹不适等系列症状开始的时间 ·计时方法：主要是通过问诊方式获得 2.呼救时间：首次拨打120呼救或拨打医院急救电话求救 ·计时方法：120记录、本院胸痛中心记录或其他急救机构记录，已接听电话的时刻为准。 3.到达现场时间：院前急救人员、社区医生或其他医疗机构到达现场时间 计时方法：要求院前人员、网络医院、其他医疗机构准确计时 4.首份心电图时间：完成第一份12或18导联心电图的时间 计时方法：开始接触医疗人员到完成第一份心电图最后一个导联记录为准。在完成心电图操作后，应将准确时间记录在心电图上，包括年、月、日、时、分5.确诊STEMl时问：完成首份心电图后，由受过胸痛专科培训的医生或分诊护士确认为STEMI时间；或由我院医师使用胸痛中心微信群诊断为STEMI的时间。 6.抽血时间：首次抽血查Tnl、CKMB等的时间 计时方法：以抽血护士完成标本采集时刻为计时点。 7.开始转运时间：在确诊为ACS并离开现场／医院的时间。 . 计时方法：由转运医护人员在接到病人启动车辆时计时 8. 给药时间：在确定为ACS患者，排除各类用药禁忌症后，给予服用肠溶阿司
IEEE1588V2 PTP时钟同步方案介绍 一实现原理 1.1 PTP系统概述 PTP为Precise Time Protocol的简称，遵循IEEE 1588协议标准，1588协议是解决IP传输的基站之间同步问题的协议。以前的NODEB基站从GPS获取同步信号1PPS和时间信息TOD，为保证时间同步，每个NODEB都需要一个GPS。而1588协议提出通过PTP消息进行时钟信息的传递，NODEB接受到同样的时钟信息作为本NODEB的同步时间信息，从而实现整个系统时钟的同步。 如1.1，PTP系统的同步时钟系统。同一个通路上（Path A, Path B , Path C和PathD）获取相同的时钟信息，这样只需要边界时钟（NODEB13和NODEB14；NODEB13和NODEB15；）实现同步即可以实现系统时钟的同步。 图1.1 PTP同步时钟系统示意图 在PTP系统中分为主/从两种时钟提取的方式。当本NODEB为主时钟方式，需要有GPS，通过GPS获取TOD时间消息和1PPS同步信号。然后将TOD消息和1PPS封装在UDP数据包中通过以太网连路进行传输。当本NODEB为从时钟方式，需要从以太网接受的数据中，解析出该UDP数据包，获取时间信息和同步信息。 另外PTP系统之间的时间信息是通过MAC地址进行寻址传输的。 NodeB支持主从两种模式，选用SEMTECH的ACS9510时钟芯片，PTP系统的实现方式如图1.2。
图1.2 PTP系统的实现方式 1.2 PTP时钟提取模块框图 BBU1324A设备支持IEEE1588 PTP HOST&SLAVE的功能， BBU1327A设备支持IEEE1588 PTP SLAVE，都采用SEMTECH的ACS9510。ACS9510支持IEEE1588 V2.0协议，PTP时钟提取模块 的功能框图如图1.3。 图1.3 PTP时钟提取模块的功能框图 当PTP模块工作在slave模式时，时钟信息通过iub口接受到NP，NP根据MAC地址 进行转发，把包含时钟信息的数据通过MII接口转发给时钟提取芯片ACS9510，ACS9510
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/af5951126.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
前言 随着计算机和网络通信技术的飞速发展，火电厂热工自动化系统数字化、网络化的时代已经到来。这一方面为各控制和信息系统之间的数据交换、分析和应用提供了更好的平台、另一方面对各种实时和历史数据时间标签的准确性也提出了更高的要求。 使用价格并不昂贵的GPS时钟来统一全厂各种系统的时钟，已是目前火电厂设计中采用的标准做法。电厂内的机组分散控制系统(DCS)、辅助系统可编程控制器(PLC)、厂级监控信息系统(SIS)、电厂管理信息系统(MIS)等的主时钟通过合适的GPS时钟信号接口，得到标准的TOD(年月日时分秒)时间，然后按各自的时钟同步机制，将系统内的从时钟偏差限定在足够小的范围内，从而达到全厂的时钟同步。 一、GPS时钟及输出 1.1 GPS时钟 全球定位系统(Global Positioning System，GPS)由一组美国国防部在1978年开始陆续发射的卫星所组成，共有24颗卫星运行在6个地心轨道平面内，根据时间和地点，地球上可见的卫星数量一直在4颗至11颗之间变化。 GPS时钟是一种接受GPS卫星发射的低功率无线电信号，通过计算得出GPS时间的接受装置。为获得准确的GPS时间，GPS时钟必须先接受到至少4颗GPS 卫星的信号，计算出自己所在的三维位置。在已经得出具体位置后，GPS时钟只要接受到1颗GPS卫星信号就能保证时钟的走时准确性。 作为火电厂的标准时钟，我们对GPS时钟的基本要求是：至少能同时跟踪8颗
卫星，有尽可能短的冷、热启动时间，配有后备电池，有高精度、可灵活配置的时钟输出信号。 1.2 GPS时钟信号输出 目前，电厂用到的GPS时钟输出信号主要有以下三种类型： 1.2.1 1PPS/1PPM输出 此格式时间信号每秒或每分时输出一个脉冲。显然，时钟脉冲输出不含具体时间信息。 1.2.2 IRIG-B输出 IRIG(美国the Inter-Range Instrumentation Group)共有A、B、D、E、G、H几种编码标准(IRIG Standard 200-98)。其中在时钟同步应用中使用最多的是IRIG-B编码，有bc电平偏移(DC码)、1kHz正弦载波调幅(AC码)等格式。IRIG-B 信号每秒输出一帧(1fps)，每帧长为一秒。一帧共有100个码元(100pps)，每个码元宽10ms，由不同正脉冲宽度的码元来代表二进制0、1和位置标志位(P)，见图1.2.2-1。 为便于理解，图1.2.2-2给出了某个IRIG-B时间帧的输出例子。其中的秒、分、时、天(自当年1月1日起天数)用BCD码表示，控制功能码(Control Functions，CF)和标准二进制当天秒数码(Straight Binary Seconds Time of Day，SBS)则以一串二进制“0”填充(CF和SBS可选用，本例未采用)。 1.2.3 RS-232/RS-422/RS-485输出 此时钟输出通过EIA标准串行接口发送一串以ASCII码表示的日期和时间报文，每秒输出一次。时间报文中可插入奇偶校验、时钟状态、诊断信息等。此输出目前无标准格式，下图为一个用17个字节发送标准时间的实例：
广东移动-上海贝尔 基于PTN网络的1588时间同步技术
上海贝尔股份有限公司 2010年11月
TD基站对于同步的要求和现状分析
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TD基站频率和时间同步要求
对于TD-SCDMA同步性能的要求 TD-SCDMA 的同步需求由3GPP TR 25.836定义。TD-SCDMA基站需要的频率 精度为±50 ppb（0.05ppm)。 此外，还需要相邻基站间的相位同步，误差要求在3 μs 以内，即基站和RNC （或PGW)之间的相位误差应该不超过1.5 μs。
TD-SCDMA空口时间同步精度要求： ∣△T1＋ △T2＋ △T3 ∣<±1.5us
GPS
Master Clock
Iub Backhaul Node B
△T2
按照最坏情况，精度分配如下： ∣△T1∣< 200 ns ∣△T3∣1 BBU+1 RRU情况下为300ns，1 BBU+6 RRU情况下为500ns 因此要求∣△T2∣的范围：800~1000ns
△T1
△T3
△T1：时间源精度
△T2：回传网络偏差
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△T3：基站偏差
目前 GPS 定时存在问题及替代方案
目前基站通过GPS保证空口同步：
GPS
n n n
对基站安装提出一定的要求 基站成本 安全性问题
GPS替代方案：
n n n
单星方案 北斗 时间同步网 传输分配
Node B
Iub Backhaul
RNC
n
传输分配方案 (借助IEEE 1588)：
n n n
通过MSTP开销 通过MSTP净荷 通过PTN
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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
华东电网时间同步系统技术规范 Technical Specification for Time Synchronism System of EastChina Electric Power Network 前言 华东电网已初步建成以超高压输电、大机组和自动化为主要特征的现代化大电网。它的运行实行分层控制，设备的运行往往要靠数百公里外的调度员指挥；电网运行瞬息万变，发生事故后更要及时处理，这些都需要统一的时间基准。为保证电网安全、经济运行，各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化装置广泛应用，如调度自动化系统、故障录波器、微机继电保护装置、事件顺序记录装置、变电站计算机监控系统、火电厂机组自动控制系统、雷电定位系统等等。这些装置的正常工作和作用的发挥，同样离不开统一的全网时间基准。 自动化装置内部都带有实时时钟，其固有误差难以避免，随着运行时间的增加，积累误差越来越大，会失去正确的时间计量作用，因此，如何对实时时钟实现时间同步，达到全网的时间统一，长期来一直是电力系统追求的目标。目前，这些装置内部的实时时钟一般都带有时间同步接口，可以由某一种与外部输入的时间基准同步或自带高稳定时间基准的标准时钟源，如GPS标准时间同步钟对其实现时间同步，这为建立时间同步系统，实现时间统一，提供了基础。有越来越多的单位已经建立或将要建立这样的时间同步系统。为了规范、指导时间同步系统的管理、设计、安装、测试和运行，特制订《华东电网时间同步系统技术规范》（以下简称《规范》）。 本《规范》根据国内外涉及时间、时间统一技术的有关标准、建议、规范或规约，结合华东电网“统一时钟系统技术研究”的实践和有关时间同步的具体情况制订的。本《规范》的贯彻、实施，对提高华东电网全网时间统一准确度和改进系统运行、管理质量将起推动作用。 本标准由国家电力公司华东公司提出。 本标准由国家电力公司华东公司归口。 本标准由国家电力公司华东公司生产科技部负责起草并解释。 本标准主要起草人：朱缵震陈洪卿宋金安
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。
大楼工程弱电系统 时钟系统 解决方案 西安同步电子科技有限公司二零一四年
大楼工程弱电时钟系统解决方案 时钟系统概述 概述 根据大楼建设工程弱电系统设计要求，本工程设置时钟系统用于统一区域内的时间信息。 标准时钟系统是为工作人员准确、标准的时间，同时也可以为其它智能化系统提供标准的时间源。标准时钟系统的设计将结合实际需要，保证相关人员都能清晰地看到的时钟，并掌握准确时间。 本工程时钟系统主要由网络时间服务器、网络数字式子钟组成。 本系统从GPS地球同步卫星上获取标准时钟信号信息，将这些信息TCP/IP网络传输，传输到各个壁挂网络数字时钟，实现整个子母钟系统的时间统一。 系统特点 精确度高 本系统能够接收来自GPS的标准时间信号，通过网络授时协议NTP/SNTP发送至系统的各个部分，实现无累积误差运行。 可靠性高(系统冗余) 本系统对时间服务器的关键设备都采用无风扇设计，具有四个独立的网络授时接口，当某个网络授时单元发生故障时，能够切换到另外一个单元，实现冗余备份的目的。 兼容性好 系统采用分布式结构，由标准化的软件及硬件组成，用户可按照需要灵活配置和扩容。 根据将来发展的需要，可以将子钟接口分别扩展到128个或256个以满足系统扩容要求。 维护方便 本系统所有主控板、信号板、接口板均采用了目前国际上流行的模块化设计，使相同规格的设备和接口板具有可互换性；积木式结构还为业主未来系统的增容和扩展提供极大的便利。 时钟系统设计与制造技术规范 系统设计规范 采用标准 电气装置安装工程施工及验收规范GBJ/232-92 设备可靠性试验规范GB50807-86 国际电气与电子工程师协会（IEEE） 国际电子学会（IEC）
电力GPS时钟同步系统解决方案 北京创想京典科技发展有限公司 科 技 领先铸就最佳
什么是时间？ 时间是一个较为抽象的概念，爱因斯坦在相对论中提出：不能把时间、空间、物质三者分开解释，"时"是对物质运动过程的描述，"间"是指人为的划分。时间是思维对物质运动过程的分割、划分。 在相对论中，时间与空间一起组成四维时空，构成宇宙的基本结构。时间与空间都不是绝对的，观察者在不同的相对速度或不同时空结构的测量点，所测量到时间的流逝是不同的。广义相对论预测质量产生的重力场将造成扭曲的时空结构，并且在大质量（例如：黑洞）附近的时钟之时间流逝比在距离大质量较远的地方的时钟之时间流逝要慢。现有的仪器已经证实了这些相对论关于时间所做精确的预测，并且其成果已经应用于全球定位系统。另外，狭义相对论中有“时间膨胀”效应：在观察者看来，一个具有相对运动的时钟之时间流逝比自己参考系的（静止的）时钟之时间流逝慢。 就今天的物理理论来说时间是连续的，不间断的，也没有量子特性。但一些至今还没有被证实的，试图将相对论与量子力学结合起来的理论，如量子重力理论，弦理论，M理论，预言时间是间断的，有量子特性的。一些理论猜测普朗克时间可能是时间的最小单位。
什么是时间？ 根据斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking）所解出广义相对论中的爱因斯坦方程式，显示宇宙的时间是有一个起始点，由大霹雳（或称大爆炸）开始的，在此之前的时间是毫无意义的。而物质与时空必须一起并存，没有物质存在，时间也无意义。
卫星时钟系统为什么含有精确的时间信息？ 地球本身是一个不规则的圆，加上地球自转和公转的误差，如果仅仅依靠经度、纬度、海拔高度三个参数来定位的偏差会很大，所以 引入了一个时间参数，每个卫星都内置了一个高稳定度的原子钟！
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
0引言在对时间同步精度要求较高的领域，比如CDMA2000、TD-SCDMA 网络，系统中基站之间需要准确的时间同步。在软切换中，如果BTS (基站)和BSC (基站控制器)没有时间同步，可能导致在选择器中发生指令不匹配，导致通话连接不能建立起来。 CDMA2000和TD-SCDMA 系统对时间同步的精度要求是3us 。一般的同步协议如NTP ，目前精度只能达到ms 级，不适用于电信高精度时间同步领域。TD 网络目前是由GPS 完成同步，而GPS 存在政治和安全风险。IEEE 1588精确时间协议 [1-2] (precision time protocol ，PTP )的出现，为替代GPS 提 供了极大的可能。PTP 能达到亚微秒级的同步精度，满足通信网的精度要求。此技术的最大优点是除了提供频率同步还提供时间同步。PTP 为减少网络组件的抖动延迟的影响提供了很好的解决方法。另外，IP 化是大势所趋，城域以太网的同步需求是全网IP 化的拦路虎。而PTP 是基于包交换网的，很容易在IP 网上实现同步，为全网IP 化解决了一大难题。同时，PTP 也为分布式网络化测控系统的实时性问题提供了解决方法[3-4]。 11588基本原理 1.1 工作原理 PTP 通过主从设备间消息传递，计算时间偏差来达到主从同步。PTP 系统属于自组织式的管理方式 [5] 。最佳主时钟 算法(best master clock algorithm ，BMC 算法)根据各个PTP 端口提供的质量信息，确定每个域内的主时钟。BMC 算法利用状态决定算法确定每个端口的主从状态，称为建议状态。主时钟周期性地组播包含时间戳的消息，需要同步的从时钟向主时钟发送消息，从时钟根据收到的时间信息和自身发送消息的时间，计算出与主时钟的偏差和线路延迟。同步消息传递的机制为延时-请求响应机制(如图1所示)。 主时钟周期发送包含时钟质量的Sync 消息，紧接着发送Follow_Up 消息通告上个消息的实际发送时间t1(本文提到的时间都是指时钟的本地时间)；从时钟记录Sync 消息的到达时间t2，紧接着在t3时刻发送Delay_Req 消息；主时钟记录消息到达时间t4，并发送消息Delay_Resp 把t4告知从时钟。从时钟根据4个时间信息计算出两个时钟的偏差和传输延迟。 假设主从之间的消息往返延迟是对称的，则有从时钟与主时钟的时间偏差Offset 为 收稿日期：2008-10-28；修订日期：2009-02-05。 网络与通信技术