[实用新型]一种网络时间信号转直流时间码装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种网络时间信号转直流时间码装置，用于将精密网络时间信号PTP(Precision Time Protocol)转换成为DCLS时间信号，属于通信技术领域。

背景技术

随着电子通信技术的迅速发展，许多行业对时间精度的要求越来越高。特别是在通信、电力、交通、金融等领域，精确的时间信号是各种自动化设备正常运行的必要保障，毫秒甚至微秒级的时间偏差都有可能导致系统工作异常，造成无法挽回的损失。

目前针对这一问题普遍的解决方案是建立时间同步系统。即通过GPS或其它卫星系统获得绝对时间UTC，再将该系统时间应用于各系统，使得该系统内有时间标记需求的设备都使用同一个时间参照体系，从而实现各类设备时间的一致。

当前应用最成熟的是GPS卫星对时技术。GPS是美国的全球卫星导航系统，由24颗在空间运行的GPS卫星和地面控制站组成。在地球表面任意地点、任何时间GPS卫星信号接收器都可收到足够数量(至少四颗)的GPS卫星信号。精确计算接收器所在当前空间位置和时间，其时间精度相对UTC时间误差可达纳秒级。GPS时钟是一个非常精确的时间源，绝大多数的时间同步网络都把它作为基准时间源。

时间同步的信号类型包括通过普通电缆传输的脉冲、IRIG-B(其中直流的IRIG-B称为DCLS)、串口报文和基于TCP/IP双向传输的网络对时协议NTP和PTP等。脉冲、IRIG-B和串口报文的对时方式已经广泛应用于通信、电力等很多领域，已经是非常成熟的对时技术。NTP也已被广泛应用于许多领域，其突出优势在于其可以在任意IP网络中实现时间同步，而其劣势则表现在其对时精度只有毫秒级。而PTP不仅具有NTP双向时延自动补偿的能力，更重要的是其精度为纳秒级。而纳秒级的对时精度已经可以满足几乎所有领域的对时要求。

PTP(Precision Time Protocol)协议，也称为IEEE 1588，该标准在提出之初是致力于工控和测量的精密时钟同步协议标准，目标是提供亚微秒的同步精度应用。后来该标准受到于自动化领域尤其是分布式运动控制领域的关注，并且国际上在军事领域的应用已经起步，远程通信和电力系统等相关组织也对其表现出浓厚的兴趣。

更加值得注意的是，PTP协议是一种基于TCP/IP的网络协议，数据网络无以伦比的灵活性已使其成为各领域最主要的通信方式。传统的脉冲、IRIG-B等硬对时方式只能局限于很小领域的时间同步，且不易管理，它必将被基于数据网传输的PTP对时方式所取代。随着PTP对时网络的迅速发展，大量传统的基于DCLS的对时设备要接入PTP网络，就必须首先完成PTP向DCLS的转换。但是，目前为止并没有一种成熟的完成PTP向DCLS转换的装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可实现PTP时间信号向传统DCLS信号转换的设备。

为了达到上述目的，本实用新型的产品技术方案是提供了一种网络时间信号转直流时间码装置，包括控制单元，其特征在于，控制单元分别连接物理层收发器、MAC控制器、微控制器、振荡器、过滤器及驱动电路、驱动电路及LED指示灯，物理层收发器连接RJ45接口，MAC控制器及微控制器分别通过USB集线器连接外置的微处理器模块，微控制器连接FPGA配置控制器、并通过模/数转换电路连接振荡器。

进一步，所述控制单元为FPGA。

本实用新型通过FPGA芯片对接收到的PTP网络时间进行处理。FPGA为大规模可编程逻辑芯片，具有逻辑单元灵活、集成度高等特点，可直接处理PTP信号，而无需采用复杂的电路对PTP信号进行转化，从而能够保证从接收到的PTP报文中恢复出精确的时间。本实用新型内置晶体振荡器，通过FPGA控制对其进行“训练”，FPGA同时接收该晶体振荡器的频率输出，并进一步输出高精度的时钟信号给驱动电路、物理层收发器、MAC控制器等。

本实用新型的优点是：

(1)通过FPGA芯片实现对PTP时标的处理，而无需采用复杂的电路，能够保证对PTP时间输入的精准提取；

(2)PTP端口同时可以作为该装置的管理口；

(3)设备外形和接口可根据被对时设备的要求进行定制；

(4)自动计算电缆时延补偿，精度高，应用方便。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种网络时间信号转直流时间码装置的连接示意图。

具体实施方式

以下结合实施例来具体说明本实用新型。

实施例