[发明专利]基于PTP的从时钟监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及同步时钟的监测方法，更具体而言，涉及基于PTP的从时钟监测方法。

背景技术

电力系统中尤其是数字化变电站中存在大量的需要精准时间的设备，比如合并单元、行波测距设备、向角测量仪PMU等，这些设备长时间运行后，由于器件的老化、程序的稳定性等因素会出现不同步的现象，影响电网系统正常工作。而要想检测与时间源是否同步没有简单实用的办法，一般需要人工采用示波器测量时间源和被授时设备的秒脉冲，以决定偏差的大小。这种方式的缺点很明显，没有快速自动化的检测设备的时间精确度，且浪费人力。

在电力系统规模的扩大以及电力系统控制技术的发展，对各调度系统以及发电厂和变电站的时间基准都提出了新的要求。实际上，电力系统内部信息交换量大、状态改变快，只有满足一定的时钟同步精度，才能对相位比较、故障记录、事件顺序启动等功能给予保障。因此，为了进一步提高电力系统运行管理水平，满足电力系统快速发展的要求，并提高对系统的控制能力和故障分析能力，首先必须提供一个统一的系统时钟，使整个控制系统内部各个站点的时钟保持同步。

在电信领域中IP化是未来网络业务的发展趋势，而以太网以其优越的性价比、广泛的应用及产品支持，成为以IP为基础的承载网的主要发展方向。在部署电信级以太网时，如何解决时钟同步问题是一个要考虑的方面。对分组网络的同步需求有两个方面：一是，分组网络可以承载TDM业务，并提供TDM业务时钟恢复的机制，使得TDM业务在穿越分组网络后仍满足一定的性能指标；二是，分组网络可以像TDM网络一样，提供高精度的网络参考时钟，以满足网络节点或终端的同步需求。

同步以太网(SyncE)就是最新的标准解决方法。在SyncE中，以太网采用与SONET(同步光纤网络)/SDH(同步数字系列)相同的方式，通过高品质、可跟踪一级基准时钟信号同步其位时钟。2006年，国际电信联盟在其G.8261中描述了SyncE概念。2007年，在G.8262中对SyncE的性能要求进行了标准化，规定了同步以太网网络设备中使用的时钟的最低性能要求。

IEEE在2002年发布了IEEE 1588标准，该标准定义了一种精确时间同步协议(PTP)，2005年又制定了新版本的IEEE 1588，即IEEE 1588v2。随着众多厂商的PTP产品的出现，PTP从时钟的对时准确性的监测问题也逐渐提上行业用户日程。

现在的监测方式基本上是人工的对比秒脉冲的方式，没有实现自动化处理，对于海量的被测设备，工作量就非常巨大。

发明内容

本发明基于PTP协议实现亚微秒级同步精度的监测方法，该方法采用组播方式发出从时钟接口上收发的E2E、P2P延迟测量机制所涉及的全部时间戳，增加了同步确认信息包、延迟请求确认信息包和对等延迟确认信息包以使第三方的监测设备可以独立计算PTP主从时钟的时间偏差和平均路径时延，自动计算出从时钟当前的对时状态，包括时间精确度、同步与否等，这就完全解决的上述被授时设备同步状态的监测问题。通过以太网收发器，可以准确地获得网络报文时间戳，能实现亚微秒级的同步精度；第三方监测系统只要能够接收网络报文即可，整个系统结构简单，并具备良好的开放性以及扩展性，容易实现。

本发明基于IEEE 1588协议，在E2E和P2P两种延时测量中，引入了确认报文，将从时钟设备或节点所接收到事件报文的收发时间写入确认报文，然后采用组播方式发出。

而采用本发明所述方法，就可以自动便捷的完成时钟监测的任务。

附图说明

图1为实现本发明的基于PTP的从时钟监测方法的检测设备的网络布局图；

图2为PTP协议中报文的公用消息头header的格式；

图3为E2E延时测量机制中相关报文的逻辑关系图；

图4为P2P延时测量机制中相关报文的逻辑关系图。

具体实施方式

由图1可见，本发明的基于PTP的从时钟的监测方法实现在检测设备上，该检测设备布局在以太网中，通过交换机与一个主时钟设备和多个从时钟设备进行通信，在该以太网中，数据以组播方式传输。主时钟设备和从时钟设备采用PTP标准进行同步，该监测设备用于通过以太网络监视PTP从时钟的对时情况，而无需人工到现场测量。监测设备可以是台式机、笔记本电脑、工作台等能够实现PTP协议的设备。

1、E2E延时测量机制