时间同步控制装置和方法_2

文档序号:9693137阅读:来源:国知局
个分离位置处的时钟信号的足够鲁棒或足够准确的时间同步。
[0028]参照图2,示出了用于在多个远程站处提供准确且可预测的同步时钟信号的系统的优选实施例。图2示出了通过远程通信路径14彼此链接的两个分离的网络10、12,所述远程通信路径14可以是卫星链路、有线路径或任意其他合适的路径。将理解的是,如同本发明可以包括多于两个网络一样,本发明可以仅包括一个这种网络。
[0029]每个网络10、12配备有参考控制单元16a、16b,参考控制单元16a、16b包括参考时钟以及处理单元和数据存储器。参考时钟可以与本地协调世界时(UTC)时钟18a、18b同步,本地协调世界时(UTC)时钟18a、18b自身根据关于法国的国际度量衡局BIPM管理的UTC同步的国际协议进行同步。
[0030]多个用户远程站单元过双向直接通信连接(优选地电缆,最优选地光纤光缆2(^1-2(^11和20131-201311)与每个参考时钟163、1613耦接。用户站通常是需要与网络或互联的网络中的其他用户的本地时钟信号精确地且可靠地同步的准确时钟信号的客户端。例如,一个用户站集合22a可以是银行的分行,并且其他用户站22b可以是同一银行或不同银行的国外分行。用户站单元优选地采用提供时钟信号以供内部客户端系统使用的时钟指示器单元的形式。如以下描述的,在多个网络10、12—起操作的情况下,由参考站16或由主参考站16证明本地时钟信号在定义的误差范围内准确地同步,误差范围在一些应用中可以具有几十纳秒的数量级并且在其他应用中甚至更精确。[0031 ] 每个网络10、12是相关联的参考站16a、16b与相关联的远程用户站22a、22b之间的闭环系统。具体地,每个参考站16a、16b具有与之相关联的、可操作以确定与每个远程用户站相关联的延迟(实际上,由接收机链的每个组件(天线、电缆、放大器、配电系统、接收机等)引入的延迟)的处理器。一旦确定了针对每个用户站的延迟,参考站16a、16b就确定适合于每个用户站22a1-22an和22b1-22bn的偏移,以使得每个用户站22a1-22an和22b1-22bn指示与网络10、12中的所有其他用户站同步的时间。不断地重新评估这些偏移,并视情况将这些偏移存储在与参考站16a、16b相关联的存储器中。
[0032]然后,每个参考站16a、16b基于通过合适的用户站偏移调整的其参考时钟信号来生成针对每个远程用户站特定时钟信号。然后,通过通信线路20a1-20an和201^-201?为单独用户站22a1-22an和221^-221^供应其相关联的时钟信号,使得它们均以同步方式指示同一时间。鉴于由参考站16a、16b进行控制,该同步可以非常准确。此外,可以在任意时间添加客户端用户站22&1-22&?和22131-221311,每个新站具有由参考站16&、16匕确定的其延迟和相关联的偏移,由此确保新客户端站的时间指示器与网络10、12的其他客户端站22a1-22an和22b1-22bn迅速同步。
[0033]针对每个远程用户站的特定时钟信号的分配可以使用公共域同步技术,例如IEEE1588ο
[0034]将理解的是,如当前发生的,针对不太重要的时钟同步,每个本地协调世界时时钟18a、18b仍然可以用传统方式发送其时钟信号。
[0035]在图2所示的示例中,每个参考站16a、16b用上述方式执行。此外,两个参考时钟16a和16b彼此同步。在该实施例中,每个参考时钟16a和16b被校准到其自己的协调世界时时钟18a、18b,其中根据BIPM校准协调世界时时钟18a、18b。这些校准通常采用计算出的与平均UTC的偏移的形式,平均UTC是根据由各计量实验室和类似设施运行的大约四百个本地世界时时钟导出的。
[0036]UTC制定过程是每月一次的过程,由此每个UTC实验室向巴黎的BIPM贡献其时钟数据。该数据被用于形成加权平均的时标,即UTC。每个实验室的时标与UTC的偏移UTC-UTC(k)经由被称为Circular T的简报传播。制定和公布的过程实际上拖延一个月提供偏移的信息。实验室之间的偏移可能是若干纳秒至几百纳秒。
[0037]在图2的实施例中,参考站16a和16b经由通信路径14重复地交换时间和频率数据,通信路径14可以是地球同步卫星链路。两个参考站经由通信路径14来回传送时间和频率数据。通常以远短于一个月的规则时间间隔(例如每天一次地或每小时一次地)执行该交换。参考站之间每小时一次的双向卫星时间和频率传送的实现允许对偏移的快速测量。
[0038]可以由参考站16a、16b之一使用所确定的偏移,以确保其各自参考时钟的同步。实际上,参考站18a、18b之一将被指定为主参考站,所有其他参考站将校准到该主参考站。换言之,如果在图2的示例中,参考站16a被指定为主参考站,则它将发送给每个相关联的用户站22a1-22an的时钟信号将是:
[0039]UTC(18a)±0ffset(客户端 22an)
[0040]另一方面,由每个相关联的参考站或从参考站发送的时钟信号将是:
[0041 ] UTC(18n) ±0ffset(UTC( 18a至UTC18n) ±0ffset(客户端22nn)
[0042 ]因此,针对参考站18b的时钟信号将是:
[0043]171'(:(1813)±0打86七(1]1'(:(18&至1]1'(:1813)±0打86七(客户端221311)
[0044]参考站16a、16b之间的通信链路不必是鲁棒的,因为它们能够依赖于其本地协调世界时时钟,并仅需要偶尔的校准参考。
[0045]可以在图3中看出该布置的示例。
[0046]图4示出了系统的另一示例。
[0047]图4示出了参考站,在该图中参考站被指定为实验室A和实验室B。实验室A用与上述类似的方式与多个远程用户站22a连接,并且实验室B用与上述类似的方式与多个远程用户站22b连接。实验室A和实验室B经由如上所述的通信路径(在这种情况下包括地球同步卫星100)连接。实验室A包括提供时间信号UTC(A)的协调世界时时钟,并且实验室B包括提供时间信号UTCfB)的协调世界时时钟。
[0048]如果来自实验室A的时标UTC(A)被分发给用户网络22a,则经由上述传输机制在实验室B处对UTC(A)的复制允许经由实现偏移UTC(B)-UTC(A)的高分辨率偏移发生器在实验室B处将UTC(B)分发给第二网络22b(第二网络22b与实验室A处的网络物理上未连接),由此提供大规模的未连接的同步网络。
[0049]应当注意的是,这不同于物理点到点的定制同步方法。本发明的实施例能够根据联盟中已经经由双时间和频率传送向UTC制定过程递交了它们的数据的UTC实验室的数量而调整。
[0050]在一些实施方式中,参考站16a、16b不必须使其自身的时钟信号与协调世界时时钟18a、18b分离。在一些实施例中,参考站16a、16b可以使用来自相应的协调世界时时钟的时间信号,并使用上述计算出的偏移直接根据来自相应的协调世界时时钟的时间信号来计算针对远程用户站的特定时钟信号,无需计算中间参考时钟信号。
[0051 ] 将理解的是,在一些实施例中,每个参考时钟16a、16b不必向每个客户端站22a1-22an和22bi_22bn发送
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