专利名称：一种gps、北斗及脉冲多基准ptp主时钟的制作方法
技术领域：
本实用新型属于通信技术领域，涉及一种GPS、北斗及脉冲多基准PTP主时钟。
背景技术：
通信科技的迅速发展对时间精度的要求越来越高，高精度的系统时间同步是诸多 领域安全可靠运行的必要前提，如电力、交通、通信、金融证券、广播电视、国防军事、航天科 研等。目前在我国常用的时间基准获取方式是通过GPS、北斗、GL0NASS等卫星系统，这三种 卫星系统中又以GPS占主导地位。与通过无线方式对时相对应的是，可以通过PTP协议经 过地面链路远距离传输进行授时。PTP是目前最先进的网络对时协议，它可以通过以太网传 输纳秒级的时间，在众多领域得到广泛应用。PTP时间同步对PTP主时钟的精度和稳定性要 求很高，而通常的PTP主时钟只能以GPS为时间参考源，而不能以地面链路如来自铯钟的参 考为基准。为确保PTP主时钟的绝对可靠性，采用多时间基准源就非常必要。
发明内容本实用新型的目的是提供一种GPS、北斗及脉冲多基准PTP主时钟，它能够以GPS、 北斗和地面IPPS多路参考源为基准，用作PTP时间同步网的PTP主时钟，同时能够起到系 统主时钟、网络主时钟、网络从时钟的作用。本实用新型的GPS、北斗及脉冲多基准PTP主时钟，包括系统总线、时间参考输入 单元、中央处理单元、数字锁相环、时间信号输出单元及告警单元，中央处理单元、数字锁相 环、时间参考输入单元、时间信号输出单元及告警单元均通过系统总线进行通信，所述的 中央处理单元包括^IG-B模块、时间报文模块、脉冲信号模块、告警信号模块，数字锁相环 包括IRIG-解码、信号比较单元、偏差计算单元、智能保持单元、SPI总线、数模转换单元、 HQ-OCXO0所述时间参考输入单元接收来自卫星系统的基准时间和来自地面链路的PTP时 间和脉冲时间。对GPS和北斗卫星时间的优选由卫星模块实现，卫星模块包括GPS模块和 北斗模块。时间输入参考单元对其所接收到的三路时间基准进行处理比对、优选，然后通过 系统总线与其它模块进行通信。时钟的多路输入GPS、北斗及IPPS可任意设定优先权，且 PTP端口不仅可以作为输出，也可以作为PTP参考输入端口。本实用新型的GPS、北斗及脉冲多基准PTP主时钟的优点在于1、实现了一台时钟GPS、北斗、IPPS多路冗余输入，确保系统主时钟参考输入绝对 可靠；2、作为主时钟时，PTP端口输出PTP到网络，作为从时钟时，可通过PTP端口与上 游PTP进行同步，一台时钟，两种使用；3、多路外时间参考，可以人工或由系统自动选择GPS、北斗、IPPS的优先级顺序。
图1为一种GPS、北斗、IPPS多路输入PTP同步组网主时钟的连接示意图；[0010]图2为时钟多路时间参考单元；图3为时钟中央处理单元；图4为数字锁相环电路。
具体实施方式
如图1所示，一种能够以GPS、北斗和地面IPPS为基准的多路参考源PTP主时钟， 用作PTP时间同步网的PTP主时钟，同时能够起到系统主时钟、网络主时钟、网络从时钟的 作用，其组网精度达纳秒级。多路时间参考输入的优先选择及比较由图2所示的时间参考单元完成。该时间参 考单元可对多路外参考输入进行精度比较，并分析其中可能存在的误码等信息。当三路时 间参考同时存在时，该单元可以对其中任一路输入的误码、精度异常进行判别，从而选择最 高精度的时间源。对GPS、北斗卫星时间源的选择则由卫星模块直接完成，并将其处理过的 时间信号输出到时间参考单元。系统核心控制单元为中央处理单元，该时钟的PTP单元可用于主时钟，也可用于 从时钟。主时钟的中央处理单元如图3所示，中央处理单元包括^IG-B模块、时间报文模 块、脉冲信号模块、告警信号模块等，数字锁相环包括^IG-B解码、信号比较单元、偏差计 算单元、智能保持单元、SPI总线、数模转换单元、HQ-OCXO等。数字锁相环电路，如图4所示，主要完成对内部振荡器的训练调整，并以经过训练 后的振荡器为部分参考，对多路时间基准源的精度等信息进行判别。PTP (Precision Time Protocol, IEEE 1588)协议是目前世界上最先进的网络对 时协议，它可以通过以太网传输达到纳秒级的精度。IEEE1588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是一个完善的网络对时体系，具有E2E和P2P两 种模式，还可以采用单播和组播的方式。IEEE1588时钟的BMC算法可以在成百上千台互连 设备中，确定哪一台设备充当主时钟。PTP继承了 NTP基于以太网的低花费模式，同时又提 供优于^IG-B的对时精确度。目前PTP在El上的远距离传输，同步精度已经可以达到优 于一微秒，满足包括电力在内的绝大多数领域的应用。
权利要求1. 一种GPS、北斗及脉冲多基准PTP主时钟，包括系统总线、时间参考输入单元、中央处 理单元、数字锁相环、时间信号输出单元及告警单元，其特征在于中央处理单元、数字锁相 环、时间参考输入单元、时间信号输出单元及告警单元均通过系统总线进行通信，所述的中 央处理单元包括^IG-B模块、时间报文模块、脉冲信号模块、告警信号模块，所述的数字锁 相环包括IRIG-解码、信号比较单元、偏差计算单元、智能保持单元、SPI总线、数模转换单 元、HQ-0CX0，所述时间参考输入单元接收来自卫星系统的基准时间和来自地面链路的PTP 时间和脉冲时间，对GPS、北斗卫星时间源的选择则由卫星模块实现，时间输入参考单元对 其所接收到的三路时间基准进行处理，然后通过系统总线与其它模块进行通信。
专利摘要一种GPS、北斗及脉冲多基准PTP主时钟，包括系统总线、时间参考输入单元、中央处理单元、数字锁相环、时间信号输出单元及告警单元，各单元均通过系统总线进行通信，所述时间参考输入单元接收来自卫星系统的基准时间和来自地面链路的PTP时间和脉冲时间，对GPS和北斗卫星时间的优选由卫星模块实现，时间输入参考单元对其所接收到的三路时间基准进行处理比对、优选，然后通过系统总线与其它模块进行通信。本实用新型实现了一台时钟GPS、北斗、1PPS多路冗余输入，确保系统主时钟参考输入绝对可靠，作为主时钟时，PTP端口输出PTP到网络，作为从时钟时，可通过PTP端口与上游PTP进行同步。
文档编号H04J3/06GK201928290SQ201020625198
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者付俊峰, 李健 申请人:江西省电力公司信息通信中心