专利名称：智能变电站ieee1588主从时钟同步报文对时方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络同步对时技术，特别是涉及智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法及系统。
背景技术：
目前，智能变电站以网络化通信为基础，其最大特点与优势是信息共享。高精度数据同步是实现信息共享的重要前提和基本属性，正成为智能变电站技术的核心问题而备受关注。然而，现有智能变电站数据同步通常采用IRIG-B码对时，专用光纤点对点链接，单向发送同步信号，可靠性低，并且与智能变电站的网络化信息传输方式相悖。因此，要采用一种更精确的同步协议对时方式进行同步对时校正，IEEE1588技术对时方式与智能变电站基于IEC61850的网络化传输方式相匹配，同步精度达到亚微秒，能够满足智能变电站数据同步的要求。 IEEE1588技术是一种精确时间同步协议，简称PTP协议，采用主从时钟方案，对时间进行编码传送，时戳的产生由靠近物理层的协议层完成，利用网络链路的对称性和延时测量技术，实现主从时钟时间的同步。但IEEE1588同步对时的重要假设是主从时钟来回传输路径对称，即其来回传输延时S1= S2，而实际上传输延时6:和S2—般不相等，造成产生传输延时的不对称误差。IEEE1588不对称性误差的影响因素主要包括传输路径差异和网络状态差异。(I)传输路径差异含时间戳的报文由主时钟到从时钟和由从时钟到主时钟有可能经过不同的路径，这样来回传输路径所经过的交换机数目和链路长度不相同，报文所经历的传输延时S i和S 2也就很难相等；(2)网络状态差异通信网络运行状态是动态的，不同时刻的不同运行状对应的交换机处理延时不同，且运行状态与网络的负载情况密切相关。因此，即使来回传输路径对称，网络状态不同，传输延时\和S2也很难相等。故此，由于网络运行状态与传输路径的差异可能带来同步的不对称性误差，IEEE1588对时存在着网络对时不确定性的固有缺陷。在智能变电站极高的数据同步要求下，这一问题愈发凸显而备受关注。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法及系统，能够定量分析网络状态差异与主从时钟同步信号传输路径差异对IEEE1588同步不对称性误差的影响，并为提高主从时钟同步对时精度提供参考依据。一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法，包括创建主时钟同步报文，并将该报文的发送时刻时间戳tl以广播方式向从时钟发送；接收所述主时钟同步报文和所述时间戳tl，记录所述主时钟同步报文的接收时刻t2 ；以网络时钟作为基准，记录所述从时钟接收到所述主时钟同步报文的绝对接收时刻 TT2 ；创建从时钟响应报文以点对点方式向主时钟发送，并记录该报文的发送时刻时间戳t3 ；以所述网络时钟作为基准，记录所述从时钟发送所述从时钟响应报文的绝对发送时刻TT3 ；获取所述从时钟响应报文，记录主时钟获得该报文的获取时刻t4 ；根据时间戳tl、接收时刻t2、时间戳t3和获取时刻t4计算时间偏差，并根据时间 戳tl、绝对接收时刻TT2、绝对发送时刻TT3和获取时刻t4计算不对称性误差；利用所述时间偏差和所述不对称性误差对进行从时钟的时间修正。相应地，一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时系统，包括主时钟发送单元，用于创建主时钟同步报文，并将该报文的发送时刻时间戳tl以广播方式向从时钟发送；从时钟接收单元，用于接收所述主时钟同步报文和所述时间戳tl，记录所述主时钟同步报文的接收时刻t2 ；与所述从时接收钟单元相连的网络时钟单元，用于以网络时钟作为基准，记录所述从时钟接收到所述主时钟同步报文的绝对接收时刻TT2 ；与所述从时接收钟单元相连的从时钟发送单元，用于创建从时钟响应报文以点对点方式向主时钟发送，并记录该报文的发送时刻时间戳t3 ；所述网络时钟单元还与所述从时钟发送单元相连，用于以所述网络时钟作为基准，记录所述从时钟发送所述从时钟响应报文的绝对发送时刻TT3 ；主时钟接收单元，用于获取所述从时钟响应报文，记录主时钟获得该报文的获取时刻t4 ；所述网络时钟单元包括偏差计算单元和误差计算单元，其中，所述偏差计算单元用于根据时间戳tl、接收时刻t2、时间戳t3和获取时刻t4计算时间偏差；所述误差计算单元用于根据时间戳tl、绝对接收时刻TT2、绝对发送时刻TT3和获取时刻t4计算不对称性
误差;与所述偏差计算单元和所述误差计算单元分别相连的从时钟修正单元，用于利用所述时间偏差和所述不对称性误差对进行从时钟的时间修正。实施本发明，具有如下有益效果本发明通过主从时钟之间的报文交换传输，计算出偏差时间，并结合网络时钟对主从时钟之间的传输延时进行定量分析，从而获得网络状态差异与主从时钟同步信号传输路径差异对IEEE1588同步不对称性误差的影响，实现智能变电站主从时钟同步对时校正，提高主从时钟同步对时精度。
图I为本发明一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法的流程图；图2为本发明主从时钟同步过程的原理示意图3为本发明一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法的应用实施例示意图；图4为本发明一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时系统的示意图；图5为本发明一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时系统的应用实施例示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。发明的一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法及系统是基于IEEE1588精确时间同步协议，该协议定义了四种同步报文同步报文Sync，跟随报 文Follow_Up,延迟请求报文Delay_Req,延迟反馈报文Delay_Resp和一组管理报文Management massage。同步报文包含时间戳，因此也称为事件消息,而管理报文不包含时间戳，也被称为通用消息。实际设计应用中主要是对四种同步报文进行建模，而管理报文没有涉及，在此不做讨论。IEEE1588同步报文具有的特点如下DSync以广播方式从主时钟节点发出，需要在主时钟节点处标记其离开时间，在从时钟节点处标记其到达时间。2) Delay_Req以点对点方式从各从时钟节点发出，需要在各个从时钟节点处标记其离开时间，在主时钟节点处标记其到达时间。3)Follow_Up以广播方式从主时钟节点发出；Delay_Resp以点对点方式从主时钟发出。这两个报文不需要进行时间标记。网络数据包的传输过程需要通信协议栈将数据包逐层封装，最后在MAC层形成MAC帧然后传递给物理层，物理层再将数据驱动为符合网络介质所需要的电平信号发送出去。UDP协议规定了数据包经过第一次封装后再经过IP协议层的封装，最后在MAC层封装成MAC格式的帧结构，用于数据的传输。接受UDP数据包时，通信协议栈则需要逐层将接收到的MAC帧向上传输，逐层剥离封装，最后到达应用。而IEEE1588同步报文遵循三层协议，只能检测到MAC帧，其数据链路层封装与解析报文MAC地址。根据IEEE1588协议，同步报文都具有同样的报头格式，其格式中(Tl3字节为MAC帧的帧头格式，14^33字节为IP报文表头格式，34^41字节为UDP报文表头格式。messageType :若是 Sync/Delay_Req 报文，此处的值为 OxOl ;若是 Follow_UP/Delay_Resp报文，此处的值为0x02。sequence〗报文发送序列号，其取值为本端口上次所发送同种报文的sequenceld值加一。control值可作为区分报文类型的一个依据,若为Sync报文,值为 PTP_SYNC_MESSAGE ;若为 Delay_Req 报文，值为 PTP_DELAY_REQ_MESSAGE ;若 Follow_Up报文，值为 PTP_F0LL0WUP_MESSAGE ;若为 Delay_Resp 报文，值为 PTP_DELAY_RESP_MESSAGE。对于四种同步报文，其报文格式内容如下I) Sync 报文和 Delay_Req 报文Sync报文和Delay_Req报文结构内容相同，其中，originTimestamp为本地时钟处理Sync or Delay_Req消息的预估时间，即消息时间戳点经过出栈时钟时间戳点的时间；epochNumber为同步周期数；currentUTC0ffset为当前UT偏移量；94 118字节用于说明最高主时钟的时钟属性及端口属性；synclnterval值决定时钟同步间隔。2)Follow_Up 报文Follow_Up 报文内的 associated Sequenceld 值为 Follow_Up 所跟随的 Sync 报文的 sequenceld ；preciseOriginTimestamp 值为 Follow_Up 所跟随的 Sync 报文离开节点的精确时间。3) Delay_Resp 报文Delay_Resp 报文结构内的 delayReceiptTimestamp 该值表不相关的 Delay_Resp报文时间戳经过进栈时钟时间戳点时的精确时间，由发送相关报文的端口的本地时钟计时；90 98字节表示与Delay_ReSp相关联的Delay_Req报文中源时钟的时钟属性，其中requestingSourceSequenceld 值为 Delay_Resp 所回复的 Delay_Req 报文的 sequenceld 值。图I为本发明一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法的流程图，包括SlOl :创建主时钟同步报文，并将该报文的发送时刻时间戳tl以广播方式向从时钟发送；S102 :接收所述主时钟同步报文和所述时间戳tl，记录所述主时钟同步报文的接收时刻t2 ；S103 :以网络时钟作为基准，记录所述从时钟接收到所述主时钟同步报文的绝对接收时刻TT2 ；S104:创建从时钟响应报文以点对点方式向主时钟发送，并记录该报文的发送时刻时间戳t3 ；S105 :以所述网络时钟作为基准，记录所述从时钟发送所述从时钟响应报文的绝对发送时刻TT3 ；S106 :获取所述从时钟响应报文，记录主时钟获得该报文的获取时刻t4 ；S107 :根据时间戳tl、接收时刻t2、时间戳t3和获取时刻t4计算时间偏差，并根据时间戳tl、绝对接收时刻TT2、绝对发送时刻TT3和获取时刻t4计算不对称性误差；S108 :利用所述时间偏差和所述不对称性误差对进行从时钟的时间修正。首先，本发明创建主时钟同步报文Sync，设置包格式、发送周期等信息，并发送给从时钟。还将该报文的发送时刻时间戳tl置于folloW_Up包中，以广播方式向从时钟发送。然后，从时钟接收主时钟的follow_up报文，获得主时钟同步报文的发送时刻tl，并以打时间戳的形式获取主时钟同步报文Sync的接收时刻t2。其中，以网络时钟作为基准，记录所述从时钟接收到所述主时钟同步报文的绝对接收时刻TT2，它是不带有主从时钟时间偏差的绝对接收时间。再而，从时钟创建从时钟响应报文Delay_req设置包格式、发送周期等信息向主时钟发送，并记录该报文的发送时刻时间戳t3。以所述网络时钟作为基准，再记录所述从时钟发送所述从时钟响应报文的绝对发送时刻TT3，它是不带有主从时钟时间偏差的绝对发送时间。最后，主时钟获得Delay_Req报文以及记录该报文的获取时刻t4，继续还可以点对点方式将t4置于Delay_Resp报文向目标从时钟发送出去。当获得tl、t2、t3、t4、TT2、TT3之后，便可以按照预设公式计算与校正主从时钟偏差offset与不对称误差delay_ofTset。
需要补充说明的是，在一个仿真场景当中，本发明可以采用OPNET Modeler通信软件进行建模，实现上述网络时钟，以及记录时间计算时钟偏差、不对称性误差的功能，研究实际情况。而在实际应用场景当中，本发明可以采用连接在主从时钟之间的交换机予以实现。所述网络时钟采用IEEE 1588定义的精确时间协议(Precision Time Protocol)。本发明采用IEEE 1588定义的实现高精度时钟同步的协议——精确时间协议(Precision Time Protocol),在OPNET Modeler软件中对智能变电站主从时钟进行建模，时钟之间通过网络相连，并由网络中最精确的时钟以基于报文传输的方式同步所有其它时钟，定量分析网络状态差异与主从时钟同步信号传输路径差异对IEEE1588同步不对称性误差的影响，实现主从时钟同步校正。除了选择上述协议之外，本发明还可以采用传统的NTP/SNTP对时协议。但这些传 统的协议需在应用中进行协议解释，会增加系统负荷。故此，本发明的优选实施例采用IEEE1588 定义的精确时间协议(Precision Time Protocol)。图2为本发明一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法的应用实施例示意图。下面结合图2，对本发明的实施方式展开说明。S201 :创建主时钟对时报文，在所述主时钟与所述网络时钟之间传输该报文，进行主时钟的对时；S202 :创建主时钟同步报文，并将该报文的发送时刻时间戳tl以广播方式向从时钟发送；S203 :接收所述主时钟同步报文和所述时间戳tl，对报文进行解释之前，在数据链路层读取该报文的到达时间，记录所述主时钟同步报文的接收时刻t2 ；S204 :以网络时钟作为基准，记录所述从时钟接收到所述主时钟同步报文的绝对接收时刻TT2 ；S205:创建从时钟响应报文以点对点方式向主时钟发送，并记录该报文的发送时刻时间戳t3 ；S206 以所述网络时钟作为基准，记录所述从时钟发送所述从时钟响应报文的绝对发送时刻TT3 ；S207 :获取所述从时钟响应报文和所述时间戳t3，对报文进行解释之前，在数据链路层读取该报文的到达时间，记录所述从时钟响应报文的获取时刻t4 ；S208 :根据时间戳tl、接收时刻t2、时间戳t3和获取时刻t4计算时间偏差，并根据时间戳tl、绝对接收时刻TT2、绝对发送时刻TT3和获取时刻t4计算不对称性误差；S209 :利用所述时间偏差和所述不对称性误差对进行从时钟的时间修正。在实际的网络应用场景当中，对于网络同步对时，有时虽然主从时钟来回传输的报文是在同一条链路进行的，但发送的报文和接收的报文在交换机中的传输并不是相等的，可能会出现发送报文在出交换机的时候不需要排很长的队列，但是接收的报文是经过一个很长时间的排队过程才输出的，那么就会造成来回传输延时S1和S2并不相等。故此，可以借助边界时钟的概念，在相邻两级时钟之间，实现主从时钟同步对时。如图2所示，边界时钟就是指每一级时钟对上一级的主时钟Master来说是从时钟Slave,而对于下一级从时钟Slave而言则充当主钟Master,而网络时钟则在相邻两级时钟之间的交换机Switch内实现。创建主时钟对时报文，在所述主时钟与所述网络时钟之间传输该报文，进行主时钟的对时。图2中交换机的网络时钟与主时钟是一对主从时钟关系，它们之间发送同步报文校准时间，因为每一对主从时钟都是线速传递报文的，所以来回传输延时相等，这样就可以到达对主时钟的精确对时，进而，通过多级的调试使得各级级联的从时钟与主时钟对准。但是同时又可能出现两个问题，第一，随着级联的交换机增多，协议解析的时间开销也会增多。在IEEE1588主从时钟对时过程中，除接收和发送数据报文之外，还需在数据链路层封装与解析报文MAC地址，以完成IEEE1588报文数据链路层到应用层协议解析与数据包字段填充。本发明的改进方案是，对报文进行解释之前，在数据链路层读取该报文的到达时间。具体地，在数据链路层出口加入时间戳标记函数op_pk_stamp(pkptr)与读取函数op_pk_stamp_time_get (pkptr),减小应用层的协议解析的时间花费。 另外一个问题是，即使每一对主从时钟之间的对时虽然很精准，却并不可能是100%准确的，如果交换机有很多级联，就会将误差累计，最终造成不被允许的误差。因此提出改进方案在主时钟发送所述主时钟同步报文之后、从时钟接收该报文之前，当所述主时钟同步报文通过交换机时，以所述网络时钟作为基准，记录该报文进出所述交换机的端口的时间，根据进出时间的时间差修正所述接收时刻t2 ；在从时钟发送所述从时钟响应报文之后、主时钟接收该报文之前，当所述从时钟响应报文通过交换机时，以所述网络时钟作为基准，记录该报文进出所述交换机的端口的时间，根据进出时间的时间差修正所述获取时刻t4。如附图2所示，通过对进出报文打时间戳的方式计算出进出端口的时间差然后添加到修正域里面去，每经过一个交换机，网络时钟都会记录一次时间差，从而可以根据进出时间的时间差修正接收时刻t2、t4。同时在IEEE1588协议主从时钟模型中考虑网络状态与传输路径动态的差异性，以主从时钟来回传输延时不相等为前提，实现主从时钟的时间偏差offset与不对称误差delay_offse的计算和校正功能，提高IEEE1588同步精度。图3为本发明主从时钟同步过程的原理示意图。下面结合图3，对本发明的实现原理及计算过程进行说明。假设主时钟和从时钟的时间偏差为offset，即offset=tslave-tmastOT，从时钟在本地时刻tl时向主时钟发送同步请求报文，主时钟在本地时刻t2时收到同步请求报文，设从时钟到主时钟的传输时延为S1，则t2=t1+offset+ 6 x (I)主时钟在t3时向从时钟发送同步报文，从时钟在本地时刻t4时接收到同步报文，若主时钟到从时钟的传输时延为S2，则t4=t3-offset+ 6 2 (2)考虑同步对时中的不对称误差因素，S卩81和S2不相等，对时间偏差offset进行求解和修正，At即为不对称性误差，得到
, (Z1 —— (Z4 — /1) + 么一及offset 士 l}~~^
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2(4)下面结合上述原理说明具体计算过程，假设主时钟tl=12:00发出报文给从时钟，从时钟绝对时间TT2=12:05接收，即其传输时间Tl=5min，但主从时钟有时间偏差IOmin存在，故从时钟接收时间为t2=12:15 ；从时钟在绝对时间TT3=12:10发送报文给主时钟，即其由于有时间偏差的发送时亥Ij为t3=12:20，主时钟在t4=12:19接收，则从时钟传输到主时钟用了 9min (可以看出来回传输时间不同)；计算过程下若不存在不对称误差的时间偏差 T = ((t2-tl)-(t4-t3))*0. 5 =((12:15-12:00)- (12:19-12: 20)) *0. 5 =(15-(-1) ) *0. 5 = 8;不对称误差的时间抖动delay_offset = ((t4_TT3)-(TT2_tl))*0.5 = ((12:19-12:10)-(12:05-12:00))*0. 5 = (9-5)*0. 5 = 2;时间偏差修正offset=offset-T_delay—offset = 10-8-2 = 0;在OPNET Modeler通信仿真软件中，绝对时间是指仿真系统的时间，因为仿真软件都是统一一个标准时间的，主从时钟时间戳得到的时间其实都是绝对时间，但从时钟设置了时钟偏差off set，从时钟的绝对时间加上时钟偏差作为从时钟的收接发时间，以模拟实际情况中主从时钟存在时钟偏差。而在实际场景中，交换机充当网络时钟，其绝对时间基于IEEE 1588 定义的精确时间协议(Precision Time Protocol)。图4为本发明一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时系统的示意图，包括主时钟发送单元，用于创建主时钟同步报文，并将该报文的发送时刻时间戳tl以广播方式向从时钟发送；从时钟接收单元，用于接收所述主时钟同步报文和所述时间戳tl，记录所述主时钟同步报文的接收时刻t2 ；与所述从时接收钟单元相连的网络时钟单元，用于以网络时钟作为基准，记录所述从时钟接收到所述主时钟同步报文的绝对接收时刻TT2 ；与所述从时接收钟单元相连的从时钟发送单元，用于创建从时钟响应报文以点对点方式向主时钟发送，并记录该报文的发送时刻时间戳t3 ；所述网络时钟单元还与所述从时钟发送单元相连，用于以所述网络时钟作为基准，记录所述从时钟发送所述从时钟响应报文的绝对发送时刻TT3 ；主时钟接收单元，用于获取所述从时钟响应报文，记录主时钟获得该报文的获取时刻t4 ；所述网络时钟单元包括偏差计算单元和误差计算单元，其中，所述偏差计算单元用于根据时间戳tl、接收时刻t2、时间戳t3和获取时刻t4计算时间偏差；所述误差计算单元用于根据时间戳tl、绝对接收时刻TT2、绝对发送时刻TT3和获取时刻t4计算不对称性
误差;
与所述偏差计算单元和所述误差计算单元分别相连的从时钟修正单元，用于利用所述时间偏差和所述不对称性误差对进行从时钟的时间修正。图4与图I相对应，图中各个单元的运行方式与方法中的相同。图5为本发明一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时系统的应用实施例示意图。如图5所示,其中，所述网络时钟单元还包括协议选择单元，用于采用IEEE 1588定义的精确时间协议(Precision TimeProtocol)。与所述主时钟发送单元相连的主时钟对时单元，用于创建主时钟对时报文，在所述主时钟与所述网络时钟之间传输该报文，进行主时钟的对时。 在其中一个实施例当中，本发明还包括与所述从时钟接收单元相连的接收时间读取单元，用于对主时钟同步报文进行解释之前，在数据链路层读取该报文的到达时间；与所述主时钟接收单元相连的获取时间读取单元，用于对从时钟响应报文进行解释之前，在数据链路层读取该报文的到达时间。在其中一个实施例当中，所述网络时钟单元，还包括与所述接收时间读取单元相连的时间戳标记单元1，用于在所述主时钟同步报文通过交换机时，以所述网络时钟作为基准，记录该报文进出所述交换机的端口的时间，根据进出时间的时间差修正所述接收时刻t2 ;和/或，时间戳标记单元2还与所述获取时间读取单元相连，还用于在所述从时钟响应报文通过交换机时，以所述网络时钟作为基准，记录该报文进出所述交换机的端口的时间，根据进出时间的时间差修正所述获取时刻t4。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法，其特征在于，包括 创建主时钟同步报文，并将该报文的发送时刻时间戳tl以广播方式向从时钟发送； 接收所述主时钟同步报文和所述时间戳tl，记录所述主时钟同步报文的接收时刻t2 ； 以网络时钟作为基准，记录所述从时钟接收到所述主时钟同步报文的绝对接收时刻TT2 ； 创建从时钟响应报文以点对点方式向主时钟发送，并记录该报文的发送时刻时间戳t3 ； 以所述网络时钟作为基准，记录所述从时钟发送所述从时钟响应报文的绝对发送时刻TT3 ； 获取所述从时钟响应报文，记录主时钟获得该报文的获取时刻t4 ； 根据时间戳tl、接收时刻t2、时间戳t3和获取时刻t4计算时间偏差，并根据时间戳tl、绝对接收时刻TT2、绝对发送时刻TT3和获取时刻t4计算不对称性误差； 利用所述时间偏差和所述不对称性误差对进行从时钟的时间修正。
2.根据权利要求I所述的智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法，其特征在于所述网络时钟采用IEEE 1588定义的精确时间协议(Precision Time Protocol)。
3.根据权利要求I或2所述的智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法，其特征在于，创建主时钟同步报文的步骤之前，包括 创建主时钟对时报文，在所述主时钟与所述网络时钟之间传输该报文，进行主时钟的对时。
4.根据权利要求I至3任一项所述的智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法，其特征在于，在记录所述主时钟同步报文的接收时刻t2的步骤中，以及在记录主时钟获得该报文的获取时刻t4的步骤中，还包括 对报文进行解释之前，在数据链路层读取该报文的到达时间。
5.根据权利要求4所述的智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法，其特征在于 在主时钟发送所述主时钟同步报文之后、从时钟接收该报文之前，当所述主时钟同步报文通过交换机时，以所述网络时钟作为基准，记录该报文进出所述交换机的端口的时间，根据进出时间的时间差修正所述接收时刻t2 ;和/或， 在从时钟发送所述从时钟响应报文之后、主时钟接收该报文之前，当所述从时钟响应报文通过交换机时，以所述网络时钟作为基准，记录该报文进出所述交换机的端口的时间，根据进出时间的时间差修正所述获取时刻t4。
6.一种智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时系统，其特征在于，包括 主时钟发送单元，用于创建主时钟同步报文，并将该报文的发送时刻时间戳tl以广播方式向从时钟发送； 从时钟接收单元，用于接收所述主时钟同步报文和所述时间戳tl，记录所述主时钟同步报文的接收时刻t2 ； 与所述从时接收钟单元相连的网络时钟单元，用于以网络时钟作为基准，记录所述从时钟接收到所述主时钟同步报文的绝对接收时刻TT2 ； 与所述从时接收钟单元相连的从时钟发送单元，用于创建从时钟响应报文以点对点方式向主时钟发送，并记录该报文的发送时刻时间戳t3 ； 所述网络时钟单元还与所述从时钟发送单元相连，用于以所述网络时钟作为基准，记录所述从时钟发送所述从时钟响应报文的绝对发送时刻TT3 ； 主时钟接收单元，用于获取所述从时钟响应报文，记录主时钟获得该报文的获取时刻t4 ； 所述网络时钟单元包括偏差计算单元和误差计算单元，其中，所述偏差计算单元用于根据时间戳tl、接收时刻t2、时间戳t3和获取时刻t4计算时间偏差；所述误差计算单元用于根据时间戳tl、绝对接收时刻TT2、绝对发送时刻TT3和获取时刻t4计算不对称性误差； 与所述偏差计算单元和所述误差计算单元分别相连的从时钟修正单元，用于利用所述时间偏差和所述不对称性误差对进行从时钟的时间修正。
7.根据权利要求6所述的智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时系统，其特征在于，所述网络时钟单元，还包括 协议选择单元，用于采用IEEE 1588定义的精确时间协议(Precision TimeProtocol)0
8.根据权利要求6或7所述的智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时系统，其特征在于，所述网络时钟单元，还包括 与所述主时钟发送单元相连的主时钟对时单元，用于创建主时钟对时报文，在所述主时钟与所述网络时钟之间传输该报文，进行主时钟的对时。
9.根据权利要求7至8任一项所述的智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时系统，其特征在于，还包括 与所述从时钟接收单元相连的接收时间读取单元，用于对主时钟同步报文进行解释之前，在数据链路层读取该报文的到达时间； 与所述主时钟接收单元相连的获取时间读取单元，用于对从时钟响应报文进行解释之前，在数据链路层读取该报文的到达时间。
10.根据权利要求9所述的智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时系统，其特征在于，所述网络时钟单元，还包括 与所述接收时间读取单元相连的时间戳标记单元，用于在所述主时钟同步报文通过交换机时，以所述网络时钟作为基准，记录该报文进出所述交换机的端口的时间，根据进出时间的时间差修正所述接收时刻t2 ;和/或， 所述时间戳标记单元还与所述获取时间读取单元相连，还用于在所述从时钟响应报文通过交换机时，以所述网络时钟作为基准，记录该报文进出所述交换机的端口的时间，根据进出时间的时间差修正所述获取时刻t4。
全文摘要
本发明公开智能变电站IEEE1588主从时钟同步报文对时方法和系统，该方法包括创建主时钟同步报文，并将该报文的发送时刻时间戳t1以广播方式向从时钟发送；记录所述主时钟同步报文的接收时刻t2；记录所述从时钟接收到所述主时钟同步报文的绝对接收时刻TT2；创建从时钟响应报文以点对点方式向主时钟发送，并记录该报文的发送时刻时间戳t3；记录所述从时钟发送所述从时钟响应报文的绝对发送时刻TT3；记录主时钟获得该报文的获取时刻t4；计算时间偏差，并根据时间戳t1、绝对接收时刻TT2、绝对发送时刻TT3和获取时刻t4计算不对称性误差；利用所述时间偏差和所述不对称性误差对进行从时钟的时间修正。本发明，可以消除不对称性误差的影响，提高主从时钟对时精度。
文档编号H04L7/00GK102833062SQ201210359710
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者胡志广, 翁奕珊, 蔡泽祥, 邹国惠, 罗奕飞, 潘维, 鲁明佳, 唐文强, 张玲, 王海柱 申请人:广东电网公司珠海供电局