专利名称：一种海底观测网接驳盒的时间同步装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种海底观测网接驳盒的时间同步装置，尤其是一种基于NTP和PTP技术的海底观测网接驳盒的时间同步装置。
背景技术：
作为海洋科学技术的热点内容，美国、日本、加拿大等国家都在建立海底观测网，我国也在加快其研究速度。海底观测网络，是由岸基站和各级水下节点组成的大型长期稳定的海底原位科学探测平台。接驳盒即为海底观测网络的水下节点。接驳盒为海底观测网内连接的科学设备提供统一的供电和通讯接口，并与岸基站及其他接驳盒相连。因此接驳·盒的可靠性对海底观测网络的稳定运行起着至关重要的作用。海底观测网接驳盒实现时间同步是关键指标之一。接驳盒的稳定运行是通过对接驳盒内部的电压信号、电流信号以及周围的环境监测信号如温度信号、湿度信号、漏水检测信号等多种信号的控制来实现的，这些信号的实时性对及时掌控接驳盒的内部情况十分重要。此外，高精度的时间信号如何在通过深海光电复合缆、主接驳盒、次接驳盒等多级接驳盒远距离传输之后还能保持其精度，以便于对海底终端科学设备进行时间同步，这也对海底信号的观测有着十分重要的意义。
发明内容本实用新型的目的是提供一种海底观测网接驳盒的时间同步装置，从而实现对海底观测网接驳盒的时间同步。为达到上述目的，本实用新型的海底观测网接驳盒的时间同步装置，是一种基于NTP和PTP技术的时间同步装置，其包括放置在岸基站的主时钟和岸基站PTN设备，放置在海底的M个主接驳盒、MXN个次接驳盒以及MXNXP个海底观测仪器，M=N=P,且均为正整数；主时钟的NTP同步信号输出端和PTP同步信号输出端分别与岸基站PTN设备的输入端相连，岸基站PTN设备将输入的NTP同步信号和PTP同步信号转换为光信号并分为M路输出，该M路输出分别经深海光电复合缆与M个主接驳盒PTN设备相连，每个主接驳盒PTN设备将接收到的NTP同步信号和PTP同步信号转换为电信号并分为N+2路输出，其一路NTP同步信号输出端与主接驳盒控制单元的输入端相连，另一路PTP同步信号输出端经主接驳盒PTP模块与主接驳盒控制单元的输入端相连，其余N路NTP同步信号和PTP同步信号分别经电缆与N个次接驳盒的二层交换机的输入端相连，每个二层交换机将输入的NTP同步信号和PTP同步信号分为P+2路输出，其一路NTP同步信号输出端与次接驳盒控制单元的输入端相连，另一路PTP同步信号输出端经次接驳盒PTP模块与次接驳盒控制单元的输入端相连，其余P路NTP同步信号和PTP同步信号分别经电缆与P个海底观测仪器的输入端相连。上述的深海光电复合缆长度为75km或150km，当长度为150km时，在岸基站PTN设备和主接驳盒PTN设备之间接入放大器，放大器与岸基站PTN设备距离在Ikm内。[0007]本实用新型中，所说的海底观测仪器是接入海底观测网络实时在线观测和数据采集的设备，例如地震仪、采样器、温盐深剖面仪、深海摄像机等。本实用新型中，所说的岸基站PTN设备和主接驳盒PTN设备均可采用阿尔卡特朗讯公司的1850 TSS-5C型号的分组传输交换机。本实用新型中，所说的二层交换机是支持IEEE1588 v2协议的网络传输设备，如可用MOXA公司的EDS616模块化以太网交换机。本实用新型中，所说的主接驳盒PTP模块和次接驳盒PTP模块均是支持IEEE1588v2协议的从时钟模块，如可用Linkl588 PTP从钟卡。本实用新型中，所说的主接驳盒控制单元和次接驳盒控制单元均可以采用西门子·公司的S-700系列PLC产品，也可以采用Beckhoff公司的CX5010系列嵌入式PC产品。本装置的工作原理如下主时钟输出的NTP同步信号和PTP同步信号经岸基站PTN设备转换为光信号后，通过深海光电复合缆传输至海底M个主接驳盒的PTN设备；每个海底主接驳盒的PTN设备将接收到的光信号的NTP同步信号和PTP同步信号转换为电信号并分为N+2路输出，其一路NTP同步信号输入至主接驳盒控制单元进行NTP同步信号解码实现毫秒级时间同步，另一路PTP同步信号经由主接驳盒的PTP模块进行PTP同步信号解码再输入至主接驳盒控制单元实现微秒级时间同步，其余N路NTP同步信号和PTP同步信号分别经电缆输出至N个次接驳盒的二层交换机；每个海底次接驳盒的二层交换机将输入的NTP同步信号和PTP同步信号分为P+2路输出，其一路NTP同步信号输入至次接驳盒控制单元进行NTP同步信号解码实现毫秒级时间同步，另一路PTP同步信号经由次接驳盒的PTP模块进行PTP同步信号解码再输入至次接驳盒控制单元实现微秒级时间同步，其余P路NTP同步信号和PTP同步信号分别经电缆输出至P个海底观测仪器。本实用新型的海底观测网接驳盒的时间同步装置，将高精度NTP同步信号和PTP同步信号在岸基站PTN设备内由电信号转换为光信号并通过(75km和150km)深海光电复合缆进行传输，可实现同步信号在深海内的远距离传输；传输网络内同时拥有NTP同步信号和PTP同步信号，可增强海底观测网接驳盒时间同步信号的多样性；主、次接驳盒控制单元可通过PTP模块解码PTP同步信号实现微秒级时间同步，可保证海底观测网接驳盒时间同步的高精度；整个网络中的网络传输设备如岸基站PTN设备，主接驳盒PTN设备，次接驳盒二层交换机，主、次接驳盒内的PTP模块均支持IEEE1588v2协议，可以保证高精度同步信号在深海进行远距离传输。
图1是海底观测网接驳盒的时间同步装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做详细的说明。参照图1，海底观测网接驳盒的时间同步装置，包括放置在岸基站的主时钟I和岸基站PTN设备2，放置在海底的M个主接驳盒4、MXN个次接驳盒8以及MXNXP个海底观测仪器12 ；M=N=P,图例中M=N=P=8 ;主时钟I的NTP同步信号输出端和PTP同步信号输出端分别与岸基站PTN设备2的输入端相连，岸基站PTN设备2将输入的NTP同步信号和PTP同步信号转换为光信号并分为M路输出，该M路输出分别经深海光电复合缆与M个主接驳盒PTN设备5相连，每个主接驳盒PTN设备5将接收到的NTP同步信号和PTP同步信号转换为电信号并分为N+2路输出，其一路NTP同步信号输出端与主接驳盒控制单元6的输入端相连，另一路PTP同步信号输出端经主接驳盒PTP模块7与主接驳盒控制单元6的输入端相连，其余N路NTP同步信号和PTP同步信号分别经电缆与N个次接驳盒8的二层交换机10的输入端相连，每个二层交换机10将输入的NTP同步信号和PTP同步信号分为P+2路输出，其一路NTP同步信号输出端与次接驳盒控制单元9的输入端相连，另一路PTP同步信号输出端经次接驳盒PTP模块11与次接驳盒控制单元9的输入端相连，其余P路NTP同步信号和PTP同步信号分别经电缆与P个海底观测仪器12的输入端相连。·
权利要求1.一种海底观测网接驳盒的时间同步装置，其特征在于包括放置在岸基站的主时钟(I)和岸基站PTN设备(2)，放置在海底的M个主接驳盒(4)、MXN个次接驳盒(8)以及 MXNXP个海底观测仪器(12)，M=N=P，且均为正整数；主时钟(I)的NTP同步信号输出端和 PTP同步信号输出端分别与岸基站PTN设备(2)的输入端相连，岸基站PTN设备(2)将输入的NTP同步信号和PTP同步信号转换为光信号并分为M路输出，该M路输出分别经深海光电复合缆与M个主接驳盒PTN设备(5)相连，每个主接驳盒PTN设备(5)将接收到的NTP同步信号和PTP同步信号转换为电信号并分为N+2路输出，其一路NTP同步信号输出端与主接驳盒控制单元(6)的输入端相连，另一路PTP同步信号输出端经主接驳盒PTP模块(7)与主接驳盒控制单元(6)的输入端相连，其余N路NTP同步信号和PTP同步信号分别经电缆与 N个次接驳盒(8)的二层交换机(10)的输入端相连，每个二层交换机(10)将输入的NTP 同步信号和PTP同步信号分为P+2路输出，其一路NTP同步信号输出端与次接驳盒控制单元(9)的输入端相连，另一路PTP同步信号输出端经次接驳盒PTP模块(11)与次接驳盒控制单元(9)的输入端相连，其余P路NTP同步信号和PTP同步信号分别经电缆与P个海底观测仪器(12)的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的海底观测网接驳盒的时间同步装置，其特征在于所说的深海光电复合缆长度为75km或150km，当长度为150km时，在岸基站PTN设备(2)和主接驳盒 PTN设备(5 )之间接入放大器(3 )，放大器(3 )与岸基站PTN设备(2 )距离在Ikm内。
3.根据权利要求1所述的海底观测网接驳盒的时间同步装置，其特征在于，所说的海底观测仪器(12)是接入海底观测网络实时在线观测和数据采集的设备。
4.根据权利要求1所述的海底观测网接驳盒的时间同步装置，其特征在于，所说的岸基站PTN设备(2)和主接驳盒PTN设备(5)均是是1850 TSS-5C型号的分组传输交换机。
5.根据权利要求1所述的海底观测网接驳盒的时间同步装置，其特征在于，所说的二层交换机(10)是支持IEEE1588 v2协议的网络传输设备。
6.根据权利要求1所述的海底观测网接驳盒的时间同步装置，其特征在于，所说的主接驳盒PTP模块(7)和次接驳盒PTP模块(11)均是支持IEEE1588 v2协议的从时钟模块。
专利摘要本实用新型公开的海底观测网接驳盒的时间同步装置包括岸基站的主时钟和PTN设备，海底的M个主接驳盒、M×N个次接驳盒及M×N×P个海底观测仪器，M=N=P；主时钟输出的NTP同步信号和PTP同步信号经岸基站PTN设备转换为光信号后分别输送至M个主接驳盒PTN设备，主接驳盒PTN设备一路输出至主接驳盒控制单元，另一路输出经主接驳盒PTP模块至主接驳盒控制单元相连，余下N路分别输入次接驳盒的二层交换机,二层交换机一路输出至次接驳盒控制单元，另一路输出经次接驳盒PTP模块至次接驳盒控制单元相连，余下P路输出端分别与海底观测仪器相连。本实用新型可实现对海底观测网接驳盒的时间同步。
文档编号H04J3/06GK202856751SQ201220585509
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者李德骏, 汪港, 杨灿军, 金波, 朱雨时, 张峰 申请人:浙江大学