一种基于HSR网络的IEEE1588对时和监控方法与流程

本发明属于电力系统自动化变电站系统内部通信领域，特别涉及一种基于HSR网络的IEEE 1588对时和监控方法。

背景技术：

IEC 62439规定的高可用性无缝冗余协议(HSR)网络的IEEE 1588对时监控方法，具有对时精度高、无缝切换等特点，适用于电力系统自动化变电站系统内部通信领域。HSR网络的同步节点具有1588透明时钟(TC)功能，转发1588同步报文时会同步修正报文中的时间信息，补偿链路延时和报文驻留时间。由于硬件晶振受外界温度、老化等因素影响，补偿的同时不可避免会引入误差。多级转发会导致累积误差增大，所以1588同步报文的转发次数，成为影响对时精度的一大因素。但是IEC 62439规定的1588对时方法并没有将1588报文转发次数纳入最佳主钟算法的判据，导致同步节点的最佳主钟并非是物理通信链路中最优主钟，降低了时间同步品质。

正常通信的HSR网络，同步节点的跟随最佳主钟进行时间同步，但是另一条1588链路的时间品质是否满足系统要求，缺乏及时有效的监控手段，一旦发生异常导致网络切换，存在时间跳变的风险。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提供一种基于HSR网络的IEEE 1588对时和监控方法，其可提高时间同步精度，并提高网络的可靠性和可维护性。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于HSR网络的IEEE 1588对时和监控方法，包括对时方法和监控方法两部分内容，对时方法是指在1588报文中增加转发统计，同步节点根据1588BMC算法和1588报文中转发统计值，选择最佳主钟，进行时间同步；监控方法是指实时监控同步节点两侧的1588链路时间品质。

上述在1588报文中增加转发统计，是指将1588Announce报文头中的reserved字段作为转发次数统计，每转发一次，该字段的值加1。

上述同步节点是指1588的混合时钟HC，包含透明时钟TC和普通时钟OC，其中OC是从钟模式SLAVE，非主钟模式MASTER。

上述对时方法中，根据1588BMC算法和1588报文中转发统计值，选择最佳主钟的过程是：首先根据1588协议的BMC算法，比较HSR端口A、B各自最佳主钟的优先级，如果两个主钟优先级相同，则比较1588报文中转发统计字段，选择转发统计字段值较小的端口的主钟为节点最佳主钟；如果转发次数相同，则选择端口号较小的主钟为节点最佳主钟；如果两个主钟优先级不同，则根据优先级选择节点最佳主钟。

上述对时方法中，进行时间同步是指按照IEC 62439协议规定的PTPprofile，进行1588时间同步。

上述监控方法的具体内容是：同步节点跟踪最佳主钟，实时计算时间偏差，同时根据另一端口的最佳主钟报文，计算与装置自身的时间偏差，若大于设定门槛则给出告警信息。

上述端口如果接收异常，则置偏差为极大值。

采用上述方案后，本发明将1588报文转发统计纳入同步节点的最佳主钟判据，提高了时间同步精度；实时监控同步节点两侧的1588链路时间品质，在传统监控对时精度的基础上，增加了两条1588链路的时间品质监控，提高了网络的可靠性和可维护性。

附图说明

图1是同步节点实现对时功能的原理图；

图2是BMC算法的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种基于HSR网络的IEEE 1588对时和监控方法，包括对时方法和监控方法两部分内容：

1、对时

包含在1588报文中增加转发统计，同步节点根据1588BMC算法和1588报文中转发统计值，选择最佳主钟，进行时间同步。

其中，在1588报文中增加转发统计，是指将1588Announce报文头中的reserved字段(位于domainNumber字段后的第一个字节)作为转发次数统计，参考表1所示，每转发一次，该字段的值加1。

表1

以上所述的同步节点，是指1588的混合时钟(HC)，包含透明时钟(TC)和普通时钟(OC)，其中OC是从钟模式(SLAVE)，非主钟模式(MASTER)。

配合图2所示，同步节点根据1588BMC算法和1588报文中转发统计值，选择最佳主钟的具体过程是：首先根据1588协议的BMC算法，比较HSR端口A、B各自最佳主钟的优先级，如果两个主钟优先级相同，则比较1588报文中转发统计字段，选择转发统计字段值较小的端口的主钟为节点最佳主钟；如果转发次数相同，则选择端口号较小的主钟为节点最佳主钟；如果两个主钟优先级不同，则根据优先级选择节点最佳主钟。

以上所述的时间同步，是指按照IEC 62439协议规定的PTP profi le，进行1588时间同步。

2、监控

主要是指实时监控同步节点两侧HSR端口A、B对应的1588链路时间品质,具体来说，同步节点跟踪最佳主钟，实时计算时间偏差，同时根据另一端口的最佳主钟报文，计算与装置自身的时间偏差，若大于设定门槛，则给出告警信息；如果端口接收异常，则置偏差为极大值。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。