一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310216794.0

申请日:

2013.06.03

公开号:

CN104219014A

公开日:

2014.12.17

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):H04J 3/06申请日:20130603|||公开

IPC分类号:

H04J3/06

主分类号:

H04J3/06

申请人:

浙江省电力公司; 南京南瑞继保电气有限公司

发明人:

方愉冬; 杨贵; 裘愉涛; 盛海华; 方天宇; 张志峥; 王悦

地址:

310007 浙江省杭州市西湖区黄龙路8号

优先权:

专利代理机构:

南京经纬专利商标代理有限公司 32200

代理人:

许方

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内容摘要

本发明公开一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,在需要时间同步的各个变电站中,选定其中一个变电站内的时钟设备作为PTP主时钟设备,其它变电站内的时钟设备均设定为PTP从时钟设备,主、从时钟设备之间通过SDH/MSTP设备提供的E1通道相连,SDH传输网络上的SDH/MSTP设备通过E1端口接入变电站内的主、从时钟设备,变电站内的主、从时钟设备的时钟频率通过内置锁相环从SDH/MSTP设备的E1端口信号中提取SDH设备的时钟频率。此方法可提高变电站间网络同步的可靠性。

权利要求书

1.  一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,其特征在于:在需要时间同步的各个变电站中,选定其中一个变电站内的时钟设备作为PTP主时钟设备,其它变电站内的时钟设备均设定为PTP从时钟设备,主、从时钟设备之间通过SDH/MSTP设备提供的E1通道相连,SDH传输网络上的SDH/MSTP设备通过E1端口接入变电站内的主、从时钟设备,变电站内的主、从时钟设备的时钟频率通过内置锁相环从SDH/MSTP设备的E1端口信号中提取SDH设备的时钟频率。

2.
  如权利要求1所述的一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,其特征在于:所述主、从时钟设备传输PTP报文的方式是:主、从时钟设备通过E1通道传输PTP报文进行时钟同步,主、从时钟设备的E1收发通道在SDH传输网上分配相同的通道路径,备用通道的收发采用收发路径相同的其它E1通道路径传输。

说明书

一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法
技术领域
本发明涉及电力系统的SDH传输网、PTP主从时钟等构成基于SDH传输网的PTP时钟同步网络,具体涉及一种PTP主从时钟同步的方法。
背景技术
SDH/MSTP传输网是构成电力系统传输网的基础,传输网络主要由SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)设备或MSTP设备构成,SDH/MSTP设备提供E1、以太网等各种接口,实现E1、以太网等各种信号的接入。
为了有效地实现不同SDH/MSTP设备间的时钟同步,满足电力系统站间的同步需求,实现变电站间的保护功能。目前,电力系统各个变电站均采用GPS或北斗对时方式实现时钟同步,变电站内采用IRIG-B码、PTP(Precision Time Protocol,高精度时间协议)方式实现全站设备的同步,如图1所示,由于GPS或北斗对时方式受外界环境影响很大,当变电站间的天气不一致时,如下雨、阴天等均会导致变电站间的时间存在很大的偏差(ms级或更大),无法满足变电站间的同步精度要求。另外,阴天或下雨等天气会导致GPS或北斗对时失步,失步后变电站内的时钟将保持守时状态,即与变电站内的主时钟保持同步,主时钟在失步时以自身的晶振为全站提供时钟基准,由于各个主时钟的晶振间存在着频率偏差,在这种情况下将导致各个变电站间无法实现同步,这将导致变电站间依赖时钟同步的保护无法正常工作,严重时将会导致误动。以上情况将严重影响到电力系统运行的可靠性,这将给整个电力系统的可靠运行带来极大的安全隐患。
基于以上分析,本发明人对SDH传输网的时钟同步方式进行研究改进,本案由此产生。
发明内容
本发明的目的,在于提供一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,其可提高变电站间网络同步的可靠性。
为了达成上述目的,本发明的解决方案是:
一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,在需要时间同步的各个变电站中,选定其中一个变电站内的时钟设备作为PTP主时钟设备,其它变电站内的时钟设备均设定为PTP从时钟设备,主、从时钟设备之间通过SDH/MSTP设备提供的E1通道相连,SDH传输网络上的SDH/MSTP设备通过E1端口接入变电站内的主、从时钟设备,变电站内的主、从时钟设备的时钟频率通过内置锁相环从SDH/MSTP设备的E1端口信号中提取SDH设备的时钟频率。
上述主、从时钟设备传输PTP报文的方式是:主、从时钟设备通过E1通道传输PTP报文进行时钟同步,主、从时钟设备的E1收发通道在SDH传输网上分配相同的通道路径,备用通道的收发采用收发路径相同的其它E1通道路径传输。
采用上述方案后,本发明通过SDH/MSTP传输网传输PTP信息来实现变电站间的时钟同步,为了提升对时的精度和可靠性,采用变电站内的主、从时钟设备与SDH/MSTP传输网的时钟频率同步方式实现频率同步,通过变电站内的一个主时钟设备为其他变电站内的从时钟设备对时,实现变电站间的时钟同步,解决了变电站间时钟分别通过GPS同步精度差、无法满足站间保护需求的问题。
附图说明
图1是现有变电站对时网络示意图;
图2是本发明中变电站对时网络示意图。
具体实施方式
以下将结合附图,对本发明的技术方案进行详细说明。
如图2所示,本发明提供一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,在需要时间同步的N个变电站中(N为自然数),设定其中一个变电站内的时钟设备作为PTP主时钟设备,具体将哪一个作为PTP主时钟设备,可以根据工程实际需要来确定,在本实施例中是选定变电站1中的时钟设备作为主时钟设备,而其它变电站内的时钟设备均设定为PTP从时钟设备,以确保各个变电站具有统一的时钟源。
各变电站内的主时钟、从时钟设备通过SDH/MSTP设备提供的E1通道相连,该E1通道与SDH/MSTP设备严格同步,其时钟频率采用SDH/MSTP设备传输侧时钟频率提取得到,SDH传输网络上的SDH/MSTP设备通过E1端口接入变电站内的 主时钟、从时钟设备,变电站内的主、从时钟设备的时钟频率通过内置锁相环从SDH/MSTP设备的E1端口信号中提取SDH设备的时钟频率,确保变电站内的主、从时钟设备的时钟频率与SDH/MSTP设备频率同步。
主时钟、从时钟设备通过E1通道传输PTP报文进行时钟同步,主、从时钟设备的E1收发通道在SDH传输网上分配相同的通道路径,备用通道的收发采用收发路径相同的其它E1通道路径传输,以此保证PTP信号在SDH传输网上的收发传输延时一致,当发生通道切换时,PTP信号在SDH传输网上的收发传输延时依然一致,有效防止了PTP延时测量发生不对称误差,保证PTP对时精度。
采用这种时钟同步方法,可以有效地解决各变电站通过GPS或北斗对时时的站间对时误差。具体实现步骤如下:
(1)主时钟定义:在需要时间同步的各个变电站内仅定义一个变电站内的时钟设备为PTP主时钟设备,其它变电站内的时钟设备均为PTP从时钟设备,确保各个变电站具有统一的时钟源;
(2)通过分配:每个变电站内的从时钟均通过独立的E1通道与主时钟进行对时,该E1通道的需要保证收发延时一致,如不能保证收发延时一致的情况下需要在PTP功能中进行不对称补偿或选择其它收发延时一致的路径,备用E1通道同样要求收发延时一致。PTP主时钟设备需要能够提供多个E1接口实现各变电站PTP从时钟设备的接入;
(3)频率同步:设置PTP主、从时钟设备的E1端口工作在从时钟模式,设置SDH/MSTP设备的E1端口工作在网同步模式,PTP主、从时钟设备的时钟频率通过设备内置锁相环从SDH/MSTP设备的E1端口信号中提取SDH设备的时钟频率,确保PTP主、从时钟频率与SDH/MSTP设备频率同步;
(4)主时钟对时:PTP主时钟设备通过GPS或北斗进行对时,并以此时间为基准时间为变电站内设备和其它变电站的PTP从时钟进行对时;
(5)站内对时:各变电站内的时钟设备通过PTP或IRIG-B对时方式为站内的被对时设备进行对时,确保站内设备具有相同的时间值;
(6)站间对时:变电站间的PTP主时钟设备和PTP从时钟设备通过IEC61850-2009标准中规定的机制进行PTP通道延时测量及主从时钟对时,确保PTP主、从时钟时间一致。
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。

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1、10申请公布号CN104219014A43申请公布日20141217CN104219014A21申请号201310216794022申请日20130603H04J3/0620060171申请人浙江省电力公司地址310007浙江省杭州市西湖区黄龙路8号申请人南京南瑞继保电气有限公司72发明人方愉冬杨贵裘愉涛盛海华方天宇张志峥王悦74专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人许方54发明名称一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法57摘要本发明公开一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,在需要时间同步的各个变电站中,选定其中一个变电站内的时钟设备作为PTP主时钟设备,其它变电站内的。

2、时钟设备均设定为PTP从时钟设备,主、从时钟设备之间通过SDH/MSTP设备提供的E1通道相连,SDH传输网络上的SDH/MSTP设备通过E1端口接入变电站内的主、从时钟设备,变电站内的主、从时钟设备的时钟频率通过内置锁相环从SDH/MSTP设备的E1端口信号中提取SDH设备的时钟频率。此方法可提高变电站间网络同步的可靠性。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104219014ACN104219014A1/1页21一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,其特征在于在需要时间同步的各个变。

3、电站中,选定其中一个变电站内的时钟设备作为PTP主时钟设备,其它变电站内的时钟设备均设定为PTP从时钟设备,主、从时钟设备之间通过SDH/MSTP设备提供的E1通道相连,SDH传输网络上的SDH/MSTP设备通过E1端口接入变电站内的主、从时钟设备,变电站内的主、从时钟设备的时钟频率通过内置锁相环从SDH/MSTP设备的E1端口信号中提取SDH设备的时钟频率。2如权利要求1所述的一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,其特征在于所述主、从时钟设备传输PTP报文的方式是主、从时钟设备通过E1通道传输PTP报文进行时钟同步,主、从时钟设备的E1收发通道在SDH传输网上分配相同的通道路径,备用通道。

4、的收发采用收发路径相同的其它E1通道路径传输。权利要求书CN104219014A1/3页3一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法技术领域0001本发明涉及电力系统的SDH传输网、PTP主从时钟等构成基于SDH传输网的PTP时钟同步网络,具体涉及一种PTP主从时钟同步的方法。背景技术0002SDH/MSTP传输网是构成电力系统传输网的基础,传输网络主要由SDH(SYNCHRONOUSDIGITALHIERARCHY,同步数字体系)设备或MSTP设备构成,SDH/MSTP设备提供E1、以太网等各种接口,实现E1、以太网等各种信号的接入。0003为了有效地实现不同SDH/MSTP设备间的时钟同步,。

5、满足电力系统站间的同步需求,实现变电站间的保护功能。目前,电力系统各个变电站均采用GPS或北斗对时方式实现时钟同步,变电站内采用IRIGB码、PTP(PRECISIONTIMEPROTOCOL,高精度时间协议)方式实现全站设备的同步,如图1所示,由于GPS或北斗对时方式受外界环境影响很大,当变电站间的天气不一致时,如下雨、阴天等均会导致变电站间的时间存在很大的偏差(MS级或更大),无法满足变电站间的同步精度要求。另外,阴天或下雨等天气会导致GPS或北斗对时失步,失步后变电站内的时钟将保持守时状态,即与变电站内的主时钟保持同步,主时钟在失步时以自身的晶振为全站提供时钟基准,由于各个主时钟的晶振间。

6、存在着频率偏差,在这种情况下将导致各个变电站间无法实现同步,这将导致变电站间依赖时钟同步的保护无法正常工作,严重时将会导致误动。以上情况将严重影响到电力系统运行的可靠性,这将给整个电力系统的可靠运行带来极大的安全隐患。0004基于以上分析,本发明人对SDH传输网的时钟同步方式进行研究改进,本案由此产生。发明内容0005本发明的目的,在于提供一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,其可提高变电站间网络同步的可靠性。0006为了达成上述目的,本发明的解决方案是0007一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,在需要时间同步的各个变电站中,选定其中一个变电站内的时钟设备作为PTP主时钟设备,其它变。

7、电站内的时钟设备均设定为PTP从时钟设备,主、从时钟设备之间通过SDH/MSTP设备提供的E1通道相连,SDH传输网络上的SDH/MSTP设备通过E1端口接入变电站内的主、从时钟设备,变电站内的主、从时钟设备的时钟频率通过内置锁相环从SDH/MSTP设备的E1端口信号中提取SDH设备的时钟频率。0008上述主、从时钟设备传输PTP报文的方式是主、从时钟设备通过E1通道传输PTP报文进行时钟同步,主、从时钟设备的E1收发通道在SDH传输网上分配相同的通道路径,备用通道的收发采用收发路径相同的其它E1通道路径传输。0009采用上述方案后,本发明通过SDH/MSTP传输网传输PTP信息来实现变电站间。

8、的时说明书CN104219014A2/3页4钟同步,为了提升对时的精度和可靠性,采用变电站内的主、从时钟设备与SDH/MSTP传输网的时钟频率同步方式实现频率同步,通过变电站内的一个主时钟设备为其他变电站内的从时钟设备对时,实现变电站间的时钟同步,解决了变电站间时钟分别通过GPS同步精度差、无法满足站间保护需求的问题。附图说明0010图1是现有变电站对时网络示意图;0011图2是本发明中变电站对时网络示意图。具体实施方式0012以下将结合附图,对本发明的技术方案进行详细说明。0013如图2所示,本发明提供一种基于SDH传输网的PTP时钟同步方法,在需要时间同步的N个变电站中(N为自然数),设定。

9、其中一个变电站内的时钟设备作为PTP主时钟设备,具体将哪一个作为PTP主时钟设备,可以根据工程实际需要来确定,在本实施例中是选定变电站1中的时钟设备作为主时钟设备,而其它变电站内的时钟设备均设定为PTP从时钟设备,以确保各个变电站具有统一的时钟源。0014各变电站内的主时钟、从时钟设备通过SDH/MSTP设备提供的E1通道相连,该E1通道与SDH/MSTP设备严格同步,其时钟频率采用SDH/MSTP设备传输侧时钟频率提取得到,SDH传输网络上的SDH/MSTP设备通过E1端口接入变电站内的主时钟、从时钟设备,变电站内的主、从时钟设备的时钟频率通过内置锁相环从SDH/MSTP设备的E1端口信号中。

10、提取SDH设备的时钟频率,确保变电站内的主、从时钟设备的时钟频率与SDH/MSTP设备频率同步。0015主时钟、从时钟设备通过E1通道传输PTP报文进行时钟同步,主、从时钟设备的E1收发通道在SDH传输网上分配相同的通道路径,备用通道的收发采用收发路径相同的其它E1通道路径传输,以此保证PTP信号在SDH传输网上的收发传输延时一致,当发生通道切换时,PTP信号在SDH传输网上的收发传输延时依然一致,有效防止了PTP延时测量发生不对称误差,保证PTP对时精度。0016采用这种时钟同步方法,可以有效地解决各变电站通过GPS或北斗对时时的站间对时误差。具体实现步骤如下0017(1)主时钟定义在需要时。

11、间同步的各个变电站内仅定义一个变电站内的时钟设备为PTP主时钟设备,其它变电站内的时钟设备均为PTP从时钟设备,确保各个变电站具有统一的时钟源;0018(2)通过分配每个变电站内的从时钟均通过独立的E1通道与主时钟进行对时,该E1通道的需要保证收发延时一致,如不能保证收发延时一致的情况下需要在PTP功能中进行不对称补偿或选择其它收发延时一致的路径,备用E1通道同样要求收发延时一致。PTP主时钟设备需要能够提供多个E1接口实现各变电站PTP从时钟设备的接入;0019(3)频率同步设置PTP主、从时钟设备的E1端口工作在从时钟模式,设置SDH/MSTP设备的E1端口工作在网同步模式,PTP主、从时。

12、钟设备的时钟频率通过设备内置锁相环从SDH/MSTP设备的E1端口信号中提取SDH设备的时钟频率,确保PTP主、从时钟频率与SDH/MSTP设备频率同步;说明书CN104219014A3/3页50020(4)主时钟对时PTP主时钟设备通过GPS或北斗进行对时,并以此时间为基准时间为变电站内设备和其它变电站的PTP从时钟进行对时;0021(5)站内对时各变电站内的时钟设备通过PTP或IRIGB对时方式为站内的被对时设备进行对时,确保站内设备具有相同的时间值;0022(6)站间对时变电站间的PTP主时钟设备和PTP从时钟设备通过IEC618502009标准中规定的机制进行PTP通道延时测量及主从时钟对时,确保PTP主、从时钟时间一致。0023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。说明书CN104219014A1/1页6图1图2说明书附图CN104219014A。

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