時鐘同步系統(tǒng)

鐵路通信應用高速鐵路通信網(wǎng)高速鐵路通信網(wǎng)主要在三個方面對時間同步提出要求：1.網(wǎng)絡優(yōu)化的需要目前，中國鐵路通信網(wǎng)的網(wǎng)絡規(guī)模和用戶數(shù)量都處于相對穩(wěn)定的發(fā)展時期，當前很重要的工作就是對網(wǎng)絡進行優(yōu)化，提高網(wǎng)絡效率，保障網(wǎng)絡安全。其中強化網(wǎng)路管理系統(tǒng)和建立七號信令監(jiān)測系統(tǒng)是網(wǎng)絡優(yōu)化的重要工作內容，而網(wǎng)絡管理系統(tǒng)和七號信令監(jiān)測系統(tǒng)都需要時間同步，特別是七號信令監(jiān)測系統(tǒng)的順利運行更需要高精度的時間同步信號，用于標記監(jiān)測到的信令流先后發(fā)生的順序。時間同步系統(tǒng)主要包括GPS天線、GPS時間接收和主時鐘、熱備用時鐘、主/備切換邏輯、各種脈沖轉換器、光纖和連接纜線。 

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GPS時鐘信號輸出

目前，電廠用到的GPS時鐘輸出信號主要有以下三種類型:

1.2.1 1PPS/1PPM輸出

此格式時間信號每秒或每分時輸出一個脈沖。顯然，時鐘脈沖輸出不含具體時間信息。

1.2.2 IRIG-B輸出

IRIG(美國the Inter-Range Instrumentation Group)共有A、B、D、E、G、H幾種編碼標準(IRIG Standard 200-98)。其中在時鐘同步應用中使用zui多的是IRIG-B編碼，有bc電平偏移(DC碼)、1kHz正弦載波調幅(AC碼)等格式。IRIG-B信號每秒輸出一幀(1fps)，每幀長為一秒。一幀共有100個碼元(100pps)，每個碼元寬10ms，由不同正脈沖寬度的碼元來代表二進制0、1和位置標志位(P)，見圖1.2.2-1。隨著對時鐘同步精度要求的不斷提高，用無線電波授時的方法，開始用短波授時（ms級精度），由于短波傳播路徑受電離層變化的影響，天波有一次和多次天波，地波傳播距離近，使授時精度僅能達到ms級。

為便于理解，圖1.2.2-2給出了某個IRIG-B時間幀的輸出例子。其中的秒、分、時、天(自當年1月1日起天數(shù))用BCD碼表示，控制功能碼和標準二進制當天秒數(shù)碼(Straight Binary Seconds Time of Day，SBS)則以一串二進制'0'填充(CF和SBS可選用，本例未采用)。應用B碼基準解ma接收技術/高穩(wěn)晶體振蕩器守時技術授時，實現(xiàn)多基準冗余授時，電力時鐘同步系統(tǒng)能夠智能判別外部B碼時間基準信號的穩(wěn)定性和優(yōu)劣，并提供多種時間基準配置方法。

1.2.3 RS-232/RS-422/RS-485輸出

此時鐘輸出通過標準串行接口發(fā)送一串以ASCII碼表示的日期和時間報文，每秒輸出一次。時間報文中可插入奇偶校驗、時鐘狀態(tài)、診斷信息等。此輸出目前無標準格式，下圖為一個用17個字節(jié)發(fā)送標準時間的實例:

時鐘同步系統(tǒng)的相關信息

同步時鐘采用了低相噪鎖相環(huán)技術和大規(guī)模集成電路設計，內置高穩(wěn)定度恒溫晶振OCXO和高品質、高精度授時型GPS接收機,采用先進的GPS頻率測控技術，對晶體振蕩器的輸出頻率進行精密測量與調節(jié)，使其輸出頻率準確同步在GPS系統(tǒng)上，提供高精度的時間頻率基準信號，能夠輸出滿足ITU-T G.811要求1級基準時鐘源，可以使用在數(shù)字交換機、SONET和SDH傳輸系統(tǒng)上。同時還可以為任何級別的定時信號發(fā)生器(TSG)提供1級時鐘同步信號，可以向外提供跟蹤與UTC時間的2.048Mb/s(E1)和2.048MHz輸出信號。其中，秒脈沖是利用GPS所輸出的每秒一個脈沖方式進行時間同步校準，獲得與世界標準時（UTC）同步的時間精度，上升沿時刻的誤差不大于1μs。

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