CN103401629A - 一种专用rs422时钟扩展输出*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及网络时间同步装置，公开了一种专用RS422时钟扩展输出***，此***包括输入信号处理和管理模块、主备用本地时钟模块、无源背板总线模块、输出模块、NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块，无源背板总线模块、输出模块、NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块通过自定义信号专线依次连接。本发明具有冗余本地时钟模块锁定GPS/北斗卫星信号，提供一级时间源；提供了时间相位测量和保持算法的电路，提供了卓越的保持特性；在本发明中定义一种自定义信号专线时间扩展格式，为各种***灵活配置各种时间输出格式和数量。
Description
技术领域
本发明涉及网络时间同步装置，尤其涉及了一种专用RS422时钟扩展输出***。
背景技术
随着信息技术和电子产品的发展和在各行各业的广泛应用，对时间同步的要求和需求也发生了深刻的转变。在地铁***、高铁***等轨道交通中，控制中心调度员、车站值班员、与行车相关的各部门及乘客需要统一标准的时间信息，其他各个***，如信号***、自动检票***、视频监视***、广播***、乘客资信***、火灾自动报警***、安防***、无线和有线的通信调度***、故障记录***等等都需要精确统一标准的时间信息，这对于保证轨道交通运行计时准确、提高运营效率起到非常重要的作用。
在电力***中，电力通信调度网、电厂和变电站等场所都需要非常精确的时间同步控制。毫秒或微秒级的时间同步偏差会造成***的中断，甚至电网的瘫痪，给客户和电力公司带来巨大的损失。因此，高精度的时间同步***是保障电厂、变电站和电力通信畅通的必备条件。
在金融***中，各大银行、证劵***的实时交易***、通信***和灾难恢复***都需要时间同步控制，高频交易可以实现以毫秒的速度买进和卖出数以百万计的股票。
目前世界上普遍使用的方法是通过时间同步***下载GPS、北斗或格洛纳斯GLONASS的卫星导航***的UTC（世界标准时间）并应用到每个需要精确时钟信号的通讯设备，来实现各种通讯设备的时间同步。
在上述各种***内，各种被同步***和设备需要的时间信息的格式和数量都是各不相同，如地铁等轨道交通需要的是NTP协议时间信号和RS422时间码信号；电力***需要的有NTP协议时间信号，RS422时间码信号，1PPS、1PPM、1PPH时间码脉冲和IRIG-B时间码；智能医院需要的有NTP协议时间信号，RS422时间码信号，金融银行***需要的有NTP协议时间信号。有鉴于此，上述各种***的急需一种精度高、费用低、输出信号格式和数量灵活、安全性高的时间同步装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决时间同步装置的多种时间输出格式和扩展输出方式，提供了一种专用RS422时钟扩展输出***。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种专用RS422时钟扩展输出***，包括输入信号处理和管理模块、主备用本地时钟模块、无源背板总线模块、输出模块、NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块，无源背板总线模块、输出模块、NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块通过自定义信号专线依次连接：
输入信号处理和管理模块：接收处理GPS卫星信号或者北斗卫星信号并提供参考时钟给主备用本地时钟模块，输入信号处理和管理模块同时管理整个***；
主备用本地时钟模块：为NTP时间协议和RS422时间码协议接收装置提供本地参考时钟；这个模块能完成输入时间信号的监测、测量并处理、保存性能数据，提供稳定精确的保持输出；
无源背板总线：实现主备时钟信号的无缝切换和内部信号交互；
输出模块：输出冗余的信号，不仅可以直接输出冗余的双路RS422时间信 号，可以同时输出到扩展输出模块的自定义信号专线扩展信号给NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块；
RS422扩展输出模块：接收自定义信号专线，输出24路独立RS422时间信号，有通过传输通道管理被同步设备的能力；把自定义信号专线传送给下一个扩展输出模块；实现NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块的级联；
NTP扩展输出模块：接收自定义信号专线，可以同时输出8个独立的NTP时间信号，并且有通过传输通道管理被同步设备的能力；同时把自定义信号专线传送给下一个扩展输出模块，实现NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块的级联；
通过扩展信号自定义信号专线，可以在此基础开发不同的扩展输出模块，提供各种不同的输出时间信号格式和数量，以满足其他不同的时间同步需求。
优选地，主备本地时钟模块包括本地时钟振荡器，主备本地时钟模块选用不同本地时钟振荡器实现不同的同步精度和稳定度。在此装置中，主备本地时钟模块，为装置提供本地参考时钟，是装置精度的基础；装置采用主备冗余配置和无缝切换技术，保证了装置的安全性和稳定性；配置不同的本地振荡器可以获得不同精度的时间信号，模块采用MPU和现场可编程门阵列（FPGA）组成的测量电路来测量输入信号的频率、相位和时间，学习的历史相位数据和温度数据，提供卓越的保持性能。
优选地，整个***装置根据实际的需求可以配置不同数量的NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块。由此可根据接收装置所在***对同步精度和稳定度及频率输出的精度和稳定度的要求来选用不同的本地时钟振荡器，一级扩展模块的数量以达成成本效益最大化。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
本发明具有冗余本地时钟模块锁定GPS/北斗卫星信号，提供一级时间源；提供了时间相位测量和保持算法的电路，提供了卓越的保持特性；在本发明中定义一种自定义信号专线时间扩展格式，为各种***灵活配置各种时间输出格式和数量。
附图说明
图1是本发明的***结构图。
图2是本发明主备本地时钟模块结构图。
图3是本发明输入信号处理和管理模块结构图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种专用RS422时钟扩展输出***，如图1所示，输入信号处理和管理模块、主备用本地时钟模块、无源背板总线模块、输出模块、NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块。
如图1所示，其包括了输入信号和管理模块，主备用本地时钟模块、无源背板、输出模块、NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块。输入信号和管理模块接收处理GPS卫星信号或者北斗卫星信号并提供参考时钟，同时负责整个装置的管理包括管理RS422扩展输出模块、NTP扩展模块及其所连接的被同步设备（子钟）；主备本地时钟模块为装置提供主备冗余的双本地时钟，测量计算输入卫星信号的频率、相位和时间，并在失去输入时间参考源的情况下，提供稳定和精确的保持输出时间信号，而且同时输出双路冗余的NTP信号和RS422信号；无源背板实现了主备时钟信号的无缝切换和内部信号交互同步；输出模块出冗余的信号，不仅直接输出冗余的双路RS422时间信号，也输出到扩展输出的自 定义信号专线扩展信号给NTP扩展输出模块和RS422扩展模块；RS422扩展输出模块输出RS422时间信号，并且有通过传输通道管理被同步设备的能力；NTP扩展输出模块输出多个NTP时间信号，并且有通过传输通道管理被同步设备的能力。
主备本地时钟模块，***结构如图2所示，为装置提供本地参考时钟，是装置精度的基础；装置采用主备冗余配置和无缝切换技术，保证了装置的安全性和稳定性；配置不同的本地振荡器可以获得不同精度的时间信号，模块采用MPU和现场可编程门阵列（FPGA）组成的测量电路来测量输入信号的频率、相位和时间，学习的历史相位数据和温度数据，提供卓越的保持性能。
输入信号处理和管理模块，***结构如图3所示，接收处理GPS卫星信号或者北斗卫星信号并提供参考时钟，同时负责整个装置的管理，包括通过自定义信号专线输出管理RS422扩展输出模块、NTP扩展模块及其所连接的被同步设备（子钟），管理各个扩展模块和子钟的配置、状态和告警。
输出模块，输出冗余的时钟信号，不仅直接输出冗余的双路RS422时间信号，也输出到扩展输出模块的自定义信号专线扩展信号给NTP扩展输出模块和RS422扩展模块；同时也通过自定义信号专线扩展信号管理扩展模块；装置保留了在自定义信号专线扩展信号基础开发不同的扩展输出模块，提供各种不同的输出时间信号格式和数量，以满足其他不同的时间同步需求的功能。
RS422扩展输出模块，接收自定义信号专线，可以同时输出24路独立的RS422时间信号，并且有通过传输通道管理被同步设备的能力；同时把自定义信号专线传送给下一个扩展输出模块；实现输出扩展模块的级联；
NTP扩展输出模块，接收自定义信号专线，可以同时输出8个独立的NTP时间信号，并且有通过传输通道管理被同步设备的能力。同时把自定义信号专线 传送给下一个扩展输出模块；实现输出扩展模块的级联；
输入和管理模块还包括一个RS232接口和一个10M/100M网络接口，具有设置、控制、管理、告警功能，实现用户接口及网络通信和管理功能。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (3)
1.一种专用RS422时钟扩展输出***，其特征在于：包括输入信号处理和管理模块、主备用本地时钟模块、无源背板总线模块、输出模块、NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块，无源背板总线模块、输出模块、NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块通过自定义信号专线依次连接：
输入信号处理和管理模块：接收处理GPS卫星信号或者北斗卫星信号并提供参考时钟给主备用本地时钟模块，输入信号处理和管理模块同时管理整个***；
主备用本地时钟模块：为NTP时间协议和RS422时间码协议接收装置提供本地参考时钟；这个模块能完成输入时间信号的监测、测量并处理、保存性能数据，提供稳定精确的保持输出；
无源背板总线：实现主备时钟信号的无缝切换和内部信号交互；
输出模块：输出冗余的信号，不仅可以直接输出冗余的双路RS422时间信号，可以同时输出自定义信号专线扩展信号给NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块；
RS422扩展输出模块：接收自定义信号专线，输出24路独立RS422时间信号，有通过传输通道管理被同步设备的能力；把自定义信号专线传送给下一个扩展输出模块；实现NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块的级联；
NTP扩展输出模块：接收自定义信号专线，可以同时输出8个独立的NTP时间信号，并且有通过传输通道管理被同步设备的能力；同时把自定义信号专线传送给下一个扩展输出模块，实现NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块的级联。
2.根据权利要求1所述的一种专用RS422时钟扩展输出***，其特征在于：主备本地时钟模块包括本地时钟振荡器，主备本地时钟模块选用不同本地时钟振 荡器实现不同的同步精度和稳定度。
3.根据权利要求1所述的一种专用RS422时钟扩展输出***，其特征在于：整个***装置根据实际的需求可以配置不同数量的NTP扩展输出模块和RS422扩展输出模块。
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Publications (1)
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2013
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