的時間同步系統(tǒng)在數(shù)字化變電站中占有重要的地位，根據(jù)IEC61850標準對智能電子設備（IED）的時鐘精度功能要求，用于計量的T5等級精度達到±lμs。
　　
　　目前，有2種重要的時間同步技術：網(wǎng)絡時間協(xié)議（NTP）和直接連接時間傳輸。其中，NTP的時間同步準確度一般只能達到毫秒級；而直接連接時間傳輸，zui有代表性的就是基于定位系統(tǒng)（GPS）接收模塊，但其實現(xiàn)需要依靠單獨的硬接線，故其在分布式網(wǎng)絡中的應用有局限性。
　　
　　2002年底發(fā)布的IEEE1588是用于測量和自動化系統(tǒng)的高精度網(wǎng)絡時鐘同步協(xié)議（PrecisionTimeProtocol，PTP），IEEE1588采用軟硬件結(jié)合的方式，能夠達到亞微秒級的同步精度，協(xié)議中定義的各類同步報文均是基于用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議和網(wǎng)絡協(xié)議（UDP/IP）多播報文發(fā)送的，因此尤其適合于在以太網(wǎng)上實現(xiàn)。
　　
　　2IEEE1588協(xié)議原理
　　
　　IEEE1588系統(tǒng)中的時鐘在結(jié)構上分為普通時鐘（OrdinaryClock，OC）、邊界時鐘（BoundaryClock，BC）和透明時鐘（TransparentClock，TC），功能上解釋為主時鐘與從時鐘。普通時鐘為只有一個PTP端口的對時源端或終端設備，邊界時鐘和透明時鐘為有多個PTP端口的交換機或路由器。系統(tǒng)中的源時鐘稱為根時鐘（GrandmasterClock，GC）。
　　
　　IEEE1588采用分層的主從模式進行時鐘同步，主要定義了4種多點傳送的時鐘報文類型：①同步報文，簡稱Sync，②跟隨報文，簡稱Follow_Up，③延時請求報文，簡稱Delay_Req，④延時響應報文，簡稱Delay_Resp。
　　
　　采用標準定義的*主時鐘（BestMasterClock，BMC）算法，從網(wǎng)絡中選擇一個準確度和穩(wěn)定度*的時鐘作為主時鐘，其他時鐘均為從時鐘，并被主時鐘同步。
　　
　　同步過程分兩步執(zhí)行，如圖1所示：
　　
　　（1）偏移測量，即修正主時鐘與從時鐘之間的時間偏差。主時鐘按照所設定的時間間隔周期性地發(fā)出同步報文Sync，在報文中包含了報文發(fā)出的估計時間，從時鐘記錄收到同步報文的時間T2，經(jīng)過一定時間的延時，主時鐘接著發(fā)出跟隨報文Follow_up，在報文中有Sync發(fā)出的時間T1，這樣，從時鐘使用Follow_up報文中的Sync實際發(fā)出時間和Sync的接收時間，可以計算出從時鐘與主時鐘之間的偏移（Offset），根據(jù)偏移量來修正時間偏差。
　　
　　但是由于主時鐘與從時鐘之間的傳輸延遲（Delay）在初始化階段是未知的，因此，此時從時鐘計算出的時間偏差包含了網(wǎng)絡的傳輸延遲。
　　
　　（2）延遲測量。從時鐘發(fā)出延遲請求報文Delay_Req，并記錄發(fā)送時間T3，當Delay_Req到達主時鐘時，主時鐘記錄其到達時間T4，再用延遲響應報文Delay_resp將T4發(fā)送給從屬時鐘。這樣，從時鐘使用Delay_Req報文的實際發(fā)出時間和Delay_resp報文的實際接收時間，可計算出從時鐘和主時鐘之間的傳輸延遲并調(diào)整它的時鐘漂移誤差。
　　
　　圖1時鐘同步原理
　　
　　假設傳輸介質(zhì)是對稱均勻的，主從時鐘間的偏移量TOffset以及傳輸延遲TDelay計算公式為：
　　
　　（1）
　　
　　（2）
　　
　　3IEEE1588協(xié)議在數(shù)字化變電站中的應用方案
　　
　　數(shù)字化變電站中的IED僅作為對時網(wǎng)絡末節(jié)點，扮演從時鐘角色。設置GC作為整個對時網(wǎng)絡的時鐘參考源，該GC可以有多個網(wǎng)口，但不是交換機或路由器。
　　
　　對通信網(wǎng)絡中的交換機或路由器，由于他們自身存在緩存，當網(wǎng)絡負載較重時，時鐘同步報文在經(jīng)過交換機時，由于排隊等待和網(wǎng)絡堵塞等原因，將使得傳輸延遲抖動較大。下面以變電站自動化系統(tǒng)中常見的雙星型以太網(wǎng)為例，給出以下2種解決方案：
　　
　　第1種解決方案如圖2（a）所示，圖中交換機需要硬件支持，且與IEEE1588時間同步系統(tǒng)同步，把這些連接設備作為IEEE1588協(xié)議中的邊界時鐘來處理，讓這些連接設備也與整個系統(tǒng)同步。主、從時鐘通過BMC算法配置各個設備終端端口的屬性，建立IEEE1588時間同步系統(tǒng)的拓撲結(jié)構，然后，主、從時鐘通過本地時鐘同步算法進行校時。
　　
　　該方案對于主、從時鐘間鏈路上有很少的網(wǎng)絡連接設備（如交換機）的情況，可以達到較好的精度，但是，如果主、從時鐘間鏈路上的網(wǎng)絡連接設備（如交換機）很多，會造成累計誤差，影響IEEE1588協(xié)議的精度效果。
　　
　　第2種解決方案如圖2（b）所示，圖中交換機對于IEEE1588時間同步系統(tǒng)來說是透明的，即把這些連接設備作為IEEE1588協(xié)議中的透明時鐘來處理，記錄IEEE1588協(xié)議報文進出這些設備的時間，從時鐘校準時將其剔除。該方案不改變原有自動化網(wǎng)絡中連接設備主、從時鐘間點對點的通信。同時，像第1種解決方案一樣，建立IEEE1588時間同步系統(tǒng)的拓撲結(jié)構，然后校時。
　　
　　該方案可以減少網(wǎng)絡抖動的影響，排除交換網(wǎng)造成的非對稱延遲的影響，減少大型拓撲中的累計誤差。
　　
　　DNPTP-8M是一款支持IEEE1588-2008，PTPV2的主時鐘（GrandmasterClock），使用GPS作為時鐘參考源時，DNPTP-8M跟蹤UTC的精度優(yōu)于20ns，可通過以太網(wǎng)絡提供高精度的時間信號源。
　　
　　IEEE1588-2008精密時鐘服務器DNPTP-8M采用專業(yè)的IEEE1588-2008處理芯片加上中新創(chuàng)科的時間調(diào)整技術和軟件，DNPTP-8M可同時為多臺IEEE1588-2008從時鐘提供時鐘基準。
　　
　　PTPV2精密時鐘服務器DNPTP-8M內(nèi)置高穩(wěn)恒溫晶振（OCXO），低日老化率，即使丟失了GPS衛(wèi)星信號，PTPV2精密同步時鐘DNPTP-8M也有的保持性能。
　　
　　除了使用GPS作為外部基準時鐘，PTPV2精密同步時鐘服務器DNPTP-8M還可以使用北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)。除此之外，IEEE1588-2008精密時鐘服務器DNPTP-8M還有1路1PPS輸入和1路IRIG-B或1路2MHz（G.703）作為輔助參考源。
　　
　　通過以太網(wǎng)來獲得納秒級時間精度，采用PTPV2精密時鐘服務器DNPTP-8M是你的。相對于獨立式的時鐘同步系統(tǒng)，IEEE1588精密時鐘服務器DNPTP-8M可降低整個時間同步系統(tǒng)的造價，獲得更高的性價比。
　　
　　PTPV2精密時鐘服務器DNPTP-8M應用于工業(yè)自動化系統(tǒng)，航天航空系統(tǒng)，2.5G/3G/4G基站，數(shù)字化變電站，CMMB基站，數(shù)字電視數(shù)字廣播，電信機房等需要精密時鐘服務的場所。
　　
　　●IEEE1588精密時鐘服務器DNPTP-8M的特點●硬件時間戳，優(yōu)于20ns的時間精度●內(nèi)置50通道GPS接收裝置，可使用GPS/北斗雙系統(tǒng)●頻率準確度優(yōu)于1E-12,24小時保持精度優(yōu)于1E-10●支持端到端（endtoend）或點對點（peertopeer）模式●支持1step或2steps●傳輸協(xié)議支持UDP或Ethernet協(xié)議●每秒512次延時服務能力●支持Pre-Master模式，主時鐘熱備份，熱切換功能●10/100M以太網(wǎng)口●遠程軟件升級，SNMP,Syslog管理監(jiān)控●多種接口輸出
　　
　　詳細參數(shù)
　　
　　支持協(xié)議
　　
　　PTPV2,IEEE1588-2008,NTP,SNTP,IP,TCP,UDP,ent,DHCP,Syslog
　　
　　精度
　　
　　PTP優(yōu)于20ns,頻率輸出優(yōu)于1E-12
　　
　　硬件時間戳
　　
　　1層時間源
　　
　　輸出接口
　　
　　1-8路10/100MPTP網(wǎng)口
　　
　　輸出接口
　　
　　RS232TOD輸出,本地干接點告警輸出
　　
　　輸出接口
　　
　　選配1-4路10/100MNTP網(wǎng)口,選配1PPS,10M,IRIG-B
　　
　　輔助時間源
　　
　　選配1PPS,2MHz,IRIG-B
　　
　　產(chǎn)品尺寸
　　
　　19英寸1U,無風扇
　　
　　顯示
　　
　　20X2LCD+led（電源,鎖定,保持,主要告警,次要告警
　　
　　電源
　　
　　110-220VAC,-48VDC,24VDC可選,支持雙電源

：彭理根

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