时间同步处理方法及系统与流程

    技术2024-12-26  66


    本公开涉及控制系统数据通信领域,尤其涉及一种时间同步处理方法及系统。


    背景技术:

    1、时间同步过程是指系统中的某一个设备接收到绝对时间信息之后,通过网络向其他设备授时的过程。其中,第一个设备通常通过特定方式接收绝对时间信息,时间信息包括绝对时间码和脉冲信号,绝对时间码表示脉冲信号的上升沿对应的时刻。

    2、现有解决方案中,设备接收到绝对时间信息后,通过转发脉冲信号,实现系统中所有设备之间的时间同步,并要求网络中所有的设备具有守时功能,即每接收到俩个脉冲信号之间,设备内部自行维护一个定时器,记录设备的本地时间,当接收到下一个脉冲信号时,通过调节定时器的时间信息完成本地时钟矫正,从而实现设备之间的时间同步。

    3、在现有解决方案中,设备之间除了传输数据信息的物理链路之外,还需要铺设一条专用的链路传递脉冲信号,并且该链路应具备一定的抗干扰能力,不容易收到电源波动、低信号的噪声、电磁环境变化而产生毛刺,干扰设备之间的时间同步精度。这种解决方案,至少需要铺设两条物理链路,不仅提高了系统的成本,还增加系统的无效负载,不利于严苛环境的应用。


    技术实现思路

    1、本公开提供了一种时间同步处理方法、系统、设备以及存储介质。

    2、根据本公开的第一方面,提供了一种时间同步处理方法。该方法包括:

    3、主交换机向从交换机发送级联级数搜索帧,以便从交换机将级联级数应答帧返回至主交换机且从交换机根据级联级数应答帧获取自身的级联级数;

    4、主交换机根据从交换机返回的级联级数应答帧获取最大级联级数;

    5、主交换机将所述最大级联级数发送至自身挂载的各通信节点设备,同时从交换机将自身的级联级数发送至自身挂载的各通信节点设备;

    6、主通信节点设备接收外部输入的脉冲信号,同时检测所述脉冲信号边沿并将脉冲信号边沿转换为同步k码发送给主交换机;

    7、主交换机将所述同步k码发送到从交换机和自身交换机挂载的各通信节点设备;

    8、主交换机挂载的各通信节点设备根据所述同步k码的类型恢复相应的脉冲信号并计算各通信节点设备对应的延时补偿,以便恢复的脉冲信号经相应的延时补偿后从相应通信节点设备输出端口输出。

    9、在第一方面的一些可实现方式中,获取最大级联数,包括:

    10、若不存在从交换机,则最大级联级数为0。

    11、在第一方面的一些可实现方式中,该方法还包括:

    12、各级从交换机接收级联的上一级交换机发送的级联级数搜索帧并将级联级数搜索帧发送给级联的下一级从交换机,以便所述级联的下一级从交换机将自身对应的级联级数应答帧分别逐级返回至主交换机;

    13、所述级联的下一级从交换机根据自身对应的级联级数应答帧获取自身的级联级数,主交换机根据各从交换机返回的对应的级联级数应答帧获取最大级联级数。

    14、在第一方面的一些可实现方式中,该方法还包括:

    15、各级从交换机接收级联的上一级交换机发送的同步k码并将同步k码发送给级联的下一级从交换机和自身交换机挂载的各通信节点设备。

    16、在第一方面的一些可实现方式中,外部输入的脉冲信号采用主备切换,主通信节点设备被配置成主脉冲源,预设的从通信节点设备被配置成备用脉冲源,若外部输入的脉冲信号丢失,则主通信节点设备对应的交换机将主脉冲源切换到备用脉冲源;其中,

    17、所述若外部输入的脉冲信号丢失,则主通信节点设备对应的交换机将主脉冲源切换到备用脉冲源,包括:

    18、若外部输入的脉冲信号丢失,则主通信节点设备将脉冲状态帧发送给主通信节点设备对应的交换机,主通信节点设备对应的交换机根据接收的脉冲状态帧将主脉冲源切换到备用脉冲源;若外部输入的脉冲信号恢复,则主通信节点设备对应的交换机将备用脉冲源切换回主脉冲源。

    19、在第一方面的一些可实现方式中,计算各通信节点设备对应的延时补偿包括:

    20、根据所述最大级联级数及各通信节点设备所在交换机对应的级联级数计算各通信节点设备对应的延时补偿。

    21、在第一方面的一些可实现方式中,根据所述最大级联级数及各通信节点设备所在交换机对应的级联级数计算各通信节点设备对应的延时补偿,包括:

    22、δdelay=pdelay×(nmax-nm-c)

    23、其中,δdelay是各通信节点设备对应的延时补偿值,pdelay是交换机每级级联的固定延迟值,nmax是最大级联级数,nm-c是通信节点设备所在交换机对应的级联级数。

    24、在第一方面的一些可实现方式中,交换机每级级联的固定延迟值为各级级联线长度平均值对应的传播延迟时间。

    25、根据本公开的第二方面,提供了一种时间同步处理系统。该系统包括:

    26、级联的主交换机与从交换机、挂载在主交换机上的各通信节点设备和预设的主通信节点设备以及挂载在从交换机上的各通信节点设备;其中,

    27、主交换机用于向从交换机发送级联级数搜索帧;还用于根据从交换机返回的级联级数应答帧获取最大级联级数;还用于将同步k码发送到从交换机和自身交换机挂载的各通信节点设备;

    28、从交换机用于将级联级数应答帧返回至主交换机;还用于根据级联级数应答帧获取自身的级联级数;

    29、主通信节点设备用于接收外部输入的脉冲信号,同时检测所述脉冲信号边沿并将脉冲信号边沿转换为同步k码发送给主交换机;

    30、挂载在从交换机上的各通信节点设备用于接收从交换机发送的自身的级联级数;

    31、挂载在主交换机上的各通信节点设备用于接收主交换机发送的最大级联级数;还用于根据同步k码的类型,恢复相应的脉冲信号并计算各通信节点设备对应的延时补偿,以便恢复的脉冲信号经相应的延时补偿后从相应通信节点设备输出端口输出。

    32、根据本公开的第三方面,提供了一种电子设备。该电子设备包括:至少一个处理器;以及与至少一个处理器通信连接的存储器;存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令,指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够执行如上所述的方法。

    33、根据本公开的第四方面,提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,计算机指令用于使计算机执行如上所述的方法。

    34、在本公开中,利用光纤链路对电磁干扰的免疫能力以及对电源波动、地信号波纹的隔离能力,结合对fc帧的合理调度,实现设备之间的时间同步,具体方法是,主交换机向从交换机发送级联级数搜索帧,从交换机将级联级数应答帧返回至主交换机且从交换机根据级联级数应答帧获取自身的级联级数,主交换机根据从交换机返回的级联级数应答帧获取最大级联级数,主交换机将最大级联级数发送至其挂载的各通信节点设备,从交换机将自身的级联级数发送至自身挂载的各通信节点设备,主通信节点设备接收外部输入的脉冲信号,同时检测脉冲信号边沿并将脉冲信号边沿转换为两种同步k码发送给主交换机,主交换机将同步k码发送到从交换机和自身交换机挂载的各通信节点设备,主交换机挂载的各通信节点设备根据同步k码的类型恢复相应的脉冲信号并计算各通信节点设备对应的延时补偿,恢复的脉冲信号经相应的延时补偿后从相应通信节点设备输出端口输出。以此方式,提高了抗干扰能力及时间同步精度,降低了系统成本,只用一条物理链路即可在传输数据的同时实现设备之间的时间同步。

    35、应当理解,
    技术实现要素:
    部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征,亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。


    技术特征:

    1.一种时间同步处理方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取最大级联数,包括:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述外部输入的脉冲信号采用主备切换,主通信节点设备被配置成主脉冲源,预设的从通信节点设备被配置成备用脉冲源,若外部输入的脉冲信号丢失,则主通信节点设备对应的交换机将主脉冲源切换到备用脉冲源;其中,

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算各通信节点设备对应的延时补偿包括:

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述最大级联级数及各通信节点设备所在交换机对应的级联级数计算各通信节点设备对应的延时补偿,包括:

    8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述交换机每级级联的固定延迟值为各级级联线长度平均值对应的传播延迟时间。

    9.一种时间同步处理系统,其特征在于,包括:

    10.一种电子设备,其特征在于,包括:


    技术总结
    本公开的实施例提供了一种时间同步处理方法及系统;应用于控制系统数据通信领域。所述方法包括主交换机向从交换机发送级联级数搜索帧,从交换机将级联级数应答帧返回至主交换机且从交换机根据级联级数应答帧获取自身的级联级数;主交换机根据从交换机返回的级联级数应答帧获取最大级联级数;主交换机将最大级联级数发送至其挂载的各通信节点设备,从交换机将自身的级联级数发送至自身挂载的各通信节点设备;主通信节点设备接收外部输入的脉冲信号,同时检测脉冲信号边沿并将脉冲信号边沿转换为两种同步K码发送给主交换机;主交换机将同步K码发送到从交换机和自身交换机挂载的各通信节点设备;主交换机挂载的各通信节点设备根据同步K码的类型恢复相应的脉冲信号并计算各通信节点设备对应的延时补偿,恢复的脉冲信号经相应的延时补偿后从相应通信节点设备输出端口输出。以此方式,提高了抗干扰能力及时间同步精度,降低了系统成本,只用一条物理链路即可在传输数据的同时实现设备之间的时间同步。

    技术研发人员:李鹏,孙海晶,李锐,蔡久青,张炜龙,李可维,吴钫,方力,曹瀚,李小谦,陈晶,金翔,王杰,孔祥伟,张正卿
    受保护的技术使用者:中国船舶集团有限公司第七一九研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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