專利名稱：一種海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法，尤其是一種基于NTP和PTP技術(shù)的海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法。
背景技術(shù)：
作為海洋科學技術(shù)的熱點內(nèi)容，美國、日本、加拿大等國家都在建立海底觀測網(wǎng)，我國也在加快其研究速度。海底觀測網(wǎng)絡，是由岸基站和各級水下節(jié)點組成的大型長期穩(wěn)定的海底原位科學探測平臺。接駁盒即為海底觀測網(wǎng)絡的水下節(jié)點。接駁盒為海底觀測網(wǎng)內(nèi)連接的科學設備提供統(tǒng)一的供電和通訊接口，并與岸基站及其他接駁盒相連。因此接駁盒的可靠性對海底觀測網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用。海底觀測網(wǎng)接駁盒實現(xiàn)時間同步是關(guān)鍵指標之一。接駁盒的穩(wěn)定運行是通過對接 駁盒內(nèi)部的電壓信號、電流信號以及周圍的環(huán)境監(jiān)測信號如溫度信號、濕度信號、漏水檢測信號等多種信號的控制來實現(xiàn)的，這些信號的實時性對及時掌控接駁盒的內(nèi)部情況十分重要。此外，高精度的時間信號如何在通過深海光電復合纜、主接駁盒、次接駁盒等多級接駁盒遠距離傳輸之后還能保持其精度，以便于對海底終端科學設備進行時間同步，這也對海底信號的觀測有著十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法，從而實現(xiàn)對海底觀測網(wǎng)接駁盒的時間同步。為達到上述目的，本發(fā)明擬采用的技術(shù)解決方案是
本發(fā)明的海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法，是一種基于NTP和PTP技術(shù)的時間同步方法，包括以下步驟
(1)岸基站主時鐘輸出的NTP同步信號和PTP同步信號經(jīng)岸基站PTN設備轉(zhuǎn)換為光信號后，通過深海光電復合纜傳輸至海底M個主接駁盒的PTN設備，M為正整數(shù)；
(2)每個海底主接駁盒的PTN設備將接收到的光信號的NTP同步信號和PTP同步信號轉(zhuǎn)換為電信號并分為N+2路輸出，其一路NTP同步信號輸入至主接駁盒控制單元進行NTP同步信號解碼實現(xiàn)毫秒級時間同步，另一路PTP同步信號經(jīng)由主接駁盒的PTP模塊進行PTP同步信號解碼再輸入至主接駁盒控制單元實現(xiàn)微秒級時間同步，其余N路NTP同步信號和PTP同步信號分別經(jīng)電纜輸出至N個次接駁盒的二層交換機，N為正整數(shù)；
(3)每個海底次接駁盒的二層交換機將輸入的NTP同步信號和PTP同步信號分為P+2路輸出，其一路NTP同步信號輸入至次接駁盒控制單元進行NTP同步信號解碼實現(xiàn)毫秒級時間同步，另一路PTP同步信號經(jīng)由次接駁盒的PTP模塊進行PTP同步信號解碼再輸入至次接駁盒控制單元實現(xiàn)微秒級時間同步，其余P路NTP同步信號和PTP同步信號分別經(jīng)電纜輸出至P個海底觀測儀器，P為正整數(shù)。本發(fā)明中，所說的岸基站PTN設備、主接駁盒PTN設備以及次接駁盒的二層交換機均是支持IEEE1588 v2協(xié)議的網(wǎng)絡傳輸設備，工作在邊界時鐘的模式。本發(fā)明步驟(I)中所說的深海光電復合纜的長度為75km或150km。當深海光電復合纜長度為150km時，在岸基站PTN設備與海底主接駁盒的PTN設備之間接入放大器，該放大器距離岸基站PTN設備在Ikm內(nèi)。本發(fā)明中，所說的主接駁盒PTP模塊以及次接駁盒PTP模塊均是支持IEEE1588 v2協(xié)議的模塊，工作在PTP從時鐘模式。本發(fā)明中，所說的海底觀測儀器是接入海底觀測網(wǎng)絡實時在線觀測和數(shù)據(jù)采集的設備，例如地震儀、采樣器、溫鹽深剖面儀、深海攝像機等。
上述的NTP同步信號是由RFC1305協(xié)議定義的時間同步信號；PTP同步信號是由IEEE1588 v2協(xié)議定義的時間同步信號。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法中，將高精度NTP同步信號和PTP同步信號在岸基站PTN設備內(nèi)由電信號轉(zhuǎn)換為光信號并通過(75km和150km)深海光電復合纜進行傳輸，可實現(xiàn)同步信號在深海內(nèi)的遠距離傳輸；傳輸網(wǎng)絡內(nèi)同時擁有NTP同步信號和PTP同步信號，可增強海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步信號的多樣性；主、次接駁盒控制單元可通過PTP模塊解碼PTP同步信號實現(xiàn)微秒級時間同步，可保證海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步的高精度；整個網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡傳輸設備如岸基站PTN設備，主接駁盒PTN設備，次接駁盒二層交換機，主、次接駁盒內(nèi)的PTP模塊均支持IEEE1588v2協(xié)議，因此可以保證高精度同步信號在深海進行遠距離傳輸。本發(fā)明是海底觀測網(wǎng)接駁盒進行高精度時間同步的保證。


圖I是海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細的說明。參照圖1，海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法，包括以下步驟
(I)岸基站主時鐘發(fā)出的NTP同步信號和PTP同步信號經(jīng)岸基站PTN設備轉(zhuǎn)換為光信號后，通過75km或150km深海光電復合纜傳輸至海底M個(圖例中M=2)主接駁盒的PTN設備。其中，岸基PTN設備和主接駁盒的PTN設備均支持IEEE1588 v2協(xié)議，工作在邊界時鐘的模式；當深海光電復合纜長度為150km時，在岸基站PTN設備與海底主接駁盒的PTN設備之間接入放大器，該放大器距離岸基站PTN設備在Ikm內(nèi)。(2)每個海底主接駁盒的PTN設備將接收到的光信號的NTP同步信號和PTP同步信號轉(zhuǎn)換為電信號并分為N+2路(圖例中N=8)輸出，其一路NTP同步信號直接輸入至主接駁盒控制單元進行NTP同步信號解碼實現(xiàn)毫秒級時間同步，另一路PTP同步信號先經(jīng)由主接駁盒的PTP模塊進行PTP同步信號解碼后再輸入至主接駁盒控制單元實現(xiàn)微秒級時間同步，其余8路NTP同步信號和PTP同步信號分別經(jīng)電纜輸出至8個次接駁盒的二層交換機。主接駁盒PTP模塊是支持IEEE1588 v2協(xié)議的模塊，工作在PTP從時鐘模式。(3)每個海底次接駁盒的二層交換機將輸入的NTP同步信號和PTP同步信號分為P+2路(圖例中P=8)輸出，其一路NTP同步信號直接輸入至次接駁盒控制單元進行NTP同步信號解碼實現(xiàn)毫秒級時間同步，另一路PTP同步信號先經(jīng)由次接駁盒的PTP模塊進行PTP同步信號解碼再輸入至次接駁盒控制單元實現(xiàn)微秒級時間同步，其余8路分別經(jīng)電纜輸出至8個海底觀測儀器。其中，二層交換機是支持IEEE1588 v2協(xié)議的網(wǎng)絡傳輸設備，工作在邊界時鐘的模式；PTP模塊是支持IEEE1588 v2協(xié)議的模塊，工作在PTP從時鐘模式；海底觀測儀器是接入海底觀測網(wǎng)絡用來進行對大洋水層的物理、化學、生物因素，深海海底的巖石、熱液、微生物以及大洋地殼內(nèi)部的水體流動、板塊活動、板塊形變等各種觀測對象進行 長期、連續(xù)、穩(wěn)定的實時在線觀測和數(shù)據(jù)采集的觀測設備，例如地震儀、采樣器、溫鹽深剖面儀、深海攝像機等。
權(quán)利要求
1.一種海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)岸基站主時鐘輸出的NTP同步信號和PTP同步信號經(jīng)岸基站PTN設備轉(zhuǎn)換為光信號后，通過深海光電復合纜傳輸至海底M個主接駁盒的PTN設備，M為正整數(shù)； (2)每個海底主接駁盒的PTN設備將接收到的光信號的NTP同步信號和PTP同步信號轉(zhuǎn)換為電信號并分為N+2路輸出，其一路NTP同步信號輸入至主接駁盒控制單元進行NTP同步信號解碼實現(xiàn)毫秒級時間同步，另一路PTP同步信號經(jīng)由主接駁盒的PTP模塊進行PTP同步信號解碼再輸入至主接駁盒控制單元實現(xiàn)微秒級時間同步，其余N路NTP同步信號和PTP同步信號分別經(jīng)電纜輸出至N個次接駁盒的二層交換機，N為正整數(shù)； (3)每個海底次接駁盒的二層交換機將輸入的NTP同步信號和PTP同步信號分為P+2路輸出，其一路NTP同步信號輸入至次接駁盒控制單元進行NTP同步信號解碼實現(xiàn)毫秒級時間同步，另一路PTP同步信號經(jīng)由次接駁盒的PTP模塊進行PTP同步信號解碼再輸入至次接駁盒控制單元實現(xiàn)微秒級時間同步，其余P路NTP同步信號和PTP同步信號分別經(jīng)電纜輸出至P個海底觀測儀器，P為正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法，其特征在于，所說的岸基站PTN設備、主接駁盒PTN設備以及次接駁盒的二層交換機均是支持IEEE1588 v2協(xié)議的網(wǎng)絡傳輸設備，工作在邊界時鐘的模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法，其特征在于，步驟(I)中所說的深海光電復合纜的長度為75km或150km，當深海光電復合纜長度為150km時，在岸基站PTN設備與海底主接駁盒的PTN設備之間接入放大器，該放大器距離岸基站PTN設備在Ikm內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法，其特征在于，所說的主接駁盒PTP模塊以及次接駁盒PTP模塊均是支持IEEE1588 v2協(xié)議的模塊，工作在PTP從時鐘模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法，其特征在于，所說的海底觀測儀器是接入海底觀測網(wǎng)絡實時在線觀測和數(shù)據(jù)采集的設備。
全文摘要
本發(fā)明公開的海底觀測網(wǎng)接駁盒時間同步方法，是基于NTP和PTP技術(shù)的同步方法。岸基站主時鐘的NTP和PTP同步信號經(jīng)岸基站PTN設備轉(zhuǎn)換為光信號后，通過深海光電復合纜傳輸至主接駁盒的PTN設備并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號；主接駁盒控制單元解碼NTP同步信號進行毫秒級對時，或通過PTP模塊解碼PTP同步信號進行微秒級對時；主接駁盒PTN設備將NTP和PTP同步信號經(jīng)電纜傳輸至次接駁盒的二層交換機；次接駁盒控制單元解碼NTP同步信號進行毫秒級對時，或通過PTP模塊解碼PTP同步信號進行微秒級對時；次接駁盒的二層交換機將NTP和PTP同步信號通過電纜傳輸至海底觀測儀器。
文檔編號H04J3/06GK102970094SQ201210443338
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者李德駿, 汪港, 楊燦軍, 金波, 朱雨時, 張峰 申請人:浙江大學