專(zhuān)利名稱(chēng)：一種海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置，尤其是一種基于NTP和PTP技術(shù)的海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置。
背景技術(shù)：
海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)是地球系統(tǒng)的第三個(gè)觀測(cè)平臺(tái)，觀測(cè)平臺(tái)中的關(guān)鍵觀測(cè)點(diǎn)即是接入海底觀測(cè)網(wǎng)的多樣化的觀測(cè)儀器，這些觀測(cè)儀器對(duì)海洋科學(xué)研究、資源勘探、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)防等方面有著非常重要的作用，對(duì)這些觀測(cè)儀器采集到的各種環(huán)境信號(hào)給予精確的時(shí)間戳，對(duì)于在陸地上進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和分析意義重大。由于處在深海區(qū)域的觀測(cè)儀器無(wú)法安裝天線(xiàn)來(lái)接收GPS衛(wèi)星信號(hào)和北斗衛(wèi)星信號(hào)，因此就只能將時(shí)間信號(hào)從岸基經(jīng)由光電復(fù)合纜傳輸至海底，遠(yuǎn)距離的時(shí)間信號(hào)傳輸要求系統(tǒng)提供的時(shí)間信號(hào)的高精度性，多樣化的觀測(cè)儀器要求系統(tǒng)提供的時(shí)間信號(hào)的多樣化。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)接入海底觀測(cè)網(wǎng)的觀測(cè)儀器的時(shí)間同步。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置包括:主接駁盒PTN設(shè)備、次接駁盒和P個(gè)海底觀測(cè)儀器；主接駁盒PTN設(shè)備輸出的NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)經(jīng)電纜和次接駁盒的二層交換機(jī)的輸入端相連，二層交換機(jī)將輸入的NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)分為N+1路輸出，其一路PTP同步信號(hào)輸入至PTP從時(shí)鐘并被解碼為PPS信號(hào)后輸入至內(nèi)置晶振的PPS分配放大器,PPS分配放大器將輸入的PPS信號(hào)分配放大為M路PPS信號(hào)輸出，M路PPS信號(hào)分別與二層交換機(jī)輸出的N路NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)一一對(duì)應(yīng)輸入至P個(gè)觀測(cè)儀器，其中的PPS信號(hào)經(jīng)觀測(cè)儀器中的隔離電路和放大電路與觀測(cè)儀器主控單元的一個(gè)輸入端相連，NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)直接與觀測(cè)儀器主控單元的另一個(gè)輸入端相連，P=M=N,且均為正整數(shù)。上述的觀測(cè)儀器是接入海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)在線(xiàn)觀測(cè)和數(shù)據(jù)采集的設(shè)備。例如地震儀、采樣器、溫鹽深剖面儀、深海攝像機(jī)等。本實(shí)用新型中，所說(shuō)的主接駁盒PTN設(shè)備是支持IEEE1588v2協(xié)議、工作在邊界時(shí)鐘模式的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，例如可采用阿爾卡特朗訊公司的1850 TSS-5C型號(hào)的分組傳輸交換機(jī)。本實(shí)用新型中，所說(shuō)的二層交換機(jī)是支持IEEE1588 v2協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，例如可采用MOXA公司的EDS616模塊化以太網(wǎng)交換機(jī)。本實(shí)用新型中，所說(shuō)的PTP從時(shí)鐘是支持IEEE1588 v2協(xié)議的從時(shí)鐘模塊，可以是Linkl588 PTP 從鐘卡。本實(shí)用新型中，所說(shuō)的PPS分配放大器可采用型號(hào)為T(mén)imeDA2000的內(nèi)置有守時(shí)精度5X 10_1(y天恒溫晶振的時(shí)間信號(hào)拓展裝置。本實(shí)用新型中，所說(shuō)的觀測(cè)儀器主控單元是觀測(cè)儀器的核心控制單元，可以是地震儀的數(shù)字記錄系統(tǒng)，也可以是深海采樣器的CPU單元。本實(shí)用新型中，所說(shuō)的隔離電路可采用隔離芯片是6N137高速光耦合器。本裝置的工作原理如下:主接駁盒的PTN設(shè)備輸出的NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至次接駁盒的二層交換機(jī)；二層交換機(jī)將輸入的NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)分為N+1路輸出，其一路PTP同步信號(hào)輸入至PTP從時(shí)鐘并被解碼出與UTC時(shí)間偏差在200ns以?xún)?nèi)PPS信號(hào)后，輸入至內(nèi)置晶振的PPS分配放大器，其余N路每路同時(shí)輸出NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)；PPS分配放大器將輸入的PPS信號(hào)分配放大為M路PPS信號(hào)，M=N ；PPS分配放大器輸出的M路PPS信號(hào)分別與二層交換機(jī)輸出的N路NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，并通過(guò)電纜傳輸至P個(gè)觀測(cè)儀器，P=M=N,且均為正整數(shù)；每個(gè)觀測(cè)儀器中的隔離電路對(duì)輸入的PPS信號(hào)進(jìn)行隔離處理，通過(guò)放大電路進(jìn)行放大處理后輸入至觀測(cè)儀器主控單元，和輸入觀測(cè)儀器主控單元的NTP同步信號(hào)或PTP同步信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合解碼實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步:當(dāng)觀測(cè)儀器支持NTP協(xié)議，則通過(guò)NTP同步信號(hào)和PPS信號(hào)聯(lián)合解碼實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)時(shí)間同步；當(dāng)觀測(cè)儀器支持IEEE1588 v2協(xié)議，則通過(guò)PTP同步信號(hào)進(jìn)行解碼實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)時(shí)間同步。本實(shí)用新型的海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置，在次接駁盒內(nèi)通過(guò)PTP從時(shí)鐘對(duì)PTP同步信號(hào)進(jìn)行解碼輸出PPS信號(hào)提供給觀測(cè)儀器，可增加海底觀測(cè)網(wǎng)時(shí)間信號(hào)的多樣性；在次接駁盒內(nèi)將PTP從時(shí)鐘輸出的PPS信號(hào)進(jìn)行分配放大，實(shí)現(xiàn)了 I路PPS信號(hào)拓展至多路，觀測(cè)儀器無(wú)需再進(jìn)行PTP同步信號(hào)解碼即可獲得高精度PPS信號(hào)，可降低觀測(cè)儀器造價(jià)；觀測(cè)儀器對(duì)接收到的PPS信號(hào)進(jìn)行隔離放大處理，提高了 PPS信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸之后的驅(qū)動(dòng)能力。

圖1是海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的說(shuō)明。參照?qǐng)D1，海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置包括:主接駁盒PTN設(shè)備1、次接駁盒2和P個(gè)海底觀測(cè)儀器6 ;主接駁盒PTN設(shè)備I輸出的NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)經(jīng)電纜和次接駁盒2的二層交換機(jī)3的輸入端相連，二層交換機(jī)3將輸入的NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)分為N+1路輸出，其一路PTP同步信號(hào)輸入至PTP從時(shí)鐘4并被解碼為PPS信號(hào)后輸入至內(nèi)置晶振的PPS分配放大器5,PPS分配放大器5將輸入的PPS信號(hào)分配放大為M路PPS信號(hào)輸出，M路PPS信號(hào)分別與二層交換機(jī)3輸出的N路NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)一一對(duì)應(yīng)輸入至P個(gè)觀測(cè)儀器6，其中的PPS信號(hào)經(jīng)觀測(cè)儀器6中的隔離電路7和放大電路8與觀測(cè)儀器主控單元9的一個(gè)輸入端相連，NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)直接與觀測(cè)儀器主控單元9的另一個(gè)輸入端相連，P=M=N,圖例中P=M=N=8。
權(quán)利要求1.一種海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置，其特征在于包括主接駁盒PTN設(shè)備(I)、次接駁盒(2)和P個(gè)海底觀測(cè)儀器(6);主接駁盒PTN設(shè)備(I)輸出的NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)經(jīng)電纜和次接駁盒(2)的二層交換機(jī)(3)的輸入端相連，二層交換機(jī)(3)將輸入的NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)分為N+1路輸出，其一路PTP同步信號(hào)輸入至PTP從時(shí)鐘(4)并被解碼為PPS信號(hào)后輸入至內(nèi)置晶振的PPS分配放大器(5)，PPS分配放大器(5)將輸入的PPS信號(hào)分配放大為M路PPS信號(hào)輸出，M路PPS信號(hào)分別與二層交換機(jī)(3)輸出的N路NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)一一對(duì)應(yīng)輸入至P個(gè)觀測(cè)儀器(6)，其中的PPS信號(hào)經(jīng)觀測(cè)儀器(6)中的隔離電路(7)和放大電路(8)與觀測(cè)儀器主控單元(9)的一個(gè)輸入端相連，NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)直接與觀測(cè)儀器主控單元(9)的另一個(gè)輸入端相連，P=M=N,且均為正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置，其特征在于，所說(shuō)的觀測(cè)儀器(6)是接入海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)在線(xiàn)觀測(cè)和數(shù)據(jù)采集的設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置，其特征在于所說(shuō)的主接駁盒PTN設(shè)備(I)是支持IEEE1588v2協(xié)議、工作在邊界時(shí)鐘模式的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置，其特征在于，所說(shuō)的二層交換機(jī)(3)是支持IEEE1588 v2協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置，其特征在于，所說(shuō)的PTP從時(shí)鐘(4)是支持IEEE1588 v2協(xié)議的從時(shí)鐘模塊。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的一種海底觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)儀器的時(shí)間同步裝置包括主接駁盒PTN設(shè)備、次接駁盒和P個(gè)海底觀測(cè)儀器；主接駁盒PTN設(shè)備輸出的NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)輸入至次接駁盒的二層交換機(jī)，二層交換機(jī)將輸入信號(hào)分為N+1路輸出，一路PTP同步信號(hào)經(jīng)PTP從時(shí)鐘和PPS分配放大器被分配放大為M路PPS信號(hào)輸出，M路PPS信號(hào)分別與二層交換機(jī)輸出的N路NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)一一對(duì)應(yīng)輸入至P個(gè)觀測(cè)儀器，其中的PPS信號(hào)經(jīng)觀測(cè)儀器中的隔離電路和放大電路與觀測(cè)儀器主控單元的一個(gè)輸入端相連，NTP同步信號(hào)和PTP同步信號(hào)直接與觀測(cè)儀器主控單元的另一個(gè)輸入端相連，P=M=N。該裝置可對(duì)接入海底觀測(cè)網(wǎng)的觀測(cè)儀器實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。
文檔編號(hào)G04G7/00GK202929368SQ20122058548
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)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, 張峰, 陳燕虎 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)