基于IEEE1588协议的高精度网络时钟同步软件设计

在分析IEEE 1588原理以及影响同步精度因素的基础上,设计了基于Windows平台的时间同步方法,为分布式网络系统的时钟精确同步提供了一种有效可行的解决办法.目前,Windows平台下直接在应用层获取的时间戳精度在10 ms级左右,系统的同步精度为ms级.针对Windows平台下获取更高精度1588时间戳的困难,设计了基于SharpPcap的时间戳处理模块,得到高精度的数据链路层时间戳,从而提高了应用层的时间戳精度.实验结果表明,采用该方法系统主从时钟的同步精度达到亚ms级,满足电力系统中同步精度在ms级以内的时钟同步需求.

全厂网络时钟同步方案

当前工控领域石化项目如乙烯、炼油日益趋向大型化、一体化和智能化。一个大型石化项目往往集成多套独立系统如DCs、sIs、CCs等,同时要求所有系统使用同一套网络时钟同步系统。本文提供了几种全厂网络时间同步方案,并分析了每个方案的优缺点和适用场合。

浅析Ad Hoc网络的时钟互同步技术及相关算法

本文首先描述了Ad Hoc网络时钟同步的概念,简要分析了Ad Hoc网络的时钟互同步技术及相关算法。最后,重点讨论了Ad Hoc网络的时钟采样-网络互同步技术及相关算法。

IEEE-1588协议时钟同步报文的精确时间标记方法研究

采用专用硬件在物理层标记(time stamping)时钟同步报文发出和到达的时刻是实现高精度网络时钟同步的基础。本文分析了IEEE-1588协议中Sync和Delay_Req报文的数据帧结构,提出了一种在以太网物理层(PHY)和MAC层之间的介质无关接口(MII)处检测同步报文的策略和实现精确时间标记的方案。并根据此方案采用Altera公司的CycloneⅠ系列FPGA芯片EP1C12Q240研制了相关的测试平台。在此平台上对10Mbps以太网环境中的时间标记精度进行了初步实测,标记精度优于500nS。

基于FPGA的同步时钟报文检测电路的设计

时钟同步技术是解决基于网络的分布式测控系统完成同步测控任务的关键技术,IEEE-1588协议是一种应用于分布式测量和控制系统中的精准时钟同步协议。提出了一种基于IEEE-1588协议在以太网物理层和MAC层之间的介质无关接口(MII/RMII)处检测同步报文的策略和实现精确时间标记方案[1],在此硬件支持方案和方法的基础之上,充分利用FPGA宏模块资源采用较为简便实用的方法设计实现了同步报文检测电路,该部分电路的设计是采用硬件时间标记方案实现IEEE1588高精度时钟同步的基础。在QuartsII 7.2平台下对设计电路进行优化综合和时序仿真,通过在线实时检测验证了电路设计的正确性。初步验证结果表明设计达到课题要求,应用性能良好。

无线传感器网络中基于层次结构的时间同步算法

时间同步作为无线传感器网络的关键技术之一,对整个网络的工作和发展有着至关重要的作用。提出了基于层次结构的传感器网络时钟同步协议(TPSN)改进算法:在层次建立阶段采取等级广播,在同步阶段采取直接双向和间接双向相结合的时间同步方式,获得相对较少的报文开销和系统维护开销;进行了时间频率偏移校正,以保证节点的时间同步精度。仿真实验结果表明,该算法不仅提高了网络的同步精度,也节约了网络的能量消耗,更加满足实际应用的需求。

改进的网络同步时钟方差实时算法

为解决PTP协议中传统网络同步时钟方差计算方法无法实时更新和易受外界干扰的问题,提出了一种基于动态指数平滑处理的网络同步时钟方差实时计算方法。试验证明,该算法能够有效抵御外界干扰,及时响应同步时钟稳定性变化和处理网络的异常情况,提高了网络的实时性、同步性和稳定性。

FF高速以太网现场总线的时钟同步

介绍了现场总线基金会高速以太网协议(FF-HSE)，并主要分析了基于简单网络时钟同步协议(SNTP)的时钟同步基本原理，提出了两种可以采用的网络时钟同步体系结构，并给出了Winsock时钟同步通信客户端程序。

GPS时钟同步技术在350万t/a柴油加氢及其配套装置中的应用

简要介绍了GPS时钟同步原理和基于网络时间协议(NTP)的对时算法。分析了各系统时钟差异给工控系统带来的风险,并结合某350万t/a柴油加氢和配套5万Nm3制氢装置程控系统的构成特点,搭建其时钟同步网络拓扑图,详细说明利用各系统的特点来完成与GPS时钟同步服务器时钟的同步设置方法,实现了系统时间的统一。

长距离数字化管输系统中精确时钟同步的设计方案

针对各个站场内单独装设GPS接收器或其他精确时钟源的独立对时同步方式不能达到微秒级精度,成本较高的问题,提出通过长距离全线网络进行精确时钟同步的设计方案.从常用的多种网络对时方式中选择资源消耗最少且精确度最高的IEEE 1588网络精确时钟同步协议(IEEE 1588协议),实现从时钟偏移量的修正以及传输时延的修正,并通过一个精确的首端主时钟源周期性的对全线网络内所有从时钟进行校正.结合工程实际设计了时钟设备、交换设备和控制设备的具体架构、基本配置及其功能实现.通过德国赫斯曼公司的三层交换机MACH1140和美国罗克韦尔公司ControlLogix可编程逻辑控制器等行业内主流成熟设备的系统配置,完成整体架构对IEEE 1588协议的支持.在全线局域网络缓存负荷率不超过50%的前提下,使长距离数字化管输系统全线的自动化设备能够作为从时钟,与首端的主时钟源在100ns范围内实现精确时钟同步.

TD-LTE系统新增GPS时钟源方案研究

南昌市轨道交通3号线TD-LTE综合无线承载网系统为A/B双网设计,采用单一IEEE 1588V2时钟源架构实现网络时钟同步。为进一步提升TD-LTE系统授时稳定性和冗余性能水平,从现场运营提升要求角度出发,提出GPS时钟源+1588V2时钟源的双时钟系统改造技术思路,有效解决A/B双网BBU时钟相位不同步的问题,为城市轨道交通TD-LTE系统时钟源设备改造优化提供技术参考。

基于IEEE-1588协议的高精度时钟对时设计

针对分布式控制系统的时间同步精度要求,基于ADI公司的BF518高性能DSP芯片,对IEEE-1588协议的P2P对时进行了阐述。通过芯片中关于IEEE-1588协议的TSYNC模块检测PTP事件消息,并提供事件消息的硬件时间戳以提高时间标记的精度,从而降低计算主从时钟时延时间的误差。分析了时钟晶振固有稳定性对时钟同步精度的影响,通过设置加数寄存器值调整本地时钟的频率,并对IEEE-1588协议高精度时间同步过程的软件实现进行了详细阐述。实验测试结果表明,该方法很大程度上提高了同步精度,达到了高精度同步系统的要求。

以太网络测试中的单向延迟量的确定

根据IETF的网络小组发布的RFC相关技术标准,分析了在以太网测试中,如何确定单向延迟量,提供、比较了各种标准的解决方案,择优选取了基于网络时钟同步系统的软件测量方法,开发并实现了相应的测试。

基于SDH通道的PTP同步对时研究

对电力调度通信SDH(同步数字体系)网络采用IEEE 1588精确时间协议(PTP)进行了研究,对试验中存在的问题提出了解决方法。

基于VisualC++的DCS系统时间同步软件的开发

在发电厂热工控制系统中,实现工程师站和各操作员站之间时钟同步的功能至关重要,它影响诸如报警监视和记录、数据收集、向控制系统采集和发送数据等功能,影响控制时序的准确性,是整台机组安全经济运行的基础。以往使用时间同步在同步时存在某些问题,为了彻底解决这些问题,采用全球卫星定位系统(GPS,Global Positioning System)作为标准时钟(当GPS信号丢失时,以工程师站时钟为标准时钟),以C++为开发平台,自行开发了控制系统时钟同步软件。该软件实际运行至今,可以显著减少工作量,简化操作,效果令人满意。

LTE Small Cell应用和部署解决方案探讨

本文介绍了LTE Small Cell的基本概念,组网方式,主要应用和为LTE网络带来的收益,分析了Small Cell实际部署中所面临的主要问题和挑战,并针对性论述了解决问题所采用的关键技术和解决方案。重点描述了宏微干扰协同eICIC技术、时钟同步、回程网络、网络规划以及SON自组织网络等解决方案。