基于GPS和IEEE-1588协议的时钟同步装置的研制

面对电力系统对同步时钟的迫切需求,如何保证同步时钟的精度和可靠性成为重要问题。基于GPS和IEEE-1588协议,主要利用FPGA技术研制了一种时钟同步装置。该装置可同时进行IEEE-1588同步和接收GPS、IRIG-B码同步源发送的秒同步信号,可供选择的同步方式保证了同步的可靠性;在以太网物理层和MAC层之间的MII处检测和标记1588报文是实现高精度同步的关键方法,且1588校正本地时钟时实现了平滑修正。测试结果显示1588同步误差小于500ns,该装置具有同步精度高、可靠性好的特点,将其应用于同步相量测量单元(PMU)中,可以满足电力系统广域测量对同步时钟的要求。

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。

IEEE1588协议在网络测控系统中的应用

在基于网络的测量与控制系统中,对分散节点间的时钟同步有很高的要求。IEEE 1588标准的精确时钟协议为测控系统的时钟同步提供了一种简单可行的途径。分析了精确时钟协议实现的原理和算法,针对测控系统中对时钟同步精度的需求,研究了系统内选择最优主时钟的算法和实现,以及硬件辅助检测时间戳的方法和应用。最后以以太网为例,对设计的方法进行了精度测试,验证了在测控系统中应用精确时钟同步协议能够满足系统的应用需求。

基于CORTEX-M3的IEEE 1588协议的实现

随着基于以太网技术在分布式系统的广泛应用,分布式系统时钟同步问题迫切的需要解决。文章提出了基于Cortex-M3的微控制器LM3S8962的IEEE 1588时钟同步协议的实现方案,介绍了LM3S8962芯片硬件时间戳的生成和IEEE 1588从时钟的实现,并分析了影响时钟同步精度的因素。并最终利用LM3S8962硬件平台,实现了IEEE 1588协议。测试结果表明,利用M3芯片内部对IEEE 1588协议硬件支持的功能,可以达到系统高精度的时间同步要求。

无线传感网络环境下IEEE 1588协议的仿真实现

仿真实验评估IEEE 1588精密时钟同步协议(PTP)在无线传感器网络环境下的同步性能,对开展真实环境下的开发和应用具有较强的现实意义.本文实现了无线传感器网络节点各层、偏移时钟以及PTP协议的仿真;基于不同的时间标记模块,实现了硬件时间标记、软件时间标记以及时间标记不确定性的仿真;对PTP时间同步过程、仿真结果和影响PTP性能的因素进行了评估和分析.

基于IEEE 1588协议的分布式数据采集系统

为了提高光纤安防系统的误报率,需要同步采集多个监测节点的数据。基于同步采集需求,设计并实现了一种基于PXI总线数据监测系统。系统采用多节点分布式布局方式搭建了监控网,并通过IEEE 1588协议实现各监测节点数据的同步采集,以及将各监控节点采集的数据通过GPRS网络传送到监控中心。实验证明,系统可实现纳秒级同步,有效解决了多分布点同步采集数据的难点,为后续的算法优化创造了有利条件。

基于IEEE1588协议的高精度时钟同步系统设计与实现

纯软件方式实现的IEEE1588协议时间戳标记位置处于数据链路层,受网络传输延迟不确定性的影响,时钟同步精度大多局限在μs级别。为了进一步提高多测点信号采集的同步性,应用于分布式振动信号同步采集,提高时钟同步精度。设计了硬件与软件结合的IEEE15888精密时间协议的高精度时钟同步系统。系统采用卫星时钟作为授时时钟源,STM32F407作为主控芯片,利用STM32F407中集成的MAC内核实现开源代码PTPd中IEEE1588最佳主时钟、本地时钟调节等算法的运行;采用支持硬件时间戳的DP83640物理层芯片实现RMII接口物理层标记时间戳,进一步降低了信号在网络传输过程中发生的随机性延迟,提高了时间同步的精度。经过同步信号输出测试,该系统时钟同步误差优于±200 ns,达到设计要求,应用性能良好。

基于IEEE 1588协议的时间触发以太网同步算法

基于IEEE 1588时间同步的时间触发以太网(TTE)解决数据传输延迟的不确定性问题时,未考虑时间戳精度对IEEE 1588协议同步精度的影响。为此,建立一种频率漂移估计与偏差估计模型,计算时间戳精度对IEEE 1588协议同步精度的影响大小,并在理论上推导TTE协议时间同步与IEEE 1588协议时间同步的误差。实验结果表明,当时间戳精度达到0.1μs或更高时,相对标准TTE时间同步算法,基于IEEE 1588协议的TTE网络具有更高的时间同步精度。

基于IEEE1588协议的从时钟同步技术分析

网络系统的运行过程中,从时钟系统的运行需要保持高精准度,以实现对网络时间的限定。基于对IEEE1588 协议运行原理的分析,结合对从时钟同步技术的研究。文章探讨了 IEEE1588 协议时钟的设计方法,从而让从时钟结构在运行过程中也可以满足精准度要求,并在此基础上完成对整个系统的检查工作。

基于ARM的IEEE1588精密时钟同步协议的实现

为了达到以太网纳秒级的时钟同步,概述了IEEE1588(网络化测量及控制系统的精确时钟同步协议)的机理,对该算法实现纳秒级同步的方法进行细述,同时从工程实践的角度提出一种基于ARM的实现方法,软硬件结合实现IEEE1588协议,给出了实现方案和流程图,并给出相关的测试结果,证明其符合现代工业以太网应用对高精度时钟同步的要求。

基于IEEE 1588时间同步协议的cRIO数据采集装置的设计与实现

设计并实现了一种基于cRIO的远程分布式数据采集系统。该系统利用cRIO特有的1588插件设计了时间同步程序,以及数据采集、触发保存、本地保存和数据TCP/IP上传程序。数据采集测试结果表明,该系统短期同步精度可以达到亚毫秒级,长期测试同步精度为毫秒级。该同步系统可应用于煤矿井下光纤微震监测系统中。

IEEE 1588精确时间同步协议浅析

本文研究了IEEE 1588精确时间同步协议的基本原理、核心算法和技术特点。该协议主要解决传统网络时间同步技术精度不高和安全性差等问题。相比已有的基于网络时间协议(NTP)或GPS的时间同步技术,基于IEEE 1588协议的时间同步技术具有很高的精确性、安全性和可控性,能够较好地满足通信网同步、电力系统、工业控制、高精密测量等应用领域的时间同步要求。

智能变电站冗余网络中IEEE 1588协议的应用

IEEE 1588标准为网络度量和控制系统定义了精确时钟同步协议PTP,PTP协议可以为分布式网络实现亚μs级精度的同步。智能变电站中网络通信的可靠性对整个智能变电站系统的稳定有重要作用。针对智能变电站的网络冗余问题,分析了IEC 62439-3中的并行冗余协议(PRP)和高可用无隙环(HSR),研究了在变电站冗余网络中实现PTP同步的方法和相关问题。

1588v2协议在PTN中的实现

为有效实现分组传送网(PTN)的时间同步,介绍了1588v2协议的同步原理,分析了PTN实现高精度同步的关键技术,并提出了一种网络从时钟的相位补偿算法,进行了基于1588v2协议+同步以太网的PTN时钟同步测试。测试结果表明:基于1588v2协议+同步以太网和从时钟补偿算法的PTN时钟同步,在实现高精度相位同步的同时,有效提高了从时钟相位稳定度。

精密时间同步协议IEEE 1588-2019版本特色和应用

基于精密时间同步协议IEEE 1588-2019(PTP V2.1)版本在高精度、安全性、灵活性、性能监视等方面的优化和改进。介绍其在电信、电力、广电、金融等典型垂直行业中的应用,并对未来发展进行了展望。

基于FPGA的IEEE 1588时钟同步系统的设计与实现

IEEE 1588精密时钟协议用于分布式系统中各节点上独立时钟的同步,纯软件实现的IEEE 1588精密时钟协议的时间戳只能标记在数据链路层,受网络传输延迟以及网络抖动的影响,时钟同步精度一般只能达到微秒级。本文设计了一种基于FPGA的IEEE 1588协议的时钟同步系统,采用EP4CE6E22C8和RTL8201CP芯片,通过编程实现IEEE 1588报文识别、时钟偏移补偿算法等。该方法进一步降低了网络传输延迟的不确定性,提高了时间戳捕获的精度。通过实验对主从时钟同步精度的一致性进行测试,满足设计要求。

IEEE 1588同步时钟网络时延误差的分析及修正

IEEE 1588同步时钟基于TCP/IP技术,采用变电站通信网络对时,受通信网络传输阻塞的影响,存在同步报文传输路径延时误差。文中分析了IEEE 1588时钟同步精度误差;提出了基于区分服务调度模型的同步报文路径延时误差修正方法,通过设置网络节点业务报文队列的优先级,建立了带宽调节因子和紧迫度机制,确定了同步报文的时延,并提出时钟发生器振荡频率的修正方法;实现IEEE 1588同步时钟误差的修正。搭建了高精度网络时钟硬件平台,并完成了测试。实验结果表明,该时钟实现了纳秒级网络对时,能够满足智能变电站IEC 61850标准对时间精度的要求。

智能变电站IEEE 1588同步时延优化方法

针对智能变电站时间同步过程中通信网络的路径时延抖动导致同步精度下降问题,提出一种基于IEEE 1588时间同步协议的时延优化方法。首先分析智能变电站环境下路径时延抖动同步误差过程,实现同步误差产生机理的量化分析;然后阐述所提出的同步时延优化方法,方法在IEEE 1588协议框架下实现从时钟的基本时钟补偿基础上,拓展时延测量机制获取路径时延抖动的时钟补偿最佳估计值,实现从时钟同步时间的二次时钟补偿,减少路径时延抖动对同步精度影响;最后以智能变电站中典型IEEE 1588协议端到端透明时钟同步模式搭建仿真实验验证所提方法。实验结果表明所提方法能够提高智能变电站中从时钟同步精度和稳定性。

IEEE 1588在分布式发电系统保护采样值同步中的应用

分布式发电自动化系统未来的趋势是变电站以及变电站到分布式系统的每个节点之间都采用IEC 61850标准实现无缝通信。IEC 61850对采样值同步精确度有着非常高的精确性要求。分析并介绍了IEEE 1588协议,单独设立时标生成器,对交换机实现边界时钟功能。提出了一种符合IEEE 1588协议,可用于分布式系统保护通信中的精确时间同步新方案,并给出了软硬件结构模型。IEEE 1588协议的实现利用微控制器来完成,可以满足基于IEC 61850的分布式保护通信系统的采样值同步要求。

适用于数字化变电站的IEEE1588测试仪的研制

针对数字化变电站中智能设备的IEEE1588协议测试需求,提出了一种适用于数字化变电站的IEEE1588测试仪的研制方案。该方案分析了IEEE1588测试仪的系统功能要求、介绍了其硬件及软件设计,并研究了测试案例控制模式和测试自动化实现。利用该测试仪构成的闭环测试系统,可以实现数字化变电站中智能设备的IEEE1588协议一致性测试。实际应用效果表明该测试仪能正确完成智能设备的IEEE1588协议实时闭环测试,可显著提高智能设备IEEE1588协议测试效率,确保智能设备IEEE1588协议实现的正确性和可靠性。