跨域时钟同步技术在时间敏感网络中的应用
2025-02-12 10:11
No.1339177107972169728
技术概要
PDF全文
本技术方案提供了一种适用于时间敏感网络的跨域时钟同步方法,涵盖时间同步技术领域。该方案通过构建一个以中转时钟为核心的多域时钟同步网络拓扑结构,实现主域同步报文的接收和主时钟信息的同步,确保网络中的时间一致性。
背景技术
时间敏感网络(TSN)是一组应用在工业、电力等领域中实时、确定性通信的标准。当前,随着电网规模的扩大、新能源的并网以及特高压输电技术的发展,电网变得越来越复杂和智能化。在智能电网中,同步采样、故障检测、事件序列记录、事件位置估计以及设备间工作协调等应用虽然在各种具体动作的过程中有所不同,它们的共同点是都需要精确的时间同步能力,以消除本地时钟之间的差异。因此智能电网中的时间同步对于各节点的安全稳定运行具有重要意义。针对这一需求,IEEE 802.1AS主导的TSN协议给出了精确的时间同步解决方案,高度精简了以往冗余的同步过程,提高了时间同步的效率和准确性。 IEEE 802.1AS提出了由多个gPTP域组成的时间感知网络,图1展示了一个由多个gPTP域组成的时间感知网络示例。具体来说,在这个例子中,网络有两个时间域,其中域0使用PTP时间尺度,域1使用任意(ARB)时间尺度。要求属于同一域的所有PTP实例在其物理拓扑中具有直接连接(例如,时间不能通过时间感知在没有域0处于活动状态的系统从域0中的一个PTP实例传输到域0中的另一个PTP实例)。此外,两个域都处于活动状态的时间感知系统由倾斜的内部阴影线表示,代表两个独立的活动PTP实例。 如图2所示的同步报文格式,在同步报文内有domianNumber字段,该字段的作用便是进行划分同步域,只有在同一个同步域内的时钟才可以进行时钟同步相关行为。domianNumber的值默认为0。 在实际应用中,如图3所示,从时钟由于晶振精度较低,时钟的时间总是会导致漂移,从时钟的时钟频率和相位在被校正之后持续偏移,导致从时钟需要持续校正,并且由于不同时钟的晶振性能不同,同步周期之间造成的偏移各不相同。 当前由于生产规模的不断扩大,网络节点越来越多,报文传播跳数也随之不断增加,时钟同步的精度会随着跳数增加而逐渐降低,这导致边缘设备的同步精度下降,同步的过程中的抗干扰能力也不断下降。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
王浩  孙浩宇  魏旻  黄庆卿  谢昊飞
技术所属: 重庆邮电大学
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