集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法
【专利摘要】本发明涉及一种集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法，具体为：在集中式信息系统中，利用串行数据通道传输串行特征数据流，使其在串行数据通道中往复交互传输，通过时间同步、比对监测和修正校验后，实现时间集中统一管理；往复交互传输步骤为：1：设备对要发送的串行特征数据填充数据标识、设备/时钟特性数据，记录设备发送时间，然后发起；2：时钟响应并接收后，记录设备接收时间，更新设备/时钟特性数据，记录时钟发送时间，然后返回给设备；3：设备接收到后，记录时钟接收时间，恢复设备/时钟特性数据，记录二次发送时间，然后返回给时钟；4：时钟接收到后，记录二次接收时间；本发明能能够实现精确的时间同步，操作简单。
【专利说明】集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法
[0001](一)、【技术领域】:本发明涉及一种时间同步方法，特别涉及一种集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法。
[0002](二)、【背景技术】:随着我国工农业生产的发展，各领域信息系统的建设也得到了飞速发展，为满足各生产信息系统对时频同步的要求，提高集中式信息系统运行的可靠性、安全性和事故分析水平,集中式信息系统对统一时间的需求越来越迫切，高精度、高可用度、高可靠、统一的时间统一管理系统是集中式信息系统安全运行、提高运行管理水平的重要保障，是现有集中式信息系统的重要组成部分和关键分系统之一。为保证集中式信息系统安全、经济运行，各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化、智能化装置广泛应用，这些装置的正常工作都离不开高精度、高准确度的时间统一系统。目前，我国集中式信息系统中时间同步大多采用不同厂家的系统(装置)，各系统时间同步技术应用情况混乱、技术水平参差不齐、技术方案不规范等，各系统采用独立的时钟，对时装置采用简单的卫星授时装置，接口单一、授时精度低、存在较大的偏差，各对时装置分散、独立，不利于使用、维护和管理等，已不能适应集中式信息系统的生产维护管理的需要和不能适应未来集中式信息系统运行管理的发展需求。传统集中系统单向授时原理如图1所示，图中，SDH/IP表示数字同步网或IP数据网。
[0003](三)、
【发明内容】
:
本发明要解决的技术问题是:针对现有技术不足，提供一种集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法，该方法能够可靠实现精确的时间同步，而且操作简单。
[0004]本发明的技术方案:
一种集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法，具体为:在集中式信息系统中，利用串行数据通道传输串行特征数据流，使串行特征数据流在串行数据通道中往复交互传输，在传输过程中标记必要的特征数据元素，然后，通过时间同步和比对监测两个步骤后，实现精确的时间集中统一管理。
[0005]集中式信息系统中含有时钟、上级网络、M个下级网络和M*N个设备，N和M均为大于等于I的自然数，时钟与上级网络之间设有第一串行数据通道，上级网络与M个下级网络之间分别设有M个第二串行数据通道，每个下级网络与N个设备之间分别设有N个第三串行数据通道；上级网络和下级网络为数字同步网，或为IP数据网，或为串行报文网，或为以太网。
[0006]串行特征数据的特征数据元素含有:串行特征数据标识、设备/时钟特性数据、设备标记数据发送时间、设备标记数据接收时间、时钟标记数据发送时间、时钟标记数据接收时间、时钟标记数据二次发送时间、时钟标记数据二次接收时间；
串行特征数据流的往复交互传输步骤如下:
步骤1:设备对要发送的串行特征数据填充串行特征数据标识ID、设备/时钟特性数据SD，并记录设备标记数据发送时间TS，然后通过串行接口发起该串行特征数据；
步骤2:时钟响应并接收该串行特征数据，记录设备标记数据接收时间TR，更新设备/时钟特性数据SD到设备/时钟特性数据SD’，记录时钟标记数据发送时间TS’，然后将该串行特征数据返回给设备；
步骤3:设备接收到该串行特征数据后，记录时钟标记数据接收时间TR’，恢复设备/时钟特性数据SD’到设备/时钟特性数据SD，记录时钟标记数据二次发送时间TS”，然后将该串行特征数据返回给时钟；
步骤4:时钟接收到该串行特征数据后，记录时钟标记数据二次接收时间TR”，这时，时钟收到了一个完整的串行特征数据，一个完整的串行特征数据流的往复交互传输流程完成；
时间同步的工作过程为:从设备到时钟的一次数据往返操作过程后，得到设备标记数据发送时间TS、设备标记数据接收时间TR、时钟标记数据发送时间TS’和时钟标记数据接收时间TR’，然后计算传输延时D和本地时钟补偿T，计算公式如下:
D = ((TR，- TS) - (TR - TS，))/2 ;
T =(( TR - TS) +( TS’ - TR， )) /2 ；
根据传输延时D和本地时钟补偿T实现时间传输时延的修正和设备时钟的补偿,完成设备时间的精确同步；
比对监测的工作过程为:从时钟到设备的一次数据往返操作过程后，得到时钟标记数据发送时间TS’、时钟标记数据接收时间TR’、时钟标记数据二次发送时间TS”和时钟标记数据二次接收时间TR”，计算当前设备与时钟的时间偏差S，计算公式如下:
S= (( TS，- TR，)+( TS” - TR”))/2
根据当前设备与时钟的时间偏差S进行`设备时间的实时比对监测。
[0007]通过时间同步和比对监测两个步骤后，还通过修正校验步骤，实现精确的时间集
中统一管理；
修正校验的工作过程为:从时钟到设备的数据往返操作过程中，如需要进行设备的时间配置，在串行特征数据的特征报文中增加时间修正参数，然后将时间修正参数传递给设备进行时间修正，设备修正完自身时间后发给时钟进行修正结果的校验。
[0008]本发明的有益效果:
1.本发明利用串行数据通道传输串行特征数据流，在传输过程中标记必要的特征数据元素，然后，通过时间同步、比对监测和修正校验后，实现精确的时间集中统一管理，不仅能够可靠实现精确的时间同步，而且操作简单。本发明可应用于E1、数字同步网、IP数据网、串行报文网、以太网等串行数据传输的时间同步、监测、控制中，不需要增加新的硬件接口，简单、实用、成本低，克服了当前集中式信息系统授时单向传输接收，无法修正校正的缺点。
[0009]2.本发明的设备可自动修正传输时延，实现了精确时间同步；时钟可实时比对设备的时间，实现了校时设备的实时时间监测；利用配置参数的传递与校验，实现了设备时间的修正控制，实现设备的被动时间修正，并可进行校验，确认修正参数的正确响应。
[0010](四)、说明书附图:
图1为传统集中系统单向授时原理示意图；
图2为集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法原理示意图；
图3为串行特征数据的特征数据元素示意图；
图4为串行特征数据流的往复交互传输示意图；图5为时间同步的原理不意图；
图6为比对监测的原理示意图；
图7为修正校验的原理示意图。
[0011](五)、【具体实施方式】:
参见图2~图7，集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法为:在集中式信息系统中，利用串行数据通道传输串行特征数据流，使串行特征数据流在串行数据通道中往复交互传输，在传输过程中标记必要的特征数据元素，然后，通过时间同步和比对监测两个步骤后，实现精确的时间集中统一管理。 [0012]集中式信息系统中含有时钟、上级网络、M个下级网络和M*N个设备，N和M均为大于等于I的自然数，时钟与上级网络之间设有第一串行数据通道，上级网络与M个下级网络之间分别设有M个第二串行数据通道，每个下级网络与N个设备之间分别设有N个第三串行数据通道；上级网络和下级网络均为数字同步网或IP数据网；
串行特征数据的特征数据元素含有:串行特征数据标识ID、设备/时钟特性数据SD、设备标记数据发送时间TS、设备标记数据接收时间TR、时钟标记数据发送时间TS’、时钟标记数据接收时间TR’、时钟标记数据二次发送时间TS”、时钟标记数据二次接收时间TR”；串行特征数据流的往复交互传输步骤如下:
步骤1:设备对要发送的串行特征数据填充串行特征数据标识ID、设备/时钟特性数据SD，并记录设备标记数据发送时间TS，然后通过串行接口发起该串行特征数据；
步骤2:时钟响应并接收该串行特征数据，记录设备标记数据接收时间TR，更新设备/时钟特性数据SD到设备/时钟特性数据SD’，记录时钟标记数据发送时间TS’，然后将该串行特征数据返回给设备；
步骤3:设备接收到该串行特征数据后，记录时钟标记数据接收时间TR’，恢复设备/时钟特性数据SD’到设备/时钟特性数据SD，记录时钟标记数据二次发送时间TS”，然后将该串行特征数据返回给时钟；
步骤4:时钟接收到该串行特征数据后，记录时钟标记数据二次接收时间TR”，这时，时钟收到了一个完整的串行特征数据，一个完整的串行特征数据流的往复交互传输流程完成；
时间同步的工作过程为:从设备到时钟的一次数据往返操作过程后，得到设备标记数据发送时间TS、设备标记数据接收时间TR、时钟标记数据发送时间TS’和时钟标记数据接收时间TR’，然后计算传输延时D和本地时钟补偿T，计算公式如下:
D = ((TR，- TS) - (TR - TS，))/2 ;
T =(( TR - TS) +( TS’ - TR， )) /2 ；
根据传输延时D和本地时钟补偿T实现时间传输时延的修正和设备时钟的补偿,完成设备时间的精确同步；
比对监测的工作过程为:从时钟到设备的一次数据往返操作过程后，得到时钟标记数据发送时间TS’、时钟标记数据接收时间TR’、时钟标记数据二次发送时间TS”和时钟标记数据二次接收时间TR”，计算当前设备与时钟的时间偏差S，计算公式如下:
S= (( TS，- TR，)+( TS，，- TR”))/2
根据当前设备与时钟的时间偏差S进行设备时间的实时比对监测。[0013]通过时间同步和比对监测两个步骤后，还通过修正校验步骤，实现精确的时间集
中统一管理；
修正校验的工作过程为:从时钟到设备的数据往返操作过程中，如需要进行设备的时间配置，在串行特征数据的特征报文中增加时间修正参数，然后将时间修正参数传递给设备进行时间修正，设备修正完自身时间后发给时钟进行修正结果的校验。
【权利要求】
1.一种集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法，其特征是:在集中式信息系统中，利用串行数据通道传输串行特征数据流，使串行特征数据流在串行数据通道中往复交互传输，在传输过程中标记必要的特征数据元素，然后，通过时间同步和比对监测两个步骤后，实现精确的时间集中统一管理。
2.根据权利要求1所述的集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法，其特征是:所述集中式信息系统中含有时钟、上级网络、M个下级网络和M*N个设备，N和M均为大于等于I的自然数，时钟与上级网络之间设有第一串行数据通道，上级网络与M个下级网络之间分别设有M个第二串行数据通道，每个下级网络与N个设备之间分别设有N个第三串行数据通道； 串行特征数据的特征数据元素含有:串行特征数据标识、设备/时钟特性数据、设备标记数据发送时间、设备标记数据接收时间、时钟标记数据发送时间、时钟标记数据接收时间、时钟标记数据二次发送时间、时钟标记数据二次接收时间； 串行特征数据流的往复交互传输步骤如下: 步骤1:设备对要发送的串行特征数据填充串行特征数据标识ID、设备/时钟特性数据SD，并记录设备标记数据发送时间TS，然后通过串行接口发起该串行特征数据； 步骤2:时钟响应并接收该串行特征数据，记录设备标记数据接收时间TR，更新设备/时钟特性数据SD到设备/时钟特性数据SD’，记录时钟标记数据发送时间TS’，然后将该串行特征数据返回给设备； 步骤3:设备接收到该串行特征数据后，记录时钟标记数据接收时间TR’，恢复设备/时钟特性数据SD’到设备/时钟特性数据SD，记录时钟标记数据二次发送时间TS”，然后将该串行特征数据返回给时钟； 步骤4:时钟接收到该串行特征数据后，记录时钟标记数据二次接收时间TR”，这时，时钟收到了一个完整的串行特征 数据，一个完整的串行特征数据流的往复交互传输流程完成； 时间同步的工作过程为:从设备到时钟的一次数据往返操作过程后，得到设备标记数据发送时间TS、设备标记数据接收时间TR、时钟标记数据发送时间TS’和时钟标记数据接收时间TR’，然后计算传输延时D和本地时钟补偿T，计算公式如下:
D = ((TR，- TS) - (TR - TS，))/2 ;
T =(( TR - TS) +( TS’ - TR， )) /2 ； 根据传输延时D和本地时钟补偿T实现时间传输时延的修正和设备时钟的补偿,完成设备时间的精确同步； 比对监测的工作过程为:从时钟到设备的一次数据往返操作过程后，得到时钟标记数据发送时间TS’、时钟标记数据接收时间TR’、时钟标记数据二次发送时间TS”和时钟标记数据二次接收时间TR”，计算当前设备与时钟的时间偏差S，计算公式如下: S= (( TS，- TR，)+( TS” - TR”))/2 根据当前设备与时钟的时间偏差S进行设备时间的实时比对监测。
3.根据权利要求2所述的集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法，其特征是:通过时间同步和比对监测两个步骤后，还通过修正校验步骤，实现精确的时间集中统一 管理；修正校验的工作过程为:从时钟到设备的数据往返操作过程中，在串行特征数据的特征报文中增加时间修正参数，然后将时间修正参数传递给设备进行时间修正，设备修正完自身时间后发给时钟进行修正结果的校验。
4.根据权利要求1所述的集中式串行特征数据流的精确时间统一管理方法，其特征是:所述上级 网络和下级网络为数字同步网，或为IP数据网，或为串行报文网，或为以太网。
【文档编号】H04L7/00GK103763088SQ201410031611
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】贾小波, 李波, 吴淑琴, 潘鹏, 张蕊, 陈俊杰 申请人:郑州威科姆科技股份有限公司