專利名稱：子鐘同步時間精確性檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種子母鐘系統，具體地說是一種檢測子鐘同步時間精確性的裝置。
背景技術：
目前，在現有子母鐘系統中，母鐘接收國際標準時間(即UTC標準時間)，可根據子 鐘的請求對子鐘時間進行同步，但母鐘卻無法獲知子鐘同步后的時間是否準確，故而不能 確保子鐘同步時間的精確性，致使子鐘同步時間誤差較大，使得子母鐘系統不適用于諸如 核電、高鐵、車站、機場等對子鐘時間精確性要求較高的場所。網絡時間協議NTP (Network Time Protocol)是用于互聯網中時間同步的標準互 聯網協議。該協議屬于應用層協議，是用于在分布式時間服務器和客戶端之間進行時間同 步的，它定義了協議實現過程中所使用的結構、算法、實體和協議。
實用新型內容本實用新型針對上述現有技術中無法獲知同步后子鐘時間精度的缺陷，提供一種 能檢測子鐘同步時間精確性的裝置。本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下子鐘同步時間精確性檢測裝置 包含時間戳存儲模塊、檢測模塊、和網絡通信接口，所述檢測模塊分別與所述時間戳存儲模 塊、所述網絡通信接口相連；所述網絡通信接口，用于接收所述子鐘發送來的檢測過程中的子鐘時間戳信息， 并發送至所述檢測模塊；所述時間戳存儲模塊，用于保存檢測過程中的母鐘時間戳信息；所述檢測模塊，用于根據所述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳信息計算子母鐘 間的時間偏移量，若所述子母鐘間的時間偏移量不大于允許偏移量，則判斷子鐘同步時間 精確性高。進一步地，所述子母鐘間的時間偏移量θ =1/2[ (T2-T1) + (T3-T4)]；其中，T2、T3為所述子鐘時間戳信息，T1、T4為所述母鐘時間戳信息，T1 所述母鐘向所述子鐘發送檢測信號的時間戳；T2 所述子鐘接收所述檢測信號的時間戳；T3 所述子鐘向所述母鐘返回子鐘同步時間的時間戳；T4 所述母鐘接收所述子鐘同步時間的時間戳。進一步地，所述檢測模塊為一 NTP協議電路，所述NTP協議電路用于保存所述子鐘 時間戳信息和所述母鐘時間戳信息，并計算所述子母鐘間的時間偏移量來判斷子鐘同步時 間的精確性。進一步地，所述檢測模塊包含存儲器、數據處理電路、比較器；所述數據處理電路 分別與所述時間戳存儲模塊、所述網絡通信接口、所述比較器相連；所述比較器還與所述存儲器相連；所述數據處理電路，用于接收所述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳信息，并根 據所述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳信息計算所述子母鐘間的時間偏移量發送至所 述比較器；所述存儲器，用于保存所述允許偏移量；所述比較器，用于依據所述允許偏移量判斷所述子鐘同步時間的精確性。進一步地，所述檢測模塊，還計算子母鐘系統的網絡傳輸延遲時間，若所述網絡傳 輸延遲時間不大于網絡允許延遲時間，則判斷該子母鐘系統網絡傳輸可靠性高，再通過所 述子母鐘間的時間偏移量來判斷子鐘同步時間精確性。進一步地，所述子母鐘間的時間偏移量θ=1/2[ (T2-T1)+ (T3-T4)]；所述網絡傳 輸延遲時間 δ = (T4-T1)- (T3-T2)；其中，T2、T3為所述子鐘時間戳信息，T1、T4為所述母鐘時間戳信息，T1 所述母鐘向所述子鐘發送檢測信號的時間戳；T2 所述子鐘接收所述檢測信號的時間戳；T3 所述子鐘向所述母鐘返回子鐘同步時間的時間戳；T4 所述母鐘接收所述子鐘同步時間的時間戳。進一步地，所述檢測模塊為一 NTP協議電路，所述NTP協議電路用于保存所述子鐘 時間戳信息和所述母鐘時間戳信息，并計算所述子母鐘間的時間偏移量、所述網絡傳輸延 遲時間判斷所述子鐘同步時間的精確性。進一步地，所述檢測模塊包含存儲器、數據處理電路、比較器；所述數據處理電路 分別與所述時間戳存儲模塊、所述網絡通信接口、所述比較器相連；所述比較器還與所述存 儲器相連；所述數據處理電路，用于接收所述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳信息，并根 據所述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳信息計算所述子母鐘間的時間偏移量、所述網絡 傳輸延遲時間發送至所述比較器；所述存儲器，用于保存允許偏移量和網絡允許延遲時間；所述比較器，用于依據所述允許偏移量、所述網絡允許延遲時間判斷所述子鐘同 步時間的精確性。本實用新型的有益效果是提供一種檢測子鐘時鐘同步精確性的裝置；一方面本 實用新型技術方案中子鐘向母鐘反饋其同步時間，在時間精度要求較高的時候，母鐘可據 此調整同步子鐘時間的方法；另一方面本實用新型技術方案具有反饋時間誤差小、反饋精 度高燈優點，適用于核電、高鐵、車站、機場等對子鐘時間精確性要求較高的場所。
圖1為本實用新型子鐘同步時間精確性檢測裝置的構成示意圖；圖2為本實用新型檢測裝置中檢測模塊的一種構成示意圖；圖3為本實用新型檢測裝置中檢測模塊的另一種構成示意圖；圖4為本實用新型檢測裝置進行子鐘同步時間精確性檢測的流程示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。作為本實用新型的一方面，提供一種子鐘同步時間精確性檢測方法，參見圖4，子 母鐘系統中的母鐘通過執行以下步驟檢測子鐘同步時間的精確性步驟1 母鐘向子鐘發送檢測信號；步驟2 子鐘向母鐘返回檢測過程中的時間戳信息；步驟3 母鐘接收并保存時間戳信息；步驟4 計算子母鐘間的時間偏移量θ，θ =1/2 [ (T2-T1) + (T3-T4)]；其中，T1 母鐘向子鐘發送檢測信號的時間戳；T2 子鐘接收檢測信號的時間戳；T3 子鐘向母鐘返回子鐘同步時間的時間戳；T4 母鐘接收子鐘同步時間的時間戳；步驟5 判斷θ是否在允許偏移量范圍內若在允許偏移量范圍內，則子鐘同步時 間精確性高；否則子鐘同步時間精確性差。此外，為了提高檢測結果的準確性，還計算子母鐘系統的網絡傳輸延遲時間δ， δ= (T4-T1)- (T3-T2)0如圖4所示，先判斷δ是否不大于網絡允許延遲時間若不大于，則子母鐘系統網 絡傳輸可靠性高，再通過θ進行子鐘同步時間精確性判斷；若S大于網絡允許延遲時間， 則認為該子母鐘系統網絡傳輸不可靠，不繼續進行子鐘同步時間精確性判斷。作為本實用新型的另一方面，還提供一種子鐘同步時間精確性檢測裝置，如圖 1所示，可包含時間戳存儲模塊100、檢測模塊201/202、和網絡通信接口 300，檢測模塊 201/202分別與時間戳存儲模塊100、網絡通信接口 300相連。其中，網絡通信接口 300，用 于接收子鐘發送來的檢測過程中的時間戳T2、T3，并發送至檢測模塊201/202 ；時間戳存儲 模塊100，用于保存檢測過程中的時間戳1\、T4 ；檢測模塊，用于根據1\、T2, T3, T4計算子母 鐘間的時間偏移量θ、網絡允許延遲時間δ來判斷子鐘同步時間的精確性，θ =1/2[ (T2-T1)+ (T3-T4)],δ = (T4-T1)- (T3-T2)；其中，T1 母鐘向子鐘發送檢測信號的時間戳；T2 子鐘接收檢測信號的時間戳；T3 子鐘向母鐘返回子鐘同步時間的時間戳；T4 母鐘接收子鐘同步時間的時間戳。作為本實用新型技術方案的一種實現方式，如圖2所示，檢測模塊201為一 NTP協 議電路21，NTP協議電路21用于保存1\、1~2、T3、T4，通過軟件實現方式計算θ和δ，并與 NTP協議電路21內保存的網絡允許延遲時間和允許偏移量進行比對，以判斷子鐘同步時間 的精確性。或者，作為本實用新型技術方案的另一種實現方式，為了進一步提高檢測裝置的6檢測精度，可通過硬件實現檢測判斷，如圖3所示，檢測模塊202包含存儲器22、數據處理 電路23、比較器M ；數據處理電路23分別與時間戳存儲模塊100、網絡通信接口 300、比較 器M相連；比較器M還與存儲器22相連。其中，數據處理電路23，用于接收I\、T2、T3、T4， 并計算θ和δ發送至比較器Μ;存儲器22，用于保存允許偏移量和網絡允許延遲時間； 比較器對，用于依據允許偏移量和網絡允許延遲時間來判斷子鐘同步時間的精確性。子鐘 與母鐘分別將檢測過程中記錄的時間戳信息發送至數據處理電路23，由數據處理電路計算 θ和δ后發送至比較器Μ，比較器M讀取存儲器22中保存的允許偏移量和網絡允許延 遲時間，完成子鐘同步時間精確性的檢測判斷，即判斷θ和δ是否在允許范圍內。在子母鐘系統中，子鐘向具有標準時間的母鐘發送時間請求信號；母鐘接收上述 時間請求信號，則將自身接收的UTC標準時間發送至子鐘；子鐘接收標準時間并調整自身 同步時間，至此母鐘完成對該子鐘的時間同步。在同步完成后，母鐘可通過本實用新型的技 術方案來檢測子鐘同步時間是否精準，具體步驟如下首先，初始化檢測裝置內部的檢測模塊。可通過軟件、硬件兩種實現方式當檢測 模塊為一 NTP協議電路21時，通過設置變量的方式初始化，即將允許偏移量和網絡允許延 遲時間變量賦予初始值；當通過硬件方式實現時，即清空存儲器22，將允許偏移量和網絡 允許延遲時間保存至存儲器22內。其次，母鐘向子鐘發送檢測信號，并記錄此時刻的時間戳T1;子鐘接收檢測信號， 并記錄此時刻的時間戳T2 ；子鐘向母鐘返回子鐘同步時間，并記錄此時刻的時間戳T3 ；母鐘 保存子鐘返回的子鐘同步時間，并記錄此時刻的時間戳τ4。然后，母鐘讀取檢測過程中子鐘 內保存的時間戳T2和T3保存至檢測模塊內。最后，根據時間戳1\、T2, T3和T4計算該子母鐘系統的網絡傳輸延遲時間δ、子母 鐘間的時間偏移量Θ，若δ不大于網絡允許延遲時間，則說明網絡傳輸可靠性較高，再判 斷若θ不超過允許偏移量，則判斷該子母鐘系統的子鐘同步時間精度高。上述網絡允許延遲時間與網絡規模、傳輸距離、中繼(交換)節點數量以及中繼節 點的信息處理方式有關。一般情況下，在以太網中，網絡允許延遲時間可取為100 500微 秒；在專網(線)中，網絡允許延遲時間可取為100 1000納秒；在廣域網中，網絡允許延遲 時間可取為1 100毫秒。用于判斷子母鐘間的時間偏移量θ是否合格的允許偏移量與 應用場所以及用戶要求有關，可自行設定。以上僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型 的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范 圍之內。權利要求1.一種子鐘同步時間精確性檢測裝置，其特征在于，包含時間戳存儲模塊、檢測模塊、 和網絡通信接口，所述檢測模塊分別與所述時間戳存儲模塊、所述網絡通信接口相連；所述網絡通信接口，用于接收所述子鐘發送來的檢測過程中的子鐘時間戳信息，并發 送至所述檢測模塊；所述時間戳存儲模塊，用于保存檢測過程中的母鐘時間戳信息； 所述檢測模塊，用于根據所述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳信息計算子母鐘間的 時間偏移量，若所述子母鐘間的時間偏移量不大于允許偏移量，則判斷子鐘同步時間精確 性高。
2.根據權利要求1所述的子鐘同步時間精確性檢測裝置，其特征在于， 所述子母鐘間的時間偏移量θ=1/2[ (T2-T1)+ (T3-T4)]；其中，T2、T3為所述子鐘時間戳信息，T1、T4為所述母鐘時間戳信息，T1 所述母鐘向所述子鐘發送檢測信號的時間戳；T2 所述子鐘接收所述檢測信號的時間戳；T3 所述子鐘向所述母鐘返回子鐘同步時間的時間戳；T4 所述母鐘接收所述子鐘同步時間的時間戳。
3.根據權利要求1或2所述的子鐘同步時間精確性檢測裝置，其特征在于，所述檢測模 塊為一 NTP協議電路，所述NTP協議電路用于保存所述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳 信息，并計算所述子母鐘間的時間偏移量來判斷子鐘同步時間的精確性。
4.根據權利要求1或2所述的子鐘同步時間精確性檢測裝置，其特征在于，所述檢測模 塊包含存儲器、數據處理電路、比較器；所述數據處理電路分別與所述時間戳存儲模塊、所 述網絡通信接口、所述比較器相連；所述比較器還與所述存儲器相連；所述數據處理電路，用于接收所述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳信息，并根據所 述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳信息計算所述子母鐘間的時間偏移量發送至所述比 較器；所述存儲器，用于保存所述允許偏移量；所述比較器，用于依據所述允許偏移量判斷所述子鐘同步時間的精確性。
5.根據權利要求1所述的子鐘同步時間精確性檢測裝置，其特征在于，所述檢測模塊，還計算子母鐘系統的網絡傳輸延遲時間，若所述網絡傳輸延遲時間不 大于網絡允許延遲時間，則判斷該子母鐘系統網絡傳輸可靠性高，再通過所述子母鐘間的 時間偏移量來判斷子鐘同步時間精確性。
6.根據權利要求5所述的子鐘同步時間精確性檢測裝置，其特征在于， 所述子母鐘間的時間偏移量θ=1/2[ (T2-T1)+ (T3-T4)]；所述網絡傳輸延遲時間δ= (T4-T1)- (T3-T2)；其中，T2、T3為所述子鐘時間戳信息，T1、T4為所述母鐘時間戳信息，T1 所述母鐘向所述子鐘發送檢測信號的時間戳；T2 所述子鐘接收所述檢測信號的時間戳；T3 所述子鐘向所述母鐘返回子鐘同步時間的時間戳；T4 所述母鐘接收所述子鐘同步時間的時間戳。
7.根據權利要求5或6所述的子鐘同步時間精確性檢測裝置，其特征在于，所述檢測模塊為一 NTP協議電路，所述NTP協議電路用于保存所述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳 信息，并計算所述子母鐘間的時間偏移量、所述網絡傳輸延遲時間判斷所述子鐘同步時間 的精確性。
8.根據權利要求5或6所述的子鐘同步時間精確性檢測裝置，其特征在于，所述檢測模 塊包含存儲器、數據處理電路、比較器；所述數據處理電路分別與所述時間戳存儲模塊、所 述網絡通信接口、所述比較器相連；所述比較器還與所述存儲器相連；所述數據處理電路，用于接收所述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳信息，并根據所 述子鐘時間戳信息和所述母鐘時間戳信息計算所述子母鐘間的時間偏移量、所述網絡傳輸 延遲時間發送至所述比較器；所述存儲器，用于保存允許偏移量和網絡允許延遲時間；所述比較器，用于依據所述允許偏移量、所述網絡允許延遲時間判斷所述子鐘同步時 間的精確性。
專利摘要本實用新型涉及一種子鐘同步時間精確性檢測裝置，包含時間戳存儲模塊、檢測模塊、和網絡通信接口，檢測模塊分別與時間戳存儲模塊、網絡通信接口相連。其中，網絡通信接口，用于接收子鐘發送來的檢測過程中的子鐘時間戳信息，并發送至檢測模塊；時間戳存儲模塊，用于保存檢測過程中的母鐘時間戳信息；檢測模塊，用于根據子鐘時間戳信息和母鐘時間戳信息計算子母鐘間的時間偏移量，若子母鐘間的時間偏移量不大于允許偏移量，則判斷子鐘同步時間精確性高。本實用新型技術方案具有反饋時間誤差小、反饋精度高等優點，適用于核電、高鐵、車站、機場等對子鐘時間精確性要求較高的場所。
文檔編號H04L29/08GK201830269SQ20102058963
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月3日 優先權日2010年11月3日
發明者史亞萍, 景峰, 王波, 種法會 申請人:煙臺持久鐘表集團有限公司