调度交换系统时间同步模型研究

慕春芳+罗金玉+粘中元+张海全

摘要：根据电网安全性评价的意见及时间同步现状，合理选择时钟同步组网协议和组网方案，实现省级通信网和地市通信网的全省统一精准化时间同步，满足调度电话录音、通信网管、环境动力监测等电力重要通信应用系统的时间同步要求。本次研究重点针对调度交换系统时间同步模型的建立。

关键词：时间同步；交换系统；同步模型

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）05-0133-01

电力调度通信主要任务是确保电网调度指挥的正确指令下达并实施，调度通信保障系统是否健全和可靠是整个调度指挥中的首要问题，因此为电网调度指令等许多重要的语音数据提供安全保障的专业数字录音设备也显得尤为重要，为保存、查找、分析电话录音数据，查找事故责任，调度电话录音系统需要时间同步。目前调度电话录音的时间为系统自身的时间，没有外部时间源，而其相互之间也没有时间同步，造成录音的时间不准确、不统一，给电网安全运行带来隐患。时间同步网的建立对通信网的安全稳定运行有着十分重要的意义。时间同步网的建立将为电力通信网的运行、维护、计量确立统一的时间基准，为电力通信网安全可靠运行和优质的服务提供技术保障。时间同步系统的建成，将从根本上解决调度交换系统的时钟偏差问题，特别是对各系统之间的时间不统一找到了行之有效的解决方案，对于提高运行管理水平、电网安全运行水平具有十分重要的意义。

1 建设原则

本次研究的目标为：根据蒙东电网安全性评价的意见及时间同步现状，合理选择时钟同步组网协议和组网方案，实现调度交换系统的全省统一精准化时间同步，满足电力重要通信应用系统的时间同步要求[1]。建设中应坚持如下原则：

（1）统一性。研究应本着统一技术方案、统一建设的原则。（2）安全可靠性。应考虑冗余备份，时间源应采用天地互备，传输通道应安全可靠，保障时间同步网的安全可靠性。（3）科学性。应选择具有应用前景的同步网技术方案，不仅满足调度交换系统的需求，还应很好的适应将来各种通信应用系统时间同步的需求。

2 时间同步系统

广义的时间包括两层含义：时间和时间间隔，它们都可用时、分、秒的形式来表述。其中时间是用来标注某件事发生的时刻，而时间间隔则标注的是某件事的持续时间长度。时间有不同的参照体系，主要有通用时间UTI、国际原子时TAI以及全球协调时UTC。数字同步网信号源并没有时、分、秒这种时间概念，而时间同步网恰恰是建立起这种具有时间标志的新型同步网络，它以UTC为系统时间，并以高稳定时间源，经过交换分配输出时钟信号，为网络中系统（装置）提供同步信号源[2]。

2.1 时钟源

我国常用的时钟源有两种，一种是原子时钟源，另外一种为以北斗为主、GPS为辅的卫星导航系统。北斗卫星导航系统是我国自主研发、自主控制的全球卫星导航系统可向用户提供20ns-100ns时间同步精度。GPS系统是美国国防部自1973年开始研制的第二代卫星导航系统，历时21年，于1994年正式投入运行。定时精度能够达到300 ns以内。

目前在国际时间基准和国家时间基准主要采用铯原子钟，准确度达到±3×10-15，长期稳定度达到±2×10-15，成为现代最高标准时钟源。

2.2 原子钟

原子输出的标准频率，经过适当分频后，可以带动一个时钟的钟面，给出一种由原子频标所确定的时间，这样的时钟称为原子钟。目前国际上采用的三种原子频标为：铯原子频标、氢原子频标、铷原子频标。

2.3 主时钟

自带高稳定时间基准，具备两种外部时间基准信号输入，以要求的准确度走时并能发送时间同步信号和时间信息的标准时钟可作为时间同步系统的主时钟。

2.4 时间同步系统

安装在调度中心、通信中心、发电厂和变电站内，由主时钟、时间信号传输通道、时间信号用户设备接口所组成的系统称为时间同步系统。

2.5 授时技术

（1）地面无线电波授时。国内有BPM短波授时和BPL长波授时，具有覆盖大的优点，短波授时时间精度可达到50μs，长波授时时间精度可达到1μs。（2）卫星授时。GPS定位系统：全球覆盖，精度优于100ns。北斗定位系统：我国自主研制的区域性卫星导航定位系统，精度可达到50ns。（3）网络授时。通过网络方式实现授时，主要有NTP和PTP。NTP同步精度为毫秒级，PTP同步精度为微秒级。

3 模型建立

时间同步模型建立图1所示：（1）在各地市部署2台一级时间转换服务器，2台设备分别通过数据通信网接收主时钟的时间服务器NTP输出时间信号。（2）2台一级时间转换服务器互为备份，当主用时间转换服务器故障时，授时设备自动切换到备用时间转换服务器上接收时间。（3）一级时间转换服务器输出接口通过运行软件输出时间命令为调度机授时。（4）调度机通过调度机上配置的IP转串口转换器接收一级时间转换服务器授时命令。（5）一级时间转换服务器通过NTP输出（网口）接口直接为录音系统、调度台授时。（6）以上系統需要以数据通信网承载；数据通信网到辖区内所有的调度机、录音系统、调度台均需要IP可达。

4 结语

本文通过对时间同步系统进行研究，建立调度交换系统的时间同步模型，实现蒙东电力调度交换网络系统内所有调度机、录音系统、调度台的时间同步，使各地市所在集控中心调度机、录音系统、ADT调度台均抽取同一时间转换服务器时间。

参考文献

[1]张岚，张斌.电力时间同步系统的建设方案[J].电力系统通信，2007（01）：23.

[2]陈业钊.电力时间同步组网技术研究[J].广东电力，2007（6）：41-44.endprint