專利名稱：一種海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置，尤其是一種基于NTP和PTP技術的海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置。
背景技術：
海底觀測網絡是地球系統的第三個觀測平臺，觀測平臺中的關鍵觀測點即是接入海底觀測網的多樣化的觀測儀器，這些觀測儀器對海洋科學研究、資源勘探、環境保護、災害預防等方面有著非常重要的作用，對這些觀測儀器采集到的各種環境信號給予精確的時間戳，對于在陸地上進行相應的數據處理和分析意義重大。由于處在深海區域的觀測儀器無法安裝天線來接收GPS衛星信號和北斗衛星信號，因此就只能將時間信號從岸基經由光電復合纜傳輸至海底，遠距離的時間信號傳輸要求系統提供的時間信號的高精度性，多樣化的觀測儀器要求系統提供的時間信號的多樣化。
發明內容本實用新型的目的是提供一種海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置，以實現對接入海底觀測網的觀測儀器的時間同步。為達到上述目的，本實用新型的海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置包括:主接駁盒PTN設備、次接駁盒和P個海底觀測儀器；主接駁盒PTN設備輸出的NTP同步信號和PTP同步信號經電纜和次接駁盒的二層交換機的輸入端相連，二層交換機將輸入的NTP同步信號和PTP同步信號分為N+1路輸出，其一路PTP同步信號輸入至PTP從時鐘并被解碼為PPS信號后輸入至內置晶振的PPS分配放大器,PPS分配放大器將輸入的PPS信號分配放大為M路PPS信號輸出，M路PPS信號分別與二層交換機輸出的N路NTP同步信號和PTP同步信號一一對應輸入至P個觀測儀器，其中的PPS信號經觀測儀器中的隔離電路和放大電路與觀測儀器主控單元的一個輸入端相連，NTP同步信號和PTP同步信號直接與觀測儀器主控單元的另一個輸入端相連，P=M=N,且均為正整數。上述的觀測儀器是接入海底觀測網絡實時在線觀測和數據采集的設備。例如地震儀、采樣器、溫鹽深剖面儀、深海攝像機等。本實用新型中，所說的主接駁盒PTN設備是支持IEEE1588v2協議、工作在邊界時鐘模式的網絡傳輸設備，例如可采用阿爾卡特朗訊公司的1850 TSS-5C型號的分組傳輸交換機。本實用新型中，所說的二層交換機是支持IEEE1588 v2協議的網絡傳輸設備，例如可采用MOXA公司的EDS616模塊化以太網交換機。本實用新型中，所說的PTP從時鐘是支持IEEE1588 v2協議的從時鐘模塊，可以是Linkl588 PTP 從鐘卡。本實用新型中，所說的PPS分配放大器可采用型號為TimeDA2000的內置有守時精度5X 10_1(y天恒溫晶振的時間信號拓展裝置。本實用新型中，所說的觀測儀器主控單元是觀測儀器的核心控制單元，可以是地震儀的數字記錄系統，也可以是深海采樣器的CPU單元。本實用新型中，所說的隔離電路可采用隔離芯片是6N137高速光耦合器。本裝置的工作原理如下:主接駁盒的PTN設備輸出的NTP同步信號和PTP同步信號經電纜傳輸至次接駁盒的二層交換機；二層交換機將輸入的NTP同步信號和PTP同步信號分為N+1路輸出，其一路PTP同步信號輸入至PTP從時鐘并被解碼出與UTC時間偏差在200ns以內PPS信號后，輸入至內置晶振的PPS分配放大器，其余N路每路同時輸出NTP同步信號和PTP同步信號；PPS分配放大器將輸入的PPS信號分配放大為M路PPS信號，M=N ；PPS分配放大器輸出的M路PPS信號分別與二層交換機輸出的N路NTP同步信號和PTP同步信號一一對應，并通過電纜傳輸至P個觀測儀器，P=M=N,且均為正整數；每個觀測儀器中的隔離電路對輸入的PPS信號進行隔離處理，通過放大電路進行放大處理后輸入至觀測儀器主控單元，和輸入觀測儀器主控單元的NTP同步信號或PTP同步信號進行聯合解碼實現時間同步:當觀測儀器支持NTP協議，則通過NTP同步信號和PPS信號聯合解碼實現微秒級時間同步；當觀測儀器支持IEEE1588 v2協議，則通過PTP同步信號進行解碼實現微秒級時間同步。本實用新型的海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置，在次接駁盒內通過PTP從時鐘對PTP同步信號進行解碼輸出PPS信號提供給觀測儀器，可增加海底觀測網時間信號的多樣性；在次接駁盒內將PTP從時鐘輸出的PPS信號進行分配放大，實現了 I路PPS信號拓展至多路，觀測儀器無需再進行PTP同步信號解碼即可獲得高精度PPS信號，可降低觀測儀器造價；觀測儀器對接收到的PPS信號進行隔離放大處理，提高了 PPS信號遠距離傳輸之后的驅動能力。
圖1是海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做詳細的說明。參照圖1，海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置包括:主接駁盒PTN設備1、次接駁盒2和P個海底觀測儀器6 ;主接駁盒PTN設備I輸出的NTP同步信號和PTP同步信號經電纜和次接駁盒2的二層交換機3的輸入端相連，二層交換機3將輸入的NTP同步信號和PTP同步信號分為N+1路輸出，其一路PTP同步信號輸入至PTP從時鐘4并被解碼為PPS信號后輸入至內置晶振的PPS分配放大器5,PPS分配放大器5將輸入的PPS信號分配放大為M路PPS信號輸出，M路PPS信號分別與二層交換機3輸出的N路NTP同步信號和PTP同步信號一一對應輸入至P個觀測儀器6，其中的PPS信號經觀測儀器6中的隔離電路7和放大電路8與觀測儀器主控單元9的一個輸入端相連，NTP同步信號和PTP同步信號直接與觀測儀器主控單元9的另一個輸入端相連，P=M=N,圖例中P=M=N=8。
權利要求1.一種海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置，其特征在于包括主接駁盒PTN設備(I)、次接駁盒(2)和P個海底觀測儀器(6);主接駁盒PTN設備(I)輸出的NTP同步信號和PTP同步信號經電纜和次接駁盒(2)的二層交換機(3)的輸入端相連，二層交換機(3)將輸入的NTP同步信號和PTP同步信號分為N+1路輸出，其一路PTP同步信號輸入至PTP從時鐘(4)并被解碼為PPS信號后輸入至內置晶振的PPS分配放大器(5)，PPS分配放大器(5)將輸入的PPS信號分配放大為M路PPS信號輸出，M路PPS信號分別與二層交換機(3)輸出的N路NTP同步信號和PTP同步信號一一對應輸入至P個觀測儀器(6)，其中的PPS信號經觀測儀器(6)中的隔離電路(7)和放大電路(8)與觀測儀器主控單元(9)的一個輸入端相連，NTP同步信號和PTP同步信號直接與觀測儀器主控單元(9)的另一個輸入端相連，P=M=N,且均為正整數。
2.根據權利要求1所述的海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置，其特征在于，所說的觀測儀器(6)是接入海底觀測網絡實時在線觀測和數據采集的設備。
3.根據權利要求1所述的海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置，其特征在于所說的主接駁盒PTN設備(I)是支持IEEE1588v2協議、工作在邊界時鐘模式的網絡傳輸設備。
4.根據權利要求1所述的海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置，其特征在于，所說的二層交換機(3)是支持IEEE1588 v2協議的網絡傳輸設備。
5.根據權利要求1所述的海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置，其特征在于，所說的PTP從時鐘(4)是支持IEEE1588 v2協議的從時鐘模塊。
專利摘要本實用新型公開的一種海底觀測網觀測儀器的時間同步裝置包括主接駁盒PTN設備、次接駁盒和P個海底觀測儀器；主接駁盒PTN設備輸出的NTP同步信號和PTP同步信號輸入至次接駁盒的二層交換機，二層交換機將輸入信號分為N+1路輸出，一路PTP同步信號經PTP從時鐘和PPS分配放大器被分配放大為M路PPS信號輸出，M路PPS信號分別與二層交換機輸出的N路NTP同步信號和PTP同步信號一一對應輸入至P個觀測儀器，其中的PPS信號經觀測儀器中的隔離電路和放大電路與觀測儀器主控單元的一個輸入端相連，NTP同步信號和PTP同步信號直接與觀測儀器主控單元的另一個輸入端相連，P=M=N。該裝置可對接入海底觀測網的觀測儀器實現時間同步。
文檔編號G04G7/00GK202929368SQ20122058548
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者李德駿, 汪港, 楊燦軍, 金波, 張峰, 陳燕虎 申請人:浙江大學