GPS北斗網路時鐘同步器（衛星時鐘發生器）插卡式模組設計方案

GPS北斗網路時鐘同步器（衛星時鐘發生器）插卡式模組設計方案

GPS北斗網路時鐘同步器（衛星時鐘發生器）插卡式模組設計方案

京準電子科技官微——ahjzsz

4.1  時間同步系統功能

時間同步系統的主要功能就是為變電站用時設備提供全站統一的時間基準，時間同步系統應以天基授時為主，地基授時為輔，逐步形成天地互備的時鐘同步體系；天基授時應采用以北斗衛星對時為主、全球定位系統（GPS）對時為輔的單向授時方式；地基授時應采用以本地時鐘守時為主、通信系統同步網資源為輔的對時方式，

裝置應具備同時接收GPS、北斗、地面時間中心通過有線網路傳遞的時間信號的能力，以組成天地互補的、三源互比的時間系統，滿足高精度、高可用的目標，

時間信號接收（輸入）單元通過接收以無線或有線手段傳遞的時間信號，獲得1pps和包含北京時間時刻和日期資訊的時間報文，1pps的前沿與UTC秒的時刻偏差不大于1μs，該1pps和時間報文作為變電站主時間，

4.2  時間同步系統組成

時間同步系統由：主鐘、擴展時鐘及傳輸介質組成，

4.3  時鐘技術要求與指標

時鐘由：時間信號同步單元、守時單元、時間信號輸出單元、顯示與告警單元組成，

4.3.1 時間信號同步單元技術要求

4.3.1.1時間信號同步單元接識訓準時間信號，并將本地時間同步到基準時間，

4.3.1.2時間信號同步單元應能同時接收：

A北斗基準時間信號；

B GPS基準時間信號；

C地面時間中心通過網路傳遞來的基準時間信號（在地面時間中心存在時）；

4.3.1.3時間同步系統應實作雙主鐘配置，

4.3.1.4優化時間源切換機制，時間同步裝置在進行時間源選擇和切換時，應采用多源判決機制，結合本裝置時間、北斗、GPS和地面時間源進行綜合判斷，確保時間同步裝置輸出時間的連續性和準確性，

4.3.2時間信號同步單元技術指標

4.3.2.1衛星授時介面

A接收天線，

a） 作業溫度：－40℃～＋70℃，

b） 作業濕度：100％，結露，

c） 天線安裝：安裝位置應視野開闊，可見絕大部分天空，天線高出屋面距離不要超過正確安裝所必需的高度，要有防雷裝置，以盡可能減少雷擊危險，

d） 天線電纜： 應根據其現場情況選擇合適的電纜，以保證接收器需要的信號強度，

B 北斗接收器，

a） 接收載波頻率：1561.098MHz，

b） 接收靈敏度：－127.6dBmW，

c） 授時精度：≤100ns（單向），

C GPS接收器，

a） 接收載波頻率：1575.42MHz（L1信號），

b） 接收靈敏度：捕獲＜－160dBW，跟蹤＜－163dBW，

c） 同時跟蹤：冷啟動時，不少于4顆衛星；熱啟動時，不少于1顆衛星，

d） 捕獲時間：熱啟動時，＜2min；冷啟動時，＜20min，

e） 定時準確度：≤1μs（1pps相對于UTC時間），

4.3.2.2地面有線授時介面

采用SDH光通信網路的E1通道作為承載時間業務的通道，該E1通道應滿足：

A物理介面：G.703 標準，非平衡，75Ω； 平衡120Ω，（可選）

B資料速率：2.048Mbit/s（±50ppm），

C幀結構：非成幀方式，

F 同步方式：本端同步（主同步）；提取同步（從同步），（根據需要選擇）

E 同步介面：（可選）

a 2Mbit，G.703；

b 2MHz，2.048MHz方波，Up-p為2V，

F 通道作業方式：通道可以配置成保護方式

G 通道保護方式：1＋1保護、通道保護、復用段保護、子網保護，

H通道同步方式：通道兩端的通信系統必須保持全同步方式，

4.3.3 時間信號輸出單元技術要求

4.3.3.1輸出單元應保證時間信號有效時輸出，時間無效時應禁止輸出或輸出無效標志，

4.3.3.2在多時間源作業模式下，時間輸出應不受時間源切換的影響，

4.3.3.3主時鐘時間信號輸出口在電氣上均應相互隔離，

4.3.3.4時間輸出信號方式有：脈沖信號、IRIG-B碼、串行口時間報文、網路時間報文等，

4.3.3.5脈沖信號

脈沖信號有lpps、lppm、lpph或可編程脈沖信號等，其輸出方式有TTL電平、靜態空接點、RS-422、RS-485和光纖等，技術引數如下：

A 脈沖寬度：10～200ms，

B TTL電平：

a 準時沿：上升沿，上升時間≤100ns；

b 上升沿的時間準確度：≤1μs，

C 靜態空接點：靜態空接點與TTL電平信號的對應關系為接點閉合對應TTL電平的高電平，接點打開對應TTL電平的低電平，接點由打開到閉合的跳變對應準時沿，

a 準時沿：上升沿，上升時間 ≤1μs；

b 上升沿的時間準確度：≤3μs；

c 隔離方式：光電隔離；

d 輸出方式：集電極開路；

e 允許最大Uce電壓：220VDC；

f 允許最大Ice電流：20mA，

D RS-422，RS-485：

a 準時沿：上升沿，上升時間≤100ns；

b 上升沿的時間準確度：≤1μs，

E 光纖：使用光纖傳導時，亮對應高電平，滅對應低電平，由滅轉亮的跳變對應準時沿，

a 秒準時沿：上升沿，上升時間≤100ns；

b 上升沿的時間準確度：≤1μs，

4.3.3.6IRIG-B碼

IRIG-B碼應符合IEEE C37.118-2005的規定，

A IRIG-B（DC）碼，

a 采用IRIG-B000格式；

b 每秒1幀，包含100個碼元，每個碼元10ms；

c 脈沖上升時間：≤100ns；

d 抖動時間：≤200ns；

e 秒準時沿的時間準確度：優于1μs；

f 介面型別： TTL電平、RS-422、RS-485或光纖；

g 使用光纖傳導時，燈亮對應高電平，燈滅對應低電平，由滅轉亮的跳變對應準時沿，

B IRIG－B（AC）碼，

a 載波頻率：1kHz，

b 頻率抖動：≤載波頻率的1％，

c 信號幅值（峰峰值）：高幅值為3V～12V可調，典型值為10V；低幅值符合3:1～6:1調制比要求，典型調制比為3:1，

d 輸出阻抗：600Ω，變壓器隔離輸出，

e 秒準時點的時間準確度：優于20μs，

f 采用IRIG-B120格式，

4.3.3.7串行口時間報文

A 串行口引數，

a 波特率：1200、2400、4800、9600、19200 bit/s可選，預設值為9600 bit/s；

b 資料位：7位或8位；

c 起始位：1位；

d 校驗位：偶校驗、奇校驗或無校驗；

e 停止位：1位或2位，

B 串行口時間報文格式，報文發送時刻，每秒或每分輸出1幀，或根據請求輸出1次（幀），或用戶指定的方式輸出，幀頭為＃，與秒脈沖（1PPS）的前沿對齊，偏差小于5ms；波形見下圖，下表為串行口標準時間報文格式，

4.3.3.8網路時間同步

a 網路介面：電纜介面或光纜介面，

b 支持以下授時協議：

1） RFC 1305（NTP）或RFC 2030（SNTP）；

2）（可選）IEEE 1588（PTP），要同時具備E2E和P2P兩種授時模式，要同時支持在IPV4用戶資料包（UDP）上的傳輸，和在IEEE802.3/Ethernet上的傳輸，

4.3.3.9 時間同步信號、介面型別與時間同步準確度的對照

為保證時間準確度及信號傳輸的質量，用時設備或系統可按下表選用不同信號介面，

時間同步信號、介面型別與時間同步準確度的對照

4.3.4守時單元技術要求

4.3.4.1 守時單元應采用高精度、高穩定性的恒溫晶體作為本地守時時鐘，

4.3.4.2 守時單元應包括本地守時時鐘和輔助電源（電池），

4.3.4.3 時間信號同步單元正常作業時，守時單元的時間被同步到基準時間，當接收不到有效的基準時間信號時，應在規定的保持時間內，輸出符合守時精度要求的時間信號，

4.3.4.4守時單元技術指標

守時精度：采用高守時恒溫晶振：守時精度優于1μs/h，

4.3.5顯示與告警單元技術要求

4.3.5.1本地人機界面，包括：

A 電源狀態指示；

B 外部時間基準信號指示；

C 時間同步鎖定指示（本地晶振時間與外部基準時間有效同步）；

D 告警顯示；

E 時間顯示，

4.3.5.2 告警空接點：

將電源告警、時間有效性等嚴重告警以空接點的形式輸出，

4.3.5.3 外部資訊介面：

外部資訊介面應能通過網路介面或串口輸出資訊，包括：

A 配置資訊，包括：模塊配置、固定時延補償配置；

B 告警資訊，包括：失鎖告警、中斷告警、電源告警等；

C 狀態資訊，包括：守時狀態、當前時間源、各時間源狀態及各時鐘源的偏差，

4.3.6時間同步監測技術要求

時間同步裝置支持獨立的時間同步監測模塊用于監測時間同步裝置及被授時設備的時間同步狀態，技術要求如下:

a) 主時鐘及子時鐘裝置均應支持NTP、GOOSE時間同步監測介面，網口數量應不少于4個，GOOSE（光纖）介面數量應不少于2個，監測介面應能根據現場需要進行擴展；多模光纖對時介面應不少于2個

b) 應支持通過NTP或者GOOSE方式獲取被監測裝置對時偏差的功能；

c) 監測被授時設備對時偏差宜采用輪詢方式，輪詢周期可設，默認為1小時，按照輪詢周期定期輪詢被監測設備的對時偏差；

d) 應具備對時偏差監測告警門限設定及調整功能，默認告警門限值為10ms；

e) 應支持DL/T 634.5104規約，DL/T 860傳輸規約；

f) 應具備資料召喚上傳和超限自動上傳功能；

g) 應具備資料存盤功能，資料至少保存半個月，

4.4  傳輸介質的技術要求與指標

4.4.1  傳輸介質的技術要求

主鐘時間信號輸出單元和時鐘擴展單元要能支持使用同軸電纜、屏蔽控制電纜、音頻通信電纜、光纖等傳輸介質來傳遞時間信號，

4.4.2  傳輸介質的技術指標

4.4.2.1同軸電纜，用于高質量地傳輸TTL電平信號，如lpps 、lppm、 lpph和 IRIG-B（DC）碼TTL電平信號等，傳輸距離小于或等于15m，

4.4.2.2 屏蔽控制電纜，

A 用于傳輸靜態空接點脈沖信號，傳輸距離小于或等于50m；

B 用于在保護室內傳輸RS-232介面信號，傳輸距離小于或等于15m；

C 用于在保護室內傳輸RS-422、RS-485介面信號，傳輸距離小于或等于150m；

4.4.2.3音頻通信電纜，用于傳輸IRIG-B（AC）信號，傳輸距離小于或等于1000m，

4.4.2.4 光纖，用于遠距離傳輸各種時間信號，傳輸距離取決于光纖的型別，

4.4.3  同一室內的時間同步系統設備之間及時間同步系統與外部設備之間的連接采用屏蔽控制電纜或多模光纜，應支持PMU裝置光纜對時（對時精度優于±1μs，守時精度1h內不超過55μs，對時信號型別采用IRIG-B（DC）碼，對時信號采用光纖傳輸，光纖連接器采用820nm多模光纖介面，）；跨小室的經過屋外配電區電纜溝的時間同步系統設備之間的連接采用光纜，

4.4.4  投標人應負責將站內后臺、測控、保護裝置全部對時正確，相關設備協調費用由中標人自行負責，

標籤：其他

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