[实用新型]一种以太网测控网络时钟同步校正集成器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及时间同步器件，尤其涉及一种基于本地时钟的以太网测控网络时钟同步校正集成器件。

背景技术

随着分布式系统的应用日趋扩大，以及为获得更优越的系统性能，在高速无线网络、无线传感网络以及以太网中，许多应用已要求达到10μs或更高的时间同步准确度。虽然从理论上可以采用概率性时间同步算法，利用客户机-服务器模式不断重复地读取参考时间，最终使系统的时间同步达到某个确定的精确度，但在实际应用中系统规模的扩大会受到同步报文数量过度增加而带来的网络负荷、能源消耗以及计算资源占用等因素的制约。由于本地时钟所采用的振荡器、时间同步的周期以及实现时间同步的方案，对进一步提高时间同步的准确度都是至关重要的，但如果采用偏移率大、稳定度低的晶体振荡器，不仅系统各个节点的本地时钟的稳定性差，即使采用了各类时间同步措施，也很难保证系统能够达到所要求的高准确度的时间同步。相反选用偏移率小、稳定度高的振荡器无疑将使分布式应用系统的造价大幅度提高，从而极大地限制了分布式系统的应用范围。

目前在电信系统和通信网络领域实现同步所采用的数字锁相环的同步输入信号，都是从通信数据中恢复的频率信号，并用该频率信号锁定接收端的频率，使接收端的时钟频率和相位能与发送端保持一致，但这样的同步方式并不适用于基于交换网络的分布式系统的各个节点的时间同步。这是因为，在交换式网络中，由于所采用的网络协议，使从发送端到接收端的报文传输不具备严格的连续性，也不可能具有准确的周期性。这就使从报文的比特流中提取发送端加载的频率信号成为不可能。因此，传统的数字锁相环会因无法获得可靠的同步输入信号而无法很好地应用于分布式系统的时间同步中。

发明内容

为解决传统的数字锁相环无法很好获得可靠的同步输入信号存在的问题与缺陷，本实用新型提供了一种基于低稳定度本地时钟的以太网测控网络时钟同步校正集成器件。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型所涉及的一种以太网测控网络时钟同步校正集成器件，包括：鉴相器模块、环路滤波器模块、数控振荡器、时间戳发生器模块及电源模块，

所述鉴相器模块通过环路滤波器模块和数控振荡器模块与时间戳发生器电气连接；

所述电源模块分别与鉴相器模块、环路滤波器模块、数控振荡器、时间戳发生器模块之间电连接。

所述数控振荡器模块包括计数寄存器子模块、脉冲计数器子模块和晶体震荡器子模块，且计数寄存器子模块通过脉冲计数器子模块与晶体振荡器子模块电气连接。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：

1、本器件综合地应用计算机技术、电子技术、网络通信技术、传感器技术和数字信号处理技术等多学科知识，高度集成了多个模块实现本地时钟同步自校正。

2、本器件在采用时间服务器广播标准时间下，一方面可以用时间服务器发出的时间戳报文不断修正客户节点本地时钟的计时频率漂移，又可以用时间服务器发出的时间偏移报文定时调整客户节点本地时钟的时间偏移。

3、如果在客户节点比较多的应用环境下，采用本器件仍然可以保证时钟同步的有效性。

附图说明

图1是以太网测控网络时钟同步校正集成器件系统结构示意图；

图2是本实用新型中数控振荡器(DCO)的内部结构图；

图3是本实用新型中时间戳报文格式示意图；

图4是本实用新型应用于100M网卡实现实例的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述：

如图1所示，展示了以太网测控网络时钟同步校正集成器件的具体结构，该结构包括鉴相器模块1、环路滤波器模块2、数控震荡器3、时间戳发生器模块4。鉴相器模块1和环路滤波器模块2电气连接，环路滤波器模块2和数控震荡器3电气连接，数控震荡器3和时间戳发生器模块4电气连接，时间戳发生器模块4和鉴相器模块1电气连接。鉴相器模块1、环路滤波器模块2、数控震荡器3、时间戳发生器模块4均与电源模块5电气连接。