專利名稱：網(wǎng)絡(luò)參與者的時間同步的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)對網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參與者進行時間同步的裝置。
背景技術(shù)：
這種裝置針對的是使用了衛(wèi)星系統(tǒng)的應(yīng)用，例如，US-美國的GPS、俄羅斯的GL0NASS,中國的COMPASS，歐洲的GALILEO或類似的衛(wèi)星系統(tǒng)的應(yīng)用，從而利用由該系統(tǒng)給出的可支配的時間信息在時鐘或參考時間方面使該應(yīng)用同步，其中，在裝置中通常通過以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)這種同步。迄今為止，以至少兩個等級實現(xiàn)這種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的時間同步:第一等級由衛(wèi)星天線和用于衛(wèi)星信號的、可能的集成高頻放大器構(gòu)成。這個等級典型地安裝在外部。隨后通過獨立的電纜(典型地:同軸)將這種信號向內(nèi)弓丨導(dǎo)到應(yīng)用中。第二等級安裝在內(nèi)部(典型地:開關(guān)柜)。在此通過電纜傳輸(在多種情況下被放大的)衛(wèi)星信號。這個等級包括用于從該信號中獲得必須的時鐘的電子器件。該電子器件或直接地包括網(wǎng)絡(luò)接口或?qū)r鐘提供給具有網(wǎng)絡(luò)接口的另一個等級以供使用。通過網(wǎng)絡(luò)接口借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)了應(yīng)用的同步。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供與現(xiàn)有技術(shù)中所公知的方案相比更為簡單和更耐用的網(wǎng)絡(luò)參與者的時間同步。該目的通過以衛(wèi)星為基礎(chǔ)對網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參與者進行時間同步的裝置得以實現(xiàn)，該裝置具有:至少一個衛(wèi)星天線和用于接收具有時間信息的衛(wèi)星信號的接收單元，從衛(wèi)星信號中獲得時鐘的電子器件，以及時間服務(wù)器，該時間服務(wù)器帶有借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)參與者同步的網(wǎng)絡(luò)接口。通過根據(jù)本發(fā)明的方案將所有對于同步而言所必要的等級均集成到一個單元中。該集成單元直接代替上述等級I安裝在外部，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施延伸到該裝配地點。由此，所有必要的等級，也就是說無論是從衛(wèi)星信號中獲得時間信息的電子器件、還是運行網(wǎng)絡(luò)接口且由此實現(xiàn)同步的電子器件，均直接地一起集成在包括了衛(wèi)星天線的設(shè)備中。由此一方面使得設(shè)備消耗降低到僅僅一個部件，而另一方面能夠放棄用于衛(wèi)星信號的通常同軸的基礎(chǔ)設(shè)施并且以耐用的基礎(chǔ)設(shè)施來代替。在一個有利的構(gòu)造方式中，通信基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計為以太網(wǎng)。隨后例如，可直接在裝置的總歸存在的開關(guān)處運行這種設(shè)備。通過其擴展而優(yōu)秀地實現(xiàn)了以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)場組裝。同軸的基礎(chǔ)設(shè)施典型地是被提供為預(yù)組裝的且由此在必須符合特殊要求時是非常不靈活的。在同軸的基礎(chǔ)設(shè)施中，基于衛(wèi)星信號的工作頻率在允許的衰減(Daempfung)方面以及由此在可實現(xiàn)的長度方面將產(chǎn)生明顯的限制。更大的長度必須或通過費用高昂的電線(=昂貴的)或通過額外的設(shè)備(放大器)來換取。由于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施能夠達到在很多應(yīng)用中足夠的標準規(guī)格長度(100m用于100Base-T)，因此需要網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。
此外，該同軸的基礎(chǔ)設(shè)施在EMV方面是敏感的。這種系統(tǒng)或具有較小的可應(yīng)用性和/或具有更高的錯誤風險。在時鐘方面敏感的應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)將傳統(tǒng)的同軸系統(tǒng)納入了考慮之列。以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施此外相對于同軸基礎(chǔ)設(shè)施而言在電隔離(galvanischerTrennung)方面具有更好的性能。在此通過變換器(Uebertraeger)來獲得該性能。同軸的基礎(chǔ)設(shè)施與此相反地不具有包含在內(nèi)的電隔離。在另一個有利的構(gòu)造方式中，以太網(wǎng)供電能用于供電。這省去了獨立的供電，其自然可想到，但沒有意義。在另一個有利的實施方式中，將時間服務(wù)器設(shè)計為NTP服務(wù)器。由此集成的天線單元-根據(jù)本發(fā)明的裝置-作為NTP服務(wù)器進行工作，且可現(xiàn)場組裝地連接到以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施上。這種方案的這個明顯的優(yōu)點在此在于:在應(yīng)用內(nèi)部不需要任何額外的時間服務(wù)器或協(xié)議轉(zhuǎn)換器。在另一個有利的實施方式中，時間服務(wù)器設(shè)計為高精度的時間服務(wù)器。通過這種方式甚至可以直接通過集成的單元來支持RT以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。這樣設(shè)計為的、根據(jù)本發(fā)明的裝置對于要求精確度高于由傳統(tǒng)電纜的傳輸時間所產(chǎn)生的延遲的應(yīng)用而言是必要的。在另一個有利的實施方式中，鐘服務(wù)器設(shè)計用于與高精度的時間服務(wù)器進行通信，該高精度時間服務(wù)器布置在時間服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)參與者之間，其中，能借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來補償時間服務(wù)器和高精度的時間服務(wù)器之間的傳輸延時。這樣設(shè)計的根據(jù)本發(fā)明的裝置可以直接提供一個以太網(wǎng)協(xié)議，這已經(jīng)考慮了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上的這種延遲(例如PTPPrecisionTime Protocol,精確時間協(xié)議”,PTCP “Precision Time Control Protocol,精確時間控制協(xié)議”，NTP)。不依賴于在應(yīng)用中實際設(shè)置的電纜長度，可以高精度地使用該設(shè)備并且不必通過例如有可能產(chǎn)生錯誤的概括的評估來進行補償。在裝置中帶有高精度的、專用的時間服務(wù)器和協(xié)議轉(zhuǎn)換器的情況下，所提出的以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施可以在沒有其他的RT部件的情況下被用在用于RT傳輸時間補償?shù)募傻慕邮障到y(tǒng)中，這是因為子網(wǎng)絡(luò)恰好符合點對點技術(shù)。由于高精度的時間服務(wù)器在大多數(shù)情況下還必須事先被轉(zhuǎn)換成專門的格式(例如，參考脈沖)，所以典型的應(yīng)用情況需要這種結(jié)構(gòu)。


下面借助圖中所示的實施例詳細地描述和闡述本發(fā)明。其中:圖1示出了用于時間同步的一種簡單的根據(jù)本發(fā)明的裝置；圖2示出了具有高精度的時間服務(wù)器的實施方式。
具體實施例方式圖1示出了一種對網(wǎng)絡(luò)參與者2進行時間同步的根據(jù)本發(fā)明的裝置1，該裝置:帶有衛(wèi)星天線3，用于接收具有時間信息的衛(wèi)星信號的接收單元4，用于從時鐘信號中獲得時鐘的電子器件5，以及時間服務(wù)器6，該時間服務(wù)器帶有借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)參與者2同步的網(wǎng)絡(luò)接口 7。裝置I可安裝在外部(虛線左邊)，并且網(wǎng)絡(luò)參與者2可以通過以有利的方式設(shè)計為以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)直接與時間服務(wù)器6相連接。通過這種方式可以放棄處在安裝在外部的衛(wèi)星接收系統(tǒng)和安裝在內(nèi)部的傳統(tǒng)的時間服務(wù)器(典型地:開關(guān)柜)之間的典型的同軸連接。圖中所示的實施例具有NTP服務(wù)器6。以本發(fā)明為基礎(chǔ)的裝置I可以直接連接在設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施的具有以太網(wǎng)供電功能的開關(guān)上，并且安裝在外部。集成的天線單元I由此還承擔了傳統(tǒng)的NTP服務(wù)器的任務(wù)。它可現(xiàn)場組裝地連接在以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施上。根據(jù)本發(fā)明的明顯的優(yōu)點由此在于:在應(yīng)用內(nèi)部不需要任何額外的時間服務(wù)器或協(xié)議轉(zhuǎn)換器。圖2示出了帶有高精度時間服務(wù)器8的實施例，該高精度的時間服務(wù)器布置在裝置I的時間服務(wù)器6和網(wǎng)絡(luò)參與者2之間，用于要求精確性高于由傳統(tǒng)的電纜的傳輸時間所產(chǎn)生的延遲的應(yīng)用。為了補償延遲，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)必須要對電纜進行測量(不標準)或估計?；诒景l(fā)明的設(shè)備I可以直接提供一種已經(jīng)考慮了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上的這種延遲的以太網(wǎng)協(xié)議(例如，PTP、PTCP、NTP)。不依賴于在應(yīng)用中實際設(shè)置的電纜長度，可以高精度地使用設(shè)備I并且不必通過例如有可能產(chǎn)生錯誤的概括的評估來進行補償。在所示的裝置中帶有高精度的、專用的時間服務(wù)器8 (和協(xié)議轉(zhuǎn)換器)的情況下，所提出的以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施可以在沒有其他的RT部件的情況下被用在用于RT傳輸時間補償?shù)募傻慕邮障到y(tǒng)中，其原因在于子網(wǎng)絡(luò)恰好符合點對點技術(shù)。 根據(jù)一個沒有示出的實施例，甚至可以如此程度構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的方案，即，直接通過集成單元I支持RT以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。然而，該典型的應(yīng)用情況需要如在該附圖中所示的結(jié)構(gòu)，其原因在于，高精度的時間服務(wù)器8在大多數(shù)情況下還必須事先被轉(zhuǎn)換成專門的格式(例如，參考脈沖)。根據(jù)本發(fā)明的方法也能以另一種通訊基礎(chǔ)設(shè)施的形式實施，例如E1/T1。然而，由于部件成本低廉，作為太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的形式是尤其有利的?；诒景l(fā)明的系統(tǒng)基本上公開了以下可能性:通過太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的雙向形式高精度地補償衛(wèi)星信號經(jīng)過電纜產(chǎn)生的延遲時間。這種系統(tǒng)優(yōu)秀地適用于對同步精確性有高要求的實時應(yīng)用。概括地說，本發(fā)明涉及了一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)對網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參與者進行時間同步的裝置。為了提供一種與現(xiàn)有技術(shù)中所公知的方案相比更簡單和更耐用的網(wǎng)絡(luò)參與者的時間同步，提出了一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)對網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參與者進行時間同步的裝置，該裝置具有:至少一個衛(wèi)星天線和用于接收具有時間信息的衛(wèi)星信號的接收單元，用于從衛(wèi)星信號中獲得時鐘的電子器件，以及時間服務(wù)器，該時間服務(wù)器帶有借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)參與者同步的網(wǎng)絡(luò)接口。由此一方面使得設(shè)備消耗降低到僅僅一個部件，而另一方面能夠放棄衛(wèi)星信號的同軸的基礎(chǔ)設(shè)施并且以耐用的基礎(chǔ)設(shè)施來代替。
權(quán)利要求
1.一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)對網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參與者(2)進行時間同步的裝置(1)，具有:至少一個衛(wèi)星天線(3)和用于接收具有時間信息的衛(wèi)星信號的接收單元(4)，用于從所述衛(wèi)星信號中獲得時間的電子器件(5)，以及時間服務(wù)器(6)，所述時間服務(wù)器帶有借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使所述網(wǎng)絡(luò)參與者(2)同步的網(wǎng)絡(luò)接口(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)計為以太網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，以太網(wǎng)供電能用于供電。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中，所述時間服務(wù)器(6)設(shè)計為NTP服務(wù)器。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中，所述時間服務(wù)器(6)設(shè)計為高精度的時間服務(wù)器。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中，所述時間服務(wù)器(6)設(shè)計用于與高精度的時間服務(wù)器(8)進行通信，所述高精度的時間服務(wù)器布置在所述時間服務(wù)器(6)和所述網(wǎng)絡(luò)參與者(2)之間，其中，能借助所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來補償所述時間服務(wù)器(6)和所述高精度的時間服務(wù)器(8)之間的傳輸延時。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)對網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參與者進行時間同步的裝置。為了提供與現(xiàn)有技術(shù)中所公知的方案相比更簡單和更耐用的網(wǎng)絡(luò)參與者的時間同步，提出了一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)對網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參與者進行時間同步的裝置，該裝置具有至少一個衛(wèi)星天線和用于接收具有時間信息的衛(wèi)星信號的接收單元，用于從衛(wèi)星信號中獲得時鐘的電子器件，以及時間服務(wù)器，該時間服務(wù)器帶有借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)參與者同步的網(wǎng)絡(luò)接口。由此一方面使得設(shè)備消耗降低到僅僅一個部件，而另一方面能夠放棄用于衛(wèi)星信號的通常同軸的基礎(chǔ)設(shè)施并且以耐用的基礎(chǔ)設(shè)施來代替。
文檔編號H04J3/06GK103141040SQ201180047067
公開日2013年6月5日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者斯特芬·蒂特里希, 哈拉爾德·卡爾 申請人:西門子公司