电力同步网中同步基准信号的多源选择和无损切换

摘要

同步网作为通信网中三大支撑网之一，为整个通信网络的同步运行提供了可靠的保障。电力同步网在业务类型上既有频率同步需求又有时间同步的需求。为了在可靠性、标准化上提高电力同步网的稳定需求，为电网各种业务提供高品质的保障，同时也为了从根本上解决目前电力同步网标准体系不完整、缺乏统一规划建设等问题，优化了电力系统同步基准源的选源方式算法以及时钟源切换的可靠性，为电力系统同步网的统一建设提供了可靠的保障。
　　本文在原有的电力同步网中时钟基准信号的选源方式上，将多源选择方法应用到时钟基准源的优化方案中，避免了在时钟源信号丢失并有可能导致时钟性能劣化的意外状况，通过文章中多源选择的方法，可实现在时钟源基准源切换过程中，同步时钟的输出性能不受到影响，达到无损切换的效果。根据实际调研情况分析了电力系统中传输网以及业务网的各种同步需求、应用场景以及应用规模，从理论上分析了同步技术的主要技术指标以及同步网的工作方式。详细介绍了各种同步基准信号的信号格式解析及其在同步时钟中的接入方式，同步时钟获得同步基准信号的同步信息来驯服时钟内部的原子钟，并通过信号输出板卡输出同步信号并提供给各个业务设备。本文的多源选择方法将各种时钟源统一识别、分组后，为同步时钟选择出符合标准的最优参考信号，同时将其他符合标准的时钟源保持并作为备用，在当前时钟源丢失或劣化时，可切换至备用时钟源并保持同步时钟的输出性能不受到影响。
　　通过对选源算法的原理进行理论分析，在实现同步时钟的多源选择方法的基础上，模拟创造出时钟源丢失的环境，通过仪器仪表测试时钟在切换至新的时钟源过程中的同步输出质量。实验及现场测试结果表明，通过采用多源选择方法，时钟在切换时钟源的过程中可保持同步信号输出不受影响，达到无损切换的效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文研究内容与章节安排

第2章 国家电网公司频率同步现状分析

2．1 传输网频率同步应用现状及规模

2．1．1 应用现状

2．1．2 应用规模

2．2 传输网频率同步准确度需求

2．2．1 SDH传输网

2．2．2 其他传输网

2．3 业务网频率同步应用现状及规模

2．3．1 应用现状

2．3．2 应用规模

2．4 业务网频率同步准确度需求

2．4．1 交换网

2．4．2 数据网和视频会议系统

2．5 国家电网公司同步现状总结

2．6 本章小结

第3章 同步技术及主要指标

3．1 同步定时网

3．1．1 频率准确度

3．1．2 频率稳定度

3．1．3 抖动

3．1．4 漂移

3．1．5 时间间隔误差

3．1．6 最大时间间隔误差

3．2 基准时钟

3．2．1 铯钟

3．2．2 铷钟

3．2．3 晶体钟

3．2．4 原子钟应用场景总结

3．3 时钟工作方式

3．3．1 锁定工作方式

3．3．2 保持工作方式

3．3．3 自由运行方式

3．4 同步网的工作方式

3．5 本章小结

第4章 同步时钟设计方案

4．1 多时钟源接入技术

4．1．1 GPS、北斗卫星信号接入

4．1．2 E1(2Mbit／2MHz)信号接入

4．2 本地晶振驯服技术

4．3 频率信号输出技术

4．4 同步时钟整体结构设计方案

4．5 同步时钟有效性验证

4．6 本章小结

第5章 多时钟源判决和切换设计方案及实验验证

5．1 多时钟源判决技术设计

5．1．1 传统选源方式与多源选择方法的比较

5．1．2 多时钟源选源算法研究

5．2 时钟源切换技术

5．2．1 无损切换的定义

5．2．2 无损切换的实验验证

5．3 本章小结

第6章 总结及展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢