曲 博

（北京全路通信信號研究設(shè)計院，北京 100073）

隨著中國鐵路速度的不斷提高和鐵路跨線跨區(qū)行駛，時間的統(tǒng)一越來越重要，建設(shè)時間同步網(wǎng)非常必要。鐵路時間同步網(wǎng)為鐵路運輸各業(yè)務(wù)時鐘系統(tǒng)提供統(tǒng)一標準時間信號，使各系統(tǒng)時鐘設(shè)備與本系統(tǒng)同步，保證鐵路各系統(tǒng)運行計時準確。同時為鐵路調(diào)度員、車站值班員、與行車相關(guān)的各部門工作人員和車站乘客提供統(tǒng)一基準時間信息。

1 鐵路時間同步網(wǎng)的系統(tǒng)構(gòu)成

鐵路時間同步網(wǎng)由地面時間同步網(wǎng)和移動列車內(nèi)時間同步網(wǎng)兩部分組成。其中地面時間同步網(wǎng)按三級結(jié)構(gòu)組成，一級時間同步節(jié)點設(shè)置在鐵道部調(diào)度中心，二級時間同步節(jié)點設(shè)置在各鐵路局調(diào)度所/客專調(diào)度所，三級時間同步節(jié)點設(shè)置在站、段、所。移動列車時間同步節(jié)點設(shè)置在列車內(nèi)。

鐵路時間同步網(wǎng)主要由衛(wèi)星接收設(shè)備、母鐘設(shè)備、時間顯示設(shè)備、設(shè)備網(wǎng)管和傳輸通道組成。鐵路時間同步網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

2 鐵路時間同步網(wǎng)的系統(tǒng)功能

時間同步網(wǎng)具備時間輸入、時間輸出、時間調(diào)控、設(shè)備校時和監(jiān)控管理等基本功能，可以通過NTP、IRIG-B、1PPS等方式獲取時間，也可以配備GPS接收機或其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機獲取時間，通過人工或自動進行多時間源輸入處理，正確判斷和選擇可用時間源，能進行時延補償。

時間同步網(wǎng)設(shè)備配備晶體鐘，能跟蹤時間輸入信號，并具有保持的功能。各級時間同步設(shè)備可設(shè)置準確度對比門限值參數(shù)，在故障情況下可對主、備時間源輸入進行自動切換。時間同步網(wǎng)設(shè)備還配置時間分配單元，能提供1PPS、NTP、IRIGB(AC)、DCLS、串行口ASCII碼等類型時間信號輸出接口。時間同步網(wǎng)系統(tǒng)具有自檢和網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控管理功能。

移動列車時間同步節(jié)點可接收GPS外部標準時間源，獲得精確的北京時間，具有獨立工作能力。當外部標準時間源出現(xiàn)故障時，可通過內(nèi)置晶體鐘的保持功能，繼續(xù)提供時間信號輸出，并發(fā)出告警。它還負責向安裝于列車內(nèi)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)備及時間顯示設(shè)備提供NTP時間信號或時間碼信號。

時間顯示設(shè)備接收母鐘發(fā)出的時間驅(qū)動信號，進行時間信息顯示，脫離母鐘仍能保持一定時間的獨立運行。時間顯示設(shè)備可采用指針和數(shù)字顯示方式。

3 時間同步網(wǎng)級間時間信號傳送方式

鐵路時間同步網(wǎng)各級之間的時間同步信號傳送方式采用主從樹狀結(jié)構(gòu)，時間基準信號從一級時間同步設(shè)備傳送到二級時間同步設(shè)備，再傳送到三級時間同步設(shè)備。時間同步設(shè)備只允許從較高等級的節(jié)點接受時間同步，不允許同級設(shè)備之間進行串接或多級時間分配單元級連。

鐵路時間同步網(wǎng)各級之間傳送時間信號采用DCLS時，傳輸手段為64K或E1專線。

鐵路時間同步網(wǎng)各級之間傳送時間信號采用NTP協(xié)議時，傳輸手段為點對點專線（10/100M EF）方式傳送。

4 各業(yè)務(wù)系統(tǒng)及時間顯示設(shè)備時間信號接引方式

鐵路運輸各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的時間服務(wù)單元能通過各種時間接口從一級或二級時間同步設(shè)備獲取時間信號，并能為各種業(yè)務(wù)網(wǎng)管系統(tǒng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)元設(shè)備提供時間服務(wù)。當接收不到母鐘時間同步信號時，采用各業(yè)務(wù)系統(tǒng)自身的時鐘。

時間顯示設(shè)備能通過各種時間接口從相應(yīng)的一級、二級、三級時間同步設(shè)備獲取時間信號，并能在母鐘時間信號輸出驅(qū)動下顯示時間信息。

在每級可配置一個或多個時間分配單元，向本級內(nèi)不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)（各業(yè)務(wù)網(wǎng)可設(shè)置各自的VPN或防火墻）提供時間服務(wù)。

時間顯示設(shè)備的時間信號接引采用就近原則，即時間顯示設(shè)備就近接入各級時間同步網(wǎng)的母鐘設(shè)備。

鐵路運輸各業(yè)務(wù)系統(tǒng)時間源的接引可采用集中和分散接引方式，建議采用集中接引方式。

(1) 集中接引方式：時間同步網(wǎng)為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中心時間服務(wù)器提供時間同步信號接引，各業(yè)務(wù)網(wǎng)元設(shè)備通過本業(yè)務(wù)系統(tǒng)與其中心時間服務(wù)器進行時間同步。

(2) 分散接引方式：當業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過集中接引方式不能達到各業(yè)務(wù)網(wǎng)元設(shè)備的時間同步準確度要求，則采用分散接引方式。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)備可分別就近從母鐘接引時間信號。

本級母鐘設(shè)備至鐵路運輸各業(yè)務(wù)系統(tǒng)和時間顯示設(shè)備的時間信號鏈路，可根據(jù)需要采用同軸電纜、屏蔽控制電纜、音頻通信電纜和光纖進行時間信號傳送，具體方式如下。

(1) 同軸電纜：用于高質(zhì)量傳輸TTL電平信號，如1PPS和IRIG-B(DC)碼TTL電平信號等。

(2) 屏蔽控制電纜：用于傳輸IRIG-B（AC）信號、DCLS信號和串行口ASCII字符串信號。

(3) 音頻通信電纜：用于傳輸IRIG-B信號。

(4) 音頻五類線或六類線電纜：用于傳輸NTP時間信號，以及IRIG-B信號、DCLS信號、串行口ASCII字符串信號。

(5) 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類型。