铁路时间同步网概述

曲 博

（北京全路通信信号研究设计院，北京 100073）

随着中国铁路速度的不断提高和铁路跨线跨区行驶，时间的统一越来越重要，建设时间同步网非常必要。铁路时间同步网为铁路运输各业务时钟系统提供统一标准时间信号，使各系统时钟设备与本系统同步，保证铁路各系统运行计时准确。同时为铁路调度员、车站值班员、与行车相关的各部门工作人员和车站乘客提供统一基准时间信息。

1 铁路时间同步网的系统构成

铁路时间同步网由地面时间同步网和移动列车内时间同步网两部分组成。其中地面时间同步网按三级结构组成，一级时间同步节点设置在铁道部调度中心，二级时间同步节点设置在各铁路局调度所/客专调度所，三级时间同步节点设置在站、段、所。移动列车时间同步节点设置在列车内。

铁路时间同步网主要由卫星接收设备、母钟设备、时间显示设备、设备网管和传输通道组成。铁路时间同步网系统构成如图1所示。

2 铁路时间同步网的系统功能

时间同步网具备时间输入、时间输出、时间调控、设备校时和监控管理等基本功能，可以通过NTP、IRIG-B、1PPS等方式获取时间，也可以配备GPS接收机或其他卫星定位系统接收机获取时间，通过人工或自动进行多时间源输入处理，正确判断和选择可用时间源，能进行时延补偿。

时间同步网设备配备晶体钟，能跟踪时间输入信号，并具有保持的功能。各级时间同步设备可设置准确度对比门限值参数，在故障情况下可对主、备时间源输入进行自动切换。时间同步网设备还配置时间分配单元，能提供1PPS、NTP、IRIGB(AC)、DCLS、串行口ASCII码等类型时间信号输出接口。时间同步网系统具有自检和网络集中监控管理功能。

移动列车时间同步节点可接收GPS外部标准时间源，获得精确的北京时间，具有独立工作能力。当外部标准时间源出现故障时，可通过内置晶体钟的保持功能，继续提供时间信号输出，并发出告警。它还负责向安装于列车内的业务系统设备及时间显示设备提供NTP时间信号或时间码信号。

时间显示设备接收母钟发出的时间驱动信号，进行时间信息显示，脱离母钟仍能保持一定时间的独立运行。时间显示设备可采用指针和数字显示方式。

3 时间同步网级间时间信号传送方式

铁路时间同步网各级之间的时间同步信号传送方式采用主从树状结构，时间基准信号从一级时间同步设备传送到二级时间同步设备，再传送到三级时间同步设备。时间同步设备只允许从较高等级的节点接受时间同步，不允许同级设备之间进行串接或多级时间分配单元级连。

铁路时间同步网各级之间传送时间信号采用DCLS时，传输手段为64K或E1专线。

铁路时间同步网各级之间传送时间信号采用NTP协议时，传输手段为点对点专线（10/100M EF）方式传送。

4 各业务系统及时间显示设备时间信号接引方式

铁路运输各业务系统的时间服务单元能通过各种时间接口从一级或二级时间同步设备获取时间信号，并能为各种业务网管系统和业务网元设备提供时间服务。当接收不到母钟时间同步信号时，采用各业务系统自身的时钟。

时间显示设备能通过各种时间接口从相应的一级、二级、三级时间同步设备获取时间信号，并能在母钟时间信号输出驱动下显示时间信息。

在每级可配置一个或多个时间分配单元，向本级内不同的业务网（各业务网可设置各自的VPN或防火墙）提供时间服务。

时间显示设备的时间信号接引采用就近原则，即时间显示设备就近接入各级时间同步网的母钟设备。

铁路运输各业务系统时间源的接引可采用集中和分散接引方式，建议采用集中接引方式。

(1) 集中接引方式：时间同步网为各业务系统中心时间服务器提供时间同步信号接引，各业务网元设备通过本业务系统与其中心时间服务器进行时间同步。

(2) 分散接引方式：当业务系统通过集中接引方式不能达到各业务网元设备的时间同步准确度要求，则采用分散接引方式。各业务系统设备可分别就近从母钟接引时间信号。

本级母钟设备至铁路运输各业务系统和时间显示设备的时间信号链路，可根据需要采用同轴电缆、屏蔽控制电缆、音频通信电缆和光纤进行时间信号传送，具体方式如下。

(1) 同轴电缆：用于高质量传输TTL电平信号，如1PPS和IRIG-B(DC)码TTL电平信号等。

(2) 屏蔽控制电缆：用于传输IRIG-B（AC）信号、DCLS信号和串行口ASCII字符串信号。

(3) 音频通信电缆：用于传输IRIG-B信号。

(4) 音频五类线或六类线电缆：用于传输NTP时间信号，以及IRIG-B信号、DCLS信号、串行口ASCII字符串信号。

(5) 光纤：用于远距离传输各种时间信号，传输距离取决于光纤的类型。