鐵路時間同步網概述

曲 博

（北京全路通信信號研究設計院，北京 100073）

隨著中國鐵路速度的不斷提高和鐵路跨線跨區行駛，時間的統一越來越重要，建設時間同步網非常必要。鐵路時間同步網為鐵路運輸各業務時鐘系統提供統一標準時間信號，使各系統時鐘設備與本系統同步，保證鐵路各系統運行計時準確。同時為鐵路調度員、車站值班員、與行車相關的各部門工作人員和車站乘客提供統一基準時間信息。

1 鐵路時間同步網的系統構成

鐵路時間同步網由地面時間同步網和移動列車內時間同步網兩部分組成。其中地面時間同步網按三級結構組成，一級時間同步節點設置在鐵道部調度中心，二級時間同步節點設置在各鐵路局調度所/客專調度所，三級時間同步節點設置在站、段、所。移動列車時間同步節點設置在列車內。

鐵路時間同步網主要由衛星接收設備、母鐘設備、時間顯示設備、設備網管和傳輸通道組成。鐵路時間同步網系統構成如圖1所示。

2 鐵路時間同步網的系統功能

時間同步網具備時間輸入、時間輸出、時間調控、設備校時和監控管理等基本功能，可以通過NTP、IRIG-B、1PPS等方式獲取時間，也可以配備GPS接收機或其他衛星定位系統接收機獲取時間，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。

時間同步網設備配備晶體鐘，能跟蹤時間輸入信號，并具有保持的功能。各級時間同步設備可設置準確度對比門限值參數，在故障情況下可對主、備時間源輸入進行自動切換。時間同步網設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。時間同步網系統具有自檢和網絡集中監控管理功能。

移動列車時間同步節點可接收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故障時，可通過內置晶體鐘的保持功能，繼續提供時間信號輸出，并發出告警。它還負責向安裝于列車內的業務系統設備及時間顯示設備提供NTP時間信號或時間碼信號。

時間顯示設備接收母鐘發出的時間驅動信號，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。時間顯示設備可采用指針和數字顯示方式。

3 時間同步網級間時間信號傳送方式

鐵路時間同步網各級之間的時間同步信號傳送方式采用主從樹狀結構，時間基準信號從一級時間同步設備傳送到二級時間同步設備，再傳送到三級時間同步設備。時間同步設備只允許從較高等級的節點接受時間同步，不允許同級設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。

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

4 各業務系統及時間顯示設備時間信號接引方式

鐵路運輸各業務系統的時間服務單元能通過各種時間接口從一級或二級時間同步設備獲取時間信號，并能為各種業務網管系統和業務網元設備提供時間服務。當接收不到母鐘時間同步信號時，采用各業務系統自身的時鐘。

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

在每級可配置一個或多個時間分配單元，向本級內不同的業務網（各業務網可設置各自的VPN或防火墻）提供時間服務。

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

鐵路運輸各業務系統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：時間同步網為各業務系統中心時間服務器提供時間同步信號接引，各業務網元設備通過本業務系統與其中心時間服務器進行時間同步。

(2) 分散接引方式：當業務系統通過集中接引方式不能達到各業務網元設備的時間同步準確度要求，則采用分散接引方式。各業務系統設備可分別就近從母鐘接引時間信號。

本級母鐘設備至鐵路運輸各業務系統和時間顯示設備的時間信號鏈路，可根據需要采用同軸電纜、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。