DL/T 1100.2-2013
基本信息
标准号:
DL/T 1100.2-2013
中文名称:电力系统的时间同步系统 第2部分:基于局域网的精确时间同步
标准类别:电力行业标准(DL)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
电力系统
时间
同步
系统
基于
局域网
精确
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
DL/T 1100.2-2013 电力系统的时间同步系统 第2部分:基于局域网的精确时间同步
DL/T1100.2-2013
标准压缩包解压密码:www.bzxz.net
标准内容
ICS27.100
备案号:42609-2014
中华人民共和国电力行业标准
DL/T1100.22013
电力系统的时间同步系统
第2部分:基于局域网的精确时间同步Time synchronism systems of power systemPart 2:Precision time synchronization based on LAN2013-11-28发布
国家能源局
2014-04-01实施
范围·
2规范性引用文件
3术语和定义
4缩略语·
5精确网络时间同步系统
系统承载网络
系统组成:
典塑网络结构
5.5应用缺省设置
6PTP设备
PTP设备运行模式
接口·
6.3功能要求
6.4性能要求
7管理功能
附录A(规范性附录)PTP两步时钟和延时测量模型附录B(规范性附录)
PTP端口状态
附录C(资料性附录)
时润同步系统应用示意图:
DL/T1100.2-2013
DL/T1100.2—2013
DL/T1100电力系统的时间同步系统包括以下部分:第1部分:技术规范:
一第2部分:基于局域网的精确时间同步。本部分依据GB/T25931一2010、IEC61850-90-4的描述,根据电力系统变电站和发电厂内对时间同步系统的具体需求,给出了基于局域网的电力系统的精确时间同步系统的典型结构和应用缺省设置,并根据电力通信网络环境状况和使用习惯,增加了对精确时间同步系统的接口、性能和功能的要求。本部分由中国电力企业联合会标准化中心提出。本部分山全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会归口并解释。本部分起草单位:国网电力科学研究院、华北电力设计院工程有限公司、中国电力科学研究院、武汉元华科技股份有限公司、国家电力调度控制中心、成都可为科技发展有限公司、华东电网有限公司、国网重庆市电力公司、郑州威科姆科技股份有限公司、山东科汇电气有限公司、武汉凯默电气有限公司、积成电子股份有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司、上海远景数字信息技术有限公司、江苏金智科技股份有限公司、江苏省电力科学研究院、湖北省电力公司电力试验研究院、吉林省电力调度通信中心、中国科学院国家授时中心、1海泰坦通信工程有限公司、北京华力创通科技股份有限公司北斗大汇(北京)科技有限公司。本部分主要起草人:黄鑫、张道农,刘洋、张坤、于跃海,南贵林,杨孟娟、何迎利、潘勇伟、刘孝先、李波、徐鑫、邓星星,袁文广、胡啸、黄兵、陆天健、吴杰、袁宇波、陈宏、杨松、胡永辉、邱祖雄、谢月新、李芹、张立培、邓志刚、杨玉清、董声涛、吴淑琴。本部分2013年首次发布。
本部分在执行过程中的意见和建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市自广路二条号,100761)。
1范围
电力系统的时间同步系统
第2部分:基于局域网的精确时间同步DL/T1100.2-2013
本部分规定了基于局域网的电力系统精确时间同步系统典型结构、设备接口、功能和性能本部分适用于在电力系统变电站和发电厂内使用的精确时间同步系统,2规范性引用文件
下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T25931-2010网络测量和控制系统的精确时钟同步协议(IEC61588:2009,IDT)DL/T1100.12009电力系统的时间同步系统第1部分:技术规范IEC9314-3一1990信息处理系统光纤排列数据接口(FDDI)第3部分:物理层介质依附关系[Information processing systems-Fibre distributed Data Interface (FDDI)-Par 3:Physical Layer MediumDependent(PMD)
IEC61850-90-4变电站通信网络和系统第90-4部分:网络工程导则(CommunicationNetworksand Systems in SubstationsPart90-4:Network EngineeringGuidelines)IEEE802.IAB站点和媒体访问控制互连性探索(Localandmetropolitanareanetworks-stationandMediaAccessControlConnectivityDiscovery)IEEE802.3一2008信息技术系统间通信和信息交换局域网和城域网特定要求第3部分:CSMA/CD接入方式和物理层规范[Informationtechnologytelecommunicationsandinformationexchangebetween systems local and metropolitanareanetworks specificrequirementsPart3:Carriersense multipleaccess with CollisionDetection(CSMA/CD)AccessMethodandPhysical Layer Specifications]IEEEC37.238IEEE1588精确时间协议在电力系统的应用(IEEE1588TMPrecisionTimeProtocolinPowerSystemApplications)
3术语和定义
GB/T25931—2010和DL/T1100.12009界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
PTP主时钟PTPMasterClock
PTP主时钟是在主时钟基础上增加了PTP时间同步报文和时间信息传输功能。能够同时接收至少两路外部时间基准信号,具有内部时间基准(晶振或原子频标),按照要求的时间准确度向外输出PTP时间同步信号和时间信息的设备。3.2
PTP从时钟PTPSlaveClock
能接收PTP主时钟时间同步报文,具有内部时间基准(晶振或原子频标),按照要求的时间准确度向外输出时间同步信号和时间信息的设备。1
DL/T1100.22013
4缩略语
Best Master Clock
Global Positioning System
MediaAccess Control
NetworkTimeProtocol
OrdinaryClock
PeertoPeer
Pulse Per Second
PrecisionTimeProtocol
Transparent Clock
Type,Lcngth.Valuc(根摄IEEEStd802.1AB)CoordinatedUniversalTimcbZxz.net
VirtualLocalAreaNetwork
精确网络时间同步系统
最佳主时钟
金球定位系统
媒体访回控制
网络时问协议
普通时钟
点到点
秒脉冲
精确时间协议
透明时钟
类型、长度、值
协调世界时
虚拟高域网
5.1概述
基于高域网的精确时间间步系统(以下简称时间同步系统)由PTP时钟,网络交换设备、PTP从时钟和其他被授时设备组成,时间同步系统应用见附录C。系统的时间司步依靠PTP报文完成,PTP报文包含事件报文和通用报文,其中事件报文是计时的报文,在时间戳发送和按收时产生,并需要设备物理层使件支持,其中延时测量模型见附录A。5.2系统承载网络
承载PTP系统的网络应满是下列条作:a)传输PTP协议的网络在逻辑上不成有环网存在b)与PTP主时钟相连的网络交换设备端厂I应使用单独VLAN网络组件(如交换机)将可入时间抖动和偏差,若未被纠正将可能降低对时时间准确性。若食可能,该网络纠件被PP透明附钟替代d)传输网络,生的双间不对称延时应小于25ns5.3系统组成
5.3.1分类
时间同步系统带川基不式和丰备式两种5.3.2基本式
如图1所示,PTP主时钟接收北斗GPS卫星同步基准或有线时间基准信号,通过网络交换设备,向下级时间同步系统或PTP被授时设备提供时间基准信号上-级有线或
北斗GPS卫星同步
基准信号
5.3.3主备式
PTP主时钟
网络交换
图1基本式时间同步系统组成
端口B
被授时设备
如图2所示,时间同步系统中,宜配置两台主时钟,“士时钟A”和“主时钟B”再为热备,同时接收1:级的有线或无线时间基准信号5.4典型网络结构
时间同步系统组网方式宜从图3、图4两种方式中选取。2
上一级有线或北斗GPS卫最同步
基准信号
PTP主时钟A
端口A
PTP从时钟
融投时设备
上一级有线或北斗GPS卫星同步
基准信号
网络交换设备
PTP丰时钟B
被授时设备
注:实线表示支持精确时间协议的设备:虚线相表小不支持精确时间办议的设备图2主备式时间同步系统组成
DL/T1100.2—2013
逻辑组网方式A如图3所示,变电站和发电厂内配置两个互备主时钟。主各时钟的切换,出主时钟通过BMC算法来完成,从时钟需识别切换过程,确定使用的路径时延与工作的主时钟路径致性。逻辑组网方式B如图4所示,变电站利发电厂内出配管主时钟,任主时钟不具备提供PTP信息的情况,则可通过输出IRIG-B到具备OC十模式的PTP服务器,实现网络授时功能主用主时钟
备用主时融
OOB码OO
润隔1
逻辑组网方式A
非网络主
非网络备
用主时钟B码用卡时钟
5.5应用缺省设置
时问同步系统应用缺省设置宜符合IEC61850-90-4和1EEEC37.238,B蜀
逻辑组网方式B
间隔2
具体要求见表1。
表1应用缺省设置
同步工作模式
缺省设置
支持对等延时机制(P2P)
支特IEEE&02.3/Ethernet传输方式至少支持2步法传输方式
GBT259312010++1.4
GBT25931-2010中附减F
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同步1作模式
同步报文发送时间
时间参考系
MAC地址
优先级
6PTP设备
6.1PTP设备运行模式
表1(续)
缺省设置
支持组播传输方式
时钟域默认为0
A.nnounce报文周期:1s
Announce接收超时时间:8s
Syne报文周期:Is
Pdelay报文周期:1s
报文涉及的时间格式采用UTC时间除Pdelay机制以外的所有报文类型:01-IB-19-00-00-00
Pdelay机制的报文类型:01-80-C2-00-00-0E主时钟(优先级1:128:优先级2:128)从时钟:255
PTP设备应配置为以下模式,设备端口状态见附录B:a)PTP主时钟。运行于MASTER模式的OC。b)PTP从时钟。运行于SLAVE模式的OC。c)网络交换设备。、支持peer-to-peer模式的TC。6.2接口
6.2.1电接口
应支持100/1000BASE-T接口,符合IEEE802.3一2008的规定,电接口应配有屏蔽么。6.2.2光接口
100BASE-FX接口应符合IEC9314-3—1990的规定,GE接H应符合IEEE802.3—2008的规定。GE接口可以是1000BASE-LX、1000BASE-SX,1000BASE-ZX接口中的一种或多种。6.3功能要求
6.3.1PTP主时钟功能要求
应输出用于检测的TTL电平1PPS脉冲信号具备守时功能。
各OC应实现物理隔离:各接口应采用独立MAC地址:应准确响应链路延迟请求。
应具备数据集比较算法,选择最仕主时钟源:应具备状态决定算法,决定自身端口状态。具备BMC算法,最佳主时钟源确定后,非最佳主时钟源时钟端1.I不应发送Announce报文。具备自复位功能,复位过程中不输出授时报文。时间不可用时不输出授时报文。正确处理异常报文,允许设备进入守时状态:具有sequencelD检否机制,丢弃sequencelD不连续或错误报文:具有重放保护机制,丢弃重放的报文:具有CRC校验机制,丢CRC错误报文:具有事件报文发送频率检测机制,丢充大于2倍缺省值的事件报文应品示以下信息:
一电源状态指示:
一对时模式,如TWO-STEP:
链路延时工作模式,如P2P:
时间同步信号输出指示:
外部时间基准信导状态指示:
年、月、11、时、分、秒(北京时间):PTP时钟运行状态,如INITIALIZING:时钟基准信息,如北斗:
最佳主时钟MAC地址:
一本地MAC地址:
告警信息:如PTP授时异常
网络交换设备功能要求
宜输出用于检测的TTL电平1PPS脉冲信号应准确填充驻留时问修止域。
应正确计算和修正链路延达。
宜品示以下信息:
电源状态指示:
对时模式,如TWO-STEP
PTPI作模式,如TC:
链路延时工作模式:P2P:
最佳主时钟MAC地址。
PTP从时钟功能要求
应输出用于检测的TTL电平IPPS脉冲信号其备实时功能
时延补偿功能,补偿范围土100us,步长≤100nsd)
DL/T1100.22013
宜具备BMC算法,宜具备数据集比较算法,选择最佳主时钟源:宜儿备状态决定算法,决定自牙端状态,
从时钟端口不应发送除Pdelayreq报文外的其他事件报文应正确计算和修正驻留时间修止域。应正确计兑和修止链路延退
应具备自复位功能:复位过程中不输出授时报文。正确处理异常报文,允许设备进入守时状态:H有scqucncciD检机制,去弃sequenceID不连续或错误报文:具有重放保护机制,去弃重放的报义;H有CRC校验机制,去弃CRC错误报义:其有事件报文发送额率检测机制,去弃大」2偿缺省值的事件报文。应显示以下信息:
电源状态指示:
一对时模式,如TWO-STEP:
链路延时工作模式,如P2P:
一年、月、1、时、分、秒(北京时间):5
DL/T1100.2—2013
PTP时钟运行状态,INITIALIZING-最佳主时钟MAC地址:
时间偏差:
—链路延时:
一修正域(可选):
一告警信息,如PTP同步异常。
6.4性能要求
PTP设备应满是以下性能要求:
时间准确度:优于1μs。
抖动时间范围:≤200ns。
当网络风暴、丢顿、乱序恢、复制顿等网络异常发生时,设备对时性能不应受到影响,允许设备进入守时状态。网络异常状态下的对时状态见表2。表2
网络异常状态下的对时状态
网络异常分类
单播流量
网络风暴
乱序顿
≤90%
≤60%
跟踪状态,对时止确
跟踪状态,对时止确
或处于守时状态
PTP时间同步设备应能根据数据集比较算法选择最佳主时钟源,根据状态决定算法决定自身端口状态:最佳主时钟源选是后,其他时钟端不允许发送Announce报文:BMC状态切换时间应满足:
当活动主时钟断开,时钟从静默状态到活动状态切换时间宜小于10s;当活动主时钟状态改变,时钟从静默状态到活动状态切换时间宜小于10s:当出现更高等级时钟时,当前活动时钟从活动状态到静默状态切换时间宜小于10s。7管理功能
时间同步系统宜实现管理功能,管理信息参照GB/T25931—2010中15章和IEEEC37.238-—2011中5.5条,其中timeSource枚举见表3。表3timeSource枚举
值(十六进制)
timeSource
ATOMICCLOCK
TERRESTRIALRADIO
基于原子共振产生频率,并已按国际标准对频率和时间(如果使用PTP时标)进行校准的任何设备,或直接连接到此类设备的设备同步到人造卫星系统(全球卫星定位系统GPS)的任何设备,人造卫星系统按照国际标准分发时间和频率通过任何电波配时系统同步的任何设备,电波配时系统按照国际标准分发时间和频率
同步到位于域外部的基于PTP的时间源的任何设备通过NTP或简单网络时间协议(SNTP)与服务器同步的任何设备,服务器按照国际标准分发时间和频书值(进制)
timeSource
HAND_SET
INTERNAL_OSCILIATOR
表3(续)
DL/T1100.2—2013
基于观测的国家标准时间源,通过人机接口将其时间设定到声明时钟精度范内的设备
没有被其他覆益的其他时间和/或频率源其频率不是基于原子共振也不按国际标准进行校准,且其时间是基于自由运行报荡器(其历元在任意或末知模式下确定)的任例设备同步到人造卫星系统(北斗卫星导航系统BD)的任何设备,人造卫星系统按照国际标准分发时间和频车DL/T1100.2—2013
附录A
(规范性附录)
PTP两步时钟和延时测量模型
PTP两步时钟和延时测量模型参见图A.1时间
链路时延入!
从时钟
Pdclay_Req
Pdelay_Resp
Pdelay_Resp_Follow_Up
(包含1-)
驻留时延P
FollowUp
Sync-Follow_Up
包含=E(+入)
透明时钟
Pdelay_Req
Pdelay_Resp
透明时神
PdclayResp_Follow_Up
驻留时延P
FollowUp
最佳主时钟
Pdelay_Reg
PdelayResp
PdelayResp_FollowUp
FollowLp
8一从最佳时钟到从时钟的路价上所,生的驻留时延和链路时延的总和:入一链路时延:
P一留时延:
一端口发送Pdelay_Req文时产生的时间截:一编口接收到PdelayReg报文时产生的时间截:r一端口发送PdelayResp报文时产生的时间截:t4一端门接收到PdelayResp报文时产牛的时间激:t一透明时钟端口接收到Sn报文时产生的时间截:一透明时钟瑞口转发出Syn提文时产生的时间截图A.1PTP两步时钟和延时测量模型GMC
PTP端口状态定义见表B.I
PTP端U状态
INITIALIZING
(初始化)
FAULTY
(故障)
DISABLED
《不可川)
LISTENING
(监听)
PREMASTER
(预备主时种)
MASTER
(主时钟)
PASSIVE
(非激活)
UNCALIBRATED
(未标是》
从时钟)
(规范性附录)
PTP端口状态
表B.1PTP端口状态定义
DL/T1100.2-2013
当瑞口状态处于INITIALIZING获念时,端初始化其致集,硬件和通信设备:时钟案!不应向其通信路径发送任何PTP报义:将边界时钟有个端11处于INITIALIZING状态,则儿所有端都应处于INITIALIZING状态衣示协议的故障状态:当端!处于该状念时,除了串应务一管理信息要求的管理报文外,瑞不应向其通信路径上发送任何PTP报文:边界时钟的个故障端1不应影响到其他端口:若处于该状态的端门的故障行为不能限制在故障端口,期源有端都应处于FAULTY状态处该状态的端目不应向其通信路径上发送任何PTP报文:在边界时钟,该端1的行为不应能响边界时钟任何其他端!的行为。除管理报文外,处该状态的端口应丢牟所有接收到PTP报文
处于该状态的竭等行announceReceipTimeout超时,或者等待接收来白主时钟的Announce报文:该状态的的是保证时钟有序地增期到个域:处于该获态的竭口,除PdelayReqPdelay_Resp、Pdelay_Resp_Follow_Up,信令报支或务管理信息要求响感的管理服文外,不应向其通信路径发送任何PTP报文
处于该状念的端口的行为MASTER状态样,除了不发送Pdelay_Req、Pdeclay_Resp、Pdelay_RespFollowUp、信令技文或管理报文等处于该状的瑞自技主时钟端理在为动作处于该状念的端口,除Pdelay_Req、Pdelay_Resp、Pdelay_Resp_Follow_Up、信令报文或另管理信息要求响应的管理报文外,不应问儿通信路径发送任间报文处于该状态的端口在域中检测到一个或多个主时钟口。且己选择了合适的主耐钟。出准备同步到所选的主时钟端口:此状态为暂态过程,以便初始化同步动作,在选定新主时钟端口时进行数据集更新,以及实现其他的特定行为处了该状态的端间步到所选的主时钟端自9
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