Реализация сетевой инфраструктуры в сейсмической регистрирующей системе

Реализация сетевой инфраструктуры в сейсмической регистрирующей системе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к сейсмической разведке, а более конкретно к реализации сетевой инфраструктуры в сейсмической регистрирующей системе.

Описание уровня техники

Сейсмические регистрирующие системы обычно используют при сейсморазведочных работах. При сейсмической разведке группу сейсмических приемников развертывают на выбранном участке. Кроме того, размещают один, а обычно несколько сейсмических источников. Источники передают в грунт акустические сигналы, которые отражаются и преломляются подземными формациями обратно на приемники. Далее данные, являющиеся показателем отдельных характеристик отражений, передаются с приемников на систему сбора данных. В таком случае система сбора данных собирает данные, обрабатывает и/или предварительно обрабатывает их и обычно передает в другой пункт для дальнейшей обработки.

Вообще сейсморазведочные работы могут быть классифицированы на наземные и проводимые на акватории (или «морские»), то есть в зависимости от того, проводятся ли они на суше или в воде. Каждый вид работ влечет за собой проблемы, отличные от проблем, присущих другому виду. Например, при морской разведке сейсмические источники обычно буксируют на или вблизи поверхности воды. Поэтому акустические сигналы должны проходить через воду до того, как они передаются в грунт или в морское дно. В отличие от этого при наземной разведке источники могут передавать акустические сигналы непосредственно в грунт.

Однако имеются многочисленные проблемы, возникающие при проведении сейсморазведочных работ обоих видов. Одна проблема заключается в необходимости точного знания физического положения источников, когда они передают акустические сигналы, и приемников, когда они принимают отраженные сигналы. Кроме того, для современного процесса регистрации сейсмических данных необходимы данные от большого числа отдельных блоков, источников, датчиков положения, сейсмических датчиков и т.д. При работе эти блоки функционируют как источники данных. Обычно в процесс включены несколько отдельных систем сбора данных, при этом в каждой используются своя инфраструктура и способ для подключения источников данных к системе сбора данных. Эти инфраструктуры, определяющие возможность подключения, оптимизированы так, что соответствуют конкретной цели и поэтому часто имеют различные неконтролируемые характеристики и средства обработки. При введении нового источника данных и/или новой системы сбора данных требуется введение новой инфраструктуры, определяющей возможность подключения, что повышает сложность всей системы. В качестве альтернативы существующая инфраструктура может быть приспособлена для передачи новой информации. Однако само по себе это часто будет сложной задачей.

Настоящее изобретение направлено на разрешение или по меньшей мере на смягчение одной или всех проблем, упомянутых выше.

Сущность изобретения

Изобретение в различных аспектах и вариантах осуществления представляет собой способ и устройство, реализующие сетевую инфраструктуру в сейсмической регистрирующей системе. Устройство представляет собой сейсмическую регистрирующую систему, содержащую совокупность источников сейсмических данных, способных формировать данные; по меньшей мере одну систему сбора данных, использующую открытый сетевой протокол; и по меньшей мере одну линейную сеть, соединяющую источники данных с системой сбора данных и использующую открытый сетевой протокол. Линейная сеть включает в себя совокупность узлов источников данных, на которых часть из совокупности источников сейсмических данных соответственно присоединена к сети линии; и маршрутизатор для направления данных, формируемых источниками сейсмических данных, в систему сбора данных через узлы источников данных в соответствии с открытым сетевым протоколом. Способ включает в себя присваивание по меньшей мере двух соответствующих сетевых адресов каждому одному устройству из совокупности источников сейсмических данных, совокупности узлов источников данных, совокупности маршрутизаторов и системе сбора данных; направление данных, формируемых источниками данных через узлы источников данных и маршрутизаторы в систему сбора данных; сопоставление сетевых адресов источников сейсмических данных с физическим местоположением соответствующих источников сейсмических данных; и сопоставление физических местоположений соответствующих источников сейсмических данных с данными, формируемыми соответствующими источниками сейсмических данных.

Краткое описание чертежей

Изобретение может быть понято при обращении к нижеследующему описанию в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых одинаковыми позициями обозначены аналогичные элементы и на которых:

фиг.1 - схема, иллюстрирующая проведение сейсмической разведки в соответствии с одним объектом настоящего изобретения, включающая в себя регистрирующую компоновку, подключенную к системе сбора данных;

фиг.2А - концептуальная иллюстрация вычислительной системы, такой, какая может быть использована при реализации некоторых объектов настоящего изобретения, а именно частей системы сбора данных;

фиг.2В - структурная схема отдельных компонентов архитектуры аппаратного обеспечения и программного обеспечения вычислительной системы из фиг.2А;

фиг.3 - иллюстрация одной линейной сети, элементарного конструктивного блока регистрирующей установки из фиг.1, подключенной к системе сбора данных;

фиг.4 - схема одной конкретной реализации регистрирующей установки из фиг.1, в которой многочисленные линейные сети, такие как показанные на фиг.3, использованы для содействия устойчивости к отказам и расширению охвата;

фиг.5А - иллюстрация временных областей способа синхронизации, использованного в одной конкретной реализации регистрирующей установки из фиг.1 в соответствии с сетевым протоколом службы времени из комплекта протоколов Интернета;

фиг.5В - иллюстрация способа синхронизации, альтернативного способу из фиг.5А;

фиг.6 - иллюстрация одного варианта осуществления способа, предназначенного для использования при сейсмической разведке, согласно настоящему изобретению; и

фиг.7А и фиг.7В - иллюстрации использования настоящего изобретения при наземной сейсмической разведке в одном конкретном варианте осуществления.

Хотя изобретение допускает наличие различных модификаций и альтернативных форм, чертежи иллюстрируют конкретные варианты осуществления, подробно описанные в настоящей заявке только для примера. Однако должно быть понятно, что описание конкретных вариантов осуществления не предполагается ограничивающим изобретение конкретными раскрытыми формами, а напротив, предполагается охватывающим все модификации, эквиваленты или варианты, попадающие в рамки сущности и объема изобретения, определенного приложенной формулой изобретения.

Подробное описание изобретения

Ниже описаны иллюстративные варианты осуществления изобретения. Ради ясности в этом описании рассмотрены не все признаки реальной реализации. Конечно, должно быть понятно, что при разработке любого такого реального варианта осуществления должны быть получены многочисленные специфические для реализации решения, необходимые для достижения конкретных целей, поставленных разработчиком, таких как согласование с ограничениями, связанными с системой и бизнесом, которые будут изменяться от одной реализации к другой. Кроме того, должно быть понятно, что такая разработка, даже если она сложная и требует больших затрат времени, является обычным делом для специалистов в области техники, к которой относится изобретение, получающих выгоду от этого раскрытия.

На фиг.1 показана сейсморазведочная система 100 согласно одному объекту настоящего изобретения. Сейсморазведочная система 100 представляет собой наземную систему разведки. В соответствии с этим сейсморазведочная система 100 включает в себя регистрирующую аппаратуру 105 на грузовике, подключенную к сейсмической компоновке 110, которая в показанном варианте осуществления представляет собой регистрирующую установку. Регистрирующая установка 110 включает в себя совокупность источников 120 сейсмических данных, таких как, например, сейсмические источники (например, вибраторы, заряды взрывчатого вещества), датчики местоположения (датчики глобальной системы позиционирования (GPS)), сейсмические приемники (геофоны) и т.д., находящихся на большом количестве линий 125. Однако сейсмические источники, например сейсмический источник 115, обычно не являются частью регистрирующей установки. Регистрирующая установка 110 также включает в себя совокупность узлов 130 и по меньшей мере один маршрутизатор 135, функция которого будет описана дополнительно ниже.

Сейсморазведочная система 100 включает в себя по меньшей мере одну систему 140 сбора данных. Отметим, что в некоторых альтернативных вариантах осуществления могут использоваться несколько систем 140 сбора данных. Регистрирующая аппаратура 105 на грузовике снабжена смонтированным в стойке вычислительным устройством 200, показанным на фиг.2А и фиг.2В, посредством которого реализована по меньшей мере часть системы 140 сбора данных. Вычислительное устройство 200 включает в себя процессор 205, связанный с некоторым запоминающим устройством 210 посредством магистральной системы 215. Запоминающее устройство 210 может включать в себя жесткий диск и/или оперативную память (ОЗУ), и/или съемное запоминающее устройство, такое как гибкий магнитный диск 217 и оптический диск 220. Запоминающее устройство 210 запрограммировано структурой 225 данных, хранящей набор данных, зарегистрированных так, как рассмотрено выше, операционной системой 230, программными средствами 235 интерфейса пользователя и прикладной программой 265. Программные средства 235 интерфейса пользователя совместно с индикатором 240 реализуют интерфейс 545 пользователя. Интерфейс 245 пользователя может включать в себя периферийные устройства ввода-вывода, такие как кнопочная панель или клавиатура 250, манипулятор 255 типа «мышь» или джойстик 260. Процессор 205 работает под управлением операционной системы 230, которая практически может быть любой операционной системой, известной в области техники, к которой относится изобретение.

Прикладная программа 265 вызывается операционной системой 230 при включении питания, сбросе или при осуществлении обоих операций в зависимости от реализации операционной системы 230, для исполнения открытого сетевого протокола в регистрирующей установке 110. Исполнение этого открытого сетевого протокола задает сетевую архитектуру сейсмической регистрирующей системы 100, посредством которой проводится сейсмическая разведка. В общем смысле сеть представляет собой совокупность функционально взаимосвязанных вычислительных систем. Отметим, что вычислительная система может быть выполнена как простой - в виде единственного вычислительного устройства (например, в виде контроллера или процессора), так и сложной - в виде совокупности отдельных компьютеров. Сетевой протокол (или более просто «протокол») представляет собой соглашение относительно формата для передачи информации между вычислительными устройствами. Обычно протоколом устанавливаются характеристики передачи, такие как контроль ошибок, сжатие данных, конец индикаторов сообщений и подтверждение приема. Практически может быть использован любой открытый сетевой протокол, но в одном конкретном варианте осуществления используется комплект протоколов Интернета (IP). «Открытые» стандарты представляют собой просто стандарты, относительно которых промышленными группами заявлено, что они являются общедоступными. В частности, комплектом протоколов Интернета устанавливается формат для «пакетов» или дейтаграмм, которые могут быть адресованы получателю, а затем отправлены в сеть для доставки.

Таким образом, в показанном варианте осуществления одна сеть на базе протокола Интернета (то есть регистрирующая установка 110, система сбора 140 данных) развернута между различными источниками 120 данных и системой (системами) 140 сбора данных, что обеспечивает возможность связи между источниками 120 данных и системой (системами) 140 сбора данных по любому поддерживаемому протоколу сверх протокола Интернета, включая наиболее современные открытые протоколы. Кроме того, последовательное расположение узлов такой расстановочной сети обеспечивает возможность связи между совокупностью источников 120 данных и отдельно между совокупностью систем 140 сбора данных, в результате чего открывается широкий диапазон возможных применений. Несколько особенностей комплекта протоколов Интернета являются особенно полезными в случае применения к сценарию регистрации сейсмических данных. Универсальный характер и широкое распространение протокола Интернета упрощает приспособление новых сервисов и прикладных программ к системе регистрации сейсмических данных. Протоколы, включающие в себя комплект протоколов Интернета, поддерживают динамическое обновление информации о маршруте, что является важным для поддержки нечувствительности к отказам и высокой готовности.

На фиг.3 показана одна линейная сеть 300, элементарный конструктивный блок регистрирующей установки 110 из фиг.1, подключенная к системе 140 сбора данных. Линейная сеть 300 содержит один маршрутизатор 135, включенный между системой 140 сбора данных и совокупностью узлов 130. Узлы 130 соединены с линией 125. В свою очередь, каждый узел 130 подключен к цепочке 305 источников 120 данных. Источники 120 данных могут быть оборудованием любого обычного смешанного и согласованного вида, используемым при сейсмической разведке, например источниками, датчиками местоположения, сейсмическими датчиками и т.д. В соответствии с сетевым протоколом исполняемым системой 140 сбора данных, каждому устройству из системы 140 сбора данных, маршрутизатора 135, узлов 130 и источников 120 данных присвоен уникальный сетевой адрес.

Сами узлы 130 источников данных соединены посредством сети на базе протокола Интернета со средней пропускной способностью. Узлы 130 источников данных обычно представляют собой интеллектуальные устройства, выполненные с возможностью инициировать сеансы связи с другими узлами 130 источников данных и с системой (системами) 140 сбора данных, так и участвовать в сеансах связи с ними. Узлы 130 источников данных включены в линию, при этом в показанном варианте осуществления каждый узел 130 источников данных подключен к двум соседним узлам 130 источников данных. Как будет рассмотрено дополнительно ниже, несколько узлов 130 источников данных обычно соединяют друг с другом, образуя цепочку узлов 130 источников данных. Завершением такой цепочки является сетевой маршрутизатор 135. Маршрутизатор 135 представляет собой вычислительное устройство, которое соединяет несколько относительно небольших сетей, таких как линейные сети 300, друг с другом. Несколько линейных сетей 300, другие маршрутизаторы 135 или системы 140 сбора данных могут быть подключены к одному маршрутизатору 135.

Источники 120 сейсмических данных упаковывают данные в пакеты (непоказанные), каждый из которых включает в себя не только данные, но и разнообразную другую информацию. Часть этой информации находится в том, что известно как «заголовок» пакета. Заголовок обычно содержит сетевой адрес пункта назначения для пакета, например системы (систем) 140 сбора данных. В маршрутизаторе 135 для определения пункта назначения пакета используется эта информация в заголовках пакетов, получаемых от источников 120 сейсмических данных, и просмотровая таблица (непоказанная), хранящаяся в маршрутизаторе 135. Затем маршрутизатор 135 связывается с другими маршрутизаторами 135 для определения в целом наилучшего пути до этого пункта назначения через более крупную сеть. В показанном варианте осуществления маршрутизаторы 135 связываются друг с другом, используя второй открытый протокол, называемый открытым протоколом предпочтения кратчайшего пути (OSPF), хотя другое альтернативное решение может включать в себя протокол управления сообщениями в Интернете (ICMP), который является хорошо известным расширением комплекта протоколов Интернета. Однако в альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы другие открытые протоколы. Таким образом, в показанном варианте осуществления маршрутизатор 135 работает как типовой маршрутизатор сети на базе протокола Интернета, направляя трафик к узлам 120 источников данных на линейных сетях 300, подключенных к маршрутизатору 135, и от них, а также трафик к другим маршрутизаторам 135, подключенным к нему, и от них.

Все соединения между датчиками 120 сейсмических данных, узлами 130 сейсмических источников, маршрутизатором 135 и системой 140 сбора данных задаются из условия согласования с ожидаемым объемом пропуска сетевого трафика через них. В показанном варианте осуществления посредством линии 125 реализуется путь прохождения данных со средней пропускной способностью. Соединение 310 представляет собой путь прохождения данных с высокой пропускной способностью, на сетевом языке иногда называемый «сетевой магистралью». В показанном варианте осуществления соединение 310 и линия 125 выполнены электрическими и могут быть реализованы путем использования соответствующей электротехнической технологии, известной в области техники, к которой относится изобретение. Например, в различных вариантах осуществления могут быть использованы скрученные пары проводов и экранированные коаксиальные кабели. Однако этого не требуется для практического применения изобретения. Например, в качестве альтернативы соединение 310 и линия 125 могут быть волоконно-оптическими или беспроводными устройствами.

Точные параметры, относящиеся к пропускной способности линии 125 и соединения 310, в конкретной реализации будут зависеть от числа компонентов (например, от числа источников 120 сейсмических данных, узлов 130 источников данных, маршрутизаторов 135 и систем 140 сбора данных), конкретного реализованного протокола и структуры регистрирующей установки 110. Однако специалисты в области техники, к которой относится изобретение, получающие преимущество от этого раскрытия, должны уметь без труда определять эти параметры на основе принципов построения типовых сетей связи и требований применяемых протоколов. Кроме того, вопрос о том, будет ли линия 125 или соединение 310 с высокой пропускной способностью или со средней пропускной способностью, не является существенным для практического применения изобретения до тех пор, пока сохраняется способность управления трафиком применительно к определенной реализации.

Хотя линейная сеть 300 из фиг.3 может быть использована автономно для проведения разведки, обычно регистрирующая установка (например, регистрирующая установка 110 из фиг.1) может содержать несколько линейных сетей 300. На фиг.4 показан один конкретный вариант осуществления 400 регистрирующей установки 100 из фиг.1, в которой большое количество линейных сетей, таких как линейная сеть 300 из фиг.3, использованы для повышения устойчивости к отказам и расширения охвата. Степень устойчивости к отказам и/или расширения охвата будет в значительной степени определяться конкретной реализацией, зависящей от числа и компоновки линейных сетей 300. Однако отметим, что можно использовать различные альтернативные варианты осуществления без необходимости применения этого «модульного» принципа.

Более конкретно, сейсморазведочное устройство 400 включает в себя несколько блоков 140 сбора данных (то есть DC₀-DC₃), совокупность маршрутизаторов 135 (то есть R₀-R₁₁), совокупность узлов 130 источников данных (то есть N₀-N₁₅) и совокупность источников 120 сейсмических данных (то есть S₀-S₃₁). Отметим, что ни точное число компонентов различных видов, ни их соотношение не являются существенными для практического применения изобретения. Например, в альтернативном варианте осуществления можно использовать только один блок сбора данных при том же самом числе маршрутизаторов, узлов источников данных и источников сейсмических данных. Точное число различных узлов оборудования будет определяться конкретной реализацией. Отметим, что каждый маршрутизатор 135 соединен с системой 140 сбора данных посредством сетевой магистрали 310, хотя для практического применения изобретения в этом нет необходимости.

В варианте осуществления из фиг.4 при разрыве более чем одной линии или сетевой магистрали безотказность сохраняется до тех пор, пока доступны более чем одна сетевая магистраль и линия и при этом без ущерба для этой линии; не все сетевые магистрали разрываются на одной и той же «широте» линий; и не все линии связи разрываются. Например:

- разрыв между маршрутизатором R₃ и узлом N₄ источников данных и разрыв между узлом N₅ источников данных и маршрутизатором R₄ (то есть на одной и той же «широте» линии связи) приведет к исключению узлов 130 источников данных (например N₄, N₅) и соответствующих источников 120 сейсмических данных (например S₆-S₁₁) из разведки; а

- разрыв в сетевой магистрали 310 между маршрутизаторами R₃, R₆, в сетевой магистрали 310 между маршрутизаторами R₄, R₇, и в сетевой магистрали между маршрутизаторами R₅, R₈ приведет к исключению из разведки всех компонентов «ниже» маршрутизаторов R₃-R₅.

Однако в общем случае сейсморазведочное устройство 400 имеет относительно высокую устойчивость к отказам. Кроме того, в зависимости от точных местоположений разрывов при сочетаниях отказов линии и магистральной сетевой линии безотказность может сохраниться.

Дополнительные системы 140 сбора данных могут быть добавлены к расстановочной сети на любом маршрутизаторе 135. Можно подключить более одной системы 140 сбора данных, и системы 140 сбора данных (например, DC₂, DC₃) могут быть подключены на отдельных маршрутизаторах 135. Системы 140 сбора данных (например, DC₁, DC₂, DC₃) служат в качестве локальных пунктов сбора данных, собирающих данные из соответствующей сетевой магистрали, которые затем пересылаются в назначенную центральную систему 140 сбора данных (например, DC₀). Физическая площадь, которая может быть охвачена расстановочной сетью (например, расстановочной сетью 400), ограничена дистанционными ограничениями аппаратных средств сети. Кроме того, она может быть ограничена максимальной пропускной способностью сети линии. Маршрутизаторы 135 могут быть подключены к более чем одной линейной сети (например, R₁, R₄, R₇, R₁₀), поэтому можно распространить расстановочную сеть за пределы границ одной линейной сети линии путем добавления нескольких линейных сетей в направлении линии. Чтобы использовать такую топологию, можно добавить несколько звеньев сети с высокой пропускной способностью к одной системе 140 сбора данных, как на фиг.1, или добавить несколько параллельных систем 140 сбора данных, которые будут собирать данные из отдельных частей расстановочной сети, как на фиг.4.

Другое преимущество расстановочной сети настоящего изобретения заключается в том, что способы динамической маршрутизации и распределения нагрузок могут быть использованы для определения того, с какой системой 140 сбора данных определенный источник 120 сейсмических данных должен поддерживать связь. В зависимости от конфигурации и топологии расстановочной сети различные каналы, маршрутизаторы 135 или системы 140 сбора данных могут принимать трафик разного уровня. В особые моменты времени некоторые маршрутизаторы 135 или системы 140 сбора данных могут работать, тогда как другие могут не использоваться. Некоторые даже могут находиться на грани перегрузки уровнем трафика. Кроме того, с течением времени информационная нагрузка на различные компоненты, такие как маршрутизаторы 135 и системы 140 сбора данных, может изменяться от очень большой до очень слабой. Например, с течением времени уровни трафика могут изменяться, когда добавляют новые источники 120 сейсмических данных, старые источники сейсмических данных удаляют, или отказы сетей ухудшают характеристики расстановочной сети.

Чтобы приспособиться к проблемам такого вида, для вычислительных сетей были разработаны способы динамической маршрутизации и распределения нагрузок. Посредством этих способов контролируют картины трафика сетей и корректируют работу сетей, чтобы ослабить нагрузки на отдельные компоненты. Эти способы могут быть применены к расстановочным сетям настоящего изобретения для содействия упорядочению трафика в них, приспособления к непредвиденным критическим положениям, таким как отказы оборудования. Динамическая маршрутизация и автоматическая конфигурация сети также способствуют изменению конфигурации и топологии расстановочной сети. Это особенно полезно при перемещении расстановки во время сейсмических работ.

Сеть с тремя особенностями на основе стандартного протокола Интернета согласно показанному варианту осуществления распространена на случай регистрации сейсмических данных. Одной особенностью является сервис синхронизации, позволяющий иметь в различных узлах 130 источников данных в расстановочной сети (например, 100 или 400) генератор импульсов времени, который точно синхронизирован. В большинстве случаев при сейсмической разведке используется более жесткая синхронизация по сравнению с вычислительными сетями, для которых разработаны открытые протоколы. Второй особенностью является сервис отображения местоположения, позволяющий в расстановочной сети легко преобразовывать сетевой адрес в логическое местоположение и наоборот. Кроме того, при сейсмической разведке поддерживается «отображение разбивки» логического местоположения источников 120 сейсмических данных относительно их местоположения в сети. В-третьих, в расстановочной сети поддерживается автоматическая конфигурация сетевой инфраструктуры, например можно динамически добавлять и удалять не только клиентов (конечные точки) из активной сети, но также и маршрутизаторы. Это полезно не только при выполнении обслуживания и замене неисправных компонентов, но также и при «перемещении» расстановочной сети во время обычных сейсморазведочных работ.

Сначала обратимся к сервису синхронизации, для которого на фиг.5А показаны временные области, используемые в одном конкретном варианте осуществления регистрирующей установки 110 из фиг.1. В этом конкретном варианте осуществления использован сетевой протокол службы времени (NTP) из комплекта протоколов Интернета. Сетевой протокол службы времени обеспечивает точную синхронизацию до миллисекунды генераторов тактовых импульсов компьютеров в сети компьютеров. При типовом сетевом применении с помощью сетевого протокола службы времени генераторы тактовых импульсов рабочих станций клиентов привязываются к тактовому генератору военно-морской обсерватории США в Вашингтоне, округ Колумбия, и в Колорадо-Спрингс, Колорадо. Работая как непрерывная фоновая клиентская программа на компьютере, сетевой протокол службы времени периодически посылает запросы относительно времени на серверы, получает с сервера отметки времени и использует их для регулирования генератора тактовых импульсов клиента. Аналогичным образом сетевой протокол службы времени используется в настоящем изобретении.

Для обеспечения субмикросекундной точности сетевой протокол службы времени из комплекта протоколов Интернета распространен на случай измерения задержки на распространение. В любой один момент времени одна система 140 сбора данных выделена в качестве активного ведущего устройства синхронизации. На языке сетевого протокола службы времени активное устройство синхронизации именуется «слоем 1». Ведущие устройства синхронизации имеют доступ к внешнему источнику точного времени (например, к приемнику глобальной системы позиционирования или GPS), именуемому «слоем 0». Могут быть заданы альтернативные ведущие устройства синхронизации, и для проверки целостности соответствующих источников времени в них может использоваться принцип распределения времени, описанный ниже.

Более конкретно, посредством реализации базовой сети осуществляется поставка распределения точного времени и признаков сверки времени. Эти примитивы используются для рекурсивного распределения реального времени, поставляемого «активным ведущим устройством синхронизации». Сначала примитивы итерационно передаются из активного ведущего устройства синхронизации (из слоя 1) в маршрутизатор сетевой магистрали, подключенной к ведущему устройству. Затем этот маршрутизатор становится ведущим устройством синхронизации сетевой магистрали (слоем 2) и синхронизирует все маршрутизаторы в сетевой магистрали (в слое 3). Впоследствии каждый маршрутизатор будет синхронизировать все узлы линии, подключенные к нему (слой 3 и 4). Только сетевая магистраль, к которой подключено ведущее устройство синхронизации момента времени, будет синхронизироваться непосредственно от активного ведущего устройства синхронизации. Другие сетевые магистрали имеют свои ведущие устройства синхронизации сети. Эти ведущие устройства синхронизации сети будут синхронизироваться от линейной сети, соединяющей их со слоем более высокого уровня. Системы сбора данных, соединенные с расстановочной сетью, могут быть выполнены так, что они будут клиентами синхронизации, например они могут быть точно синхронизированы с узлами линии и с другими системами сбора данных, не имея собственных систем эталонного времени.

Теперь обратимся к фиг.5А, где расстановочная сеть 500 содержит совокупность систем DC сбора данных, маршрутизаторов R, узлов N источников данных и источников S сейсмических данных, рассмотренных выше. Расстановочная сеть 500 также включает в себя приемник 502 системы глобального позиционирования, который обеспечивает текущее значение (CLK) времени для расстановочной сети 500. Расстановочная сеть 500 содержит совокупность слоев 504 синхронизации, охарактеризованных, как описано выше, в соответствии с сетевым протоколом службы времени из комплекта протоколов Интернета. Слои 504 обозначены как слой₀ - слой₅. Приемник 502 глобальной системы позиционирования является слоем₀. Система 506 сбора данных, подключенная к приемнику 502 глобальной системы позиционирования, назначена ведущим устройством синхронизации и образует слой₁. Система 508 сбора данных и маршрутизатор 510, включенный между системой 506 сбора данных и остальной частью расстановочной сети 500, образуют слой₂. Линейная сеть 512, относящаяся к маршрутизаторам 514, 516, 518, включена между слоем₂ и остальной частью расстановки 500. Следовательно, они образуют слой₃. Точно также сети 520, 522, 524 линии, относящиеся к маршрутизаторам 514, 516, 518, соответственно образуют слой₄. Маршрутизаторы 526, 528, 530 также являются частью слоя₄. Наконец, сети 532 и 534 линии, относящиеся к маршрутизаторам 528, 530, соответственно и маршрутизаторы 536, 538 образуют слой₅.

Синхронизация начинается тогда, когда система 506 сбора данных, действующая как активное ведущее устройство синхронизации, передает примитивы в слой₂. Затем система 508 сбора данных и маршрутизатор 510 синхронизируются ко времени системы 506 сбора данных. После этого на маршрутизатор 510 возлагается функция «ведущего устройства синхронизации магистральной сети» для сетевой магистрали 540 и маршрутизаторов 516 и 518 в сетевой магистрали 540. Маршрутизатор 510 также является ведущим устройством синхронизации для маршрутизатора 514 в линейной сети 512. Как упоминалось выше, каждый маршрутизатор R синхронизирует узлы линий, включая узлы N источников данных и маршрутизаторы R на линиях, к которым он подключен.

Поэтому маршрутизатор 510 передает примитивы в каждый из маршрутизаторов 514, 516, 518 в слое₃. Затем каждый из маршрутизаторов 514, 516, 518, в свою очередь, передает примитивы к узлам линий на линиях, подключенных к нему. Следовательно, маршрутизатор 514 передает примитивы к узлам N и маршрутизаторам R в линейной сети 520, маршрутизатор 516 делает то же самое в линейной сети 522, а маршрутизатор 518 для линейной сети 524. Поэтому маршрутизаторы 526, 528, 530 в слое₄ синхронизируются соответственно с маршрутизаторами 514, 516, 518 в слое₃. Затем маршрутизаторы 528, 530 передают примитивы в маршрутизаторы 536, 538 соответственно в слое₅. В случае добавления дополнительных линейных сетей и/или маршрутизаторов, и/или систем сбора данных они могут быть синхронизированы с остальной частью расстановочной сети 500 тем же самым итерационным способом через дополнительный слой, задаваемый в соответствии с сетевым протоколом службы времени.

Можно показать, что погрешность синхронизации в этом способе пропорциональна , где n_{скачков} - число дискретных скачков в сетевой линии связи из слоя 0. Как должно быть понятно специалистам в области техники, к которой относится изобретение, получающим преимущество от этого раскрытия, «скачки в сетевой линии связи» происходят при регенерации отметок времени путем использования местных часов реального времени. Поэтому в варианте осуществления из фиг.5 «скачок в сетевой линии связи» имеется между каждым из слоев из числа слой₀ - слой₅. Иерархическая схема, диктуемая сетевым протоколом службы времени, позволяет поддерживать n_{скачков} небольшим относительно общего размера расстановочной сети 500. Отметим, что для синхронизации возможна альтернативная маршрутизация путем использования тех же самых протоколов отказов и переключения на новое направление, как для трафика данных. То есть допустим на фиг.5А прекратится синхронизация узла N (например, узла 542) маршрутизатором R (например, маршрутизатором 514). Но другой маршрутизатор R (например, маршрутизатор 510) также доступен и может обеспечить синхронизацию узла N, хотя и в более высоком слое. Возможность подачи синхронизации по нескольким путям также обеспечивает возможность осуществления контроля за временем и синхронизацией в расстановочной сети 500. Например, это может быть сделано путем сравнения друг с другом нескольких источников синхронизации.

Альтернативный способ синхронизации показан на фиг.5 В. Основополагающий принцип этого способа синхронизации расстановки заключается в регулировке «местных часов реального времени» (RTC) путем использования:

- отметок времени, соответствующих однозначно идентифицируемым событиям при передаче, распределяемых одним или несколькими ведущими устройствами синхронизации;

- взятия отсчетов часов реального времени посредством ведомых устройств синхронизации, запускаемых соответствующими событиями при приеме;

- детерминированной задержки на прохождение, разделяющей события при передаче и приеме; и

- измерения этой задержки на прохождение.

Предполагается, что погрешность местных часов реального времени определяется разностью между локально измеряемым временем приема и величиной (отметка времени + задержка на прохождение). В показанном варианте осуществления предполагается, что событие при передаче, используемое для синхронизации, относится к моменту времени, в который первый бит блока данных, включающего в себя отметку времени, поступает в линию.

Для сейсмической разведки желательна синхронизация часов реального времени с (суб)микросекундной точностью. Обычно такой уровень точности не может быть достигнут, если формирование задержек на распространение, отметок времени и взятия отсчетов часов реального времени не являются в достаточной степени детерминированными, как в случае с сетевым протоколом службы времени. Обычно устойчивость к отказам и способность к автоматическому изменению конфигурации не могут быть достигнуты, если отметки времени распределяются одним источником по фиксированным маршрутизаторам, задержки которых измеряются во время загрузки системы. Аналогичным образом в битовых синхронных сетях, в которых локальные тактовые импульсы для передачи получают из тактовых импульсов, извлеченных из входных сигналов, синхро