網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步系統(tǒng)(北斗衛(wèi)星時(shí)間同步裝置,網(wǎng)絡(luò)校時(shí)設(shè)備,GPS時(shí)間源服務(wù)器)在局域網(wǎng)中的應(yīng)用
一、概述
在通信領(lǐng)域,“同步”概念是指頻率的同步,即網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率和相位同步,其誤差應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。目前,在通信網(wǎng)中,頻率和相位同步問(wèn)題已經(jīng)基本解決,而時(shí)間的同步還沒(méi)有得到很好的解決。時(shí)間同步是指網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的各個(gè)應(yīng)用界面的時(shí)鐘的時(shí)刻和時(shí)間間隔與協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)同步,起碼在一個(gè)局域或城域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)要和北京時(shí)間同步。時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)是保證時(shí)間同步的基礎(chǔ),構(gòu)成時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)可以采取有線(xiàn)方式,也可以采取無(wú)線(xiàn)方式。在這里我們主要介紹互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間同步技術(shù)及產(chǎn)品,也就是通過(guò)支持NTP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步系統(tǒng)(上海銳呈K系列)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步。
時(shí)間的基本單位是秒,它是單位制(SI單位制)的七個(gè)基本單位之一。1967年的計(jì)量大會(huì)(CGDM)給出了新的秒定義:“秒是銫133(133Cs)原子在0K溫度基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)輻射的9 192 631 770個(gè)周期所持續(xù)的時(shí)間,即“原子秒”(TAI)。現(xiàn)在常用的協(xié)調(diào)世界時(shí)實(shí)際上是經(jīng)過(guò)閏秒調(diào)整的原子秒。
目前在基準(zhǔn)和國(guó)家基準(zhǔn)層面所使用的主要是銫原子鐘。中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院建立的冷原子噴泉銫原子鐘其頻率復(fù)現(xiàn)性為5?10-15,已接近水平。其實(shí),在應(yīng)用層面上并不需要國(guó)家基準(zhǔn)這樣高的時(shí)間和頻率準(zhǔn)確度。不同的應(yīng)用對(duì)準(zhǔn)確度的要求是不同的。
二、時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
目前有多種時(shí)間同步技術(shù),每一種技術(shù)都各有特點(diǎn),不同技術(shù)的時(shí)間同步精度也存在較大的差異。
長(zhǎng)短波授時(shí)時(shí)間同步技術(shù)
利用無(wú)線(xiàn)電信號(hào)授時(shí)已經(jīng)具有80多年的歷史,上長(zhǎng)波授時(shí)主要使用羅蘭-C系統(tǒng),國(guó)內(nèi)發(fā)射臺(tái)設(shè)在沿海地區(qū),主要用于軍事和導(dǎo)航,尚不民用。
GPS時(shí)間同步技術(shù)
GPS時(shí)間同步技術(shù)是當(dāng)前較成熟并在上廣泛采用的時(shí)間同步技術(shù)。目前上除了美國(guó)的GPS還有前蘇聯(lián)的GLANASS系統(tǒng)和我國(guó)的“北斗”系統(tǒng)。GLANASS系統(tǒng)由于經(jīng)濟(jì)原因,健康星的數(shù)量有限,穩(wěn)定性和可靠性無(wú)法保障。“北斗”系統(tǒng)正在健康快速的發(fā)展中。所以,目前GPS、北斗屬于比較成熟可靠的系統(tǒng)。
三、選用上海銳呈的解決時(shí)間同步問(wèn)題。
一直以來(lái),上海銳呈電氣有限公司致力于的研發(fā),可根據(jù)客戶(hù)的要求單獨(dú)定做,并取得了廣大客戶(hù)的認(rèn)可。目前產(chǎn)品分幾十個(gè)型號(hào)可滿(mǎn)足不同行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步需求。同時(shí),銳呈公司的產(chǎn)品已經(jīng)在電力、鐵路、衛(wèi)星、*、電信、安防、*等行業(yè)廣泛應(yīng)用。
銳呈產(chǎn)品采用19英寸1U機(jī)架式設(shè)計(jì),內(nèi)置GPS北斗接收機(jī),以GPS北斗衛(wèi)星時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源,支持NTP協(xié)議(V2.0/V3.0/V4.0)和SNTP協(xié)議,可以為局域網(wǎng)內(nèi)成百上千的計(jì)算機(jī)、路由器等提供時(shí)間校準(zhǔn)終來(lái)達(dá)到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步。
四、時(shí)鐘同步系統(tǒng)的特點(diǎn)
1.時(shí)間精度高,同步速度快,收星穩(wěn)定。
2.守時(shí)精度高。裝置內(nèi)部守時(shí)單元采用了的時(shí)間頻率測(cè)控技術(shù)與智能馴服算法,晶體選用高精度恒溫晶體振蕩器,使裝置守時(shí)準(zhǔn)確度優(yōu)于7*10-9(0.42μS/分鐘),即在外部時(shí)間基準(zhǔn)異常的情況下,每天時(shí)鐘走時(shí)誤差不超過(guò)0.6mS。
3.模塊化結(jié)構(gòu),NTP端口數(shù)量可靈活配置,多配置14路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)信號(hào)。
4.雙CPU同時(shí)工作,32位CPU雙核處理器,性能*提高。
5.支持單GPS、單北斗、雙GPS、雙北斗、 GPS/北斗雙系統(tǒng)衛(wèi)星接收機(jī)配置。
6.可同時(shí)為幾十萬(wàn)臺(tái)客戶(hù)端、服務(wù)器、工作站提供時(shí)間服務(wù)。
7.支持WINDOWS9X/NT/2000/XP/2003/2008/2012、LINUX、UNIX、SUN SOLARIS、IBM AIX、HP-UX等操作系統(tǒng)及支持NTP協(xié)議的路由器、交換機(jī)、智能控制器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
8.嵌入式系統(tǒng),無(wú)硬盤(pán)和風(fēng)扇設(shè)計(jì),防震設(shè)計(jì),系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
9.裝置有電源中斷告警、GPS/北斗失步告警、外部“B碼輸入”(后備時(shí)間基準(zhǔn))消失告警多路報(bào)警(繼電器空接點(diǎn))信號(hào)輸出。
10.裝置前面板有“電源指示”燈、“秒脈沖指示” 燈、“GPS/北斗信號(hào)輸入” 燈、“B碼信號(hào)輸入” 燈、“GPS/北斗信號(hào)輸入異?!?/span> 燈、“B碼信號(hào)輸入異?!?/span> 燈多種工作狀態(tài)指示,便于運(yùn)行值班人員的日常巡視。
11.裝置不僅實(shí)現(xiàn)了板卡全兼容,還提供了豐富的信號(hào)接口資源和開(kāi)放式特殊接口設(shè)計(jì)平臺(tái),具備優(yōu)異的兼容能力。裝置可提供多路脈沖信號(hào)(1PPS、1PPM、1PPH、事件,空接點(diǎn)、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光)、IRIB-B信號(hào)(TTL、422、232、AC、光)、DCF77信號(hào)(有源、無(wú)源)、時(shí)間報(bào)文(RS232、RS422/485、光)、PTP、NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)間信號(hào),可以滿(mǎn)足不同設(shè)備的校時(shí)接口要求。
五、時(shí)鐘同步系統(tǒng)的詳細(xì)參數(shù):
1.時(shí)間源:GPS、北斗、CDMA、IRIG-B、恒溫晶振OCXO、原子鐘可選;
2.電源:220V/110V交、直流自適應(yīng),雙電源冗余;
3.GPS接收頻率:1575.42MHz,接收靈敏度:捕獲〈-160dBW,跟蹤〈-163dBW。捕獲時(shí)間:裝置冷啟動(dòng)時(shí),〈5min;裝置熱啟動(dòng)時(shí),〈1min。
4.北斗二代接收器:接收頻率(BD2 B1 ):1561.098±4MHz。接收機(jī)靈敏度:-157.6dBW;
*定位時(shí)間(TTFF):冷啟動(dòng):32s,熱啟動(dòng):1s,失鎖重捕獲:<1s。
5.平均*間隔時(shí)間(MTBF)≥80000小時(shí);平均維修時(shí)間(MTTR):一般不大于30分,使用壽命不少于20年。正常使用條件下無(wú)須維護(hù)。
6.授時(shí)精度:脈沖、B碼:0.1μS,串口:10μS ,NTP/SNTP:0.2-10ms;
7.網(wǎng)口支持協(xié)議:NTP/SNTP ,ARP,UDP/ Time,net,ICMP,SNMP,MD5;
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