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域網(wǎng)時鐘同步(GPS對時器)在局域網(wǎng)時間同步中的應(yīng)用 電力、金融、通信、交通、廣電、石化、冶金、水利、國防、醫(yī)療、教育、政府機關(guān)、IT等領(lǐng)域
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產(chǎn)品品牌唯尚
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更新日期2018-12-20 10:25
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品牌: |
唯尚 |
所在地: |
山東 濟南市 |
起訂: |
≥1 套 |
供貨總量: |
100000 套 |
有效期至: |
長期有效 |
型號: |
W9001 |
功耗: |
≤15W |
尺寸: |
2U,19英寸機架式機箱 |
局
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)各個節(jié)點的時鐘頻率和相位同步,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,頻率和相位同步問題已經(jīng)基本解決,而時間的同步還沒有得到很好的解決。時間同步是指網(wǎng)絡(luò)各個節(jié)點時鐘以及通過網(wǎng)絡(luò)連接的各個應(yīng)用界面的時鐘的時刻和時間間隔與協(xié)調(diào)世界時(UTC)同步,最起碼在一個局域或城域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)要和北京時間同步。時間同步網(wǎng)絡(luò)是保證時間同步的基礎(chǔ),構(gòu)成時間同步網(wǎng)絡(luò)可以采取有線方式,也可以采取無線方式。在這里我們主要介紹互聯(lián)網(wǎng)時間同步技術(shù)及產(chǎn)品,也就是通過支持NTP協(xié)議的局域網(wǎng)時鐘同步(濟南唯尚W系列)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時間同步。
時間的基本單位是秒,它是國際單位制(SI單位制)的七個基本單位之一。1967年的國際計量大會(CGDM)給出了新的秒定義:“秒是銫133(133Cs)原子在0K溫度基態(tài)的兩個超精細(xì)能級之間躍遷所對應(yīng)輻射的9 192 631 770個周期所持續(xù)的時間,即“原子秒”(TAI)。現(xiàn)在常用的協(xié)調(diào)世界時實際上是經(jīng)過閏秒調(diào)整的原子秒。
目前在國際基準(zhǔn)和國家基準(zhǔn)層面所使用的主要是銫原子鐘。中國計量科學(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,已接近國際先進(jìn)水平。其實,在應(yīng)用層面上并不需要國家基準(zhǔn)這樣高的時間和頻率準(zhǔn)確度。不同的應(yīng)用對準(zhǔn)確度的要求是不同的。
二、時間同步網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
目前有多種時間同步技術(shù),每一種技術(shù)都各有特點,不同技術(shù)的時間同步精度也存在較大的差異。
長短波授時時間同步技術(shù)
利用無線電信號授時已經(jīng)具有80多年的歷史,國際上長波授時主要使用羅蘭-C系統(tǒng),國內(nèi)發(fā)射臺設(shè)在沿海地區(qū),主要用于軍事和導(dǎo)航,尚不民用。
電話撥號時間同步技術(shù)
電話撥號授時(ACTS)使用的設(shè)備相對簡單,只需電話線、模擬調(diào)制解調(diào)器、PC及客戶端軟件即可。目前這種計算機主要用于校準(zhǔn)家庭個人計算機時間,同時不具備實時性。
GPS時間同步技術(shù)
GPS時間同步技術(shù)是當(dāng)前較成熟并在國際上廣泛采用的時間同步技術(shù)。目前國際上除了美國的GPS還有前蘇聯(lián)的GLANASS系統(tǒng)和我國的“北斗”系統(tǒng)。GLANASS系統(tǒng)由于經(jīng)濟原因,健康星的數(shù)量有限,穩(wěn)定性和可靠性無法保障。“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)。
互聯(lián)網(wǎng)時間同步技術(shù)
使用互聯(lián)網(wǎng)同步計算機的時間是十分方便的,目前這種方式在局域網(wǎng)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。微軟公司已將網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(NTP)嵌入到Windows XP系統(tǒng)中,只要計算機能聯(lián)網(wǎng),就能進(jìn)行局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)內(nèi)的計算機時間校準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的NTP協(xié)議采用的是RFC 1305標(biāo)準(zhǔn),簡化的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(SNTP)采用的是RFC 1769標(biāo)準(zhǔn)。NTP協(xié)議包含一個64bit的協(xié)調(diào)世界時(UTC)時間戳,時間分辨率時200ps,并可以提供1~50ms的時間精度(依賴網(wǎng)絡(luò)負(fù)載)。但實驗表明這種技術(shù)在洲際間的校準(zhǔn)精度只能達(dá)到幾百毫秒甚至只能達(dá)到秒的量級。所以,在龐大的網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)設(shè)立一級和二級時間服務(wù)器來解決精度的問題。
另外,還有兩個相對簡單的、低精度的互聯(lián)網(wǎng)時間協(xié)議:Time協(xié)議(RFC868)和Daytime協(xié)議(RFC867),可以提供1s校準(zhǔn)精度的廣域網(wǎng)時間同步。
三、選用濟南唯尚的局域網(wǎng)時鐘同步解決時間同步問題。
一直以來,濟南唯尚電子有限公司致力于局域網(wǎng)時鐘同步的研發(fā),可根據(jù)客戶的要求單獨定做,并取得了廣大客戶的認(rèn)可。目前產(chǎn)品分幾十個型號可滿足不同行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)時間同步需求。同時,唯尚公司的產(chǎn)品已經(jīng)在電力、鐵路、衛(wèi)星、電信、安防、政府機關(guān)等行業(yè)廣泛應(yīng)用。
唯尚產(chǎn)品采用19英寸1U機架式設(shè)計,內(nèi)置GPS接收機,以GPS衛(wèi)星時間為標(biāo)準(zhǔn)時間源,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)成百上千的計算機、路由器等提供時間校準(zhǔn)最終來達(dá)到整個網(wǎng)絡(luò)時間同步。
在前面互聯(lián)網(wǎng)時間同步技術(shù)中提到因為網(wǎng)絡(luò)負(fù)載以及延時的原因?qū)е轮揠H間的校準(zhǔn)精度只能達(dá)到幾百毫秒甚至只能達(dá)到秒的量級。那么在龐大的網(wǎng)絡(luò)中需要一級二級網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器來很好的解決校準(zhǔn)精度和冗錯的問題。從主干網(wǎng)絡(luò)到各分支網(wǎng)絡(luò)需要保持應(yīng)用界面的時間同步。如果僅僅在主干網(wǎng)絡(luò)中設(shè)立一臺網(wǎng) 絡(luò) 時間服務(wù)器,那么分支網(wǎng)絡(luò)中的客戶端由于網(wǎng)絡(luò)延時等原因不能保證所需精度,那么通過在地市級網(wǎng)絡(luò)中也設(shè)立網(wǎng) 絡(luò) 時間服務(wù)器就能解決這一問題,因為這種情況下各地的GPS接收機在接收到3顆以上衛(wèi)星信號時大家的時間源都是當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)時間,所以時間源的一致性得到保證。同時,即便某地的GPS接收機發(fā)生故障,這時本地的網(wǎng) 絡(luò) 時間服務(wù)器可作為NTP的客戶端向上主干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的一級時間服務(wù)器請求標(biāo)準(zhǔn)時間繼續(xù)提供精準(zhǔn)的時間源為本地網(wǎng)絡(luò)的客戶端提供校準(zhǔn)服務(wù)。在極端情況下,當(dāng)主干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)立的一級時間服務(wù)器GPS也發(fā)生故障時,分支網(wǎng)的時間服務(wù)器具備高精準(zhǔn)的自守時功能(守時精度1×10 -12即30年誤差1s)仍然能提供精準(zhǔn)的時間源。
四、局域網(wǎng)時鐘同步的特點:
1.模塊化結(jié)構(gòu),NTP/SNTP端口數(shù)量可靈活配置,最多配置20路相互獨立的10/100M網(wǎng)口。
2.雙CPU同時工作,32位CPU雙核處理器,性能提高。
3.支持單星授時模式,適用于收星效果不佳的情況,有屋頂和貼窗天線可供選擇。
4.自保持能力強,裝置收不到衛(wèi)星信號后,自保持能力優(yōu)于0.42μS/min。
5.可同時為幾十萬臺客戶端、服務(wù)器、工作站提供時間服務(wù)。
6.支持WINDOWS9X/NT/2000/XP/2003、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、智能控制器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
7.裝置采用全模塊化即插即用結(jié)構(gòu)設(shè)計,支持板卡熱插拔,配置靈活,維護(hù)方便,同時為將來現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)改造擴建時增加對時端口提供了方便。
五、局域網(wǎng)時鐘同步的詳細(xì)參數(shù):
1.時間源: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。捕獲時間:裝置冷啟動時,〈5min;裝置熱啟動時,〈1min。
4.北斗接收器:通道:6;接收靈敏度:-157.6dBW;冷啟動首捕時間:≤2秒;失鎖重捕時間:≤1 秒;1PPS精度:優(yōu)于100nS。
5.平均無故障間隔時間(MTBF)≥150000小時;平均維修時間(MTTR):一般不大于30分,使用壽命不少于20年。正常使用條件下無須維護(hù)。
6.授時精度:脈沖、B碼:0.1μS,串口:10μS ,NTP/SNTP:1-10ms;
7.網(wǎng)口支持協(xié)議:NTP/SNTP ,ARP,UDP/ Time,Telnet,ICMP,SNMP,MD5;
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