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技術(shù)文章
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NTP網(wǎng)絡(luò)授時服務(wù)器(GPS對時器)
NTP網(wǎng)絡(luò)授時服務(wù)器(GPS對時器)采用19英寸1U機架式設(shè)計,內(nèi)置GPS,以GPS衛(wèi)星時間為標準時間源,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來達到整個網(wǎng)絡(luò)時間同步。
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)標準的規(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,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NTP網(wǎng)絡(luò)授時服務(wù)器(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,它是單位制(SI單位制)的七個基本單位之一。1967年的計量大會(CGDM)給出了新的秒定義:“秒是銫133(133Cs)原子在0K溫度基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷所對應(yīng)的9 192 631 770個周期所持續(xù)的時間,即“原子秒"(TAI)?,F(xiàn)在常基準和基準層面所使用的主要是銫原子鐘。中國計量科學研究院建立的冷原子噴泉銫原子鐘其頻率復現(xiàn)性為5?10-15,。其實,在應(yīng)用層面上并不需要基準這樣高的時間和頻率準確度。
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。
校準家庭個人計算機時間,同時不具備實時性。
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),就能進行局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)內(nèi)的計算機時間校準。標準的NTP協(xié)議采用的是RFC 1305標準,簡化的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(SNTP)采用的是RFC 1769標準。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)負載)。但實驗表明這種技術(shù)在洲際間的校準精度只能達到幾百毫秒甚至只能達到秒的量級。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校準精度的廣域網(wǎng)時間同步。
三、選用濟南唯尚的NTP網(wǎng)絡(luò)授時服務(wù)器(GPS對時器)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NTP網(wǎng)絡(luò)授時服務(wù)器的研發(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、等行業(yè)應(yīng)用。
唯尚產(chǎn)品采用19英寸1U機架式設(shè)計,內(nèi)置GPS,以GPS衛(wèi)星時間為標準時間源,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來達到整個網(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)負載以及延時的原因?qū)е轮揠H間的校準精度只能達到幾百毫秒甚至只能達到秒的量級。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。如果只在主干網(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在接收到3顆以上衛(wèi)星信號時大家的時間源都是當前的標準時間,所以時間源的一致性得到保證。同時,即便某地的GPS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)器請求標準時間繼續(xù)提供準確的時間源為本地網(wǎng)絡(luò)的客戶端提供校準服務(wù),當主干網(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)器具備高準確的自守時功能(守時精度1×10 -12即30年誤差1s)仍然能提供準確的時間源。
四、NTP網(wǎng)絡(luò)授時服務(wù)器(GPS對時器)的技術(shù)指標:
網(wǎng)口支持協(xié)議:NTP/SNTP ,ARP,UDP/ Time,Telnet, SNMP,MD5,ICMP,DHCP,TFTP,web、NTP V4,V3,V2,V1,NTP SERVER或NTP Client可選擇。
服務(wù)器性能
GPS時鐘參考模式,一級網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器,同步精度1µs
用戶終端同步授時精度:1-10ms(局域網(wǎng)典型值)
用戶容量:可支持數(shù)萬臺客戶端
NTP請求量:3000次/秒
GPS
16通道授時型GPS
UTC同步精度30ns,支持單星授時窗口模式
接收L1,C/A碼信號-1575.42MHz
追蹤及鎖定靈敏度可達-160dBm
前面板
顯示GPS收星狀態(tài)、時間、GPS衛(wèi)星個數(shù)、各網(wǎng)卡IP、系統(tǒng)工作狀態(tài)
三色指示燈
指示NTP服務(wù)是否啟動、網(wǎng)絡(luò)連接是否正常、裝置是否異常、GPS是否鎖定等
后面板
GPS 天線入:BNC,1路, 網(wǎng)口: RJ-45,1路,以太網(wǎng)接口,NTP授時
TOD: DB-9 ,4路,RS232電平,時間報文信息
物理及環(huán)境參數(shù)
尺寸:1U/2U機箱
重量:2.5Kg
交直流供電:220V±20%或110V±20%;