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)可以采取有線方式，也可以采取無(wú)線方式。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)議的北斗校時(shí)器（濟(jì)南唯尚W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)的9 192 631 770個(gè)周期所持續(xù)的時(shí)間，即“原子秒”（TAI）?，F(xiàn)在?；鶞?zhǔn)和基準(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，。其實(shí)，在應(yīng)用層面上并不需要基準(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。
校準(zhǔn)家庭個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)間，同時(shí)不具備實(shí)時(shí)性。
互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間同步技術(shù)
使用互聯(lián)網(wǎng)同步計(jì)算機(jī)的時(shí)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(shí)間協(xié)議（NTP）嵌入到Windows XP系統(tǒng)中，只要計(jì)算機(jī)能聯(lián)網(wǎng)，就能進(jìn)行局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)時(shí)間校準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的NTP協(xié)議采用的是RFC 1305標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（SNTP）采用的是RFC 1769標(biāo)準(zhǔn)。NTP協(xié)議包含一個(gè)64bit的協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）時(shí)間戳，時(shí)間分辨率時(shí)200ps，并可以提供1~50ms的時(shí)間精度（依賴網(wǎng)絡(luò)負(fù)載）。但實(shí)驗(yàn)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(jí)。所以，在龐大的網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)設(shè)立一級(jí)和二級(jí)時(shí)間服務(wù)器來(lái)解決精度的問(wèn)題。
另外，還有兩個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的、低精度的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)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(shí)間同步。
三、選用濟(jì)南唯尚的北斗校時(shí)器解決時(shí)間同步問(wèn)題。
一直以來(lái)，濟(jì)南唯尚電子有限公司致力于北斗校時(shí)器的研發(fā)，可根據(jù)客戶的要求單獨(dú)定做，并取得了廣大客戶的認(rèn)可。目前產(chǎn)品分幾十個(gè)型號(hào)可滿足不同行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步需求。同時(shí)，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(jī)架式設(shè)計(jì)，內(nèi)置GPS，以GPS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)來(lái)達(dá)到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步。
在前面互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間同步技術(shù)中提到因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)負(fù)載以及延時(shí)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(jí)。那么在龐大的網(wǎng)絡(luò)中需要一級(jí)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器來(lái)很好的解決校準(zhǔn)精度和冗錯(cuò)的問(wèn)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(shí)間同步。如果只在主干網(wǎng)絡(luò)中設(shè)立一臺(tái)網(wǎng) 絡(luò) 時(shí)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(shí)等原因不能保證所需精度，那么通過(guò)在地市級(jí)網(wǎng)絡(luò)中也設(shè)立網(wǎng) 絡(luò) 時(shí)間服務(wù)器就能解決這一問(wèn)題，因?yàn)檫@種情況下各地的GPS在接收到3顆以上衛(wèi)星信號(hào)時(shí)大家的時(shí)間源都是當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，所以時(shí)間源的一致性得到保證。同時(shí)，即便某地的GPS發(fā)生故障，這時(shí)本地的網(wǎng) 絡(luò) 時(shí)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(jí)時(shí)間服務(wù)器請(qǐng)求標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間繼續(xù)提供準(zhǔn)確的時(shí)間源為本地網(wǎng)絡(luò)的客戶端提供校準(zhǔn)服務(wù)。，當(dāng)主干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)立的一級(jí)時(shí)間服務(wù)器GPS也發(fā)生故障時(shí)，分支網(wǎng)的時(shí)間服務(wù)器具備高準(zhǔn)確的自守時(shí)功能（守時(shí)精度1×10 －12即30年誤差1s）仍然能提供準(zhǔn)確的時(shí)間源。
四、北斗校時(shí)器的技術(shù)指標(biāo)：
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(shí)鐘參考模式，一級(jí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器，同步精度1µs
用戶終端同步授時(shí)精度：1-10ms（局域網(wǎng)典型值）
用戶容量：可支持?jǐn)?shù)萬(wàn)臺(tái)客戶端
NTP請(qǐng)求量：3000次/秒
GPS
16通道授時(shí)型GPS
UTC同步精度30ns，支持單星授時(shí)窗口模式
接收L1,C/A碼信號(hào)-1575.42MHz
追蹤及鎖定靈敏度可達(dá)-160dBm
前面板
顯示GPS收星狀態(tài)、時(shí)間、GPS衛(wèi)星個(gè)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(dòng)、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(shí)
TOD： DB-9 ,4路，RS232電平，時(shí)間報(bào)文信息
物理及環(huán)境參數(shù)
尺寸：1U/2U機(jī)箱
重量：2.5Kg
交直流供電：220V±20%或110V±20%；
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