gps时钟服务器使用简介

gps时钟服务器使用简介

概述

gps时钟服务器是一种电脑网络仪器，它从GPS 卫星上获取实际时间，再利用电脑网络把时间资讯传递给用户。虽然还有一些比较少用或过时的协定仍然在使用，但现时*重要及广泛使用，作为时间资讯传送和同步化的协定是网络时间协定(NTP)。

目前，网络对时间同步要求十分严格，对于一个全国范围的IP网络来说，骨干网络时延一般要求控制在50ms之内，现行的互联网网络时间协议NTP（Network Time Protocol），简单网络时间协议SNTP（Simple Network Time Protocol）等不能达到所要求的同步精度或收敛速度。基于以太网的时分复用通道仿真技术（TDM over Ethernet）作为一种过渡技术，具有一定的以太网时钟同步概念，可以部分解决现有的终端设备用于以太网无缝连接问题。

　  在通信领域，“同步”概念是指频率的同步，即网络各个节点的时钟频率和相位同步，其误差应符合相关标准的规定。目前，在通信网中，频率和相位同步问题已经基本解决，而时间的同步还没有得到很好的解决。时间同步是指网络各个节点时钟以及通过网络连接的各个应用界面的时钟的时刻和时间间隔与协调世界时（UTC）同步，*起码在一个局域或城域网络内要和北京时间同步。时间同步网络是保证时间同步的基础，构成时间同步网络可以采取有线方式，也可以采取无线方式。在这里我们主要介绍互联网时间同步技术及产品，也就是通过支持NTP协议的网络时钟同步服务器实现网络时间同步。
　　时间的基本单位是秒，它是国际单位制（SI单位制）的七个基本单位之一。1967年的国际计量大会（CGDM）给出了新的秒定义：“秒是铯133（133Cs）原子在0K温度基态的两个超精细能级之间跃迁所对应辐射的9 192 631 770个周期所持续的时间，即“原子秒”（TAI）。现在常用的协调世界时实际上是经过闰秒调整的原子秒。

生产技术

NTP时间服务器采用SMT表面贴装技术生产，大规模集成电路设计，以高速芯片进行控制，具有精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单等特点，全自动智能化运行，免操作维护，适合无人值守且广泛应用于电力、金融、通信、交通、广电、石化、冶金、国防、教育、IT、公共服务设施等各个领域。

NTP的设计充分考虑了互联网上时间同步的复杂性。NTP提供的机制严格、实用、有效，适应于在各种规模、速度和连接通路情况的互联网环境下工作。NTP以GPS时间代码传送的时间消息为参考标准，采用了Client/Server结构，具有相当高的灵活性，可以适应各种互联网环境。NTP不仅校正现行时间，而且持续跟踪时间的变化，能够自动进行调节，即使网络发生故障，也能维持时间的稳定。NTP产生的网络开销甚少，并具有保证网络安全的应对措施。这些措施的采用使NTP可以在互联网上获取可靠和精确的时间同步，并使NTP成为互联网上公认的时间同步工具。

精度的重要意义

在互联网上，一般的计算机和互联设备在时间稳定度方面的设计上没有明确的指标要求。这些设备的时钟振荡器工作在不受校对的自由振荡的状况。由于温度变化、电磁干扰、振荡器老化和生产调试等原因，时钟的振荡频率和标准频率之间存在一些误差。按误差的来源、现象和结果可以按固有的或者外来的、短期的或者长期的、以及随机的或者固定的等进行分类。这些误差初看来似乎微不足道，而在长期积累后会产生相当大的影响。假设一台设备采用了精确度相当高的时钟，设其精确度为0.001%，那么它在一秒中产生的偏差只是10微秒，一天产生的时间偏差接近1秒，而运行一年后则误差将大于5分钟。必须指出，一般互联网设备的时钟精确度远低于这个指标。设备的时间校准往往取决于使用者的习惯，手段常为参照自选的标准进行手工设定。

在互联网上进行时间同步具有重要意义。互联网起源于军事用途明显的ARPA网。在军事应用领域，时间从来就是一个非常重要的考虑因素。对于互联网的时间同步和NTP的研究，就是在美国国防部的资助下启动和进行的。随着互联网的发展和延伸到社会的各个方面，在其他的领域对时间同步也提出了多种要求，例如各种实时的网上交易、制造过程控制、通信网络的时间配置、网络安全性设计、分布性的网络计算和处理、交通航班航路管理以及数据库文件管理和呼叫记录等多种涉及时间戳的应用，都需要精确、可靠和公认的时间。

在计算机网络的发展过程中产生了一些比较简单的与时间有关的应用和服务。它们通过时间标记的通信使网络设备的时间向统一的参考源看齐靠拢，在所覆盖的网络范围上得到一致同步，确保获得精确可靠的时间，这包括了TCP/IP中ICMP的时间标记、Digital公司的DTS服务等。这些应用为NTP提供了理论借鉴和应用经验。

全球卫星同步时钟产品介绍 电力系统同步时钟利用GPS(全球定位系统)卫星发送的秒同步信号，向电力系统各种自动化装置提供精确的同步时钟信号，为电力自动化设备如远动及微机监控系统、微机继电保护及安全自动设备、微机故障录波及事件记录等智能设备提供精确的时间。用于发电厂电量调度、电网工频监视、对发电机进行非线性励磁控制等。用于实时同步相量测量，实时同步电能量数据采集等，同步采样误差小，准确性高。用于网络同步、数据同步、天文测量和大地测量等需对时、记时、守时领域。

使用互联网同步计算机的时间是十分方便的，目前这种方式在局域网内得到广泛的应用。微软公司已将网络时间协议（NTP）嵌入到Windows XP系统中，只要计算机能联网，就能进行局域网或广域网内的计算机时间校准。NTP协议包含一个64bit的协调世界时（UTC）时间戳，时间分辨率时200ps，并可以提供1~50ms的时间精度（依赖网络负载）。但实验表明这种技术在洲际间的校准精度只能达到几百毫秒甚至只能达到秒的量级。所以，在庞大的网络中应设立一级和二级时间服务器来解决精度的问题。

举例说明

在前面互联网时间同步技术中提到因为网络负载以及延时的原因导致洲际间的校准精度只能达到几百毫秒甚至只能达到秒的量级。那么在庞大的网络中需要一级二级网络时间服务器来很好的解决校准精度和冗错的问题。从主干网络到各分支网络需要保持应用界面的时间同步。因为这种情况下各地的GPS接收机在接收到3颗以上卫星信号时大家的时间源都是当前的标准时间，所以时间源的一致性得到保证。同时，即便某地的GPS接收机发生故障，这时本地的网 络 时间服务器可作为NTP的客户端向上主干网网络的一级时间服务器请求标准时间继续提供精准的时间源为本地网络的客户端提供校准服务。这时选用西安同步电子科技有限公司生产研发的SYN2101型网络时间服务器就可以解决以上问题。

具体性能如下：

1、   有多种配置方法，有软件配置和电脑配置可供用户选择。

2、   设备**嵌入式系统，无硬盘和风扇设计，运行稳定可靠。

3、   设备的液晶显示内容及其丰富，如：收星状态，年月日时分秒，时间是否有效等等，收星状态是对时间信息准确的一种保障。设备科输出1路秒脉冲信号，方便第三方测试设备的准确度。

4、   gps时钟服务器的机箱为进口铝板铬酸钝化、拉细丝哑银，经过钝化处理的铝板，铝板铬酸钝化使其表面形成了一层致密的钝化膜可以达到抗腐蚀的目的，现有黑色机箱和银白色机箱可供用户选择。

5、   采用SMT表面贴装技术生产，以高速芯片进行控制，无硬盘和风扇设计，精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单、全自动智能化运行，免操作维护，适合无人值守。

6、   质量保证期自设备交货验收之日起。在产品质量保证期内，出现因产品自身质量造成的故障情况，采取整机返修、寄送配件、提供备用产品等方式，提供全面免费保修服务。

7、   gps时钟服务器经过中国计量科学研究院、中国测试技术研究院、中国航天科技集团公司第五研究院第五0四研究所航天校准实验室、上海计量科学研究院、陕西省计量科学研究院检定/校准，100%合格率。

8、   gps时钟服务器任意单台或多台均可实现冗余备份，为客户提供稳定的时间源。

9、  北斗授时产品，精度高,同步快。
　　10、 高品质的工业级元件，高水准的电气设计，高密度集成的电路结构，使装置拥有优异的电气隔离和电磁屏蔽表现，整机无可调节器件，极大提高了装置抗干扰性能与可靠性保障。
　　11、 北斗校时设备提供一路TTL脉冲信号供时钟的准确度指标测试。

12、 北斗对时设备提供网口输出，供电力、电信、金融、广电、交通、安防行业校时服务。
　 13、  持单星授时模式，适用于收星效果不佳的情况，有蘑菇头天线及吸盘式天线可供选择。
系统图如下：

友情提示：

1、将天线蘑菇头安装在天线支架上并装固于房屋顶端或平台上，要保证天线蘑菇头有尽可能大的视场（360度天空），不得有障碍物遮挡， 如果配有避雷器，将避雷器连接在机器和天线中间。

2、所有的天线都是标配，不得随意截断或随意叠加链接，否则无法保证收到星。

3、所有的天线在收到货物后先测试下收星效果，这样比架设好线缆再测收星效果省去许多麻烦。

4、当收不到星时将天线多换几个地方试试效果，以排除是天线的问题还是收星地域问题。

结束语

gps时钟服务器利用GPS(全球定位系统)卫星发送的秒同步信号，向系统各种自动化装置提供精确的同步时钟信号，为电力自动化设备如远动及微机监控系统、微机继电保护及安全自动设备、微机故障录波及事件记录等智能设备提供精确的时间。用于发电厂电量调度、电网工频监视、对发电机进行非线性励磁控制等。