時(shí)間同步服務(wù)器概述：
時(shí)間同步服務(wù)器是一種基于網(wǎng)絡(luò )時(shí)間協(xié)議（Network Time Protocol，NTP）的服務(wù)器，用于為網(wǎng)絡(luò )中的設備提供準確的時(shí)間同步服務(wù)。在計算機網(wǎng)絡(luò )中，所有設備的協(xié)調時(shí)間非常重要，這樣才能確保分布式系統的正確運作，并避免數據傳輸的混亂和錯誤。下面就是本文的主題，時(shí)間同步服務(wù)器技術(shù)的講解，讓我們來(lái)了解一下。
一、NTP協(xié)議概述
NTP協(xié)議是一種用于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議，其目的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將各個(gè)主機的時(shí)間同步起來(lái)。NTP協(xié)議是IETF RFC 5905的標準，它定義了一種時(shí)間同步協(xié)議，這種協(xié)議可以在本地時(shí)鐘和全球標準時(shí)鐘之間進(jìn)行精確的同步。該協(xié)議在本地時(shí)鐘進(jìn)行同步時(shí)，能夠實(shí)現微秒級甚至納秒級別的同步。
NTP協(xié)議的工作原理如下：在網(wǎng)絡(luò )中選擇幾個(gè)服務(wù)器，它們的時(shí)鐘可以與全球標準時(shí)鐘同步。這些服務(wù)器稱(chēng)為NTP服務(wù)器。其他設備可以通過(guò)NTP協(xié)議即時(shí)獲取NTP服務(wù)器的時(shí)間，用以同步自己的時(shí)鐘。這樣，全局網(wǎng)絡(luò )中的設備可以保持同步，并遵循統一的時(shí)序，以確保網(wǎng)絡(luò )正常運作。
二、時(shí)間同步服務(wù)器的分類(lèi)
時(shí)間同步服務(wù)器可以根據所采用的技術(shù)和功能來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，下面是幾種主要的分類(lèi)：
1、硬件時(shí)間同步服務(wù)器
硬件時(shí)間同步服務(wù)器通常是專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)絡(luò )設備，它們內置GPS或其他原子鐘，可以確保高精度的時(shí)間同步。這種類(lèi)型的服務(wù)器通常是EDA（Event-Driven Architecture）設備，不需要人工干預就能夠實(shí)現時(shí)間同步，而且它們具有圖形管理界面，易于使用。
2、軟件時(shí)間同步服務(wù)器
軟件時(shí)間同步服務(wù)器是一種基于軟件的時(shí)間同步解決方案，其功效在于利用多種時(shí)間源來(lái)進(jìn)行同步。這種服務(wù)器通常采用網(wǎng)絡(luò )標準協(xié)議（如NTP、SNTP等），以及其他源（例如某些時(shí)間服務(wù)器，外部硬件時(shí)鐘等）來(lái)進(jìn)行時(shí)間同步，其精度通?？梢赃_到毫秒級別。
3、虛擬時(shí)間同步服務(wù)器
虛擬時(shí)間同步服務(wù)器是一個(gè)軟件應用，它可以在操作系統內核和用戶(hù)空間之間提供穩定性和高精確度的時(shí)間同步，而不需要使用硬件驅動(dòng)程序或專(zhuān)用硬件。這種服務(wù)是通過(guò)內核做時(shí)間校準，以及用戶(hù)空間中的應用程序進(jìn)行處理，以達到高精度同步的效果。
三、時(shí)間同步服務(wù)器的功能
時(shí)間同步服務(wù)器的主要功能有以下幾個(gè)方面：
1、時(shí)間同步
主要功能，它的作用在于讓網(wǎng)絡(luò )中所有設備的時(shí)鐘保持同步，以減少數據傳輸中的錯誤和延遲。通過(guò)時(shí)間同步，可以確保所有設備的時(shí)鐘走得一致，并能夠減少計算機系統中的偏差和崩潰。
2、故障恢復
提供故障恢復功能，以確保網(wǎng)絡(luò )中的設備能夠始終保持時(shí)間同步。例如，如果某個(gè)設備突然停止同步，時(shí)間同步服務(wù)器可以采用一種備用方案來(lái)實(shí)現自動(dòng)備份，以避免數據在同步過(guò)程中的丟失和錯誤。
3、時(shí)鐘精度
增強時(shí)鐘的精度，尤其是在高性能計算環(huán)境中，因為這些環(huán)境通常需要非常高的時(shí)間同步精度。通過(guò)使用NTP服務(wù)器以及其他時(shí)間源，可以將時(shí)鐘精度提高到納秒級別，在保證數據一致性和低延遲的情況下，確保網(wǎng)絡(luò )的正確運行。
四、時(shí)間同步服務(wù)器的實(shí)現
可以由硬件實(shí)現，也可以由軟件實(shí)現。下面是幾個(gè)實(shí)現方案：
1、NTP軟件套件
一個(gè)NTP軟件套件通常都包括一個(gè)NTP服務(wù)器和客戶(hù)端工具，可以在Windows和Linux等多個(gè)操作系統上運行。這種方案通常適用于小型企業(yè)或家庭網(wǎng)絡(luò )，因為它們不需要特殊的硬件或專(zhuān)業(yè)知識。
2、專(zhuān)業(yè)的NTP服務(wù)器
專(zhuān)業(yè)的NTP服務(wù)器可以在網(wǎng)絡(luò )中提供更高的精度和可靠性。這種服務(wù)器通?？梢耘cGPS或其他原子鐘進(jìn)行連接，以獲得的精度。專(zhuān)業(yè)的NTP服務(wù)器通常需要機房來(lái)承載，這些機房提供信號保證、備份電源、溫度控制等功能。
3、虛擬時(shí)間同步方案
虛擬同步方案可以在云環(huán)境中，由虛擬機來(lái)實(shí)現時(shí)間同步。它們通常使用軟件同步算法，而不是基于硬件的方法來(lái)進(jìn)行精確時(shí)間同步。這對于那些需要在云環(huán)境中運行的應用程序和服務(wù)來(lái)說(shuō)尤其重要。
五、總結
是一種可以確保網(wǎng)絡(luò )中所有設備時(shí)鐘同步的服務(wù)，通過(guò)各種技術(shù)和方法，可以實(shí)現高精度和高可靠性的時(shí)間同步服務(wù)。一個(gè)好的時(shí)間同步服務(wù)器可以滿(mǎn)足計算機系統對高性能、低延遲以及數據一致性的要求，從而保障了計算機系統的正常運作，同時(shí)為用戶(hù)提供更好的網(wǎng)絡(luò )體驗。
在諸多涉及國計民生的重要領(lǐng)域，高精度、高安全性能的時(shí)間同步裝置可以保證整個(gè)系統的安全運行，如：通信領(lǐng)域如果各基站之間時(shí)間達不到高度統一，就會(huì )出現通話(huà)中斷，掉線(xiàn)等故障；電網(wǎng)調度如果沒(méi)有準確地時(shí)鐘基準作為參考就會(huì )影響這個(gè)系統的正常運轉；安防視頻監控網(wǎng)中的服務(wù)器錄像機如果時(shí)間不對，就無(wú)法進(jìn)行日志分析。在核心領(lǐng)域采用雙模授時(shí)系統，可以保證我們對系統安全性能的要求。上海銳呈電氣有限公司研發(fā)生產(chǎn)的GPS時(shí)間同步裝置內置高性能GPS接收機與北斗接收機，全硬件設計，無(wú)風(fēng)扇，設備穩定可靠。
| 序號 | 型號名稱(chēng) | 配置 | 功能 | 尺寸 |
| 1 | K801 主時(shí)鐘 | 本體，包括：時(shí)間基準信號輸入板、CPU板、B碼生成板、總線(xiàn)板、電源板、顯示板 | ●模塊化結構 ●1～3路時(shí)間基準信號輸入：GPS、北斗、B碼可選 ●可配7個(gè)NTP/SNTP信號輸出板卡 ●可提供一路特殊的供主時(shí)鐘間互聯(lián)的B碼信號作為互聯(lián)主時(shí)鐘的“后備”外部時(shí)間基準 ●具備內部守時(shí)功能，優(yōu)于7*10-9（0.42μS/分鐘） ●多路告警干接點(diǎn)信號輸出 ●單電源、雙電源兩種供電模式供選擇，110V/220V交、直流自適應 | 2U 19” |
| 串口信號輸出板：4路，DB9方式，可編程 |
| 網(wǎng)絡(luò )對時(shí)信號輸出板：1路，NTP/SNTP協(xié)議 |
| 2 | K802 擴展時(shí)鐘 | 本體部分，包括：時(shí)間基準信號輸入板、CPU板、B碼生成板、總線(xiàn)板、電源板、顯示板 | ●模塊化結構 ●2路B碼（TTL/422）時(shí)間基準信號輸入 ●可配7個(gè)NTP/SNTP信號輸出板卡 ●具備內部守時(shí)功能，優(yōu)于7*10-9（0.42μS/分鐘） ●多路告警干接點(diǎn)信號輸出 ●單電源、雙電源兩種供電模式供選擇，110V/220V交、直流自適應 | 2U 19” |
| 信號輸出板卡與主時(shí)鐘K801兼容 |
| 3 | K803 衛星同步時(shí)鐘 | 2路RS232串行口，2路RS422/485串行口，1路TTL脈沖，7路空接點(diǎn)脈沖，30米GPS天線(xiàn)，客戶(hù)端軟件 | ●外部時(shí)間源：GPS ●串口、脈沖輸出可編程 ●守時(shí)能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時(shí)須說(shuō)明） ●支持單星授時(shí)模式（訂貨時(shí)須說(shuō)明） | 2U 19” |
| 4 | K803NET 網(wǎng)絡(luò )同步時(shí)鐘 | 2路RS232串行口，2路RS422/485串行口，1路TTL脈沖，7路空接點(diǎn)脈沖，1路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò )對時(shí)口，30米GPS天線(xiàn)，客戶(hù)端軟件 | ●外部時(shí)間源：GPS ●串口、脈沖輸出可編程 ●守時(shí)能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時(shí)須說(shuō)明） ●支持單星授時(shí)模式（訂貨時(shí)須說(shuō)明） | 2U 19” |
| 5 | K803NET-D 網(wǎng)絡(luò )同步時(shí)鐘 | 2路RS232串行口，2路RS422/485串行口，2路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò )對時(shí)口，30米GPS天線(xiàn)，客戶(hù)端軟件 | ●外部時(shí)間源：GPS ●串口、脈沖輸出可編程 ●守時(shí)能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時(shí)須說(shuō)明） ●支持單星授時(shí)模式（訂貨時(shí)須說(shuō)明） | 2U 19” |
| 6 | K805 衛星同步時(shí)鐘 | 本體部分，包括：GPS模塊、CPU板、B碼生成板、總線(xiàn)板、電源板、顯示板 | ●模塊化結構 ●外部時(shí)間源：GPS ●可配7個(gè)NTP/SNTP信號輸出板卡 ●守時(shí)能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●串口、脈沖輸出可編程 ●多路告警干接點(diǎn)信號輸出 ●支持單星授時(shí)模式（訂貨時(shí)須說(shuō)明） ●單電源、雙電源兩種供電模式供選擇，110V/220V交、直流自適應 | 2U 19” |
| 信號輸出板卡與主時(shí)鐘K801兼容 |
| 7 | K806 衛星同步時(shí)鐘 A型 | 2路RS232串行口，2路RS422/485串行口，1路TTL脈沖，30米GPS天線(xiàn)，客戶(hù)端軟件 | ●外部時(shí)間源：GPS ●串口、脈沖輸出可編程 ●守時(shí)能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時(shí)須說(shuō)明） ●支持單星授時(shí)模式（訂貨時(shí)須說(shuō)明） | 1U 19” |
| 8 | K806 衛星同步時(shí)鐘 C型 | 1路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò )對時(shí)口，2路RS232串行口，2路RS422/485串行口， 30米GPS天線(xiàn)，客戶(hù)端軟件 | ●外部時(shí)間源：GPS ●串口輸出可編程 ●守時(shí)能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時(shí)須說(shuō)明） ●支持單星授時(shí)模式（訂貨時(shí)須說(shuō)明） | 1U 19” |
| 9 | K806 衛星同步時(shí)鐘 D型 | 2路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò )對時(shí)口，1路RS232串行口，1路RS422/485串行口， 30米GPS天線(xiàn)，客戶(hù)端軟件 | ●外部時(shí)間源：GPS ●串口輸出可編程 ●守時(shí)能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時(shí)須說(shuō)明） ●支持單星授時(shí)模式（訂貨時(shí)須說(shuō)明） | 1U 19” |
| 10 | K-CDMA-A 同步時(shí)鐘 | 2路RS232串行口，2路RS422/485串行口，1路TTL脈沖，客戶(hù)端軟件 | ●外部時(shí)間源：CDMA ●串口輸出可編程 ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時(shí)須說(shuō)明） | 1U 19” |
| 11 | K-CDMA-B 網(wǎng)絡(luò )時(shí)間服務(wù)器 | 1路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò )對時(shí)口，2路RS232串行口，2路RS422/485串行口，客戶(hù)端軟件 | ●外部時(shí)間源：CDMA ●串口輸出可編程 ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時(shí)須說(shuō)明） | 1U 19” |
| 12 | K-CDMA-C 網(wǎng)絡(luò )時(shí)間服務(wù)器 | 2路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò )對時(shí)口，1路RS232串行口，1路RS422/485串行口，客戶(hù)端軟件 | ●外部時(shí)間源：CDMA ●串口輸出可編程 ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時(shí)須說(shuō)明） | 1U 19” |
| 13 | PCI B型 計算機對時(shí)卡 | 1路RS232/RS422/485串行口，1路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò )對時(shí)口，30米GPS天線(xiàn)，客戶(hù)端軟件 | ●外部時(shí)間源：GPS ●串口輸出可編程 ●守時(shí)能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●支持單星授時(shí)模式（訂貨時(shí)須說(shuō)明） | PCI |
特色：
1．嵌入式工業(yè)級主板，嵌入式操作系統。
2．提供多功能客戶(hù)端網(wǎng)絡(luò )校時(shí)軟件。
3．雙網(wǎng)口，支持NTP協(xié)議。
4．沒(méi)有硬盤(pán)，防震設計，系統穩定可靠。
5．24通道GPS北斗衛星接收，鎖定迅速。
6．采用GPS/BD2雙系統精密授時(shí)，支持單GPS、單北斗、雙GPS、雙北斗、 GPS/北斗聯(lián)合授時(shí)多種授時(shí)方式，并可通過(guò)串口、面板菜單等途徑修改授時(shí)方式。
7．守時(shí)精度高。裝置內部守時(shí)單元采用了時(shí)間頻率測控技術(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)準確度優(yōu)于7*10-9(0.42μS/分鐘)，即在外部時(shí)間基準異常的情況下，每天時(shí)鐘自走時(shí)誤差不超過(guò)0.6毫秒。如選配銣原子鐘，30年自走時(shí)誤差不會(huì )超過(guò)3毫秒。
8．支持單星授時(shí)模式，適用于收星效果不佳的情況（訂貨時(shí)須說(shuō)明），有屋頂和貼窗天線(xiàn)可供選擇。
9．1U 19標準機箱，年、月、日、星期、農歷、時(shí)、分、秒顯示；
10．輸出接口RS-232或RS485，可用于子鐘校時(shí)、計算機網(wǎng)絡(luò )校時(shí)，傳輸距離幾百米至幾千米（無(wú)中繼）；
技術(shù)指標：
(1) 電源：AC/DC220V±10%，AC/DC110V±10%，15W
(2) 工作環(huán)境：溫度-20~75℃，濕度0~90%（不結露）
(3) 存儲條件：溫度-40~85℃，濕度0~95%（不結露）
(4) 外部時(shí)間參考輸入：GPS、北斗、CDMA、IRIG-B、銣原子鐘、RS232/422/485；
(5) 1/2U、19”標準機箱，年、月、日、星期、農歷、時(shí)、分、秒顯示；
(6) 輸出時(shí)間信號包括公歷（年、月、日、星期、時(shí)、分、秒），
(7) 時(shí)碼輸出接口：
(a) RS232/RS422/RS485接口，可用于計算機校時(shí)，也可用于子鐘校時(shí)；
(b) 脈沖信號接口，可編程為1PPS/PPM/PPH；
(c)IRIG-B(TTL/422/485/AC可選)；
(d)NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò )對時(shí)信號，用于局域網(wǎng)服務(wù)器、DVR的時(shí)間同步；
(8) GPS/北斗信號接收器
授時(shí)模式
授時(shí)（支持單系統獨立授時(shí)、雙系統聯(lián)合授時(shí)）
靜態(tài)授時(shí)（用戶(hù)輸入位置）
單星授時(shí)
通道：192通道
授時(shí)精度：1PPS優(yōu)于20nS（ 1σ）。
內部電池：電池類(lèi)型：鋰電池；電池壽命：≮25000h。
GPS接收器
接收頻率（GPS L1）：1575.42MHz（L1信號）。
接收靈敏度：捕獲<-160dBW，跟蹤<-163dBW。
同時(shí)跟蹤：正常狀態(tài)下可同時(shí)跟蹤8～16顆GPS衛星；
裝置冷啟動(dòng)時(shí)不小于4顆衛星；裝置熱啟動(dòng)時(shí)不小于1顆衛星。
捕獲時(shí)間：裝置冷啟動(dòng)時(shí)，<1min；裝置熱啟動(dòng)時(shí)，<20s。
北斗接收器接收頻率（BD2 B1 ）：1561.098±4MHz。接收機靈敏度：-157.6dBW；速度精度(RMS)：0.1m/s；
(9)功耗：≤20W。
(10)絕緣電阻：≮20MΩ。
(11)平均*間隔時(shí)間(MTBF)≥150000小時(shí)；平均維修時(shí)間（MTTR）≤30分，使用壽命≥20年。正常使用條件下無(wú)需維護。
時(shí)間同步服務(wù)器(北斗時(shí)鐘同步,GPS對時(shí)器,NTP授時(shí)服務(wù)器)
在諸多涉及國計民生的重要領(lǐng)域，高精度、高安全性能的時(shí)間同步裝置可以保證整個(gè)系統的安全運行，如：通信領(lǐng)域如果各基站之間時(shí)間達不到高度統一，就會(huì )出現通話(huà)中斷，掉線(xiàn)等故障；電網(wǎng)調度如果沒(méi)有準確地時(shí)鐘基準作為參考就會(huì )影響這個(gè)系統的正常運轉；安防視頻監控網(wǎng)中的服務(wù)器錄像機如果時(shí)間不對，就無(wú)法進(jìn)行日志分析。在核心領(lǐng)域采用雙模授時(shí)系統，可以保證我們對系統安全性能的要求。上海銳呈電氣有限公司研發(fā)生產(chǎn)的GPS時(shí)間同步裝置內置高性能GPS接收機與北斗接收機，全硬件設計，無(wú)風(fēng)扇，設備穩定可靠。
時(shí)間同步服務(wù)器特色
1．嵌入式工業(yè)級主板，嵌入式操作系統。
2．提供多功能客戶(hù)端網(wǎng)絡(luò )校時(shí)軟件。
3．雙網(wǎng)口，支持NTP協(xié)議。
4．沒(méi)有硬盤(pán)，防震設計，系統穩定可靠。
5．24通道GPS北斗衛星接收，鎖定迅速。
6．采用GPS/BD2雙系統精密授時(shí)，支持單GPS、單北斗、雙GPS、雙北斗、 GPS/北斗聯(lián)合授時(shí)多種授時(shí)方式，并可通過(guò)串口、面板菜單等途徑修改授時(shí)方式。
7．守時(shí)精度高。裝置內部守時(shí)單元采用了時(shí)間頻率測控技術(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)準確度優(yōu)于7*10-9(0.42μS/分鐘)，即在外部時(shí)間基準異常的情況下，每天時(shí)鐘自走時(shí)誤差不超過(guò)0.6毫秒。如選配銣原子鐘，30年自走時(shí)誤差不會(huì )超過(guò)3毫秒。
8．支持單星授時(shí)模式，適用于收星效果不佳的情況（訂貨時(shí)須說(shuō)明），有屋頂和貼窗天線(xiàn)可供選擇。
9．1U 19標準機箱，年、月、日、星期、農歷、時(shí)、分、秒顯示；
10．輸出接口RS-232或RS485，可用于子鐘校時(shí)、計算機網(wǎng)絡(luò )校時(shí)，傳輸距離幾百米至幾千米（無(wú)中繼）；
技術(shù)指標
(1) 電源：AC/DC220V±10%，AC/DC110V±10%，15W
(2) 工作環(huán)境：溫度-20~75℃，濕度0~90%（不結露）
(3) 存儲條件：溫度-40~85℃，濕度0~95%（不結露）
(4) 外部時(shí)間參考輸入：GPS、北斗、CDMA、IRIG-B、銣原子鐘、RS232/422/485；
(5) 1/2U、19”標準機箱，年、月、日、星期、農歷、時(shí)、分、秒顯示；
(6) 輸出時(shí)間信號包括公歷（年、月、日、星期、時(shí)、分、秒），
(7) 時(shí)碼輸出接口：
(a) RS232/RS422/RS485接口，可用于計算機校時(shí)，也可用于子鐘校時(shí)；
(b) 脈沖信號接口，可編程為1PPS/PPM/PPH；
(c)IRIG-B(TTL/422/485/AC可選)；
(d)NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò )對時(shí)信號，用于局域網(wǎng)服務(wù)器、DVR的時(shí)間同步；
(8) GPS/北斗信號接收器
授時(shí)模式
授時(shí)（支持單系統獨立授時(shí)、雙系統聯(lián)合授時(shí)）
靜態(tài)授時(shí)（用戶(hù)輸入位置）
單星授時(shí)
通道：192通道
授時(shí)精度：1PPS優(yōu)于20nS（ 1σ）。
內部電池：電池類(lèi)型：鋰電池；電池壽命：≮25000h。
GPS接收器
接收頻率（GPS L1）：1575.42MHz（L1信號）。
接收靈敏度：捕獲<-160dBW，跟蹤<-163dBW。
同時(shí)跟蹤：正常狀態(tài)下可同時(shí)跟蹤8～16顆GPS衛星；
裝置冷啟動(dòng)時(shí)不小于4顆衛星；裝置熱啟動(dòng)時(shí)不小于1顆衛星。
捕獲時(shí)間：裝置冷啟動(dòng)時(shí)，<1min；裝置熱啟動(dòng)時(shí)，<20s。
北斗接收器接收頻率（BD2 B1 ）：1561.098±4MHz。接收機靈敏度：-157.6dBW；速度精度(RMS)：0.1m/s；
(9)功耗：≤20W。
(10)絕緣電阻：≮20MΩ。
(11)平均間隔時(shí)間(MTBF)≥150000小時(shí)；平均維修時(shí)間（MTTR）≤30分，使用壽命≥20年。正常使用條件下無(wú)需維護。
