上海GPS网络时钟(NTP对时器,GPS网络时钟同步设备,北斗授时仪)在计算机网络中的应用

1、引言：

　　随着网络的普及，许多单位都建了自己的园区网，使用的网络设备和服务器日益增多。这些设备都有自己的时钟，而且是可以调节的。但是无法保证网络中的所有设备和主机的时间是同步的，因为这些时钟每天会产生数秒、甚至数分钟的误差。经过长期运行，时间差会越来越大，这种偏差在单机中影响不太大，但在网络环境下的应用中可能会引发意想不到的问题。如在分布式计算环境中，由于每个主机时间不*，会造成同一操作在不同主机的记录时间不*，将导致服务无法正常地进行。随着各种网络应用的不断发展，对时间的要求也越来越高，时间不*会引发许多问题。上海锐呈电气有限公司自主研发生产的上海GPS网络时钟把这些问题解决。

2、NTP概述

　　将网络环境中的各种设备或主机的时间信息(年月日时分秒)基于UTC(Universal Time Coordinated)时间偏差限定在足够小的范围内(如100ms)，这种同步过程叫做时间同步。

　　目前，有两种重要的时间同步技术，即网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)和直接连接时间传输技术。其中直接连接时间传输技术，需要客户端直接连接到标准时间源，不实用。NTP适用于网络环境下，可以在一个无序的网络环境下提供准确和健壮的时间服务，方便实用。这里我们只讨论基于NTP原理的时间同步技术和应用。

3、NTP工作原理和应用

3.1、NTP协议概述

　　NTP早由Delaware大学的设计实现的，由时间协议、ICMP时间戳消息及IP时间戳选项发展而来。NTP用于将计算机客户或服务器的时间同步到另一服务器或参考时钟源。它使用UTC作为时间标准，是基于无连接的IP 协议和UDP协议的应用层协议，使用层次式时间分布模型，所能取得的准确度依赖于本地时钟硬件的准确度和对设备及进程延迟的严格控制。在配置时，NTP可以利用冗余服务器和多条网络路径来获得时间的高准确性和高可靠性。实际应用中，又有确保秒级精度的简单的网络时间协议(Simple Network Time Protocol，SNTP)。

3.2、NTP的工作原理

　　影响NTP 协议准确度关键的原因在于由网络延迟的随机性而引起的时钟延迟计算的不准确。由于延迟不准确，所以无法依靠从时间服务器到客户机的单边传输来传递准确的时间信息。为了解决这个问题，在NTP协议中使用时间服务器和客户机之间的双向信息交换和时间戳(timestamp)的概念。

　  真实的时钟偏差值是以测量所得的偏差值为中心的，而其可能的变化范围则等长于测量所得的延迟。每一条NTP消息都包含新的3个时间戳，第4个时间戳则由消息的到达时刻确定。因此，服务器和客户机都可以单独确定时间偏移。这种对称的连续采样的时间传输方法的优点是对发送和接受的消息的顺序没有要求，因此不需要可靠的传输途径。很显然，准确度将取决于发送和接受路径的统计特性。

锐呈上海GPS网络时钟的特点

1.时间精度高，达20nS。

2.守时精度高。装置内部守时单元采用了的时间频率测控技术与智能驯服算法，晶体选用高精度恒温晶体振荡器，使装置守时准确度优于7*10-9(0.42μS/分钟)，即在外部时间基准异常的情况下，每天时钟自走时误差不超过0.6毫秒。如选配铷原子钟，30年自走时误差不会超过3毫秒。

3.双CPU同时工作，32位CPU双核处理器，性能提高。

4. 上海GPS网络时钟支持单星授时模式，适用于收星效果不佳的情况（订货时须说明），有屋顶和贴窗天线可供选择。

5.采用GPS/BD2双系统精密授时，支持单GPS、单北斗、双GPS、双北斗、 GPS/北斗联合授时多种授时方式，并可通过串口、面板菜单等途径修改授时方式。

6.应用GPS授时技术/北斗二代授时技术/B码解码接收技术/NTP输入/高稳晶体振荡器守时技术授时，实现多基准冗余授时，能够智能判别GPS信号、北斗信号、外部B码、NTP输入时间基准信号的稳定性和优劣，并提供多种时间基准配置方法。

7.可同时为几十万台客户端、服务器、工作站提供时间服务。

8.支持32/64位WINDOWS9X/NT/XP/2000/2003/2008/2012/WINDOWS7、LINUX、UNIX、SUN SOLARIS、IBM AIX、HP-UX等操作系统及支持NTP协议的路由器、交换机、DVR、NVR、智能控制器等网络设备。

9.嵌入式系统，无硬盘和风扇设计，防震设计，系统稳定可靠。

10.机箱经防磁处理，抗干扰能力强。

11.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，使装置拥有电气隔离和电磁屏蔽表现，整机无可调节器件，提高了装置抗干扰性能与可靠性保障。

12.采用双电源冗余供电，并选用高性能、宽范围开关电源，工作稳定可靠，装置电源供电自适应。（按订货技术协议配置，缺省为单电源。）

13.GPS/北斗接收天线重点考虑了防雷设计、稳定性设计、抗干扰设计， 信号接收可靠性高，不受地域条件和环境的限制。

14.上海GPS网络时钟装置具有自复位能力，在因干扰造成装置程序出错时，能自动恢复正常工作。