時間同步服務(wù)器概述：
時間同步服務(wù)器是一種基于網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議（Network Time Protocol，NTP）的服務(wù)器，用于為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備提供準(zhǔn)確的時間同步服務(wù)。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，所有設(shè)備的協(xié)調(diào)時間非常重要，這樣才能確保分布式系統(tǒng)的正確運(yùn)作，并避免數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕靵y和錯誤。下面就是本文的主題，時間同步服務(wù)器技術(shù)的講解，讓我們來了解一下。
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，其目的是通過網(wǎng)絡(luò)將各個主機(jī)的時間同步起來。NTP協(xié)議是IETF RFC 5905的標(biāo)準(zhǔn)，它定義了一種時間同步協(xié)議，這種協(xié)議可以在本地時鐘和全球標(biāo)準(zhǔn)時鐘之間進(jìn)行精確的同步。該協(xié)議在本地時鐘進(jìn)行同步時，能夠?qū)崿F(xiàn)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)中選擇幾個服務(wù)器，它們的時鐘可以與全球標(biāo)準(zhǔn)時鐘同步。這些服務(wù)器稱為NTP服務(wù)器。其他設(shè)備可以通過NTP協(xié)議即時獲取NTP服務(wù)器的時間，用以同步自己的時鐘。這樣，全局網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可以保持同步，并遵循統(tǒng)一的時序，以確保網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)作。
二、時間同步服務(wù)器的分類
時間同步服務(wù)器可以根據(jù)所采用的技術(shù)和功能來進(jìn)行分類，下面是幾種主要的分類：
1、硬件時間同步服務(wù)器
硬件時間同步服務(wù)器通常是專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它們內(nèi)置GPS或其他原子鐘，可以確保高精度的時間同步。這種類型的服務(wù)器通常是EDA（Event-Driven Architecture）設(shè)備，不需要人工干預(yù)就能夠?qū)崿F(xiàn)時間同步，而且它們具有圖形管理界面，易于使用。
2、軟件時間同步服務(wù)器
軟件時間同步服務(wù)器是一種基于軟件的時間同步解決方案，其功效在于利用多種時間源來進(jìn)行同步。這種服務(wù)器通常采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（如NTP、SNTP等），以及其他源（例如某些時間服務(wù)器，外部硬件時鐘等）來進(jìn)行時間同步，其精度通?？梢赃_(dá)到毫秒級別。
3、虛擬時間同步服務(wù)器
虛擬時間同步服務(wù)器是一個軟件應(yīng)用，它可以在操作系統(tǒng)內(nèi)核和用戶空間之間提供穩(wěn)定性和高精確度的時間同步，而不需要使用硬件驅(qū)動程序或?qū)Ｓ糜布?。這種服務(wù)是通過內(nèi)核做時間校準(zhǔn)，以及用戶空間中的應(yīng)用程序進(jìn)行處理，以達(dá)到高精度同步的效果。
三、時間同步服務(wù)器的功能
時間同步服務(wù)器的主要功能有以下幾個方面：
1、時間同步
主要功能，它的作用在于讓網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備的時鐘保持同步，以減少數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤和延遲。通過時間同步，可以確保所有設(shè)備的時鐘走得一致，并能夠減少計算機(jī)系統(tǒng)中的偏差和崩潰。
2、故障恢復(fù)
提供故障恢復(fù)功能，以確保網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備能夠始終保持時間同步。例如，如果某個設(shè)備突然停止同步，時間同步服務(wù)器可以采用一種備用方案來實(shí)現(xiàn)自動備份，以避免數(shù)據(jù)在同步過程中的丟失和錯誤。
3、時鐘精度
增強(qiáng)時鐘的精度，尤其是在高性能計算環(huán)境中，因?yàn)檫@些環(huán)境通常需要非常高的時間同步精度。通過使用NTP服務(wù)器以及其他時間源，可以將時鐘精度提高到納秒級別，在保證數(shù)據(jù)一致性和低延遲的情況下，確保網(wǎng)絡(luò)的正確運(yùn)行。
四、時間同步服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)
可以由硬件實(shí)現(xiàn)，也可以由軟件實(shí)現(xiàn)。下面是幾個實(shí)現(xiàn)方案：
1、NTP軟件套件
一個NTP軟件套件通常都包括一個NTP服務(wù)器和客戶端工具，可以在Windows和Linux等多個操作系統(tǒng)上運(yùn)行。這種方案通常適用于小型企業(yè)或家庭網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樗鼈儾恍枰厥獾挠布驅(qū)I(yè)知識。
2、專業(yè)的NTP服務(wù)器
專業(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。專業(yè)的NTP服務(wù)器通常需要機(jī)房來承載，這些機(jī)房提供信號保證、備份電源、溫度控制等功能。
3、虛擬時間同步方案
虛擬同步方案可以在云環(huán)境中，由虛擬機(jī)來實(shí)現(xiàn)時間同步。它們通常使用軟件同步算法，而不是基于硬件的方法來進(jìn)行精確時間同步。這對于那些需要在云環(huán)境中運(yùn)行的應(yīng)用程序和服務(wù)來說尤其重要。
五、總結(jié)
是一種可以確保網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備時鐘同步的服務(wù)，通過各種技術(shù)和方法，可以實(shí)現(xiàn)高精度和高可靠性的時間同步服務(wù)。一個好的時間同步服務(wù)器可以滿足計算機(jī)系統(tǒng)對高性能、低延遲以及數(shù)據(jù)一致性的要求，從而保障了計算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)作，同時為用戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。
在諸多涉及國計民生的重要領(lǐng)域，高精度、高安全性能的時間同步裝置可以保證整個系統(tǒng)的安全運(yùn)行，如：通信領(lǐng)域如果各基站之間時間達(dá)不到高度統(tǒng)一，就會出現(xiàn)通話中斷，掉線等故障；電網(wǎng)調(diào)度如果沒有準(zhǔn)確地時鐘基準(zhǔn)作為參考就會影響這個系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；安防視頻監(jiān)控網(wǎng)中的服務(wù)器錄像機(jī)如果時間不對，就無法進(jìn)行日志分析。在核心領(lǐng)域采用雙模授時系統(tǒng)，可以保證我們對系統(tǒng)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時間同步裝置內(nèi)置高性能GPS接收機(jī)與北斗接收機(jī)，全硬件設(shè)計，無風(fēng)扇，設(shè)備穩(wěn)定可靠。
| 序號 | 型號名稱 | 配置 | 功能 | 尺寸 |
| 1 | K801 主時鐘 | 本體，包括：時間基準(zhǔn)信號輸入板、CPU板、B碼生成板、總線板、電源板、顯示板 | ●模塊化結(jié)構(gòu) ●1～3路時間基準(zhǔn)信號輸入：GPS、北斗、B碼可選 ●可配7個NTP/SNTP信號輸出板卡 ●可提供一路特殊的供主時鐘間互聯(lián)的B碼信號作為互聯(lián)主時鐘的“后備”外部時間基準(zhǔn) ●具備內(nèi)部守時功能，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(yīng) | 2U 19” |
| 串口信號輸出板：4路，DB9方式，可編程 |
| 網(wǎng)絡(luò)對時信號輸出板：1路，NTP/SNTP協(xié)議 |
| 2 | K802 擴(kuò)展時鐘 | 本體部分，包括：時間基準(zhǔn)信號輸入板、CPU板、B碼生成板、總線板、電源板、顯示板 | ●模塊化結(jié)構(gòu) ●2路B碼（TTL/422）時間基準(zhǔn)信號輸入 ●可配7個NTP/SNTP信號輸出板卡 ●具備內(nèi)部守時功能，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(yīng) | 2U 19” |
| 信號輸出板卡與主時鐘K801兼容 |
| 3 | K803 衛(wèi)星同步時鐘 | 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，客戶端軟件 | ●外部時間源：GPS ●串口、脈沖輸出可編程 ●守時能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時須說明） ●支持單星授時模式（訂貨時須說明） | 2U 19” |
| 4 | K803NET 網(wǎng)絡(luò)同步時鐘 | 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)對時口，30米GPS天線，客戶端軟件 | ●外部時間源：GPS ●串口、脈沖輸出可編程 ●守時能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時須說明） ●支持單星授時模式（訂貨時須說明） | 2U 19” |
| 5 | K803NET-D 網(wǎng)絡(luò)同步時鐘 | 2路RS232串行口，2路RS422/485串行口，2路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò)對時口，30米GPS天線，客戶端軟件 | ●外部時間源：GPS ●串口、脈沖輸出可編程 ●守時能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時須說明） ●支持單星授時模式（訂貨時須說明） | 2U 19” |
| 6 | K805 衛(wèi)星同步時鐘 | 本體部分，包括：GPS模塊、CPU板、B碼生成板、總線板、電源板、顯示板 | ●模塊化結(jié)構(gòu) ●外部時間源：GPS ●可配7個NTP/SNTP信號輸出板卡 ●守時能力，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 ●支持單星授時模式（訂貨時須說明） ●單電源、雙電源兩種供電模式供選擇，110V/220V交、直流自適應(yīng) | 2U 19” |
| 信號輸出板卡與主時鐘K801兼容 |
| 7 | K806 衛(wèi)星同步時鐘 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，客戶端軟件 | ●外部時間源：GPS ●串口、脈沖輸出可編程 ●守時能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時須說明） ●支持單星授時模式（訂貨時須說明） | 1U 19” |
| 8 | K806 衛(wèi)星同步時鐘 C型 | 1路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò)對時口，2路RS232串行口，2路RS422/485串行口， 30米GPS天線，客戶端軟件 | ●外部時間源：GPS ●串口輸出可編程 ●守時能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時須說明） ●支持單星授時模式（訂貨時須說明） | 1U 19” |
| 9 | K806 衛(wèi)星同步時鐘 D型 | 2路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò)對時口，1路RS232串行口，1路RS422/485串行口， 30米GPS天線，客戶端軟件 | ●外部時間源：GPS ●串口輸出可編程 ●守時能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時須說明） ●支持單星授時模式（訂貨時須說明） | 1U 19” |
| 10 | K-CDMA-A 同步時鐘 | 2路RS232串行口，2路RS422/485串行口，1路TTL脈沖，客戶端軟件 | ●外部時間源：CDMA ●串口輸出可編程 ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時須說明） | 1U 19” |
| 11 | K-CDMA-B 網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器 | 1路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò)對時口，2路RS232串行口，2路RS422/485串行口，客戶端軟件 | ●外部時間源：CDMA ●串口輸出可編程 ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時須說明） | 1U 19” |
| 12 | K-CDMA-C 網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器 | 2路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò)對時口，1路RS232串行口，1路RS422/485串行口，客戶端軟件 | ●外部時間源：CDMA ●串口輸出可編程 ●告警干接點(diǎn)信號（訂貨時須說明） | 1U 19” |
| 13 | PCI B型 計算機(jī)對時卡 | 1路RS232/RS422/485串行口，1路NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò)對時口，30米GPS天線，客戶端軟件 | ●外部時間源：GPS ●串口輸出可編程 ●守時能力，1*10-8（0.6μS/分鐘） ●支持單星授時模式（訂貨時須說明） | PCI |
特色：
1．嵌入式工業(yè)級主板，嵌入式操作系統(tǒng)。
2．提供多功能客戶端網(wǎng)絡(luò)校時軟件。
3．雙網(wǎng)口，支持NTP協(xié)議。
4．沒有硬盤，防震設(shè)計，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
5．24通道GPS北斗衛(wèi)星接收，鎖定迅速。
6．采用GPS/BD2雙系統(tǒng)精密授時，支持單GPS、單北斗、雙GPS、雙北斗、 GPS/北斗聯(lián)合授時多種授時方式，并可通過串口、面板菜單等途徑修改授時方式。
7．守時精度高。裝置內(nèi)部守時單元采用了時間頻率測控技術(shù)與智能馴服算法，晶體選用高精度恒溫晶體振蕩器，使裝置守時準(zhǔn)確度優(yōu)于7*10-9(0.42μS/分鐘)，即在外部時間基準(zhǔn)異常的情況下，每天時鐘自走時誤差不超過0.6毫秒。如選配銣原子鐘，30年自走時誤差不會超過3毫秒。
8．支持單星授時模式，適用于收星效果不佳的情況（訂貨時須說明），有屋頂和貼窗天線可供選擇。
9．1U 19標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，年、月、日、星期、農(nóng)歷、時、分、秒顯示；
10．輸出接口RS-232或RS485，可用于子鐘校時、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)校時，傳輸距離幾百米至幾千米（無中繼）；
技術(shù)指標(biāo)：
(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(jié)露）
(3) 存儲條件：溫度-40~85℃，濕度0~95%（不結(jié)露）
(4) 外部時間參考輸入：GPS、北斗、CDMA、IRIG-B、銣原子鐘、RS232/422/485；
(5) 1/2U、19”標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，年、月、日、星期、農(nóng)歷、時、分、秒顯示；
(6) 輸出時間信號包括公歷（年、月、日、星期、時、分、秒），
(7) 時碼輸出接口：
(a) RS232/RS422/RS485接口，可用于計算機(jī)校時，也可用于子鐘校時；
(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)對時信號，用于局域網(wǎng)服務(wù)器、DVR的時間同步；
(8) GPS/北斗信號接收器
授時模式
授時（支持單系統(tǒng)獨(dú)立授時、雙系統(tǒng)聯(lián)合授時）
靜態(tài)授時（用戶輸入位置）
單星授時
通道：192通道
授時精度：1PPS優(yōu)于20nS（ 1σ）。
內(nèi)部電池：電池類型：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。
同時跟蹤：正常狀態(tài)下可同時跟蹤8～16顆GPS衛(wèi)星；
裝置冷啟動時不小于4顆衛(wèi)星；裝置熱啟動時不小于1顆衛(wèi)星。
捕獲時間：裝置冷啟動時，<1min；裝置熱啟動時，<20s。
北斗接收器接收頻率（BD2 B1 ）：1561.098±4MHz。接收機(jī)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*間隔時間(MTBF)≥150000小時；平均維修時間（MTTR）≤30分，使用壽命≥20年。正常使用條件下無需維護(hù)。
時間同步服務(wù)器(北斗時鐘同步,GPS對時器,NTP授時服務(wù)器)
在諸多涉及國計民生的重要領(lǐng)域，高精度、高安全性能的時間同步裝置可以保證整個系統(tǒng)的安全運(yùn)行，如：通信領(lǐng)域如果各基站之間時間達(dá)不到高度統(tǒng)一，就會出現(xiàn)通話中斷，掉線等故障；電網(wǎng)調(diào)度如果沒有準(zhǔn)確地時鐘基準(zhǔn)作為參考就會影響這個系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；安防視頻監(jiān)控網(wǎng)中的服務(wù)器錄像機(jī)如果時間不對，就無法進(jìn)行日志分析。在核心領(lǐng)域采用雙模授時系統(tǒng)，可以保證我們對系統(tǒng)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時間同步裝置內(nèi)置高性能GPS接收機(jī)與北斗接收機(jī)，全硬件設(shè)計，無風(fēng)扇，設(shè)備穩(wěn)定可靠。
時間同步服務(wù)器特色
1．嵌入式工業(yè)級主板，嵌入式操作系統(tǒng)。
2．提供多功能客戶端網(wǎng)絡(luò)校時軟件。
3．雙網(wǎng)口，支持NTP協(xié)議。
4．沒有硬盤，防震設(shè)計，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
5．24通道GPS北斗衛(wèi)星接收，鎖定迅速。
6．采用GPS/BD2雙系統(tǒng)精密授時，支持單GPS、單北斗、雙GPS、雙北斗、 GPS/北斗聯(lián)合授時多種授時方式，并可通過串口、面板菜單等途徑修改授時方式。
7．守時精度高。裝置內(nèi)部守時單元采用了時間頻率測控技術(shù)與智能馴服算法，晶體選用高精度恒溫晶體振蕩器，使裝置守時準(zhǔn)確度優(yōu)于7*10-9(0.42μS/分鐘)，即在外部時間基準(zhǔn)異常的情況下，每天時鐘自走時誤差不超過0.6毫秒。如選配銣原子鐘，30年自走時誤差不會超過3毫秒。
8．支持單星授時模式，適用于收星效果不佳的情況（訂貨時須說明），有屋頂和貼窗天線可供選擇。
9．1U 19標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，年、月、日、星期、農(nóng)歷、時、分、秒顯示；
10．輸出接口RS-232或RS485，可用于子鐘校時、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)校時，傳輸距離幾百米至幾千米（無中繼）；
技術(shù)指標(biāo)
(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(jié)露）
(3) 存儲條件：溫度-40~85℃，濕度0~95%（不結(jié)露）
(4) 外部時間參考輸入：GPS、北斗、CDMA、IRIG-B、銣原子鐘、RS232/422/485；
(5) 1/2U、19”標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，年、月、日、星期、農(nóng)歷、時、分、秒顯示；
(6) 輸出時間信號包括公歷（年、月、日、星期、時、分、秒），
(7) 時碼輸出接口：
(a) RS232/RS422/RS485接口，可用于計算機(jī)校時，也可用于子鐘校時；
(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)對時信號，用于局域網(wǎng)服務(wù)器、DVR的時間同步；
(8) GPS/北斗信號接收器
授時模式
授時（支持單系統(tǒng)獨(dú)立授時、雙系統(tǒng)聯(lián)合授時）
靜態(tài)授時（用戶輸入位置）
單星授時
通道：192通道
授時精度：1PPS優(yōu)于20nS（ 1σ）。
內(nèi)部電池：電池類型：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。
同時跟蹤：正常狀態(tài)下可同時跟蹤8～16顆GPS衛(wèi)星；
裝置冷啟動時不小于4顆衛(wèi)星；裝置熱啟動時不小于1顆衛(wèi)星。
捕獲時間：裝置冷啟動時，<1min；裝置熱啟動時，<20s。
北斗接收器接收頻率（BD2 B1 ）：1561.098±4MHz。接收機(jī)靈敏度：-157.6dBW；速度精度(RMS)：0.1m/s；
(9)功耗：≤20W。
(10)絕緣電阻：≮20MΩ。
(11)平均間隔時間(MTBF)≥150000小時；平均維修時間（MTTR）≤30分，使用壽命≥20年。正常使用條件下無需維護(hù)。
