將局域網(wǎng)上各種需要同步時鐘的設(shè)備的時間信息基于GPS時間偏差限定在足夠小的范圍內(nèi)，這種時鐘系統(tǒng)便就叫做GPS授時系統(tǒng)。
有源同步和無源同步
任何時間應(yīng)用系統(tǒng)都應(yīng)該具有維持時間增長和縮減，該應(yīng)用系統(tǒng)的用戶獲取時間的事實上已經(jīng)成為世界上大多數(shù)時間應(yīng)用系統(tǒng)的基本唯一途徑就是訪問系統(tǒng)的時間保持體系該時間保時間標(biāo)準(zhǔn)，用戶計算機(jī)內(nèi)部的時間同步必須與有源實踐同步，即必須引訪問系統(tǒng)時間保持體系的過程就是用 戶將自己的時入GPS的時間信號才顯得有絕對的意義，在這里，我鐘 與內(nèi)部時間基準(zhǔn)同步的過程。由于該系統(tǒng)的內(nèi)部們將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中能 夠起 到維持時間增長、保持時間時間基 準(zhǔn)與外部時間沒有關(guān)聯(lián)，同步過程僅限于內(nèi)穩(wěn)定的體系稱之為時間服務(wù)器部。所以，我們可稱之為無源同步或相對同步。
世界協(xié)調(diào)時與國際原子時保持一致，國際時間管理局將分布在世界25個國家的10多個原子時標(biāo)經(jīng)過加權(quán)平均以后得到的時間，并且，世界所有官方的標(biāo)準(zhǔn)時間系統(tǒng)都遵從UTC的跳秒。
UTC時間被稱為絕對標(biāo)準(zhǔn)時間，用于研究時，同時也被稱為自然的物理時間。GPS信號中的高精密時間信號主要由每顆衛(wèi)星上裝載的兩個艷原子鐘和兩個鉚原子鐘來維持，并且通過地面控制站與UTC保持同步。GPS的時間信號事實上已經(jīng)成為世界上大多數(shù)時間應(yīng)用系統(tǒng)的基本時間標(biāo)準(zhǔn)，所以研究計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的時間同步必須研究有源同步，即必須引入GPS的時間信號才顯得有絕對的意義，在這里，我們將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中能夠起到維持時間增長、保持時間穩(wěn)定的體系稱之為GPS授時系統(tǒng)。
時間傳遞方法
從GPS到時間服務(wù)器的傳遞
從GPS將PTS信號通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器傳遞到網(wǎng)絡(luò)時間客戶單元必須經(jīng)過兩個步驟:即先從GPS到時間服務(wù)器的直接時間傳遞,和 從時間服務(wù)器到時間客戶單元的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳遞。
直接時間傳遞技術(shù)主要包括3種類型6種方式第1種類型是編碼型, 主要有串行口RS232C時間編碼和IRIG一B時統(tǒng)編碼兩種方式。
其共同特征是將年月日時分秒毫秒等時間信息以二進(jìn)制、BCD或者ASCll編碼方式定義到被傳遞的電平位和字節(jié)中去通常以異步方式傳遞,連接使用標(biāo)準(zhǔn)接口,使用相對方便簡潔。
第2種類型是脈沖型,主要有1pps，lppm，lpph種方式,它們都是周期脈沖定時信號,這些脈沖信號都有著固定的上升沿寬度和脈沖寬度要求,并且其上升沿都嚴(yán)格與UTC保持優(yōu)于lus 的同步準(zhǔn)確度。
第3種類型是頻率參考信號,往往是一種伴生調(diào)制信號。
gps授時系統(tǒng)產(chǎn)品
GPS授時系統(tǒng)在先有的時鐘服務(wù)器的基礎(chǔ)上，又大幅度提高授時系統(tǒng)的各項性能指標(biāo)，使得減少故障率及提高工作效率。基本上完全可以和國外先進(jìn)的GPS授時系統(tǒng)相媲美。
GPS授時系統(tǒng)接收GPS衛(wèi)星和北斗衛(wèi)星授時時間信號，將標(biāo)準(zhǔn)UTC時間信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供精確、標(biāo)準(zhǔn)、安全、可靠和多功能的ntp校時服務(wù)，前面板顯示年月日時分秒、收星顆數(shù)、系統(tǒng)工作狀態(tài)，電源狀態(tài)等信息，是一款性價比極高的網(wǎng)絡(luò)時間同步服務(wù)器。
GPS授時系統(tǒng)由 GPS 天線、GPS 時鐘服務(wù)器組成,通過預(yù)制了 BNC 接頭的同軸電纜相連。采用SYN2151型時鐘服務(wù)器, 其帶有 2 個 10/100 /1000Mb/s自適應(yīng)以太網(wǎng)接口, 可分別設(shè)置不同的網(wǎng)段用于現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)對時。
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時間同步應(yīng)用
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的時間應(yīng)用有兩種,即絕對時間應(yīng)用和相對時間應(yīng)用，前 者是將時間作為重要的參數(shù)輸出，由時間應(yīng)用系統(tǒng)作進(jìn)一步的處理,其時間的準(zhǔn)確度直接影響應(yīng)用的范圍和性質(zhì)。標(biāo)明事件發(fā)生的順序,其精確與否不影響應(yīng)用系統(tǒng)的正常運行計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時間同步所提供 的絕對時間主要應(yīng)用在以下幾個方面
( 1) 公共時間資源
時間資源是一種重要的公共資源，許多行業(yè)如電信、銀行、電視臺、測繪、航空港、車站等都需要很精確的時間為其提供服務(wù)。如同電視臺的視頻授時、廣播電臺的聲頻授時、以及中國電信的117報時臺能夠使公共用戶很方便地使用電視、收音機(jī)和電話獲得標(biāo)準(zhǔn)時間信號一樣,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)授時也能使用戶利用網(wǎng)絡(luò)獲得準(zhǔn)確的時間信號,而且精度更高。比如國家授時中心就能提供精度好于10ms的網(wǎng)絡(luò)授時。
( 2) 分布式文件處理
基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布式文件處理系統(tǒng)要求各計算機(jī)之間保持時間同步才能正確對應(yīng)用程序進(jìn)行處理，網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NF)S就是一個對時間十分敏感的應(yīng)用程序，它完全依靠各工作站為服務(wù)器中的文件提供時間標(biāo)簽，如果這些工作站之間的時間誤差大，執(zhí)行這個應(yīng)用程序就會帶來一系列不合邏輯的錯誤和偏差。
( 3) 分布式數(shù)據(jù)庫處理
分布式數(shù)據(jù)庫中的順序數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的一致性要求決定了分布式數(shù)據(jù)庫之間的系統(tǒng)時間必須嚴(yán)格實現(xiàn)同步,否則,數(shù)據(jù)庫中的任何數(shù)據(jù)和任何操作都將失去意義。
(4 ) 系統(tǒng)安全
隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,各種關(guān)鍵業(yè)務(wù)越來越多,口令保護(hù)、 加密、電子認(rèn)證等安全措施也日益顯得重要,許多重要的安全措施都 與時間有關(guān)。比如電子認(rèn)證服務(wù)就要求加密證書的用戶密碼須嚴(yán)格與 時間標(biāo)記對應(yīng),該證書只在特定的時間窗口內(nèi)有效，因此在該時間窗 內(nèi),客戶機(jī)的時間必須與服務(wù)器的時間嚴(yán)格同步。
(5 ) 電子商務(wù)
在電子商務(wù)中，很多網(wǎng)上交易為時間敏感性業(yè)務(wù), 股票交易、銀行轉(zhuǎn)帳、電子支付等，都要求電子商務(wù)系統(tǒng)中的各操作終端嚴(yán)格保持時間同步。特別是銀行之間的結(jié)算，當(dāng)貨幣匯率變動較大時，很短的時間誤差就可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
另外，還有許多其它的一些應(yīng)用,如計算機(jī)支持的協(xié)同工作、網(wǎng)絡(luò)計費、網(wǎng)絡(luò)管理、電子郵件等, 同樣要求高精度的時間同步。
結(jié)束語
實施計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)高精密時間同步的關(guān)鍵在于選擇時間同步算法，即 如何解決傳輸時延或時延修整問題，在獨立結(jié)構(gòu)方案中，比較容易確定同步關(guān)系，而簡單網(wǎng)管結(jié)構(gòu)方案更適用于大規(guī)模或較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)時間同步，比如跨區(qū)域的證券交易系統(tǒng)、電信服務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)或大型發(fā)電廠內(nèi)的綜保系統(tǒng)等，采用簡單網(wǎng)管結(jié)構(gòu)方案，可以獲得更精細(xì)的時間分辨粒度。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)授時將會比傳統(tǒng)的電話授時、廣播授時和電視授時等提供更加寬泛的時間服務(wù)。
