統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)

本文根據(jù)統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的一些常規(guī)應(yīng)用案例，主要闡述了統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的主要功能和實(shí)現(xiàn)意義，同時(shí)對(duì)統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)在不同應(yīng)用案例中的側(cè)重點(diǎn)和注意事項(xiàng)做了簡(jiǎn)單的說明，方便用戶對(duì)統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)選擇和理解性的偏差問題。

統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的基本功能是將某個(gè)特定系統(tǒng)中客戶端的時(shí)鐘信息達(dá)到可控范圍內(nèi)的統(tǒng)一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，其時(shí)間誤差標(biāo)準(zhǔn)首先取決于統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)源接收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息的精度，其次取決于統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源和客戶端之間時(shí)間統(tǒng)一的時(shí)間協(xié)議精度和固件誤差值。

統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)在某些項(xiàng)目參數(shù)中會(huì)提到一個(gè)守時(shí)精度，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源的守時(shí)精度和其內(nèi)部時(shí)鐘源基準(zhǔn)密切相關(guān)，如恒溫晶振，銣原子鐘等內(nèi)部時(shí)鐘源在外部有效時(shí)間源失效的情況下，保持一個(gè)比較高的準(zhǔn)確度，繼續(xù)維持統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)間統(tǒng)一走時(shí)問題。同時(shí)在統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的客戶端中也存在時(shí)鐘源的問題，客戶端設(shè)備和主發(fā)送時(shí)鐘之間由于會(huì)相差一秒，一分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)間間隔同步問題，如客戶端設(shè)備內(nèi)部時(shí)鐘源太差，則會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間漂移，這種一般發(fā)生在計(jì)算機(jī)或監(jiān)控設(shè)備中，客戶可根據(jù)設(shè)備要求的準(zhǔn)確度設(shè)置統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)客戶端和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源同步的時(shí)間間隔。 

統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源選擇時(shí)一般需要考慮時(shí)間源信號(hào)即時(shí)鐘源設(shè)備的輸入信號(hào)，同時(shí)需考慮到客戶端設(shè)備可接收的授時(shí)方式即時(shí)鐘源設(shè)備的輸出信號(hào)。首先我們大概講一下統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源的輸入信號(hào)選擇部分，一般我們對(duì)這塊分為兩種系統(tǒng)來闡述，一種是獨(dú)立的系統(tǒng)應(yīng)用即一套原先不具備時(shí)鐘統(tǒng)一功能的系統(tǒng)對(duì)統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的引入，另一種是已經(jīng)配備有時(shí)鐘設(shè)備的系統(tǒng)需要擴(kuò)展時(shí)鐘引入到原有時(shí)鐘系統(tǒng)中，*系統(tǒng)的時(shí)鐘統(tǒng)一功能。

對(duì)統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)時(shí)鐘源兩種方式下我們分別做一個(gè)簡(jiǎn)單的說明，首先對(duì)新入的統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)一般需要獨(dú)立的時(shí)間源存在，比如GNSS衛(wèi)星信號(hào)包括但不局限于GPS北斗等其他衛(wèi)星信號(hào)，CDMA基站信號(hào)，4G物聯(lián)網(wǎng)信號(hào)，5G基站信號(hào)，公共網(wǎng)絡(luò)授時(shí)域名地址等都可以用于獨(dú)立授時(shí)的時(shí)鐘源設(shè)備。統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)目前的獨(dú)立時(shí)間基準(zhǔn)源為北斗GPS衛(wèi)星信號(hào)，精度高，使用穩(wěn)定，無(wú)后續(xù)費(fèi)用，且使用沒有局限性，這個(gè)也是市場(chǎng)上主推的時(shí)鐘源基準(zhǔn)。其他關(guān)于CDMA，4G，5G需要考慮到基站的問題，比如CDMA基站信號(hào)存續(xù)時(shí)間等問題，還需考慮具體的使用場(chǎng)合和要求來選擇，并不是所有的地方都適用。對(duì)于公共網(wǎng)絡(luò)授時(shí)域名地址一般指具有精準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息的單位對(duì)外發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間地址，像國(guó)家授時(shí)中心對(duì)外的域名ntp.ntsc.ac，同步天下對(duì)外的域名time.syn029對(duì)可以連接外網(wǎng)的設(shè)備都是可以直接用的。

對(duì)統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)中擴(kuò)展時(shí)鐘的時(shí)鐘源引入，主要由原有統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的時(shí)鐘輸出方式?jīng)Q定，這塊的選擇和我們接下來要講到的統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的時(shí)間授時(shí)方式也就是輸出是一樣的。統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)常用的授時(shí)方式主要分為網(wǎng)絡(luò)授時(shí)信號(hào)和總線授時(shí)信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)授時(shí)信號(hào)主要分為NTP網(wǎng)絡(luò)授時(shí)和PTP高精度網(wǎng)絡(luò)授時(shí)，其中NTP網(wǎng)絡(luò)授時(shí)信號(hào)可以用在我們?nèi)粘５挠?jì)算機(jī)，視頻監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)信息自動(dòng)化等常用的系統(tǒng)中，都是可以*匹配的，其精度協(xié)議定義為毫秒級(jí)，滿足目前工業(yè)化應(yīng)用的基本要求。PTP高精度網(wǎng)絡(luò)授時(shí)信號(hào)即使用IEEE1588精確時(shí)間協(xié)議來完成時(shí)間統(tǒng)一服務(wù)，關(guān)于PTP同步的方式一般需要確定客戶端是否能支持PTP協(xié)議，因?yàn)槲覀兂Ｒ?guī)使用的設(shè)備設(shè)備大多都是以NTP協(xié)議為準(zhǔn)，滿足PTP協(xié)議的設(shè)備通常是一些專用設(shè)備，所以在選用網(wǎng)絡(luò)授時(shí)的時(shí)候，不能只考慮授時(shí)精度高的授時(shí)方式，還需要考慮到客戶端設(shè)備可滿足的對(duì)時(shí)協(xié)議。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)授時(shí)這一塊，主要是通過NTP和PTP這兩種呈現(xiàn)方式，同時(shí)在原有時(shí)鐘的基礎(chǔ)上如果有這兩種信號(hào)，擴(kuò)展時(shí)鐘可以選擇接收這兩種授時(shí)信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源，在NTP和PTP時(shí)鐘源同時(shí)存在的情況下，建議選擇PTP作為時(shí)鐘源，可以獲得更高的時(shí)間精度。

統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的授時(shí)方式總線授時(shí)主要是指RS232/485/422,IRIG-B碼（DC/AC）等對(duì)時(shí)方式，這種授時(shí)方式一般應(yīng)用于工程系統(tǒng)上使用，IRIG-B碼在電力上使用比較多，因其傳輸精度高，使用方便，現(xiàn)在也應(yīng)用于航天航空電子自動(dòng)化等更多行業(yè)。對(duì)于RS232等信號(hào)一般屬于串行總線輸出，可以直接給一些精度要求不高的工業(yè)設(shè)備提供時(shí)間服務(wù)。對(duì)精度比較高的設(shè)備，串行輸入一般結(jié)合1PPS脈沖信號(hào)來使用，這種授時(shí)方式叫做綜合授時(shí)，通過1PPS標(biāo)記串行時(shí)刻來達(dá)到比較高的精度。在擴(kuò)展時(shí)鐘源中選擇IRIG-B碼的方式作為時(shí)鐘源的場(chǎng)合應(yīng)用比較多，一般擴(kuò)展時(shí)鐘根據(jù)輸出方式的具體要求來選擇合適的型號(hào)。

統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的輸出和輸入除了做一些時(shí)間信息的傳遞之外，還會(huì)輸入輸出一些頻率空節(jié)點(diǎn)等信號(hào)，比如1MHz/10MHz/100MHz/1PPS/1PPH/1PPM等輸出信號(hào)，用在統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)的一些節(jié)點(diǎn)或觸發(fā)等使用，這一塊需結(jié)合具體的項(xiàng)目來判斷選擇。

以上是我們關(guān)于統(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源和輸出授時(shí)信號(hào)的一些說明，其涵蓋內(nèi)容也是我們?cè)诮y(tǒng)一時(shí)鐘系統(tǒng)選擇中的主要考慮到的一些問題，用戶在對(duì)這一塊簡(jiǎn)單的應(yīng)用只需要確定輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，以及某些場(chǎng)合需要考慮的內(nèi)部時(shí)鐘源即可，關(guān)于頻率信號(hào)可按照頻點(diǎn)準(zhǔn)確度等來確定。