卫星同步时钟方案

随着计算机网络的迅猛发展，网络应用已经非常普遍，如电力、金融、通信、交通、广电、安防、石化、冶金、水利、国防、医疗、教育、政府机关、IT等领域的网络系统需要在大范围保持计算机的时间同步和时间准确，因此有一个好的标准时间校时器是非常必要的。

为了适应这些领域对于时间越来越精密的要求，锐呈公司精心设计、自主研发了K系列NTP网络时间服务器.该装置以美国全球定位系统（GPS）为时间基准，内嵌国际流行的NTP-SERVER服务，以NTP/SNTP协议同步网络中的所有计算机、控制器等设备，实现网络授时。

K805卫星同步时钟（GPS时间服务器、NTP时间服务器、时间服务器、GPS网络同步时钟、网络时钟、GPS网络时钟、GPS网络时间服务器、NTP网络时间服务器）采用表面贴装技术生产，以高速芯片进行控制，无硬盘和风扇设计，具有精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单、免维护等特点，适合无人值守。

该产品可以为计算机网络、计算机应用系统、流程控制管理系统、电子商务系统、网上B2B系统以及数据库的保存维护等系统提供精密的标准时间信号和时间戳服务。

K805卫星同步时钟采用全模块化结构设计，其输入、输出、电源等均可灵活配置，并具有丰富的各类模块及板卡供选择（特殊需求可提供定制服务），对时信号的种类和数量都可根据需要灵活选择配置。

装置有标准RS232、RS422/485、脉冲、IRIG-B、DCF77、PTP、NTP/SNTP协议时间输出等接口形式，可以适应各种不同设备的对时需要。

装置输出1～7路NTP/SNTP网络对时信号。

装置的特点
1．精度高，同步快。

2．模块化结构，NTP端口数量可灵活配置，最多配置7路NTP/SNTP网络对时信号。

3．双CPU同时工作，32位CPU双核处理器，性能极大提高。

4．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．自保持能力强，装置收不到卫星信号后，自保持能力优于0.6μS/min。

6．具有多个物理隔离的相互独立的10/100M网口（每个端口具有独立的MAC地址），多个端口可以灵活的配置使用，可以用在不断增长变化的网络环境中；还可用于不同的子网或不同的物理隔离的网络中。

另外，还可用来作为NTP网管来使用，使多个物理隔离的网络共享时间服务器资源。

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WINDOWS9X/NT/2000/XP/2003、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、智能控制器等网络设备。

9．多种配置方法，易于管理和升级。

10．支持电源中断、GPS失歩干接点信号告警。

11．专用嵌入式系统，无硬盘和风扇设计，防震设计，系统稳定可靠。

12．机箱经防磁处理，抗干扰能力强。

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

14．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。

）
15．GPS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。

16．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。

17．装置提供一路可编程的TTL脉冲信号（1PPS/1PPM/1PPH）供时钟的准确度指标测试。

18．装置前面板有“电源指示”灯、“秒脉冲指示”灯、“锁定指示”灯多种工作状态指示，便于运行值班人员的日常巡视。

19．装置采用全模块化即插即用结构设计，支持板卡热插拔，配置灵活，维护方便，同时为将来现场网络改造扩建时增加对时端口提供了方便。

20．装置不仅实现了板卡全兼容，还提供了丰富的信号接口资源和开放式特殊接口设计平台，具备优异的兼容能力。

装置可提供多路脉冲信号（1PPS、1PPM、1PPH、事件，空接点、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光）、IRIB-B信号（TTL、422、232、AC、光）、DCF77信号（有源、无源）、时间报文（RS232、RS422/485、光）、PTP、NTP/SNTP网络时间信号，可以满足不同设备的对时接口要求。

21．装置具有多种串行信息输出与交互方式，以满足不同用户的需求。

22．脉冲、串口信号输出可编程，按键设置,操作方便。

23．装置可通过数码管在线显示当前收星个数，直观反映装置的同步状况。

24．架装式结构，2U、19”标准机箱,安装方便。

装置的技术指标
1．运行条件
1）装置环境条件
工作温度：-200C～+700C；
贮存温度：-400C～+850C；
湿度：<95%。

2）电源
交流供电：220V±20%或110V±20% ， 47Hz～63Hz ；
直流供电：220V±20%或110V±20%；
装置电源供电自适应。

3）抗干扰
在雷击过电压、一次回路操作、开关场故障、二次回路操作及其它强干扰作用下，装置不误动作。

装置快速瞬变干扰试验、高频干扰试验、辐射电磁场干扰试验、阻尼震荡波干扰试验、冲击电压试验和绝缘试验符合标准GB/T15153.1-1998（远动设备及系统第2部分：工作条件第1篇：电源和电磁兼容），并达到Ⅲ级及以上标准。

2．技术参数
1）GPS接收天线
天线环境要求：
工作温度：-45℃～85℃；
贮存温度：-50℃～90℃；
湿度：100%，结露；
体积：φ96×126mm。

2）GPS接收器
接收频率：1575.42MHz（L1信号）。

接收灵敏度：捕获〈-130dBm，跟踪〈-133dBm。

同时跟踪：正常状态下可同时跟踪8～12颗GPS卫星；
装置冷起动时不小于4颗卫星；
装置热起动时不小于1颗卫星。

捕获时间：装置冷起动时小于5min，装置热起动时小于1min。

内部电池：电池类型：锂电池；
电池寿命：≦25000h。

3）功耗：≤20W。

4）平均无故障间隔时间(MTBF)≥70000小时；平均维修时间（MTTR）：一般不大于30分，使用寿命不少于10年。

正常使用条件下无须维护。

5）输出时间与协调世界时（UTC）时间同步准确度：≤0.1μS。

6）时间同步信号接口：
1PPS/PPM/PPH脉冲信号：（TTL电平）准时沿：下降沿，下降时间≤10nS；
下降沿的时间准确度≤0.2μS；
脉冲宽度：200mS；
输出阻抗：50Ω；
时间报文：
A．通讯波特率: 1200、2400、4800、9600可选。

B．数据格式:信息位8位，一位起始位，一位停止位，异或非校验，校验帧头<T>之后校验字节之前的时间数据,ASCⅡ码。

C．信息格式: 每秒发送一次，格式为:
＜Ｓ＞＜Ｔ＞ D D D D D D D D D D D D D D D＜Ａ＞
↑ ↑ ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ ↑
桢桢时时分分秒秒日日月月年年年年校标
头头十个十个十个十个十个千百十个验准
位位位位位位位位位位位位位位字时
节结
束
其中，<S>与秒脉冲（PPS）的前沿对齐。

例如:现在是2002年6月13号18点45分36秒，则发送信息格式为:ST18453613062002 <F8h> A。

如果装置刚上电或装置失去同步, 则装置的信息格式里将不出现<Ｓ>码,即以<Ｔ>为桢头的格式表示输出的信息未经同步,以<Ｓ><Ｔ>为桢头的格式表示输出的信息为同步后的标准时间。

另外，可根据客户要求订制特殊规约。

D．串行输出接口引脚如图所示：
RS-232C接口 RS-422/485接口
图 K805串行输出接口
E．准确度：≤10μS(波特率为9600时)。

NTP协议时间：
支持协议：NTP，SNTP，ARP,UDP,TCP,Telent,ICMP,SNMP,DHCP和TFTP ；
网络接口：10/100M自适应以太网接口，RJ－45 ；
吞吐量：满足每秒2400次时间请求；
授时记录：保存最新300条；
时间准确度：
7）重量：4.3kg。

8）外形尺寸：本装置为架装式结构，高度2U、宽度19”标准机箱,具体外形尺寸如图所示：
图K805外形尺寸图
网络对时方案
装置以接收到的GPS信息（串口+1PPS）为时间源，通过NTP/SNTP协议同步网络中的所有计算机、路由器、交换机、智能控制器等设备,实现网络授时。

大部分操作系统都自带NTP 服务，只需做一下设置即可。

我公司也提供NTP客户端软件，安装运行也可实现同步。

嵌入式硬盘录像机有两种对时方式可选（由硬盘录像机厂家、型号决定）：1、硬盘录像机支持NTP/SNTP协议对时，可作为客户端直接访问GPS时间服务器，获取标准时间。

2、硬盘录像机不支持NTP/SNTP协议对时，硬盘录像机后台管理PC机访问GPS时间服务器，获取标准时间，然后通过录像机厂家时间同步程序把标准时间下发到硬盘录像机。

时间显示钟可通过RS485信号或NTP/SNTP信号获取时间基准。

通过RS485信号方式对时，需把信号从GPS时钟源引到各个显示钟处，成本低，但施工麻烦。

通过NTP/SNTP协议对时，只需把显示钟就近接到局域网中，成本高，施工简单。

图 NTP网络授时示意图方案配置及报
单联显示钟RC1-3/4/5/8/10
二联显示钟RC2-3+5 3＋5寸显示钟
显示钟报价
注：子钟显示时区可选。

上海锐呈电气有限公司
2011年10月11日。