服务器授时系统方案V1.1

服务器授时方案

1需求分析

1.1需求描述：

客户要求给服务器及数台计算机实现授时。

1.2精度要求：

优于1毫秒。

1.3需求分析：

1、通常计算机上可以通过以太网口、串口、PCI接口方式来校准系统

时间。

2、采用专用的授时设备，通过以太网采用NTP协议授时，局域网内授

时精度为1-10毫秒。

3、通过串口以串口报文授时，该方式只能实现一对一授时，且授时精

度在5毫秒以上。

4、基于PCI接口授时卡，可实现对本计算机系统高精度授时，同时该

PCI卡支持以太网输出，可通过以太网对多台计算机实现NTP授时

功能。可满足客户的要求。

2方案设计

2.1授时卡方案

在服务器上安装一块PCI授时卡，通过PCI卡给服务器授时，并通过以太网口支持局域网的NTP授时功能。组网图如下图所示。

GPS/BD

图1 基于PCI授时卡的授时方案

该PCI授时卡输入为BD/GPS信号，输出有一个网络接口支持NTP 授时，有一个PCI接口，支持通过PCI接口授时。该卡可以通过服务器的PCI接口，在服务器上实现高精度授时，并能输出NTP授时功能，满足局域网内计算机的授时。

该PCI授时卡含有高稳晶振，在未能跟踪BD/GPS信号时，可通过晶振守时，保持时钟输出信号的稳定性，守时性能为15us/h。

本方案成本低，无需额处布线，在局域网内，在不经过多层交换机组网的情况下，精度可达到1毫秒左右。

2.2高精度时间服务器方案

高精度时间服务器接收BD/GPS信号，经过计算，输出各类信号，精度高，信号好，满足各行业的使用要求。基于高精度时间服务器的授时方案组网如下图所示。

GPS/BD GPS/BD

NTP NTP

图2 基于高精度时间服务器授时方案

本方案的优势在于，两台高精度时间服务器实现主备功能，可以确保在使用过程中，不会出现同时失步而使授时设备进入守时状态，可以最大限度的保障授时的稳定性。

本方案成本低，无需额处布线，在局域网内，在不经过多层交换机组网的情况下，精度可达到1毫秒左右。

附件1：

PCI授时卡功能简介

PCI授时卡可为计算机系统提供高精度时间信息。板卡可通过接收北斗/GPS 信号、B码、1PPS+TOD或NTP等多种时间源作为板卡时间基准，通过PCI/PCIe 总线为计算机提供标准时间信息，实现计算机软硬件系统时间与板卡的时间基准同步。该授时卡具有授时精度高、接口丰富、用户使用方便等特点，可方便应用于具有高精度时间时间同步需求的工业控制、交通电力、遥测遥控等领域中的计算机应用系统。

PCI授时卡可完成如下功能：

（1）高精度时间同步功能

自动接收北斗/GPS信号，使PCI板卡时间通过北斗/GPS与UTC保持高精度同步；计算机通过PCI总线与板卡相连，可通过专用函数调用获得高精度UTC 时间。

（2）高精度守时功能

●PCI板卡自带高稳定度温控晶振，板卡可实时检测北斗/GPS可用性；

●当北斗和GPS都无效时，板卡可无缝切换到本地守时模式上，守时精度

优于1ms/3天。

（3）网络授时功能

PCI板卡上带有网络授时模块，通过RJ45接口将该卡连接到局域网或广域网上，作为网络时间服务器使用，通过NTP或PTP协议给连接到该网络上的计算机授时。

附件2：

北斗高精度时间服务器

SSC-1000时间同步系统是国智恒集团为时间同步网提供的高精度、高可靠性的时间同步设备；可以接收卫星（GPS、北斗星）时间信号、接收外部IRIG-B码，并采用FPGA完成先进的“时间驯服算法”，由高精度的卫星脉冲对本地晶振进行驯服，从而实现高精度的守时功能。

SSC-1000时间同步系统由主时钟（SSC-1000）和扩展时钟（SSC-1000/EX:不带GPS和北斗）组成。如图1所示。

一般地，每台主时钟可以独立应用于一个最小系统，如小规模的发电站或者变电站、或者主站MIS系统。主时钟和扩展时钟均由可互换的插件板组成，可根据现场需要灵活更换或扩展不同的插件板来满足实际应用。对于分布式应用场合，则需增加插件板或扩展时钟共同构成一个系统来满足需求。

主时钟和扩展时钟之间的时标信号连接支持双光纤信道与RS485信道，确保扩展时钟时间基准信号的稳定性。

电网时间同步系统时间基准信号多输入、双主机或扩展时钟冗余、双时标信号传输信道构成了一个强壮、稳定和可靠授时网络。

主时钟和扩展时钟均支持互换性结构的内部守时模块，守时精度可以根据用户需要在5×10-8（恒温晶振:3us/分钟、4.32ms/天）～2×10-11（铷原子频标:1.2ns/分钟、1.728us/天）之间选择，主机和扩展时钟均可自动适应不同精确度和稳定度等级的守时模块，无需重新设计硬件或者软件，确保产品的通用性、稳定性；

主时钟和扩展时钟的所有工作参数均通过软件实现就地或远方的管理与设置，不存在跳线帽、电位器、旋钮等不可靠的硬件环节。

提供了对全网时间同步系统各组成部分进行在线监控、参数配置与功能管理的网管软件系统，简化了现场服务、管理与维护工作。