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©2010IBMCorporation©2013TFTCorporation00:00:00NTP网络时间服务器市场部王伟BeijingTime&FrequencyTechnologyCO.,LTDFebruary18,2013Beijing©2013TFTCorporation1目录时间同步原理简介HJ210NTP网络时间服务器简介NTP同步网络构建方案时间同步及监视软件介绍成功案例©2013TFTCorporation2时间同步原理简介---时钟同步将网络上各种通信设备或计算机设备的时间(年月日时分秒)与UTC（协调世界时）时间偏差限定在足够小的范围内，这种过程叫做时间同步。随着信息的发展，各类信息系统也越来越多，目前各系统之间的时钟并不是完全精确统一的。随着各类系统之间数据交互会越来越多，系统间必须遵循统一的时间基准，且今后相应的时钟要求也越来越精确。GPSReceiverAsiaGPSReceiverUSAGPSReceiverEuropeGPSReceiverAustraliaGPSReceiverClockClockClockClockClockAfricaGPSSatelliteGPSSatelliteGPSSatellite©2013TFTCorporation3时间同步原理简介---时间源全球定位系统（GPS）GlobalPositioningSystem美国国防部建立的高精度全球卫星无线电导航系统。至少有24颗卫星分布在6个固定平面上围绕地球旋转，卫星高度20200km,旋转周期为11小时58分。地球上的用户在任一时刻都可同时收到4颗以上卫星，确定自己的位置。星上备有铯原子钟和铷原子钟。钟的时间每天由地面监测，并给出相对标准时间UTC(或GPS时间)的偏差。偏差值保持小于30ns，用户可以从收到的导航电文中得到标准时间信息校准本地时钟。©2013TFTCorporation4时间同步原理简介---时间源北斗卫星导航系统BeiDou（COMPASS）NavigationSatelliteSystem北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS），可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于50ns。2012年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。©2013TFTCorporation5时间同步原理简介---时间源全球导航卫星系统(GLONASS)GLObalNAvigationSatelliteSystem俄罗斯建立的全球卫星导航系统。与GPS类似，区别是GLONASS采用频分多址，而GPS是码分多址，星上都配有铯原子钟。用户可以从接收到的信息中得到标准时间信息。©2013TFTCorporation6时间同步原理简介—频标石英晶体振荡器CrystalOscillators利用晶体的压电效应与振荡电路产生谐振现象，从而经过放大驱动和输出电路输出标准频率信号。石英晶体振荡器也常简称为“晶振”原子频标atomicfrequencystandard以原子在两能级间跃迁时发射或吸收振荡信号的频率为参考，通过锁相环路锁定一个给出实用频率的晶体振荡器，晶振频率与原子跃迁频率具有同样的准确度。原子频标具有很高的频率准确度、长期稳定度、频率复制性和重现性。©2013TFTCorporationRb/OCXO?10-1610-1510-1410-1310-1210-1110-1010-910-810-710-610-510-4～300µs～200ns～3ns～1ns～100ps1010010001041051061071081-YEAR1-DayApprox.TimeErroratOneDayShort&LongTermStabilityAccuracy10-1610-1510-1410-1310-1210-1110-1010-910-810-710-610-510-4AllanVariance©2013TFTCorporation8时间同步原理简介---时间源GPS北斗GLONASSNTPPTP©2013TFTCorporation9时间同步原理简介---同步原理NTPC/S授时原理网络时延:delay=(T4-T2)+(T3-T1)客户端计算机时间偏差offset=((T3-T1)-(T4-T2))/2客户机修正时间为T+offsetT2NTP组播授时原理根据固定网络时延Tdelay，客户机修正时间为T=T1+Tdelay。T1T3T4服务器/客户端模式T1广播/组播模式©2013TFTCorporation10HJ210NTP网络时间服务器—网络拓扑图GPS北斗00:00:00ServerPCDigitalDlocksSwitchHarddiskMainframeFirewallHJ210NTPNetworkTimeServer©2013TFTCorporation11HJ210NTP网络时间服务器---技术特点使用GPS/北斗/GLONASS参考源为一级网络时间服务器，可配置为二级时间服务器选取高稳定的工业级服务器主板，无风扇设计，采用用高效嵌入式Linux操作系统，可选配高稳晶振或铷原子钟作为守时部件，支持独立时间守时功能MTBF可达80000小时。授时精度高，PPS最高精度30ns，服务器时间精度1usUSB端口可实现备份、恢复、升级功能支持远程唤醒、定时开关机©2013TFTCorporation12HJ210NTP网络时间服务器---技术特点液晶信息丰富，可显示GPS/北斗、网络、系统等状态信息通过直观的LED状态指示灯显示服务器工作状态支持四路相互独立的10/100/1000M以太网端口提供心跳检测功能，两台服务器轻松实现双机互相热备份支持Bonding功能，通过该功能轻松实现网卡冗余备份和负载均衡支持单网口Web、Telnet、SSH远程配置管理，支持SNMP网管功能，支持iptable包过滤配置功能©2013TFTCorporation13HJ210NTP网络时间服务器---高安全性具有4个独立的10/100/1000M自适应网口，其中网口0支持http、dhcp、snmp、ssh（telnet）、NTP等管理以及授时协议，网口1、2、3只支持NTP授时协议，从而避免可能的攻击。授时协议支持MD5密钥和证书加密协议，可以提供可靠的授时信息。提供心跳检测功能，两台服务器轻松实现双机互相热备份支持Bonding功能，通过该功能轻松实现网卡冗余备份和负载均衡提供直观的NTP时间网络监控软件，可同时监视服务器和客户端时间同步状态，通过syslog、Email、SNMP等方式发送异常事件信息支持冗余电源及高性能锂电池，电池独立工作时间10小时以上；©2013TFTCorporationHJ210NTP网络时间服务器—网络拓扑图GPS接收机北斗接收机GLONASS接收机铷原子振荡器监控管理单元状态显示单元嵌入式Linux系统基准选择时码产生电源锂电池1PPSTOD1TOD24路100/1000自适应以太网接口标频分路放大5MHz10MHzUSB日志下载ALARM干接点报警©2013TFTCorporationHJ210NTP网络时间服务器—GPS/GLONASS/北斗驯服铷原子钟单元时间参考源评估自由运行跟踪、学习保持源有效源无效源失效，学习完成源失效，未完成学习源无效，保持时间过长源故障探测源发现源发现源源有效工作模式流程图©2013TFTCorporation16HJ210NTP网络时间服务器---前视图VFD高亮度液晶屏*滚动显示GPS收星状态、时间、GPS卫星个数、经纬度、高度、各网卡IP、系统工作状态三色指示灯*指示NTP服务是否启动、网络连接是否正常、NTP请求是否超过8000次/秒和GPS是否锁定等©2013TFTCorporation17HJ210NTP网络时间服务器---前视图4路独立10/100/1000自适应以太网接口*ALARM干接点报警*1PPS、10MHz频率信号输出*双路TOD信息输出：卫星状态时间、位置信息*©2013TFTCorporation18HJ210NTP网络时间服务器---选型指南适用于连接GPS或北斗授时，在GPS或北斗出现故障时可无缝切换，守时精度3ms(一年)；内置高性能锂电池，电池独立工作时间12小时以上。NTP网络时间服务器（GPS北斗+铷钟+双电源+电池）HJ210-BDRBP适用于连接GPS或北斗授时，在GPS或北斗出现故障时可无缝切换，守时精度3ms(一年)NTP网络时间服务器（GPS北斗+铷钟）HJ210-BDRB适用于连接GPS或北斗授时，在GPS或北斗出现故障时无缝切换，断开后可守时精度1ms(72小时)NTP网络时间服务器（GPS北斗+恒温晶振）HJ210-BDOCXO适用于长期连接GPS或北斗授时，在GPS或北斗出现故障时可无缝切换、不间断授时NTP网络时间服务器（GPS+北斗）HJ210-BD适用于时间统一要求严格，需守时的应用系统。GPS故障或断开后，守时精度3ms(一年)NTP网络时间服务器（GPS+铷钟）HJ210-RB适用于时间统一要求较高，需守时的应用系统。在GPS故障或断开后，守时精度1ms(72小时)NTP网络时间服务器（GPS+恒温晶振）HJ210-OCXO适用于长期连接GPS授时的系统。GPS故障或断开后不再提供授时服务NTP网络时间服务器（GPS）HJ210适用条件设备名称型号©2013TFTCorporation19HJ210NTP网络时间服务器—网络拓扑图GPS层次0层次1层次2层次3GPSGPS©2013TFTCorporation20NTP同步网络构建方案—系统管理©2013TFTCorporation21NTP同步网络构建方案----服务特性GPS时钟参考模式，一级网络时间服务器，同步精度1µs终端同步授时精度：NTP0.5-2msNTP请求量：14000次/秒用户容量：客户/服务器模式可支持4万台客户端、组播和广播无限制©2013TFTCorporation22NTP同步网络构建方案----同步效果时间偏差*频率偏差*©2013TFTCorporation23配套同步软件—windowsSNTP软件特点界面简洁、方便实用程序小巧高效，不占用太多系统资源支持系统托盘程序支持开机自动运行支持手动设置同步周期支持SNTP以及最新的SNTPv4.0协议设置同步周期手动添加校时IP显示偏差及状态信息可设置开机自动运行及系统托盘©2013TFTCorporation24配套同步软件—windowsNTP软件NTPC时间同步软件能够将计算机时间与网络中的HJ210NTP网络时间服务器产品保持同步，即将计算机时间同步到UTC时间上。NTPC.exe为绿色软件，无需安装，可直接运行于windows系列操作系统环境,需要安装泰福特标准NTP-TFT-4.2.0服务软件。NTPC是泰福特电子开发的一款标准NTP客户端同步软件。支持Win95/98,NT4,Win2000、WinXP、2003、Vista等系统平台，支持NTP1,2,3,4等协议，能够与局域网或互联网上的时间服务器时间同步。界面简洁、方便实用程序小巧高效，不占用太多系统资源同步精度高，在局域网内同步精度优于10ms运行稳定，不会产生时间跳变©2013TFTCorporation25配套监控软件—NTSM监视软件NTSM2.0服务器监控软件是TFT系列NTP网络时间服务器的windows平台监视软件。NTSM运行在监视NTP网络服务器工作状态和客户端访问状态的监控windows服务器或微机上。在运行NTSM的服务器或微机上需安装TFT标准NTP服务，并配置同步到NTP时间网络。通过其提供的人机接口，管理员可以方便的监视NTP时间系