電子口岸：京準NTP網(wǎng)絡(luò)授時服務(wù)器助力數(shù)字化港口

電子口岸：京準NTP網(wǎng)絡(luò)授時服務(wù)器助力數(shù)字化港口

【摘要】時鐘系統(tǒng)是校園網(wǎng)絡(luò)中一個重要的精準計時系統(tǒng)，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，許多校園都建了自己的校園專網(wǎng)，使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器也日益增多，這些設(shè)備都有自己的時鐘，而且是可以調(diào)節(jié)的。但是無法保證網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備和主機的時鐘是同步的，因為這些時鐘每天會產(chǎn)生數(shù)秒、甚至數(shù)分鐘的誤差。經(jīng)過長期運行，時間差會越來越大，這種偏差在單機中影響不太大，但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用中可能會引發(fā)意想不到的問題。

1、概述

隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，許多校園都建了自己的校園專網(wǎng)，使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器也日益增多，這些設(shè)備都有自己的時鐘，而且是可以調(diào)節(jié)的。但是無法保證網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備和主機的時鐘是同步的，因為這些時鐘每天會產(chǎn)生數(shù)秒、甚至數(shù)分鐘的誤差。經(jīng)過長期運行，時間差會越來越大，這種偏差在單機中影響不太大，但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用中可能會引發(fā)意想不到的問題。如在分布式計算環(huán)境中，由于每個主機時鐘不一致，會造成同一操作在不同主機的記錄時間不一致，將導致服務(wù)無法正常地進行。隨著各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷發(fā)展，對時鐘的要求也越來越高，否則會引發(fā)許多的問題。

校園由教室、辦公室、圖書館等場所組成，各個場所時鐘信息不一致，師生工作無法協(xié)同達到最高效率，平時工作中可能影響不大，但在關(guān)鍵考試時因時鐘不一致，導致學生無法考出真實水平，教師的教學成績就無法評估，這就影響大了。

2、系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成

網(wǎng)絡(luò)時鐘系統(tǒng)由衛(wèi)星信號接收天線、NTP衛(wèi)星時鐘服務(wù)器（NTP網(wǎng)絡(luò)母鐘）、網(wǎng)絡(luò)交換機、NTP網(wǎng)絡(luò)子鐘、傳輸通道（網(wǎng)線）、管理軟件等組成。系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

2.1 衛(wèi)星信號接收天線

衛(wèi)星信號接收天線由衛(wèi)星蘑菇頭和適當長度天線組成，可向衛(wèi)星時鐘服務(wù)器（網(wǎng)絡(luò)母鐘）提供衛(wèi)星實時同步信號。

2.2 衛(wèi)星時鐘服務(wù)器（網(wǎng)絡(luò)母鐘）

時鐘系統(tǒng)中的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘為雙機備份裝置，其中一個作為系統(tǒng)時間信號的主要來源，另一個作為整個時鐘系統(tǒng)的設(shè)備備份，以備緊急故障時使用。衛(wèi)星母鐘LCD顯示屏上可顯示年、月、日、時、分、秒時間信息和當前的GPS北斗衛(wèi)星顆數(shù)。時鐘系統(tǒng)由2臺高穩(wěn)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘、衛(wèi)星接收天線、天線支架、客戶端軟件等構(gòu)成；

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘的多路網(wǎng)口可向教室和辦公室數(shù)字NTP網(wǎng)絡(luò)子鐘，也可同時向校園廣播系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、智慧教室系統(tǒng)、智慧圖書館系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、校園一卡通系統(tǒng)、校園信息管理系統(tǒng)等其他各個子系統(tǒng)的服務(wù)器監(jiān)控主機提供標準時間信號。

2.3NTP網(wǎng)絡(luò)子鐘

網(wǎng)絡(luò)子鐘（即時間同步顯示屏）安裝于教室或辦公室、圖書館、走道、安防監(jiān)控室等需要顯示時間的各重要場所。

網(wǎng)絡(luò)子鐘采用數(shù)字式?？娠@示時分、時分秒、年月日星期時分秒，可根據(jù)現(xiàn)場實際需求訂購，網(wǎng)絡(luò)子鐘自動發(fā)送時間同步信號請求，衛(wèi)星時鐘服務(wù)器（網(wǎng)絡(luò)母鐘）接收到子鐘請求后自動響應(yīng)并實現(xiàn)時間同步工作。

網(wǎng)絡(luò)子鐘采用磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；超薄金屬外殼設(shè)計，靜電噴塑；年月日星期漢字自發(fā)光且與數(shù)字渾然一體。

2.4 傳輸通道

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘與NTP網(wǎng)絡(luò)子鐘之間的傳輸通道可采用五類、六類網(wǎng)線進行管理通訊線，所有的設(shè)備均采用標準RJ45網(wǎng)口。

2.5管理軟件

管理軟件可安裝在一臺高性能計算機上，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸通道，實時監(jiān)控時鐘系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

管理軟件可查看本時鐘系統(tǒng)內(nèi)任何一臺網(wǎng)絡(luò)子鐘的運行狀況，可以對本時鐘系統(tǒng)內(nèi)任何一臺網(wǎng)絡(luò)子鐘進行必要的操作（校對、停止、復(fù)位、追時、時間設(shè)置等）。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可準確記錄故障時間和故障部位，能方便地查看維護提供準確數(shù)據(jù)等。

3、系統(tǒng)功能

時鐘系統(tǒng)基本功能如下:

3.1 同步校對

系統(tǒng)通過衛(wèi)星信號接收天線不間斷接收GPS/北斗衛(wèi)星發(fā)送的時間碼及其相關(guān)代碼，并對接收到的數(shù)據(jù)進行分析，判斷這些數(shù)據(jù)是否真實可靠。如果數(shù)據(jù)可靠即被衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘采用，如果數(shù)據(jù)不可靠便放棄，下次繼續(xù)接收。

網(wǎng)絡(luò)子鐘是個獨立的顯示單元，可以脫離衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘單獨運行，同時又能主動請求衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘的標準時間信息，網(wǎng)絡(luò)母鐘對其實時校對。為了確保接收到的信息是真實的、可靠的，網(wǎng)絡(luò)母鐘對接收到的請求信息進行嚴格分析、判斷，排除干擾信息。

3.2時間顯示及調(diào)整

數(shù)字式網(wǎng)絡(luò)子鐘時間采用“時分；時分秒；年月日星期”可選模式，調(diào)整時間時，網(wǎng)絡(luò)子鐘發(fā)出校準請求，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘接收到請求后立即將精準時間信息發(fā)送出去對子鐘時間進行調(diào)整。

3.3為其他系統(tǒng)提供時間信號

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘設(shè)有四路NTP網(wǎng)絡(luò)接口（RJ45）,且每路網(wǎng)口具有獨立MAC地址相互物理隔離互不影響工作，能夠時刻準備為校園網(wǎng)絡(luò)及其他各個子系統(tǒng)提供時間同步信號。主要系統(tǒng)包括：廣播系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、智慧教室系統(tǒng)、智慧圖書館系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、校園一卡通系統(tǒng)、校園信息管理系統(tǒng)、校園機房服務(wù)器等。

3.4 系統(tǒng)監(jiān)測功能

在控制中心設(shè)置對時鐘系統(tǒng)進行管理監(jiān)測計算機系統(tǒng)，具有自診斷功能，可進行故障管理、性能管理、配置管理、安全管理等。

中心內(nèi)管理計算機能夠檢測到子鐘設(shè)備的運行狀態(tài)信息，且對檢測到的故障狀態(tài)進行顯示，能實時、詳細地反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部各模塊的狀態(tài)，并能對全系統(tǒng)時鐘進行點對點的控制（復(fù)位、停止、校對、追時等）。

系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能夠發(fā)出聲光報警，指示故障部位，對故障告警做同步傳輸，提供給值班室的工作人員，并進行故障記錄和打印等工作。

3.5系統(tǒng)可擴展性

系統(tǒng)擴容時，中心的網(wǎng)絡(luò)母鐘可通過擴展設(shè)備對需求實時進行擴展，方便各個站點網(wǎng)絡(luò)子鐘的增設(shè)工作。

3.6集散控制

系統(tǒng)采用集散控制功能，即分布式系統(tǒng)，中心網(wǎng)絡(luò)母鐘、網(wǎng)絡(luò)子鐘相互之間通過五類六類屏蔽網(wǎng)線方式連接，在整個系統(tǒng)中相對獨立，任何一部分發(fā)生故障都不會影響整個系統(tǒng)的運行。

4、系統(tǒng)配置原則

校園由教室、辦公室、圖書館、弱電安防控制室等場所組成。

時鐘安裝方式及大小可根據(jù)安裝位置確定，我司推薦衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)母鐘、各個子鐘的尺寸及顯示內(nèi)容、安裝位置參考建議配置表：

序號 安裝位置 型號規(guī)格 單位 數(shù)量/主控室 HR-901GB型母鐘：采用UM220-III-L（和芯星通）GPS+北斗二合一衛(wèi)星授時專用模塊作時間源，輸出4路NTP網(wǎng)口供各個子鐘和計算機網(wǎng)絡(luò)時間同步，局域網(wǎng)授時精度1-10ms，LCD液晶顯示屏實時顯示北斗衛(wèi)星顆數(shù)和GPS衛(wèi)星顆數(shù)以及當前時間信息，輸出4路串口物理接口，內(nèi)置守時模塊當衛(wèi)星丟失情況下仍提供精準授時服務(wù)（守時精度達到0.3s/d），1U標準機架式設(shè)計，客戶端軟件，30米天線及支架、天線避雷器、螺絲等附件；

教室 HR-XS100型數(shù)字網(wǎng)絡(luò)子鐘：單面顯示內(nèi)容：時分秒（紅色5英寸數(shù)碼管）；外形尺寸77*18*5CM；接口：NTP網(wǎng)口跟網(wǎng)絡(luò)母鐘自動同步校時；供電220；走時精度：0.01S/天；環(huán)境要求：－20℃～+65℃；MTBF：≥9萬小時；1.高亮度數(shù)碼管，長壽命；2.磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；3.超薄金屬外殼設(shè)計，靜電噴塑；

辦公室 HR-XS200型日歷式數(shù)字網(wǎng)絡(luò)子鐘：單面顯示內(nèi)容：年月日星期（紅色2.3英寸數(shù)碼管）時分秒（紅色5英寸數(shù)碼管）；外形尺寸77*29*5CM；接口：NTP網(wǎng)口跟網(wǎng)絡(luò)母鐘自動同步校時；供電220；走時精度：0.01S/天；環(huán)境要求：－20℃～+65℃；MTBF：≥9萬小時；1.高亮度數(shù)碼管，長壽命；2.磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；3.超薄金屬外殼設(shè)計，靜電噴塑；

圖書館 HR-XS200型日歷式數(shù)字網(wǎng)絡(luò)子鐘：單面顯示內(nèi)容：年月日星期（紅色2.3英寸數(shù)碼管）時分秒（紅色5英寸數(shù)碼管）；外形尺寸77*29*5CM；接口：NTP網(wǎng)口跟網(wǎng)絡(luò)母鐘自動同步校時；供電220；走時精度：0.01S/天；環(huán)境要求：－20℃～+65℃；MTBF：≥9萬小時；1.高亮度數(shù)碼管，長壽命；2.磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；3.超薄金屬外殼設(shè)計，靜電噴塑；

機房控制室 HR-XS200型日歷式數(shù)字網(wǎng)絡(luò)子鐘：單面顯示內(nèi)容：年月日星期（紅色2.3英寸數(shù)碼管）時分秒（紅色5英寸數(shù)碼管）；外形尺寸77*29*5CM；接口：NTP網(wǎng)口跟網(wǎng)絡(luò)母鐘自動同步校時；供電220；走時精度：0.01S/天；環(huán)境要求：－20℃～+65℃；MTBF：≥9萬小時；1.高亮度數(shù)碼管，長壽命；2.磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；3.超薄金屬外殼設(shè)計，靜電噴塑；

其他辦公場所 HR-XS200型日歷式數(shù)字網(wǎng)絡(luò)子鐘：單面顯示內(nèi)容：年月日星期（紅色2.3英寸數(shù)碼管）時分秒（紅色5英寸數(shù)碼管）；外形尺寸77*29*5CM；接口：NTP網(wǎng)口跟網(wǎng)絡(luò)母鐘自動同步校時；供電220；走時精度：0.01S/天；環(huán)境要求：－20℃～+65℃；MTBF：≥9萬小時；1.高亮度數(shù)碼管，長壽命；2.磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；3.超薄金屬外殼設(shè)計，靜電噴塑； 1

5、系統(tǒng)總結(jié)

時鐘系統(tǒng)不僅方便企事業(yè)單位的精準計時，更能為他們大大提升工作效率，效率的提高意味著社會公共服務(wù)的改善，而企事業(yè)單位對時間的強烈關(guān)注，正是他們服務(wù)和效率意識的見證。

隨著各單位大數(shù)據(jù)建立，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與服務(wù)器數(shù)量不斷增加。網(wǎng)絡(luò)管理員在查看眾多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備日志時，往往發(fā)現(xiàn)時間不一，即使手工設(shè)置時間，也會出現(xiàn)因時區(qū)或夏令時等因素造成時間誤差；有些二層交換機重啟后，時鐘會還原到初始值，需要重新設(shè)置時間。對于核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和重要應(yīng)用服務(wù)器而言，它們之間有時需要協(xié)同工作，因此時間的統(tǒng)一準確性、可靠性顯得尤為重要。

同時時鐘系統(tǒng)具有業(yè)界領(lǐng)先的環(huán)保性能，引領(lǐng)了都市綠色辦公風潮。隨著現(xiàn)代人生活節(jié)奏的不斷加快，網(wǎng)絡(luò)化的普及，對時間精準度的需求也是越來越高，尤其是當前的機場、鐵路（地鐵和火車站）、醫(yī)院、學校、政府機關(guān)、企事業(yè)單位等正好迎合了他們的需求，為他們解決實實在在的問題。 作者：京準電子科技 https://www.bilibili.com/read/cv43042937/?jump_opus=1 出處：bilibili

審核編輯 黃宇