GPS校时器广泛应用在金融、电力、交通、工业、国防等领域。根据不同设备及对时精度的要求,提供的对时方式也不同。本文集中介绍gps校时器相关的常见授时信号。
1、TOD+1PPS授时
串口时间报文对时方式是指时间同步系统通过RS-422/485/232串口以串行数据流的方式输出时间信息,被授时设备接收串行时间信息后进行时间同步。串行口对时方式受信道时延、中断处理等不确定性延时的影响,只能实现10ms级对时。对于时间精度要求较高的被授时设备,一般采用1pps+TOD串口时间报文方式实现高精度的时间同步。
TOD是一天中的时间信息,是一种串行时间接口协议的简称。一般采用串行RS232/422进行通信,用户有各自的通信协议,一般只要通信协议里面含有年月日时分秒等信息就可以称之为TOD,有的包含的语句稍微多一点,还包括星期、设备状态等。1PPS即为一秒一个脉冲的意思,就是叫做秒脉冲。
我公司校时器采用的TOD语句极为简单,只有八个字节,包含帧头,帧尾,年月日时分秒等信息,每秒发送一次。输出1PPS+TOD语句的相关设备推荐如下:串口时间服务器,输出TOD+1PPS。
目前市面上见得最多gps校时器的TOD语句是中移动起草的协议,格式比较复杂,具体详情请参与中移动1PPS+TOD协议规范。
电力时钟上常用的TOD语句包括RMC、ZDA以及ST语句
这种授时也称之为GPS对时,一般应用在采集设备比较多。推荐使用SYN2306C型GPS接收机。
2、脉冲信号对时
脉冲信号对时对时信号类型有pps(秒脉冲)、ppm(分脉冲)pph(时脉冲),在整分、整秒、整时的时候,同步装置输出一个具有一定脉宽的同步脉冲信号传送给被授时设备。被授时设备接收信号后将时钟清零,实现时间同步。是电力系统中常用的对时信号。
脉冲信号输出接口有RS422、RS485、TTL电平、静态空接点和光纤等。其中静态空接点与TTL电平信号的对应关系为接点闭合对应TTL电平的高电平,接点打开对应TTL电平的低电平,接点由打开到闭合的跳变对应准时沿。
3、IRIG-B码
IRIG-B码是靶场仪器组的B码标准,是专为时钟信号传递制定的时钟码。有两种协议标准IEEE1344 美标和GJB2991A-2008国军标。同时B码有直流和交流之分。
B码携带信息量大、对时接口国际标准化、对时分辨率高并成为许多电力、军方项目目前采用的主流对时信号类型,在各个系统对时中得到了广泛应用。
如果您GPS校时器的项目是电力上的,那用的就是美标标准,如果是军队上国军标的可能性就比较大,但是如果是和国外的设备搭配,就需要选择国际通用美标标准。电力上使用推荐SYN4505A型GPS时钟,军队上推荐SYN012型时统设备。
IRIG-B(DC)码
IRIG-B(DC)码输出技术要求:
每秒1帧,包含100个码元,每个码元10ms;
脉冲上升时间:≤100ns;
抖动时间:≤200ns
秒准时沿的时间准确度:优于1us
接口类型:TTL电平、RS-422、RS-485或光纤
采用IRIG-B(AC)码
(2)IRIG-B(AC)码
IRIG-B(AC)码输出的技术要求:
载波频率:1khz
频率抖动:≤载波频率的1%
信号幅值(峰峰值):高峰值为3-12V可调,典型值为10V
秒秒准时沿的时间准确度:优于20us
4、ieee1588 ptp授时
如果校时器的授时信号是ptp授时则需要主从搭配才,必须有硬件电路支持。其工作原理是主时钟和从时钟之间周期性的交换时间同步信息。同时精确的捕获信息包的发出和接受的时间,加盖时间戳信息。从时钟通过接收主时钟发的同步信息、解析出时戳信息,通过某种算法计算出与主时钟的时间误差以及和网络中的传输延时,以此为依据将本地时钟信息进行校正。
ieee1588 ptp设备在实际的应用当中首先需要在网络的某个节点处部署一台ptp主时钟,然后将所有被授时的设备配置成ptp从节点,从节点不断地和主节点交换同步时间的报文,获得准确的时间信息从而校正本地时间,实现与主节点的同步,最终实现整个系统节点之间时间的高精度同步。
PTP授时方式分为广播和单播,一般ieee1588主时钟多播可以带约200个客户端,单播最多100台,越多精度下降的越厉害。如果使用高级ptp模块,性能指标各方面比较好的例如SYN2411型IEEE1588主时钟单播模式下最多带256台从时钟,一般建议200台即可,广播模式下,一路ptp可带约1千台从时钟。同步精度小于等于30ns主时钟相对于外部参考,背靠背测试环境提的精度指标。
除了机箱式的ptp主从时钟以外,如在实际使用环境中对设备体积要求比较小,且单位有1588时钟模块的集成能力,可选择采购各种1588ptp板卡,体积小巧,性价比**,做主做从都可以使用。例如SYN2407E型授时模块使用时建议搭配SYN2306C型接收机同时使用,不然后期调试比较麻烦。
5、ntp网络授时
网络时间协议是用于互联网中时间同步的标准互联网协议。目前,在通常的环境下,NTP提供的时间精确度在广域网上为数十毫秒,在局域网上则为亚毫秒级别或者更高,ntp授时方式的gps校时器推荐SYN2151型和SYN2136型。
ntp采用Client/server结构。每台主机同事与多台时间服务器进行同步,利用一定的算法处理不同服务器的时间信息,择优对本机时间进行校准。即使网络传输出现故障,NTP服务也会有效运转,维持时间稳定,使得主机免受时间源中断带来的干扰。同时NTP服务器能够辨别传输真实的时间信息,以抵抗外界对时间服务器的破坏,提高整个系统的网络安全。以上措施都使NTP成为网络上公认的时间同步工具。
市面上常见的有系统的网络设备包括电脑、服务器、网络摄像头等都是支持ntp协议的,在实际应用中只需要开启NTP客户端服务即可。
6、小结
常见的GPS校时器相关授时信号为以上5钟,最常用的是NTP和ptp网络授时及B码信号。西安同步电子科技有限公司是gps校时器厂家,去掉中间商环节,让利给客户,自成立以来服务的单位全国各地上万家,在业界赢得了良好的口碑,一直坚守质量是企业存在的生命线。如有校时器需求,可随时联系我司工作人员。
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