封闭隔离空间卫星对时系统的应用

卫星对时系统小安
2017-04-11
来源:西安同步原创

封闭隔离空间如何应用卫星对时系统来进行时同步,这是我们最近市场调研中,部分客户存在的疑问,那么处在封闭空间,无法收星,又没有现成的时间源如何满足这个要求呢?

针对这个问题,在这里我会做一个简单的分析说明。

卫星对时系统,顾名思义是通过接收卫星时间,来校准系统内时间的同步系统。

1、针对于封闭空间,不能接收卫星时间信息的场所,首先我们会推荐CDMA时间服务器。

CDMA系统时间(CST)以世界标准时(UTC)1980年1月6日00:00:00为系统零点,开始计算秒数,并与GPS时间一致,CDMA基站和移动台的同步是CDMA2000无线接入网正常的基础功能,现在信号几乎遍布于每一个角落,所以在封闭空间优先选择CDMA时间服务器,不尽可以解决收不到GPS卫星的问题,同时还可以解决获取相对准确的卫星时间信息,CDMA信号覆盖范围广,信号强度高,无需布设室外天线,安装方便。

目前,类似产品,我公司自行研发的有关于CDMA信号的设备有SYN4605/4615/4625型的PCI/PCIe/CPCI设备,SYN2303型CDMA串口时间服务器,SYN2138型CDMA网络时间服务器,SYN6103型CDMA子钟等,针对不同的场合,和应用场所,可进行选择。

这里,选择SYN6103型CDMA子钟,做一个简单的说明,它是从CDMA网络获取标准时间信号信息的子钟,能方便部署在任何有CDMA信号的地方,尤其适合部署在不方便安装GPS/北斗天线的场合,将这些时间信息准确无误的显示出来,应用图,如下所示:


同时,CDMA通讯的设备也存在着基站时间出错的问题,若基站接收到的时间出错,则收取CDMA信号的设备时间也会同时出错,所以选择时需要考虑到这一点。

2、鉴于CDMA缺点的存在,和封闭空间中存在除无法布线获取卫星时间信息,也无法获取CDMA时间,这一存在点的问题,我们不得不重新找切入点。

这个说明,我们已经无法从外界获取到时间信息,我们就只能在封闭空间内部系统寻找控制点,一般我们最容易获取到的时间源切入点就是NTP网络节点,串口节点,IRIG-B码节点等,也就是说系统内部存在我们提到这几种任意一个时间源信息,都可以作为我们依据的时间来源信息,来进行封闭隔离空间内的时间同步。

在这里,我们也按照上面提到的NTP网络节点,串口节点,IRIG-B码节点,这三个作为主要时间源来做一个简单的说明。

1)、首先,我们来说明一下NTP网络节点的切入点,在当今网络趋势的影响下,当然这个也是目前应用最多的一个。

那么,通过NTP网络节点来获取时间同步信息,如何实现呢?

在之前的应用中,首先考虑到安全可靠等问题,我们会选择在卫星接收的基础上加NTP输入(这个是需要提前说明的),比如此次塔城公安局项目中,采用5套加NTP输入时间同步同步装置,进行系统内的时间统一。

目前,我们应用最多的是用我们原有标准设备SYN2136型北斗NTP网络时间服务器,外加一路NTP输入,来实现通过NTP网络节点控制时间统一这个功能,同时在开放状态下还可以接收我国北斗卫星时间信息,实现高精度的冗余备份功能,应用图,如下所示:

如图:虚线空间里,为卫星冗余项,可供参考,同时通过NTP进行时间统一,有一个相对较强的优势就是可以控制整个局域网内的时间统一

2)串口节点控制的时间统一,和NTP类似,接收时间源是通过串口发出,应用在封闭电磁干扰的空间相对较多。

通过串口节点获取时间信息,如何来实现呢?

首先我们需要注意的是,串口对接范围定义较多,可能会存在相对发送接收不匹配的问题,所以在选择时,需要确认对接的物理接口,信号格式,以及串口语句这三个主要的问题,来实现校时的功能。在这种应用中,我们以某印钞厂的使用为例进行说明,我们是选择SYN1502型进行直接实现,通过串口发送时间信息,控制下级系统的设备时间,输出为串口/IRIG-B,应用示意图,如下所示:

本次应用是因为印钞厂有IRIG-B码接收的需求,所以选择了常规设备,可以选择服务器或者板卡定制类似功能。

3)IRIG-B码节点控制的时间统一,当然也同样类似于NTP网络节点,串口节点应用的情况,主要应该在军工或者电力行业相对较多。

通过IRIG-B码节点获取时间信息,如何来正确实现呢?

对于这个,我们首先得确认上级拥有发送IRIG-B码时间源信息的设备,这种信号标准不像串口,NTP等普通的计算机就可以实现,所以针对这一点IRIG-B码时间源的确定,显得尤为重要。同时在IRIG-B码源存在的情况下,还需要确定IRIG-B码的格式(美标/国军标,DC(格式)/AC(格式))这些具体的指标,以方便实现对接统一。

在我们之前给电厂的应用中,用的最多的是选择SYN4505型标准同步时钟,来满足这些要求,简单的说明一下,本款多功能时钟设备,内装高精度恒温晶振0CXO,接收卫星信号和IRIG-B码信号,使用外部定时信号对本机进行时间同步,产生交直流IRIG-B码信号、时、分、秒脉冲信号、NTP网络授时,串行口时间信息和1PPS(秒信号)同步脉冲信号,是电力系统建立时间尺度,应用示意图,如下所示:

如图,同步时钟接收IRIG-B码信号,通过各种不同的接口来实现下级设备时间统一对时,相同于NTP节点的统一,卫星时间信号为冗余备份。

3、除过上面所说的两大类,还有一种就是我们现在设备升级后的应用。目前,我公司生产的设备已经升级为带有后备电池的设备,即一次性接收卫星,关机,开机后时间会保持正确的状态走时,这个应用相当于手机关机,再开机时间依旧正常是一个道理,只是精度相对要高得多,具体指标应用可以咨询我公司销售了解。


对于封闭隔离空间卫星对时系统的应用,在之前无时钟源系统的应用中,我也有做了相对完整性的解释,大家可以综合参考,有其他时频方面的问题,欢迎致电咨询,我们将竭诚为您服务!

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