目前，随着计算机技术、网络技术和通信技术的不断发展，基于网络的信息管理系统正逐渐成为各行业广泛使用的现代管理手段。一般地，管理信息系统利用分布式的信息采集终端实现对终端设备的运行等情况进行自动采集和处理。分布式系统各部分时间的不一致将导致各种信息数据的不一致，使得信息数据的传递和分析的产生误差，随着误差的累积造成系统时钟的不同步，进而导致系统效率大大降低甚至失效。因此，网络授时服务器就应运而生，实现局域网内设备的时钟同步。

1、网络授时服务器概述

网络授时服务器是在一个分布式的网络系统中维护一个全局一致的时钟，使得系统各终端对系统中与时间有关的事件具有相同的观测参考点，确保各采集终端采集的信息能正确反映实际管理情况。综合考虑其对时钟同步精度和接入成本的要求，同时为因网络“冲突”而影响信息的传输，因此选用接收gps的网络授时服务器实现全网时间统一。

2、GPS授时原理

使用卫星传递标准时间信号为高精密时钟同步提供了理想的手段。全球导航定位系统GPS本身不但是一个精确定位系统，而且也能传递高精密时间信息。其民用C/A码的时间比对精度为0.1μs，与UTC(世界协调时)的同步精度优于1μs。GPS时属于原子时系统，是GPS系统建立的专用时间系统，由GPS主控站的高精度原子钟授时，其秒长与UTC的秒长相同。GPS时是一种连续的计时系统，不含闰秒修正。

网络授时服务器采用直接时间传递方式。具体地说，网络授时服务器内部有GPS接收机，可以直接接收外部gps卫星定时信号，内部嵌入式服务器主板接收gps接收机输出 1pps和TOD串口时间信息，产生高精度NTP协议，为客户端授时。

3、NTP工作原理

网络时间协议(networktimeprotoco1，NTP)，是设计用来在IP网上使不同设备能维持相同时间的一种同步时间协议，它使计算机对其服务器或时钟源(如原子钟、GPS等)做同步化，用以提供高精度的时间校正(LAN上与标准时间差小于1毫秒，WAN上差几十毫秒)。实时分布式网络系统采用NTP协议不仅可以满足系统对时钟精度的要求，而且对现有的数据网络负荷不会有太大的影响，同时安装使用或升级维护均很方便，是一种简单有效的时问同步方式。

网络时间协议的实现模型是由发送、接收、更新和本地时钟这4个进程和进行消息传递的网络组成的。

发送消息是由定时器周期性地触发的。触发后，发送进程先收集发送目的服务器的有关信息，并把NTP报文发送给目的服务器;接收进程负责接收到达的NTP报文，NTP报文到达后，接收进程就会计算本地时钟和参考时间源之间时间偏移量;更新进程然后对时钟的时间偏移量进行处理;本地时钟进程利用更新进程得出的时间偏移量调整本地时钟的频率和相位，这样就将本地时钟和服务器时钟进行同步了。

NTP通过计算报文的来回程时间来估计网络延迟，其同步原理图如图3所示。图中，T1为客户请求时间(originatetimestamp);T2为服务器收到请求时间(receivetimestamp);T3为服务器发送响应的时间(transmittimestamp);T4为客户接收响应的时间(destinationtimestamp);Delayλ是协议数据包(NTP使用UDP协议)在两者间的往返时间;Offsetη是同步服务器和客户端之间时间偏移量的估计。可以看出，T2=T1+η+λ2，T4=T3－η+λ2，因此有:Delayλ=(T4－T1)－(T3－T2)Offsetη=(T2－T1)+(T3－T4){2(1)

因此，可以仅由4个时间戳确定客户端与服务器的时间偏差，从而校正客户端时间，或实现系统间时钟同步。

4、网络授时服务器工作原理

根据管理系统对时钟同步的实际需求，综合考虑几方面的因素，认为时钟同步既能提供较高的同步精度，也不应该过于复杂，将GPS时钟作为管理信息系统的标准时间源，同时结合NTP协议实现时钟同步。

a)NTP时钟同步模式

NTP时间服务器之间的同步模式分为3种:Sever/Client模式、Multicast和Broadcast模式。在Sever/Client模式中，客户端不仅可以向多个时间服务器提交同步请求，对同步信息进行综合分析，也可只与一台时间服务器进行时钟同步。其后一种方式称为区间同步。

在管理信息管理系统中，进行时钟同步的原则是校正数据采集终端的时钟，使其尽可能接近“精确”时间，其本质是对综合管理信息网区间内的客户终端进行时钟同步，这符合区间同步的结构模式。因此，可以将时间服务器作为基准时钟(时间源)，其余的采集终端与时间服务器进行同步。这种方式实现成本最低，而且可以获得毫秒级的精准同步，综合考虑管理信息系统的使用和成本要求，本文实现的即是这种区间节点间的时钟同步。

b)时钟同步方案及实现步骤

网络授时服务器设计将GPS技术与NTP网络时间协议结合起来，在信息中心设立NTP服务器，分布在场的出、入口，人员出、入口以及场值班室的信息采集终端，分别通过高速局域网从信息中心的NTP服务器上取得统一的时间。对照NTP时钟同步原理和系统同步方案，具体实现步骤如下:

1)综合管理系统信息中心的GPS接收机从卫星信号获取并输出高精度的UTC标准时间信号，时间服务器据此进行时钟同步，与GPS的时钟同步周期设置为1次/10s。

2)系统中的采集终端每10min向时间服务器和各采集终端传送请求对时报文，并在传送的第一位码时读取自身的时钟值，再加上时钟报文的帧长时间，即为发送报文内的时间戳。

3)当该报文到达时间服务器时，时间服务器输入自己的时间戳，当系统各采集终端接收此报文后输入相应的时间戳。由于请求对时报文是广播发送的，时间服务器与各采集终端接受到此报文的时间差是微秒级的，因此可以近似的认为:服务器与各采集终端是同时接收到此报文的。

4)时间服务器再向系统各采集终端广播发送这个报文，此时再附加上它离开服务器的时间戳。

5)当此报文到达系统各采集终端时，各节点记录此时的时间戳，并根据自身时间和时间戳的差值调整本地时钟，实现时钟同步。

5、影响网络授时服务器价格因素

网络授时服务器价格一般在5000-30000元之间，价格差别主要是受以下几种因素影响：

内部时钟源：有温补晶振，恒温晶振，铷钟，铯钟等区别价格相差几千到几万；

外部参考：有gps，北斗，glonass等卫星信号，gps最为普及也最为便宜，北斗稍贵，glonass使用较少，不建议使用；

网络速度：有10M,100M,1000M等不同速度，网速越快，价格也就越高，一般相差几千元；

NTP请求量：从几百到几万请求量，代表了服务器的负载能力，比如SYN2151型网络授时服务器请求量就可以达到14000次/秒；

以上因素都会影响网络授时服务器价格，用户可以根据实际需要来确定不同参数，以达到利益最大化。

6、网络授时服务器厂家

管理信息系统是一个对时钟同步有较高要求的系统，西安同步电子科技有限公司生产的网络授时服务器集成了gps，ntp授时服务等，为管理信息系统的时钟同步提供授时支持，目前在电力，金融、化工等管理信息系统得到广泛应用，得到用户的一致好评,网络授时服务器价格是市场上非常低的，性价比是很高的。