時間統一系統授時方式簡介
網路時間服務的實現方式
時間伺服器:可以使用時鐘同步伺服器,通過這個伺服器來同步網路中各個終端的時鐘時間;所有的客戶終端都會從這個同步時鐘伺服器獲取標的時間,但是不需要和區域網外的系統進行時鐘同步。同時又不能使用無線時鐘,這種方式是最好的選擇。
網路時間服務的工作模式
(1) 主/被動對稱模式:雙方均可同步對方或被對方同步,也就是可以當做伺服器和客戶端來理解,先發出申請建立連線的一方工作在主動模式下,另一方工作在被動模式下;
(2) 客戶/伺服器模式:與主/被動模式基本相同。唯一區別在於,客戶方可被伺服器同步,但伺服器不能被客戶同步;
(3) 廣播模式:一對多的連線方式,伺服器不管客戶終端工作在何種狀態下,主動發出時間資訊,客戶終端由此調整本地的時間,此時網路延時忽略,因此在準度上有損失,但可滿足秒級應用。
時間資訊的傳輸基本上大多數都在使用ntp協議。每乙個時間包裡包含最近一次的事件的時間資訊、包括上次事件的傳送與接收時間、傳遞現在事件的當地時間、及此包的接收時間。在收到時間包後即可估算出時間的延遲及偏差量。
時鐘同步主要有以下功能:
(1) 時鐘同步功能;
系統根據時鐘同步的方式(手工和定時)調整作業系統時間和系統維護的時鐘源資訊,使系統內部各個節點的時鐘和時鐘源伺服器保持一致。任意乙個時鐘同步客戶端發起時鐘同步訊息,時鐘同步的伺服器端返回系統時鐘資訊,客戶端根據時鐘資訊調整作業系統時間和系統維護的時鐘源資訊。同時時鐘同步的伺服器端定時和時鐘源伺服器進行時鐘同步。
(2) 時鐘獲取功能;
系統向應用或使用者提供乙個準確的、與作業系統和硬體時鐘執行時無關的時鐘資訊。當作業系統時間被修改時應用或使用者獲取到的時鐘資訊不受影響。
(3) 時鐘檢查功能。
能自動檢查系統維護的本地時鐘源和時鐘同步伺服器之間的誤差,當達到預設的閥值時能夠進行時鐘告警,同時將向訊息伺服器的主題傳送乙個告警資訊。
時鐘同步的時間誤差和時鐘源伺服器之間的誤差保持在秒一級;由於在網管系統中,每一級所帶的客戶端可能不只一台,那麼當同時有多個客戶端進行時鐘同步時,伺服器端應能處理多個客戶的請求。
高可靠、高精度的時間統一系統體系涉及守時系統、授時系統、授時監測發播系統、時頻終端裝置、時統保障系統等多個方面,通過完備的時間產生、發播、監測和服務體系,來為使用者提供高可用性、統一的時間頻率服務。守時系統的基本任務是通過高精度原子鐘組及測量、比對與處理裝置建立和保持乙個高準確度、高穩定性的標準時間基準,並提供可靠、連續實時的時間和頻率訊號。授時系統的基本任務是通過有線或無線手段將守時系統保持的標準時間傳遞給使用者。授時監測發播系統的作用是對授時系統所發播訊號進行監測,確保使用者獲取標準時間的精度和可靠性。時頻終端裝置的基本任務是接收和保持標準時間,並向使用者提供連續可靠的標準時間和頻率訊號。時統保障系統是對時間服務制定法規和標準,並對各類時頻裝備進行計量校準,確保各類時頻裝備處於正常狀態。
授時系統
守時系統產生和保持的標準時間基準,需要通過各種授時系統將基準時間頻率傳送到使用者端進行使用。目前可用的授時系統包括衛星導航授時系統、長波授時系統、短波授時系統、網路授時、電視授時、**授時等,也可以根據特殊需要自建授時系統。
(1)衛星導航授時系統
世界上主要的衛星導航授時系統是美國的gps、俄羅斯的 glonass、歐洲的 galileo 和我國的北斗衛星導航授時系統。衛星授時系統可以提供10 納秒級的授時精度。
(a)gps系統時間
gps衛星系統時間gpst為連續的時間尺度,其溯源到美國海軍天文台的協調世界時 utc。
(b)glonass 系統時間
俄羅斯的 glonass 時間採用 utc 作為時間參考,
(c)galileo 系統時間
守時系統(標準時間) 授時系統 時頻終端裝置授時監測發播系統
時間統一保障系統(法規、標準、計量)中心守時系統 備份守時系統合作守時系統機動守時系統伽利略(galileo)是歐洲在建的全球衛星導航定位系統,其時間參考系統 gts 正在考慮其時間起點是否與 gps 接軌,即也採用與 tai 在整數秒上相差 19 s。gst 將被駕馭到一種時間預報上,這一預報通過 galileo 時間**商從歐洲的及個主要守時實驗室獲得
(d)北斗系統時間
北斗系統時間是由北斗二代地面運控系統主控站時頻系統建立並保持的時間,簡稱 bdt。bdt採用國際原子時秒長(si)為基本單位;以「周」和「週內秒」為單位連續計數,通過北斗導航電文發播;
bdt 不閏秒,時間曆元起點為 2006 年 1 月 1 日
(2)長波授時系統
長波授時系統有羅蘭 c 授時(中科院的長波授時臺(代號:bpl)屬於羅蘭 c 體制)、低頻時碼(代號:bpc)等。羅蘭 c 授時精度可優於 1us,低頻時碼授時精度為 0.5ms。
結束語時間作為國際單位制的 7 個基本單位之一,是目前可以實現測量的精度最高的乙個量。時間相關技術的發展,促進了其它領域的技術進步。現代科技的發展和進步,也極大地提高了時間頻率技術的效能。時間和頻率作為常用的基本參量,對人類日常生活和工作中有重要影響。隨著社會的發展,將需要更高準確度的時間基準和更精密的時間測量技術,開展時間相關的領域的研究對促進科技進步具有重要意義。
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