時(shí)間同步時(shí)鐘小課堂——常用的對(duì)時(shí)方式有哪些？

  目前常用的對(duì)時(shí)信號(hào)有NTP 網(wǎng)口、B碼、串口、脈沖等授時(shí)方式，分別介紹如下

   1、NTP授時(shí)：

   是基于NTP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)授時(shí)的。NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步協(xié)議是目前國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)通用的時(shí)間服務(wù)協(xié)議。NTP 協(xié)議采用 client/Server架構(gòu)，基于 UDP/IP，使用層次式時(shí)間分布模型，靈活性高，適應(yīng)性強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷小，并可容忍一定程度上的網(wǎng)絡(luò)故障。常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備電腦、服務(wù)器、攝像機(jī)等都支持 ntp 授時(shí)，這種授時(shí)方式也是目前最常用的。

   2、B碼校時(shí):

   它是IRIG-B碼的通俗叫法,B 碼對(duì)時(shí)攜帶信息量大、對(duì)時(shí)分辨率高、接口國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化,在電力系統(tǒng)對(duì)時(shí)中得到了廣泛的應(yīng)用。B碼有兩種，一種是調(diào)制后的B碼常常稱為IRIG-B(AC)碼，沒(méi)有幅度調(diào)制的通常稱IRIG-B(DC)碼。IRIG-B(DC)碼的同步精度可達(dá)幾十納秒量級(jí)，接口通常采用TTL接口和RS422(V.11)接口。 IRIG-B(AC)碼的同步精度一般在10ms~20ms之間，接 口采用平衡接口。B碼(DC)大量應(yīng)用在電力系統(tǒng)每一個(gè)環(huán)節(jié)中，是校頻、對(duì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間碼編碼格式。

   3、串口對(duì)時(shí)：

   串行口對(duì)時(shí)方式又稱軟對(duì)時(shí)方式，主時(shí)鐘將時(shí)鐘信息以數(shù)據(jù)幀的形式向各個(gè)時(shí)間從裝置發(fā)送，報(bào)文包括年、月、年、分、秒、毫秒。串行口有分為RS-232接口和RS-485接口方式。

  4、脈沖對(duì)時(shí)：

   方式主要有秒脈沖（PPS）、分脈沖（PPM）和時(shí)脈沖（PPH）三種對(duì)時(shí)方式。脈沖對(duì)時(shí)方式的優(yōu)點(diǎn)是可以獲得較高精度的同步精度（μs級(jí)），對(duì)時(shí)接收電路比較簡(jiǎn)單。不足之處是從設(shè)備必須預(yù)先設(shè)置正確的時(shí)間基準(zhǔn)。

  5、串口報(bào)文校時(shí)：

串行口對(duì)時(shí)方式又稱軟對(duì)時(shí)方式，主時(shí)鐘將時(shí)鐘信息通過(guò)串口以數(shù)據(jù)幀的形式向各個(gè)時(shí)間從裝置發(fā)送，報(bào)文包括年、月、年、分、秒、毫秒。也可包括用戶指定的其他特殊內(nèi)容，如接受GPS衛(wèi)星數(shù)，告警信號(hào)等。從裝置接收到的報(bào)文后通過(guò)解幀獲取當(dāng)前主時(shí)鐘信息，來(lái)校正自己的時(shí)間，一保持與主時(shí)鐘的同步。

串行口有分為RS-232接口和RS-485接口方式。

串口報(bào)文格式如下：

  6、脈沖+串口報(bào)文校時(shí)：

脈沖對(duì)時(shí)方式主要有秒脈沖（PPS）、分脈沖（PPM）和時(shí)脈沖（PPH）三種對(duì)時(shí)方式。脈沖對(duì)時(shí)方式的優(yōu)點(diǎn)是可以獲得較高精度的同步精度（μs級(jí)），對(duì)時(shí)接收電路比較簡(jiǎn)單。不足之處是從設(shè)備必須預(yù)先設(shè)置正確的時(shí)間基準(zhǔn)。

在實(shí)際的工程應(yīng)用中，秒脈沖+串口報(bào)文的形式是最多的，秒脈沖校正毫秒及以下時(shí)鐘，報(bào)文修訂時(shí)、分、秒。

 7、IRIG-B時(shí)間碼

IRIG-B（簡(jiǎn)稱B碼）是專為時(shí)鐘串行傳輸同步而制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，采用脈寬編碼調(diào)制。同步時(shí)鐘源每秒發(fā)出一幀含有秒、分、時(shí)、當(dāng)前日期及年份的時(shí)鐘信息。IRIG-B對(duì)時(shí)方式融合了脈沖對(duì)時(shí)和串口對(duì)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的對(duì)時(shí)精度（μs級(jí)）。

目前B 碼授時(shí)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)采用的主流對(duì)時(shí)信號(hào)類型。

 NTP對(duì)時(shí)方式：

網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議NTP（Network Time Protocol）是TCP/IP協(xié)議族里面的一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議，用來(lái)使客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行時(shí)鐘同步，提供高精準(zhǔn)度的時(shí)間校正。NTP服務(wù)器從權(quán)威時(shí)鐘源（例如原子鐘、GPS）接收精確的協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC，客戶端再?gòu)姆?wù)器請(qǐng)求和接收時(shí)間。

常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備電腦、服務(wù)器、攝像機(jī)等都支持 ntp 授時(shí)，這種授時(shí)方式也是目前最常用的。

NTP對(duì)時(shí)原理

客戶端首先向服務(wù)端發(fā)送一個(gè)NTP請(qǐng)求報(bào)文，其中包含了該報(bào)文離開(kāi)客戶端的時(shí)間戳t1;

NTP請(qǐng)求報(bào)文到達(dá)NTP服務(wù)器，此時(shí)NTP服務(wù)器的時(shí)刻為t2。當(dāng)服務(wù)端接收到該報(bào)文時(shí)，NTP服務(wù)器處理之后，于t3時(shí)刻發(fā)出NTP應(yīng)答報(bào)文。該應(yīng)答報(bào)文中攜帶報(bào)文離開(kāi)NTP客戶端時(shí)的時(shí)間戳t1、到達(dá)NTP服務(wù)器時(shí)的時(shí)間戳t2、離開(kāi)NTP服務(wù)器時(shí)的時(shí)間戳t3；

客戶端在接收到響應(yīng)報(bào)文時(shí)，記錄報(bào)文返回的時(shí)間戳t4。

對(duì)時(shí)精度在毫秒級(jí)別；

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