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时间同步时钟小课堂——常用的对时方式有哪些?
来源:正瑞电子        浏览:210         发布日期:2023-11-15

  目前常用的对时信号有NTP 网口、B码、串口、脉冲等授时方式,分别介绍如下

   1、NTP授时:

   是基于NTP 协议实现网络授时的。NTP网络时钟同步协议是目前国际互联网通用的时间服务协议。NTP 协议采用 client/Server架构,基于 UDP/IP,使用层次式时间分布模型,灵活性高,适应性强,网络开销小,并可容忍一定程度上的网络故障。常用的网络设备电脑、服务器、摄像机等都支持 ntp 授时,这种授时方式也是目前最常用的。

   2、B码校时:

   它是IRIG-B码的通俗叫法,B 码对时携带信息量大、对时分辨率高、接口国际标准化,在电力系统对时中得到了广泛的应用。B码有两种,一种是调制后的B码常常称为IRIG-B(AC)码,没有幅度调制的通常称IRIG-B(DC)码。IRIG-B(DC)码的同步精度可达几十纳秒量级,接口通常采用TTL接口和RS422(V.11)接口。 IRIG-B(AC)码的同步精度一般在10ms~20ms之间,接 口采用平衡接口。B码(DC)大量应用在电力系统每一个环节中,是校频、对时的标准时间码编码格式。

   3、串口对时:

   串行口对时方式又称软对时方式,主时钟将时钟信息以数据帧的形式向各个时间从装置发送,报文包括年、月、年、分、秒、毫秒。串行口有分为RS-232接口和RS-485接口方式。

  4、脉冲对时:

   方式主要有秒脉冲(PPS)、分脉冲(PPM)和时脉冲(PPH)三种对时方式。脉冲对时方式的优点是可以获得较高精度的同步精度(μs级),对时接收电路比较简单。不足之处是从设备必须预先设置正确的时间基准。

  5、串口报文校时:

串行口对时方式又称软对时方式,主时钟将时钟信息通过串口以数据帧的形式向各个时间从装置发送,报文包括年、月、年、分、秒、毫秒。也可包括用户指定的其他特殊内容,如接受GPS卫星数,告警信号等。从装置接收到的报文后通过解帧获取当前主时钟信息,来校正自己的时间,一保持与主时钟的同步。

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串行口有分为RS-232接口和RS-485接口方式。

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串口报文格式如下:

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  6、脉冲+串口报文校时:

脉冲对时方式主要有秒脉冲(PPS)、分脉冲(PPM)和时脉冲(PPH)三种对时方式。脉冲对时方式的优点是可以获得较高精度的同步精度(μs级),对时接收电路比较简单。不足之处是从设备必须预先设置正确的时间基准。


在实际的工程应用中,秒脉冲+串口报文的形式是最多的,秒脉冲校正毫秒及以下时钟,报文修订时、分、秒。

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 7、IRIG-B时间码

 

IRIG-B(简称B码)是专为时钟串行传输同步而制定的国际标准,采用脉宽编码调制。同步时钟源每秒发出一帧含有秒、分、时、当前日期及年份的时钟信息。IRIG-B对时方式融合了脉冲对时和串口对时的优点,具有较高的对时精度(μs级)。

目前B 码授时已经成为电力系统采用的主流对时信号类型。

 

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 NTP对时方式:

 

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网络时间协议NTP(Network Time Protocol)是TCP/IP协议族里面的一个应用层协议,用来使客户端和服务器之间进行时钟同步,提供高精准度的时间校正。NTP服务器从权威时钟源(例如原子钟、GPS)接收精确的协调世界时UTC,客户端再从服务器请求和接收时间。

常用的网络设备电脑、服务器、摄像机等都支持 ntp 授时,这种授时方式也是目前最常用的。

NTP对时原理

客户端首先向服务端发送一个NTP请求报文,其中包含了该报文离开客户端的时间戳t1;

NTP请求报文到达NTP服务器,此时NTP服务器的时刻为t2。当服务端接收到该报文时,NTP服务器处理之后,于t3时刻发出NTP应答报文。该应答报文中携带报文离开NTP客户端时的时间戳t1、到达NTP服务器时的时间戳t2、离开NTP服务器时的时间戳t3;

客户端在接收到响应报文时,记录报文返回的时间戳t4。

spacer.gif对时精度在毫秒级别;

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