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K801北斗同步时钟C型

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K801北斗同步时钟C型采用精准的测频与智能驯服算法,使振荡器时间频率信号与GPS卫星/北斗卫星/外部B码时间基准保持精密同步。由于装置输出的1PPS等时间信号是内置振荡器的分频秒信号输出,同步于GPS/北斗信号但并不受GPS/北斗秒脉冲信号跳变带来的影响,相当于UTC时间基准的复现。

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       随着计算机网络的迅猛发展,网络应用已经非常普遍,如电力、金融、通信、交通、广电、安防、石化、冶金、水利、国防、医疗、教育、政府机关、IT等领域的网络系统需要在大范围保持计算机的时间同步和时间准确,但计算机的时间是根据电脑晶振以固定频率震荡而产生的,由于晶振的不同,会导致电脑时间积累误差的产生。从业务影响角度讲,因为时间的不统一,就无法推断出业务具体发生时间。从安全影响角度讲,所有设备(如视频监控中的DVR)的日志必须反映准确的时间,因为时间的不统一,安全相关工具就会毫无用处。因此有一个好的标准时间校时器是非常必要的。为了适应这些领域对于时间越来越精密的要求,锐呈公司精心设计、自主研发了K系列NTP网络时间服务器(K801GPS北斗双模时钟)。该装置内置高精度GPS北斗二代授时模块,以GPS/北斗信号为时间基准,内嵌国际流行的NTP-SERVER服务,以NTP/SNTP协议同步网络中的所有计算机、服务器、DVR、控制器等设备,实现网络时间统一。

       K801北斗同步时钟C型(北斗授时服务器,NTP时钟服务器,北斗网络时钟)组合选用高精度GPS 接收机/北斗二代接收机/外部B码基准/NTP输入,提供高可靠性、高冗余度的时间基准信号,并采用先进的时间频率测控技术驯服晶振,使守时电路输出的时间同步信号精密同步在GPS/北斗/外部B码/NTP输入时间基准上,输出短期和长期稳定度都十分优良的高精度同步信号。

       采用精准的测频与智能驯服算法,使振荡器时间频率信号与GPS卫星/北斗卫星/外部B码时间基准保持精密同步。由于装置输出的1PPS等时间信号是内置振荡器的分频秒信号输出,同步于GPS/北斗信号但并不受GPS/北斗秒脉冲信号跳变带来的影响,相当于UTC时间基准的复现。采用了“智能学习算法”的GPS北斗时钟,在驯服晶振过程中能够不断“学习”晶振的运行特性,并将这些参数存入板载存储器中。当外部时间基准出现异常或不可用时,装置能够自动切换到内部守时状态,并依据板载存储器中的参数对晶体振荡器特性进行补偿,使守时电路继续提供高可靠性的时间信息输出,同时避免了因晶体振荡器老化造成的频偏对守时指标的影响。

       采用表面贴装技术生产,以高速芯片进行控制,无硬盘和风扇设计,具有精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单、免维护等特点,适合无人值守。该设备是专门用于为整个网络所有的服务器和终端设备提供授时和同步服务的高品质产品,已广泛应用于电信、银行、证券、电力、税收、工业、商务以及国防等领域,为计算机网络、计算机应用系统、信息系统、通信系统、流程控制管理、特种设备等提供精准的标准时间信号,*终可以为用户大幅度的提高系统或设备的运行品质和管理品质。

       K801北斗同步时钟C型为1U、19英寸标准机架式机箱,输出接口有2路RS232串行信号,2路RS422/485串行信号,1路TTL脉冲信号,1-4路NTP/SNTP网络对时信号。

 

的特点

1.时间精度高,达20nS。

2.守时精度高。装置内部守时单元采用了先进的时间频率测控技术与智能驯服算法,晶体选用高精度恒温晶体振荡器,使装置守时准确度优于7*10-9(0.42μS/分钟),即在外部时间基准异常的情况下,每天时钟自走时误差不超过0.6毫秒。如选配铷原子钟,30年自走时误差不会超过3毫秒。

3.双CPU同时工作,32位CPU双核处理器,性能极大提高。

4.支持单星授时模式,适用于收星效果不佳的情况(订货时须说明),有屋顶和贴窗天线可供选择。

5.采用GPS/BD2双系统精密授时,支持单GPS、单北斗、双GPS、双北斗、 GPS/北斗联合授时多种授时方式,并可通过串口、面板菜单等途径修改授时方式。

6.应用GPS授时技术/北斗二代授时技术/B码解码接收技术/NTP输入/高稳晶体振荡器守时技术授时,实现多基准冗余授时,能够智能判别GPS信号、北斗信号、外部B码、NTP输入时间基准信号的稳定性和优劣,并提供多种时间基准配置方法。

7.具有多个物理隔离的相互独立的10/100M网口(每个端口具有独立的MAC地址),多个端口可以灵活的配置使用,可以用在不断增长变化的网络环境中;还可用于不同的子网或不同的物理隔离的网络中。另外,还可用来作为NTP网管来使用,使多个物理隔离的网络共享时间服务器资源。

8.可同时为几十万台客户端、服务器、工作站提供时间服务。

9.支持WINDOWS9X/NT/XP/2000/2003/2008/WINDOWS7、LINUX、UNIX、SUN SOLARIS、IBM AIX、HP-UX等操作系统及支持NTP协议的路由器、交换机、DVR、智能控制器等网络设备。

10.专用嵌入式系统,无硬盘和风扇设计,防震设计,系统稳定可靠。

11.机箱经防磁处理,抗干扰能力强。

12.高品质的工业级元件,高水准的电气设计,高密度集成的电路结构,使装置拥有优异的电气隔离和电磁屏蔽表现,整机无可调节器件,极大提高了装置抗干扰性能与可靠性保障。

13.采用双电源冗余供电,并选用高性能、宽范围开关电源,工作稳定可靠,装置电源供电自适应。(按订货技术协议配置,缺省为单电源。)

14. GPS/北斗接收天线重点考虑了防雷设计、稳定性设计、抗干扰设计, 信号接收可靠性高,不受地域条件和环境的限制。

15.装置具有自复位能力,在因干扰造成装置程序出错时,能自动恢复正常工作。

16.装置提供一路可编程的TTL脉冲信号(1PPS/1PPM/1PPH)供时钟的准确度指标测试。

17.装置有电源中断告警、GPS/北斗失步告警、外部“B码输入”(后备时间基准)消失告警多路报警(继电器空接点)信号输出。

18.装置前面板有“电源指示”灯、“秒脉冲指示” 灯、“GPS/北斗信号输入” 灯、“B码信号输入” 灯、“B码信号输入异常” 灯多种工作状态指示,便于运行值班人员的日常视察。

19.装置不仅实现了板卡全兼容,还提供了丰富的信号接口资源和开放式特殊接口设计平台,具备优异的兼容能力。装置可提供多路脉冲信号(1PPS、1PPM、1PPH、事件,空接点、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光)、IRIB-B信号(TTL、422、232、AC、光)、DCF77信号(有源、无源)、时间报文(RS232、RS422/485、光)、NTP/PTP网络时间信号,可以满足不同设备的对时接口要求。

20.装置可通过数码管在线显示GPS北斗卫星的收星个数,直观反映装置的同步状况。

21.完善的北斗和GPS信号的性能监测,自动或手动选择主用卫星信号。支持本地和远程网管,通过WEB方式对设备进行远程管理,完成对设备的卫星接收状况、设备工作状态、参数设置等信息进行管理。

22.脉冲、串口信号输出可编程,按键设置,操作方便。

23.架装式结构,1U、19”标准机箱,安装方便。

 

的技术指标

1.运行条件

1)装置环境条件

工作温度:-200C~+700C;

贮存温度:-400C~+850C;

湿度:<95%。

2)电源

交流供电:220V±20%或110V±20% ,   47Hz~63Hz ;

直流供电:220V±20%或110V±20%;

装置电源供电自适应。 

3)抗干扰

在雷击过电压、一次回路操作、开关场故障、二次回路操作及其它强干扰作用下,装置不误动作。

 

2.技术参数

1) GPS/北斗接收天线

频率:B1&L1;

阻抗:50Ω;

增益:42dB±2dB;(不含电缆)

噪声系数:≤2.2dB;

驻波比:≤2.0;

极化方式:右旋极化;

外接电缆:RG-58/U

连接器:BNC-J

防浪涌抗扰度性能:IEC61000-4-5标准 10kV;

工作温度:-45℃~+85℃;  

贮存温度:-50℃~+90℃;

湿度:100%,结露,全防水;

天线体积:φ106mm×121mm。

2)GPS/北斗二代信号接收器

授时模式

定位授时(支持单系统独立授时、双系统联合授时)

静态授时(用户输入位置)

单星授时

通道:192通道

授时精度:1PPS优于20nS( 1σ)。

内部电池:电池类型:锂电池;电池寿命:≮25000h。

GPS接收器

接收频率(GPS L1):1575.42MHz(L1信号)。

接收灵敏度:捕获<-160dBW,跟踪<-163dBW。

同时跟踪:正常状态下可同时跟踪8~16颗GPS卫星;

                 装置冷启动时不小于4颗卫星;

                 装置热启动时不小于1颗卫星。

捕获时间:装置冷启动时,<2min;装置热启动时,<20s。

北斗二代接收器

接收频率(BD2 B1 ):1561.098±4MHz。

接收机灵敏度:-157.6dBW;

首次定位时间(TTFF):冷启动:35s,热启动:1s,失锁重捕获:<1s;

定位数据更新率:1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz可选;

定位精度(RMS):3m,三维;

速度精度(RMS):0.1m/s;

3)时间保持单元守时精度:时间保持单元晶体振荡器选用OCXO,守时精度优于7*10-9(0.42μS/min)。如选用铷原子钟,守时精度优于1μS/24小时。

4)功耗:≤20W。

5)平均无故障间隔时间(MTBF)≥150000小时;平均维修时间(MTTR):一般不大于30分,使用寿命不少于20年。正常使用条件下无须维护。

6)输出时间与协调世界时(UTC)时间同步准确度:≤20nS。

7)时间同步信号接口:

1PPS/PPM/PPH脉冲信号:(TTL电平) 准时沿:下降沿,下降时间≤10nS; 

                                                                               下降沿的时间准确度≤20nS;     

                                                                                脉冲宽度:200mS;         

                                                                                输出阻抗:50Ω;

时间报文:   

A.通讯波特率: 1200、2400、4800、9600可选。

B.数据格式:数据位8位,一位起始位,一位停止位,异或非校验,校验帧头<T>之后校验字节之前的时间数据。 

C.信息格式: 每秒发送一次,格式为: 

<S><T> hh mm ss DD MM YYYY GXX BXX GMTX <P> <A>

       例如:现在是2014年9月29号09点42分01秒,GPS卫星数8颗,北斗卫星数0颗,当前为东8区,则发送信息格式为: ST09420129092014G08B00GMT28h<8Eh>A 

       如装置卫星失去同步, 则串口的信息格式里将不出现<S>,即以<T>为桢头的格式表示输出的信息未经同步,以<S><T>为桢头的格式表示输出的信息为卫星同步后的标准时间。

       另外,可根据客户要求订制特殊规约。                   

D. 准确度:≤0.2mS。  

NTP协议时间:

支持协议:NTP v1,v2,v3,v4,SNTP,WEB,ARP,UDP,TCP,net,ICMP,SNMP,DHCP和TFTP;

网络接口:10/100M自适应以太网接口,RJ-45;

吞吐量:满足每秒10000次时间请求;

授时记录:保存*新300条;

时间准确度:

每秒NTP请求量

时间标识精度

可处理用户终端请求量

0~1200

0.2~10ms

48,000

1200~2400

10~100ms

96,000

8)重量:2.6kg。

9)外形尺寸:本装置为架装式结构,高度1U、宽度19”标准机箱,具体外形尺寸如图所示: 

 图 K801外形尺寸图

 

的网络对时方案

方案1:局域网单台GPS北斗双模时钟的时间同步

       时钟装置以接收到的GPS/北斗卫星信号(串口+1PPS)为时间源,通过NTP/SNTP协议同步网络中的所有计算机、路由器、交换机、智能控制器等设备,实现网络授时。大部分操作系统都自带NTP服务,只需做一下设置即可。我公司也提供NTP客户端软件,安装运行也可实现同步。

 

图  NTP网络授时示意图

 

方案2:局域网两台GPS北斗双模时钟冗余的时间同步

       全网配置一套时间同步系统,由两台K801GPS北斗双模时钟、交换机、网络和客户端组成。两台K801GPS北斗双模时钟放置在机房交换机机柜中,以NTP 协议方式向全网的客户端授时。两台K801GPS北斗双模时钟以冗余热备模式工作,提高了系统的可靠性。系统结构图如下:

 

图 局域网两台GPS北斗双模时钟冗余的时间同步系统图

 

       两台K801GPS北斗双模时钟互为热备,GPS北斗双模时钟1作为主时间服务器,GPS北斗双模时钟2作为备用时间服务器。当主时间服务器的GPS/北斗信号接收单元发生故障时,自动切换至备用时间服务器的GPS/北斗信号接收单元接收到的时间基准信号,从而保证系统的可靠性。当主时间服务器的GPS/北斗信号接收单元恢复正常后,该主时间服务器自动切换回正常工作状态。

       当两台K801GPS北斗双模时钟都接收不到两路外部时间基准信号时,切换到内部守时,仍能保证输出较高精度的时间信息;当外部时间基准信号接收恢复时,自动切换回接收外部时间基准信号的工作状态。

       两台K801GPS北斗双模时钟的RJ45口分别接到交换机上,各分配一个IP地址,如GPS北斗双模时钟1的IP地址为IP1, GPS北斗双模时钟2的IP地址为IP2,则两个IP地址就作为网内的标准时间服务器地址。客户端PC机可使用操作系统自带NTP服务,也可使用我公司提供的客户端软件。本软件可输入两台GPS北斗双模时钟的IP地址, IP1地址作为主地址,IP2地址作为备用地址,当客户端因某些原因无法从主地址获取时间信息时,则自动从备用地址获取时间信息。

       另外,两台GPS北斗双模时钟的两个网口也可以绑定为同一个IP, GPS北斗双模时钟之间通过数据通信线进行通讯。主时间服务器正常运行时,本身网口开放,同时通知备用时间服务器的网口关闭,当主时间服务器外部时间源异常或装置异常,则关闭本身网口,同时通知备用时间服务器打开其网口。当主时间服务器恢复正常状态时,系统切换回正常工作状态。

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