時間同步時鐘小課堂——常用的對時方式有哪些？

  目前常用的對時信號有NTP 網(wǎng)口、B碼、串口、脈沖等授時方式，分別介紹如下

   1、NTP授時：

   是基于NTP 協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)授時的。NTP網(wǎng)絡(luò)時鐘同步協(xié)議是目前國際互聯(lián)網(wǎng)通用的時間服務(wù)協(xié)議。NTP 協(xié)議采用 client/Server架構(gòu)，基于 UDP/IP，使用層次式時間分布模型，靈活性高，適應(yīng)性強，網(wǎng)絡(luò)開銷小，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，這種授時方式也是目前最常用的。

   2、B碼校時:

   它是IRIG-B碼的通俗叫法,B 碼對時攜帶信息量大、對時分辨率高、接口國際標(biāo)準(zhǔn)化,在電力系統(tǒng)對時中得到了廣泛的應(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，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)每一個環(huán)節(jié)中，是校頻、對時的標(biāo)準(zhǔn)時間碼編碼格式。

   3、串口對時：

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

  4、脈沖對時：

   方式主要有秒脈沖（PPS）、分脈沖（PPM）和時脈沖（PPH）三種對時方式。脈沖對時方式的優(yōu)點是可以獲得較高精度的同步精度（μs級），對時接收電路比較簡單。不足之處是從設(shè)備必須預(yù)先設(shè)置正確的時間基準(zhǔn)。

  5、串口報文校時：

串行口對時方式又稱軟對時方式，主時鐘將時鐘信息通過串口以數(shù)據(jù)幀的形式向各個時間從裝置發(fā)送，報文包括年、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)，告警信號等。從裝置接收到的報文后通過解幀獲取當(dāng)前主時鐘信息，來校正自己的時間，一保持與主時鐘的同步。

串行口有分為RS-232接口和RS-485接口方式。

串口報文格式如下：

  6、脈沖+串口報文校時：

脈沖對時方式主要有秒脈沖（PPS）、分脈沖（PPM）和時脈沖（PPH）三種對時方式。脈沖對時方式的優(yōu)點是可以獲得較高精度的同步精度（μs級），對時接收電路比較簡單。不足之處是從設(shè)備必須預(yù)先設(shè)置正確的時間基準(zhǔn)。

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

 7、IRIG-B時間碼

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

目前B 碼授時已經(jīng)成為電力系統(tǒng)采用的主流對時信號類型。

 NTP對時方式：

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

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，這種授時方式也是目前最常用的。

NTP對時原理

客戶端首先向服務(wù)端發(fā)送一個NTP請求報文，其中包含了該報文離開客戶端的時間戳t1;

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

客戶端在接收到響應(yīng)報文時，記錄報文返回的時間戳t4。

對時精度在毫秒級別；

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