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GPS时钟在首钢全厂技术应用
浏览次数:2758发布日期:2011-09-29

         随着计算机网络的迅猛发展,网络应用已经非常普遍,众多领域的网络系统如电力、石化、金融业(证券、银行)、广电业(广播、电视)、交通业(火车、飞机)、军事(航天、航空)等需要在大范围保持计算机的时间同步和时间准确。因此一个好的时间发生器是非常必要的。为了适应这些领域对于时间越来越精密的要求,北京中新创科技公司自行研制开发DNTS 系列网络校时服务器可满足不同用户对时间的需求。DNTS 以NTP 协议给各个网络设备提供的时间校对服务,独立于其它网络系统,可直接作为网络校时服务器接入网络。具有多种校时方式,使用方便。DNTS 有-1,-2,-3,-7,-7C -8等不同系列,网络接口支持1-8个10/100M自适应以太口。(NTP 协议介绍请参见ppt文档)

用户需求:首钢集团用户下设五个子公司(包括总部),每个子公司内部又划分了若干个子网,每个子公司计算机数量总和约为3000 台。现用户希望能够统一集团内所有的计算机时间,授时误差要求在秒级。 

应用环境:

  • 物理环境:客户机分处多个局域网络,一个主网络(首钢总部),多个从网络(各地方网络)连成主干网,各从网络里面还有很多独立的二级网络。

  • 软件环境:不同客户机有各式各样不同的操作系统

总体要求:各客户机时间获得准确时间并保持严格一致

该解决方案的基本思路是总部采用时间服务器DNTS-84-OGB接收到的GPS信号作为标准时钟源,主干网中各地方网络的时间服务器DNTS-84-OGB以总部的时间服务器时间作时间源(各地方网络中未并入主网络的子网络,需单独安装DNTS-84-OGB,并以GPS为时间源)。在本案例中,由于总部时间服务器(以下简称总部机)需要给整个主干网的客户机提供服务,为防止GPS信号丢失等情况的发生,必须采用高稳定度的守时方式,地方网络的时间服务器(以下简称地方机)因时间源完全依赖总部机,为防止因网络拥堵而造成地方机无法连接总部机后,时间精度不够,各地方机也需采用高稳定度的守时方式。根据用户的需求,需要定制产品,产品型号定为DNTS-84-OGB。由于用户的网络结构比较复杂,各地方网络里面的子网络可能与主干网并不连通,单台时间服务器无法满足用户的需求,需要根据不同的情况在子网络安装相应的时间服务器来提供服务。 


 

  • 采用每个网点一台时间服务器方式,总部机信号源采用美国GPS信号(也可采用中国北斗系统信号),地方机信号源来自总部机 。


  • 各网点客户机均连在各自局域网内,并通过网络与总部网络连 

  • 各网点客户机均连在各自局域网内,并通过网络与总部网络连接,各网点时间服务器采用双网口(或单网口),分别独立连接于各自网络中,各时间服务器设成各自不同的IP地址(如192.168.0.101等)。


  • 总部网络内的客户机将总部机的IP地址设置成对时服务器,地方网络内的客户机将地方机的IP地址设置成对时服务器。

  • 总部设备 

  • 总部安装2DNTS-84-OGB时间服务器,两台同时运行,一台时间服务器做备份,DNTS-84-OGB内部恒温晶振保持特性可达1E-9,理论上可维持30 年不差1 秒。由此可以解决万一GPS信号出问题时,时间源带来的时间问题。

  • DNTS-84-OGB210/100M 以太口,2台备份保证某台时间服务器出问题时,另一台可以继续服务。2DNTS-84-OGB可冷备份运行也可热备份运行。冷备份是指2台设备对应的2个网口IP地址设置完全一样,需要切换时人工直接插拔网线完成备份工作,这样所有的计算机无需修改所指向的时间服务器IP 地址,缺点是需要人工调整网线。热备份是指2台设备的IP 地址分别设置不同,当一台不能提供服务时在需要授时的计算机上修改指向的IP 地址或者安装支持多IP 自动切换的时间服务器来完成热备份工作,热备份的缺点是客户端设置复杂,有些系统需要安装支持热备份的软件。建议采用冷备份的工作方式。 

    DNTS-84-OGB除了采用恒温晶振保持时间外,还采用了掉电保持时间技术,设备掉电后时间可自动运行,保证短时间掉电后无需重新设置时间,给用户维护带来很大的便利,注意掉电时间运行的精度不高,掉电超过24 小时建议重新设置时间。 

设置图:


总部和子网络均采用同样的配置方法

 

设备情况

 

各子公司根据不同的情况建议安装DNTS-84-OGB时间服务器。建议每不超过500台的子网安装一台DNTS-84-OGB,如网络过大,则建议配置一台专门的电脑做服务器,先由时间服务器DNTS-84-OGB给该服务器提供时间,然后由该服务器给网络中的客户机提供时间,(或直接安装多台DNTS-84-OGB),对于重要部门也可单独安装2DNTS-84-OGB互为备份。DNTS-84-OGB2个以太网口,2个网口可工作在热备份或冷备份的工作模式下。

 

 

需注意的问题

 


  • 为进一步确保网络时间的稳定,建议将总部机选为GPS+北斗+恒温晶振型,地方机选为OSC(恒温晶振)型,这样各时间服务器一旦丢失信号,其内部的恒温晶振也能持续不断的提供标准的时间,恒温晶振的时间精度为-9,大约三十多年相差一秒。 


说明:

     时钟源均采用GPS信号,其时间可以保证同步;

     

     总部安装两台设备保证备份,地方以总部机为备份;

 

     设备内置网页,可随时查看时间服务器是否还在提供时间;

 

     二级系统如能连上主干网则不需其他任何设置,如不能连接,则需为该网络单独配一台时间服务器,

 

*次对时时需选择恰当的时间(zui好选择在没有业务发生的时候),以免因一些客户机时间瞬间调整过大而给您带来的麻烦。

 

时间服务器可同时响应的请求量为每秒2000次,若网络过大,网络设备过多,则可能需要为网络单独设置一台服务器主机。

 

授时软件

 

DNTS-84系列支持标准的NTP/SNTP 网络授时软件,任何网络设备如路由器,交换机,防火墙等都可以自动从DNTS-84系列上获取标准时间以保持时间同步。对于计算机根据不同的操作系统,授时采用的方式不同:

Win95/98/ME 操作系统不支持NTP 协议,需要安装NTP 客户端软件

Win2000/XP/2003/vista 操作系统自带NTP 协议,无需安装NTP 客户端软件Unix/Linux 操作系统自带NTP 协议,无需安装NTP 客户端软件

AIX/Solaris 操作系统自带NTP 协议,无需安装NTP 客户端软件

值得注意的是Windows 操作系统自带的NTP 授时功能对授时有所限制,如误差超过2小时不能授时,每隔8小时校准时间一次等。如用户对授时有更严格要求建议安装客户端软件。对于无法使用NTP 协议的操作系统或者网络设备,DNTS-84系列可提供ASCII 格式输出的基于UDP 的时间协议,用户可根据协议取得当前时间。DNTS-72系列还有一个RS232,一个RS485 时间输出端口,可用于给串口设备授时,授时协议为NMEA0183 格式。



 

:王

北京中新创科技有限公司

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