GPS时钟在首钢全厂技术应用

         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*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2台DNTS-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-OGB有2个10/100M 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。2台DNTS-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*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2台DNTS-84-OGB互为备份。DNTS-84-OGB有2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（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