时钟服务器是一款高精度时钟产品,结合数字子钟组成子母钟系统,主要应用于要求有统一的时间进行生产、调度的单位,如:地铁、有轨电车、体育馆、医院、大型火车站、飞机场等。产品可支持IEEE1588v2协议,在轨道交通应用中采用PTP方式进行一级、二级母钟之间的时间同步,提高了时钟系统的整体精度。
1.母钟机构采用独立3U(接口扩展箱1U),19英寸设计
2.无源总线背板,多重冗余设计(电源、钟卡),系统可靠性高
3.支持双路GPS、北斗卫星源输入;支持RS422,PPS+TOD,NTP和PTP(可选)等信号输入●所有板卡均支持热插拔,方便维护
4.FPGA守时算法,守时能力
5.主备无缝切换
6.本地维护软件或网管平台,可视化配置管理设备
时钟服务器工作原理可分为四个关键环节:
1. 时间源获取:原子钟与卫星信号的融合
时钟服务器通常通过接收GPS、北斗等卫星导航系统的原子钟信号,或直接连接本地铯原子钟/氢原子钟获取原始时间数据。卫星信号提供微秒级精度,而本地原子钟可在信号中断时维持短时高稳定性,形成双重保障。
2. 同步算法优化:NTP与PTP的差异化应用
针对不同场景,时钟服务器采用NTP(网络时间协议)或PTP(精确时间协议,IEEE 1588)。NTP适用于广域网,通过多级校时将误差控制在毫秒级;而PTP专为局域网设计,借助硬件时间戳和主从时钟机制,可实现纳秒级同步精度,满足工业自动化、高频交易等严苛需求。
3. 网络延迟补偿:双向时间戳与滤波技术
时钟服务器通过计算数据包的往返时间(RTT),动态修正传输延迟。例如,在金融交易系统中,服务器会采用Kalman滤波算法,预测并抵消网络抖动带来的时间偏差,确保时间戳的可信。
4. 冗余与容灾设计:多主时钟热备架构
为防止单点故障,时钟服务器部署多主时钟冗余系统。当主时钟信号异常时,备用时钟可在10毫秒内无缝切换,保障电力调度、轨道交通等关键领域零中断运行。