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K801北斗同步時鐘C型

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K801北斗同步時鐘C型采用精準的測頻與智能馴服算法,使振蕩器時間頻率信號與GPS衛星/北斗衛星/外部B碼時間基準保持精密同步。由于裝置輸出的1PPS等時間信號是內置振蕩器的分頻秒信號輸出,同步于GPS/北斗信號但并不受GPS/北斗秒脈沖信號跳變帶來的影響,相當于UTC時間基準的復現。

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       隨著計算機網絡的迅猛發展,網絡應用已經非常普遍,如電力、金融、通信、交通、廣電、安防、石化、冶金、水利、國防、醫療、教育、政府機關、IT等領域的網絡系統需要在大范圍保持計算機的時間同步和時間準確,但計算機的時間是根據電腦晶振以固定頻率震蕩而產生的,由于晶振的不同,會導致電腦時間積累誤差的產生。從業務影響角度講,因為時間的不統一,就無法推斷出業務具體發生時間。從安全影響角度講,所有設備(如視頻監控中的DVR)的日志必須反映準確的時間,因為時間的不統一,安全相關工具就會毫無用處。因此有一個好的標準時間校時器是非常必要的。為了適應這些領域對于時間越來越精密的要求,銳呈公司精心設計、自主研發了K系列NTP網絡時間服務器(K801GPS北斗雙模時鐘)。該裝置內置高精度GPS北斗二代授時模塊,以GPS/北斗信號為時間基準,內嵌流行的NTP-SERVER服務,以NTP/SNTP協議同步網絡中的所有計算機、服務器、DVR、控制器等設備,實現網絡時間統一。

       K801北斗同步時鐘C型(北斗授時服務器,NTP時鐘服務器,北斗網絡時鐘)組合選用高精度GPS 接收機/北斗二代接收機/外部B碼基準/NTP輸入,提供高可靠性、高冗余度的時間基準信號,并采用先進的時間頻率測控技術馴服晶振,使守時電路輸出的時間同步信號精密同步在GPS/北斗/外部B碼/NTP輸入時間基準上,輸出短期和長期穩定度都十分優良的高精度同步信號。

       采用精準的測頻與智能馴服算法,使振蕩器時間頻率信號與GPS衛星/北斗衛星/外部B碼時間基準保持精密同步。由于裝置輸出的1PPS等時間信號是內置振蕩器的分頻秒信號輸出,同步于GPS/北斗信號但并不受GPS/北斗秒脈沖信號跳變帶來的影響,相當于UTC時間基準的復現。采用了“智能學習算法”的GPS北斗時鐘,在馴服晶振過程中能夠不斷“學習”晶振的運行特性,并將這些參數存入板載存儲器中。當外部時間基準出現異?;虿豢捎脮r,裝置能夠自動切換到內部守時狀態,并依據板載存儲器中的參數對晶體振蕩器特性進行補償,使守時電路繼續提供高可靠性的時間信息輸出,同時避免了因晶體振蕩器老化造成的頻偏對守時指標的影響。

       采用表面貼裝技術生產,以高速芯片進行控制,無硬盤和風扇設計,具有精度高、穩定性好、功能強、無積累誤差、不受地域氣候等環境條件限制、性價比高、操作簡單、免維護等特點,適合無人值守。該設備是專門用于為整個網絡所有的服務器和終端設備提供授時和同步服務的高品質產品,已廣泛應用于電信、銀行、證券、電力、稅收、工業、商務以及國防等領域,為計算機網絡、計算機應用系統、信息系統、通信系統、流程控制管理、特種設備等提供精準的標準時間信號,*終可以為用戶大幅度的提高系統或設備的運行品質和管理品質。

       K801北斗同步時鐘C型為1U、19英寸標準機架式機箱,輸出接口有2路RS232串行信號,2路RS422/485串行信號,1路TTL脈沖信號,1-4路NTP/SNTP網絡對時信號。

 

的特點

1.時間精度高,達20nS。

2.守時精度高。裝置內部守時單元采用了先進的時間頻率測控技術與智能馴服算法,晶體選用高精度恒溫晶體振蕩器,使裝置守時準確度優于7*10-9(0.42μS/分鐘),即在外部時間基準異常的情況下,每天時鐘自走時誤差不超過0.6毫秒。如選配銣原子鐘,30年自走時誤差不會超過3毫秒。

3.雙CPU同時工作,32位CPU雙核處理器,性能極大提高。

4.支持單星授時模式,適用于收星效果不佳的情況(訂貨時須說明),有屋頂和貼窗天線可供選擇。

5.采用GPS/BD2雙系統精密授時,支持單GPS、單北斗、雙GPS、雙北斗、 GPS/北斗聯合授時多種授時方式,并可通過串口、面板菜單等途徑修改授時方式。

6.應用GPS授時技術/北斗二代授時技術/B碼解碼接收技術/NTP輸入/高穩晶體振蕩器守時技術授時,實現多基準冗余授時,能夠智能判別GPS信號、北斗信號、外部B碼、NTP輸入時間基準信號的穩定性和優劣,并提供多種時間基準配置方法。

7.具有多個物理隔離的相互獨立的10/100M網口(每個端口具有獨立的MAC地址),多個端口可以靈活的配置使用,可以用在不斷增長變化的網絡環境中;還可用于不同的子網或不同的物理隔離的網絡中。另外,還可用來作為NTP網管來使用,使多個物理隔離的網絡共享時間服務器資源。

8.可同時為幾十萬臺客戶端、服務器、工作站提供時間服務。

9.支持WINDOWS9X/NT/XP/2000/2003/2008/WINDOWS7、LINUX、UNIX、SUN SOLARIS、IBM AIX、HP-UX等操作系統及支持NTP協議的路由器、交換機、DVR、智能控制器等網絡設備。

10.嵌入式系統,無硬盤和風扇設計,防震設計,系統穩定可靠。

11.機箱經防磁處理,抗干擾能力強。

12.高品質的工業級元件,高水準的電氣設計,高密度集成的電路結構,使裝置擁有優異的電氣隔離和電磁屏蔽表現,整機無可調節器件,極大提高了裝置抗干擾性能與可靠性保障。

13.采用雙電源冗余供電,并選用高性能、寬范圍開關電源,工作穩定可靠,裝置電源供電自適應。(按訂貨技術協議配置,缺省為單電源。)

14. GPS/北斗接收天線重點考慮了防雷設計、穩定性設計、抗干擾設計, 信號接收可靠性高,不受地域條件和環境的限制。

15.裝置具有自復位能力,在因干擾造成裝置程序出錯時,能自動恢復正常工作。

16.裝置提供一路可編程的TTL脈沖信號(1PPS/1PPM/1PPH)供時鐘的準確度指標測試。

17.裝置有電源中斷告警、GPS/北斗失步告警、外部“B碼輸入”(后備時間基準)消失告警多路報警(繼電器空接點)信號輸出。

18.裝置前面板有“電源指示”燈、“秒脈沖指示” 燈、“GPS/北斗信號輸入” 燈、“B碼信號輸入” 燈、“B碼信號輸入異常” 燈多種工作狀態指示,便于運行值班人員的日常視察。

19.裝置不僅實現了板卡全兼容,還提供了豐富的信號接口資源和開放式特殊接口設計平臺,具備優異的兼容能力。裝置可提供多路脈沖信號(1PPS、1PPM、1PPH、事件,空接點、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光)、IRIB-B信號(TTL、422、232、AC、光)、DCF77信號(有源、無源)、時間報文(RS232、RS422/485、光)、NTP/PTP網絡時間信號,可以滿足不同設備的對時接口要求。

20.裝置可通過數碼管在線顯示GPS北斗衛星的收星個數,直觀反映裝置的同步狀況。

21.完善的北斗和GPS信號的性能監測,自動或手動選擇主用衛星信號。支持本地和遠程網管,通過WEB方式對設備進行遠程管理,完成對設備的衛星接收狀況、設備工作狀態、參數設置等信息進行管理。

22.脈沖、串口信號輸出可編程,按鍵設置,操作方便。

23.架裝式結構,1U、19”標準機箱,安裝方便。

 

的技術指標

1.運行條件

1)裝置環境條件

工作溫度:-200C~+700C;

貯存溫度:-400C~+850C;

濕度:<95%。

2)電源

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

直流供電:220V±20%或110V±20%;

裝置電源供電自適應。 

3)抗干擾

在雷擊過電壓、一次回路操作、開關場故障、二次回路操作及其它強干擾作用下,裝置不誤動作。

 

2.技術參數

1) GPS/北斗接收天線

頻率:B1&L1;

阻抗:50Ω;

增益:42dB±2dB;(不含電纜)

噪聲系數:≤2.2dB;

駐波比:≤2.0;

極化方式:右旋極化;

外接電纜:RG-58/U

連接器:BNC-J

防浪涌抗擾度性能:IEC61000-4-5標準 10kV;

工作溫度:-45℃~+85℃;  

貯存溫度:-50℃~+90℃;

濕度:100%,結露,全防水;

天線體積:φ106mm×121mm。

2)GPS/北斗二代信號接收器

授時模式

定位授時(支持單系統獨立授時、雙系統聯合授時)

靜態授時(用戶輸入位置)

單星授時

通道:192通道

授時精度:1PPS優于20nS( 1σ)。

內部電池:電池類型:鋰電池;電池壽命:≮25000h。

GPS接收器

接收頻率(GPS L1):1575.42MHz(L1信號)。

接收靈敏度:捕獲<-160dBW,跟蹤<-163dBW。

同時跟蹤:正常狀態下可同時跟蹤8~16顆GPS衛星;

                 裝置冷啟動時不小于4顆衛星;

                 裝置熱啟動時不小于1顆衛星。

捕獲時間:裝置冷啟動時,<2min;裝置熱啟動時,<20s。

北斗二代接收器

接收頻率(BD2 B1 ):1561.098±4MHz。

接收機靈敏度:-157.6dBW;

*定位時間(TTFF):冷啟動:35s,熱啟動:1s,失鎖重捕獲:<1s;

定位數據更新率:1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz可選;

定位精度(RMS):3m,三維;

速度精度(RMS):0.1m/s;

3)時間保持單元守時精度:時間保持單元晶體振蕩器選用OCXO,守時精度優于7*10-9(0.42μS/min)。如選用銣原子鐘,守時精度優于1μS/24小時。

4)功耗:≤20W。

5)平均*間隔時間(MTBF)≥150000小時;平均維修時間(MTTR):一般不大于30分,使用壽命不少于20年。正常使用條件下無須維護。

6)輸出時間與協調世界時(UTC)時間同步準確度:≤20nS。

7)時間同步信號接口:

1PPS/PPM/PPH脈沖信號:(TTL電平) 準時沿:下降沿,下降時間≤10nS; 

                                                                               下降沿的時間準確度≤20nS;     

                                                                                脈沖寬度:200mS;         

                                                                                輸出阻抗:50Ω;

時間報文:   

A.通訊波特率: 1200、2400、4800、9600可選。

B.數據格式:數據位8位,一位起始位,一位停止位,異或非校驗,校驗幀頭<T>之后校驗字節之前的時間數據。 

C.信息格式: 每秒發送一次,格式為: 

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

       例如:現在是2014年9月29號09點42分01秒,GPS衛星數8顆,北斗衛星數0顆,當前為東8區,則發送信息格式為: ST09420129092014G08B00GMT28h<8Eh>A 

       如裝置衛星失去同步, 則串口的信息格式里將不出現<S>,即以<T>為楨頭的格式表示輸出的信息未經同步,以<S><T>為楨頭的格式表示輸出的信息為衛星同步后的標準時間。

       另外,可根據客戶要求訂制特殊規約。                   

D. 準確度:≤0.2mS。  

NTP協議時間:

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

網絡接口:10/100M自適應以太網接口,RJ-45;

吞吐量:滿足每秒10000次時間請求;

授時記錄:保存*新300條;

時間準確度:

每秒NTP請求量

時間標識精度

可處理用戶終端請求量

0~1200

0.2~10ms

48,000

1200~2400

10~100ms

96,000

8)重量:2.6kg。

9)外形尺寸:本裝置為架裝式結構,高度1U、寬度19”標準機箱,具體外形尺寸如圖所示: 

 圖 K801外形尺寸圖

 

的網絡對時方案

方案1:局域網單臺GPS北斗雙模時鐘的時間同步

       時鐘裝置以接收到的GPS/北斗衛星信號(串口+1PPS)為時間源,通過NTP/SNTP協議同步網絡中的所有計算機、路由器、交換機、智能控制器等設備,實現網絡授時。大部分操作系統都自帶NTP服務,只需做一下設置即可。我公司也提供NTP客戶端軟件,安裝運行也可實現同步。

 

圖  NTP網絡授時示意圖

 

方案2:局域網兩臺GPS北斗雙模時鐘冗余的時間同步

       全網配置一套時間同步系統,由兩臺K801GPS北斗雙模時鐘、交換機、網絡和客戶端組成。兩臺K801GPS北斗雙模時鐘放置在機房交換機機柜中,以NTP 協議方式向全網的客戶端授時。兩臺K801GPS北斗雙模時鐘以冗余熱備模式工作,提高了系統的可靠性。系統結構圖如下:

 

圖 局域網兩臺GPS北斗雙模時鐘冗余的時間同步系統圖

 

       兩臺K801GPS北斗雙模時鐘互為熱備,GPS北斗雙模時鐘1作為主時間服務器,GPS北斗雙模時鐘2作為備用時間服務器。當主時間服務器的GPS/北斗信號接收單元發生故障時,自動切換至備用時間服務器的GPS/北斗信號接收單元接收到的時間基準信號,從而保證系統的可靠性。當主時間服務器的GPS/北斗信號接收單元恢復正常后,該主時間服務器自動切換回正常工作狀態。

       當兩臺K801GPS北斗雙模時鐘都接收不到兩路外部時間基準信號時,切換到內部守時,仍能保證輸出較高精度的時間信息;當外部時間基準信號接收恢復時,自動切換回接收外部時間基準信號的工作狀態。

       兩臺K801GPS北斗雙模時鐘的RJ45口分別接到交換機上,各分配一個IP地址,如GPS北斗雙模時鐘1的IP地址為IP1, GPS北斗雙模時鐘2的IP地址為IP2,則兩個IP地址就作為網內的標準時間服務器地址??蛻舳薖C機可使用操作系統自帶NTP服務,也可使用我公司提供的客戶端軟件。本軟件可輸入兩臺GPS北斗雙模時鐘的IP地址, IP1地址作為主地址,IP2地址作為備用地址,當客戶端因某些原因無法從主地址獲取時間信息時,則自動從備用地址獲取時間信息。

       另外,兩臺GPS北斗雙模時鐘的兩個網口也可以綁定為同一個IP, GPS北斗雙模時鐘之間通過數據通信線進行通訊。主時間服務器正常運行時,本身網口開放,同時通知備用時間服務器的網口關閉,當主時間服務器外部時間源異?;蜓b置異常,則關閉本身網口,同時通知備用時間服務器打開其網口。當主時間服務器恢復正常狀態時,系統切換回正常工作狀態。

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