統一時鐘系統

本文根據統一時鐘系統的一些常規應用案例，主要闡述了統一時鐘系統的主要功能和實現意義，同時對統一時鐘系統在不同應用案例中的側重點和注意事項做了簡單的說明，方便用戶對統一時鐘系統選擇和理解性的偏差問題。

統一時鐘系統的基本功能是將某個特定系統中客戶端的時鐘信息達到可控范圍內的統一時間標準，其時間誤差標準首先取決于統一時鐘系統的時間基準源接收標準時間信息的精度，其次取決于統一時鐘系統的標準時鐘源和客戶端之間時間統一的時間協議精度和固件誤差值。

統一時鐘系統在某些項目參數中會提到一個守時精度，標準時鐘源的守時精度和其內部時鐘源基準密切相關，如恒溫晶振，銣原子鐘等內部時鐘源在外部有效時間源失效的情況下，保持一個比較高的準確度，繼續維持統一時鐘系統內部的時間統一走時問題。同時在統一時鐘系統的客戶端中也存在時鐘源的問題，客戶端設備和主發送時鐘之間由于會相差一秒，一分鐘或更長時間的時間間隔同步問題，如客戶端設備內部時鐘源太差，則會在短時間內產生一個時間漂移，這種一般發生在計算機或監控設備中，客戶可根據設備要求的準確度設置統一時鐘系統客戶端和標準時鐘源同步的時間間隔。 

統一時鐘系統的標準時鐘源選擇時一般需要考慮時間源信號即時鐘源設備的輸入信號，同時需考慮到客戶端設備可接收的授時方式即時鐘源設備的輸出信號。首先我們大概講一下統一時鐘系統中標準時鐘源的輸入信號選擇部分，一般我們對這塊分為兩種系統來闡述，一種是獨立的系統應用即一套原先不具備時鐘統一功能的系統對統一時鐘系統的引入，另一種是已經配備有時鐘設備的系統需要擴展時鐘引入到原有時鐘系統中，完善系統的時鐘統一功能。

對統一時鐘系統時鐘源兩種方式下我們分別做一個簡單的說明，首先對新入的統一時鐘系統一般需要獨立的時間源存在，比如GNSS衛星信號包括但不局限于GPS北斗等其他衛星信號，CDMA基站信號，4G物聯網信號，5G基站信號，公共網絡授時域名地址等都可以用于獨立授時的時鐘源設備。統一時鐘系統目前的獨立時間基準源為北斗GPS衛星信號，精度高，使用穩定，無后續費用，且使用沒有局限性，這個也是市場上主推的時鐘源基準。其他關于CDMA，4G，5G需要考慮到基站的問題，比如CDMA基站信號存續時間等問題，還需考慮具體的使用場合和要求來選擇，并不是所有的地方都適用。對于公共網絡授時域名地址一般指具有精準標準時間信息的單位對外發出的網絡時間地址，像國家授時中心對外的域名ntp.ntsc.ac，同步天下對外的域名time.syn029對可以連接外網的設備都是可以直接用的。

對統一時鐘系統中擴展時鐘的時鐘源引入，主要由原有統一時鐘系統的時鐘輸出方式決定，這塊的選擇和我們接下來要講到的統一時鐘系統的時間授時方式也就是輸出是一樣的。統一時鐘系統常用的授時方式主要分為網絡授時信號和總線授時信號，網絡授時信號主要分為NTP網絡授時和PTP高精度網絡授時，其中NTP網絡授時信號可以用在我們日常的計算機，視頻監控，網絡信息自動化等常用的系統中，都是可以*匹配的，其精度協議定義為毫秒級，滿足目前工業化應用的基本要求。PTP高精度網絡授時信號即使用IEEE1588精確時間協議來完成時間統一服務，關于PTP同步的方式一般需要確定客戶端是否能支持PTP協議，因為我們常規使用的設備設備大多都是以NTP協議為準，滿足PTP協議的設備通常是一些專用設備，所以在選用網絡授時的時候，不能只考慮授時精度高的授時方式，還需要考慮到客戶端設備可滿足的對時協議。關于網絡授時這一塊，主要是通過NTP和PTP這兩種呈現方式，同時在原有時鐘的基礎上如果有這兩種信號，擴展時鐘可以選擇接收這兩種授時信號作為標準時間源，在NTP和PTP時鐘源同時存在的情況下，建議選擇PTP作為時鐘源，可以獲得更高的時間精度。

統一時鐘系統的授時方式總線授時主要是指RS232/485/422,IRIG-B碼（DC/AC）等對時方式，這種授時方式一般應用于工程系統上使用，IRIG-B碼在電力上使用比較多，因其傳輸精度高，使用方便，現在也應用于航天航空電子自動化等更多行業。對于RS232等信號一般屬于串行總線輸出，可以直接給一些精度要求不高的工業設備提供時間服務。對精度比較高的設備，串行輸入一般結合1PPS脈沖信號來使用，這種授時方式叫做綜合授時，通過1PPS標記串行時刻來達到比較高的精度。在擴展時鐘源中選擇IRIG-B碼的方式作為時鐘源的場合應用比較多，一般擴展時鐘根據輸出方式的具體要求來選擇合適的型號。

統一時鐘系統的輸出和輸入除了做一些時間信息的傳遞之外，還會輸入輸出一些頻率空節點等信號，比如1MHz/10MHz/100MHz/1PPS/1PPH/1PPM等輸出信號，用在統一時鐘系統的一些節點或觸發等使用，這一塊需結合具體的項目來判斷選擇。

以上是我們關于統一時鐘系統中標準時鐘源和輸出授時信號的一些說明，其涵蓋內容也是我們在統一時鐘系統選擇中的主要考慮到的一些問題，用戶在對這一塊簡單的應用只需要確定輸入信號和輸出信號，以及某些場合需要考慮的內部時鐘源即可，關于頻率信號可按照頻點準確度等來確定。