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    技術文章

    論GPS衛星授時在互聯網時間同步的重要性
    發布時間:2021-06-16 09:39 瀏覽次數:

      在互聯網上,一般的計算機和互聯設備在時間穩定度方面的設計上沒有明確的指標要求。這些設備的時鐘振蕩器工作在不受校對的自由振蕩的狀況。由于溫度變化、電磁干擾、振蕩器老化和生產調試等原因,時鐘的振蕩頻率和標準頻率之間存在一些誤差。按誤差的來源、現象和結果可以按固有的或者外來的、短期的或者長期的、以及隨機的或者固定的等進行分類。這些誤差初看來似乎微不足道,而在長期積累后會產生相當大的影響。假設一臺計算機服務器設備采用了精確度相當高的RTC時鐘,設其精確度為0.001%,那么它在一秒中產生的偏差只是10微秒,一天產生的時間偏差接近1秒,而運行一年后則誤差將大于5分鐘。必須指出,一般互聯網設備的時鐘精確度遠低于這個指標。設備的時間校準往往取決于使用者的習慣,手段常為參照自選的標準進行手工設定。 

    因此,采用GPS全球衛星定位導航系統或北斗全球衛星定位導航系統進行授時,是目前世界上通用的主流的時間校準方式,GPS時鐘系統的建立非常簡單,且實用,只需在室外開闊地帶,架設GPS衛星接收天線即可,核心的時鐘系統(NTP時間服務器或母鐘、基準時鐘)安裝在機房內,接通電源后,通過GPS天線提供5V供電到GPS衛星接收器(俗稱:蘑菇頭),蘑菇頭內置的衛星信號搜索模塊立即開始搜尋GPS衛星或北斗衛星信號,二者的通訊方式為射頻進行,因此衛星的時間信號會非??焖?、精確的傳輸到NTP時間服務器中,NTP時間器對接收到衛星信號進行分析、比對,做出判斷后,認為衛星時間信號正確、可靠后,客戶端會定期訪問NTP時間服務器的授時端口,NTP時間服務器則通過10/100/1000M自適應以太網將標準時間信號以NTP網絡協議傳輸到局域網內,從而實現了對局域網內網絡終端設備的校時。

    論GPS衛星授時在互聯網時間同步的重要性

      在互聯網上進行時間同步具有重要意義,互聯網起源于軍事用途明顯的ARPA網。在軍事應用領域,時間從來就是一個非常重要的考慮因素。對于互聯網的時間同步和NTP網絡協議的研究,就是在美國國防部的資助下啟動和進行的。

    隨著互聯網的發展和延伸到社會的各個方面,在其他的領域對時間同步也提出了多種要求,例如各種實時的網上交易、制造過程控制、通信網絡的時間配置、網絡安全性設計、分布性的網絡計算和處理、交通航班航路管理以及數據庫文件管理和呼叫記錄等多種涉及時間戳的應用,都需要精確、可靠和公認的時間。

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