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la sincronización del reloj GPS con el análisis de error de reloj NTP sincronizado, permitiendo a los clientes para ajustar mejor sus relojes productos LED.
En una prueba de nuestro diseño del sistema, debido a los requisitos de sincronización de datos, las necesidades de nuestros clientes de reloj con GPS / NTP servidor NTP red de sincronización para sincronizar el reloj del sistema, para el sistema de prueba, entre varios analizadores por la interfaz óptica síncrona para cumplir la sincronización estricta, sincronización de tiempo de nosotros nivel. reloj pero permanece en servidor reivindicación NTP entre el sistema de prueba y otra sincronización del sistema, en los requisitos de sincronización no son particularmente altos en el caso, NTP sincronizados o GPS de sincronización de reloj se pueden utilizar para la sincronización entre múltiples sistemas, el GPS / NTP sincronización de reloj en error del sistema de análisis.
A, NTP / Protocolo general GPS
Red de Protocolo de Tiempo NTP (Network Time Protocol) es el principal desarrollador MOLINOS David L profesor de la Universidad de Delaware en los Estados Unidos diseñado para lograr, mediante el protocolo de tiempo, se desarrollaron ICMP mensaje de marca de tiempo y la opción IP Marca de tiempo. NTP para la sincronización de tiempo de un equipo cliente o servidor a otro servidor, utilice el modelo de distribución jerárquica de tiempo. Al configurar, NTP puede utilizar servidores redundantes y una pluralidad de rutas de red para obtener una alta precisión del tiempo y alta fiabilidad. Incluso en el caso de un cliente durante mucho tiempo no puede vincularse a un servidor de tiempo, proporcionar tiempo de alta precisión. aplicaciones prácticas, así como para asegurar la exactitud de la sencilla segunda clase de tiempo de red Protocolo SNTP (Simple Network Time Protocol). SNTP es un subconjunto de NTP, NTP utilizado principalmente que no requieren de precisión a una mayor complejidad de la implementación del cliente de sincronización de tiempo de red. protocolo SNTP ha reducido impacto en la latencia de red a prueba exacta, sin servidores redundantes y función de error de frecuencia de reloj de corrección.
El llamado protocolo de sincronización GPS, esto debería corregirlo "Acuerdo de GPS", la sincronización de los relojes GPS real a través de GPS único medio de tiempo de transmisión de datos, no una especie de "acuerdo". equipo general y dispositivos embebidos no hay indicadores claros de los requisitos de grado en términos del reloj, la precisión del reloj es solamente 10-4 a 10-5, cada día hasta el segundo diez o más posibles errores, si no se corrige a tiempo, error de tiempo acumulado no puede ser ignorada . Muchos procesos industriales requieren un control de alta precisión de tiempo, como por ejemplo: el sistema de energía del sistema de muchos supervisión de la computadora, el dispositivo de protección, sincronización de tiempo para un registro de fallos, etc. está dentro ms nivel.
ordenadores en red se sincronizan los relojes de manera más fácil es temporización de la red. Cuando la red se divide en WAN y LAN concedida tiempos Tiempos (regulación momento nos gustaría modo de sincronización de WAN GPS). Precisión de la temporización WAN normalmente hasta el nivel de 50 ms, pero a veces más de 500 ms, esto se debe a que cada camino a través del router puede no ser la misma. Ahora no hay mejor manera de tal error de tiempo de retardo de trayecto diferente completamente eliminado. camino enrutador de LAN no existe retrasos de tiempo, y por lo tanto la exactitud se puede mencionar temporización teóricamente sub-milisegundo. Ventanas incorporado en el servicio NTP, que es el más alto de la LAN sólo puede ser otorgado hasta 10 ms nivel de precisión. Por lo tanto, mejorar la precisión de la LAN se ha convertido en un problema urgente que hay que resolver cuando NTP concedida.
Dos, NTP / Principio de sincronización del reloj del GPS
NTP El modo de intervalo más típico es el modo cliente / servidor. Se muestra en la Figura 1, el cliente envía primero al servidor un paquete NTP, en el que el paquete contiene la marca de tiempo Tl dejando al cliente, cuando el servidor recibe el paquete, la marca de tiempo de llegada de paquetes llena secuencialmente, T2, los paquetes de dejar marca de tiempo T3, entonces el paquete se devuelve inmediatamente al cliente. El cliente recibe el paquete de respuesta, el tiempo de los registros sello T4 volvió paquete. El cliente puede ser calculada utilizando el tiempo de cuatro parámetros a cabo dos parámetros clave: NTP retardo de paquetes de ida y vuelta entre el desplazamiento de reloj T D y el cliente y el servidor. El cliente utiliza el reloj de desplazamiento para ajustar el reloj local, por lo que el tiempo es consistente con el servidor de tiempo. En comparación con el principio cuando NTP tiempo, reloj de sincronización GPS es una transmisión inalámbrica de la fecha de adquisición GPS de la estación base, la velocidad de transmisión de radio y el retraso es casi insignificante, gps para el reloj sólo como un "cliente" recibir "libre de errores "la información de tiempo puede ser.
Bajo el principio de diagrama de temporización 1 Client modo de NTP / Servidor
Figura 1: T1 NTP cliente envía una solicitud para el sello de tiempo (cliente tiempo como referencia); servidor T2 NTP recibe una solicitud de la marca de tiempo (tiempo de referencia en el servidor); servidor de solicitudes de marca de tiempo NTP respuesta T3 (tiempo servidor referencia); T4 clientes reciben el paquete de respuesta de las marcas de tiempo de hora NTP (referencia del cliente); t es el desplazamiento entre el servidor y el cliente de tiempo; D1 como el retardo de transmisión NTP paquete de solicitud, retardo de transferencia de paquete de respuesta d2 como el NTP , d es el tiempo de ida y vuelta de paquetes NTP. Ya son T1, T2, T3, T4, quiero tratar de ajustar el reloj de lado del cliente:
Supongamos NPT solicitudes y respuestas de retardo de transmisión de paquetes son iguales, es decir, d1 = d2, puede resolver para "
La fórmula (1), t puede expresarse como: t = (T2-T1) + d1 = (T2-T1) + d / 2 ................... .. de fórmula (3)
Como puede verse, t, d, T1, y el T3 diferencia, T4 relacionada únicamente con la diferencia T2, y, T3, independientemente de la diferencia T2, es decir, el tiempo requerido para que el resultado final independientemente del servidor procesa la solicitud. Por lo tanto, la lata cliente por T1, T2, T3, T4 la diferencia de tiempo t se calcula para ajustar el reloj local para lograr la sincronización cuando el tiempo se concede automáticamente.
En tercer lugar, la exactitud del análisis de tiempo NTP / GPS
GPS utiliza la sincronización inalámbrica, no se debe a la demora causada por un dispositivo externo, y por lo tanto una sincronización perfecta sincronización NTP GPS podemos ser visto como hay modo de sincronización de "error", pero debido al ambiente externo La sincronización GPS es relativamente grande (como una mala señal) y por lo tanto no se utiliza en los entornos de red TCP / IP / UDP, tales como en el campo, y mayores costos.
NTP estado de servicio de tiempo de la red entre la precisión y el servidor NTP sobre el usuario, dependiendo del grado de paquete de ruta de retardo de ida y vuelta simetría NTP, retardo de ida y vuelta de enrutamiento valor de asimetría no excede el retardo de red máxima. La fórmula (2) se asume solicita el paquete de NTP y las respuestas transmitidas por el retraso Internet iguales, es decir, el caso en el que d1 obtenida = d2 = d / 2, y en el d1 gama, d2 en (0 ... d) tiempo de habitaciones por la fórmula (3) puede determinar el error máximo concedido es de ± d / 2. retrasos en la red WAN generalmente entre 10 ms ~ 500 ms; área de retardos de la red de temporización local en un caso en el que el retardo de procesamiento núcleo del sistema operativo es generalmente menos de 1 ms.
NTP estado de servicio de tiempo de la red entre la precisión y el servidor NTP sobre el usuario, dependiendo del grado de paquete de ruta de retardo de ida y vuelta simetría NTP, retardo de ida y vuelta de enrutamiento valor de asimetría no excede el retardo de red máxima. La fórmula (2) se asume solicita el paquete de NTP y las respuestas transmitidas por el retraso Internet iguales, es decir, el caso en el que d1 obtenida = d2 = d / 2, y en el d1 gama, d2 en (0 ... d) tiempo de habitaciones por la fórmula (3) puede determinar el error máximo concedido es de ± d / 2. retrasos en la red WAN generalmente entre 10 ms ~ 500 ms; área de retardos de la red de temporización local en un caso en el que el retardo de procesamiento núcleo del sistema operativo es generalmente menos de 1 ms.
NTP asumió LAN retraso es inferior a 1 ms, el error es menos de 0,5 ms que se haya estimado teóricamente, sino para el sistema operativo Windows, incorporado en el cliente NTP y servicios NTP, no puede alcanzar esta precisión. Resolución reloj de Windows NTP debido a los diferentes sistemas operativos y hardware, por lo general varía resolución de reloj de 10 ms o 15 ms. sistema operativo basado en Windows, incorporado en la precisión de reloj de sincronización NTP hasta no más de 10 ms.
En cuarto lugar, el equipo basado en protocolo NTP reducir desvío de reloj (es decir, NTP ajustar el rendimiento del servidor)
Equipo de reloj sesgar el análisis: un PC común viene con dos fuentes de reloj: relojes de hardware y software (o el reloj del sistema). Si el reloj reloj de hardware o software es accionado por un oscilador de cristal de cuarzo, el oscilador de cristal de cuarzo por el número acumulado de pulsos de salida, en términos del tiempo. Por lo tanto, la exactitud de la precisión de la frecuencia de reloj de la computadora depende del cristal. Afectada por la temperatura, el voltaje, el envejecimiento y el chip, la frecuencia del oscilador pequeñas fluctuaciones de amplitud pueden ocurrir, que afecta a la frecuencia de la temperatura máxima del cristal. Debido a procesos y materiales, la misma línea de producción el mismo cristal de cuarzo de frecuencia nominal, que es diferente de la frecuencia real, la frecuencia real y la tasa de desviación de frecuencia nominal que varía de 10-4 y 10-9 orden de magnitud. 10-4 del orden de, por ejemplo, al menos error de reloj día 8.64s. Reloj es la principal desviación de frecuencia de reloj de la temporización de error acumulado a largo plazo, para mejorar el largo plazo precisión de temporización del reloj, la desviación de frecuencia de reloj para ser compensado.
NTP puede ser conectado en red ordenadores realización, se puede calibrar fácilmente la desviación de frecuencia de reloj. reloj del servidor NTP para un tiempo estándar, establecer la hora del servidor NTP cliente NTP es hora actual en un tiempo T0, después de un período de tiempo, el servidor NTP tiempo T0 + TSN, el tiempo de cliente NTP T0 + TCN. Debido a la desviación de frecuencia de reloj, TSN TCN y no es igual. Tcn NTP cliente de tiempo de desviación de frecuencia de reloj se multiplica por el coeficiente k era igual a TSN, es decir TSN = k × TCN, por lo k = TSN / TCN.
NTP puede ser conectado en red ordenadores realización, se puede calibrar fácilmente la desviación de frecuencia de reloj. reloj del servidor NTP para un tiempo estándar, establecer la hora del servidor NTP cliente NTP es hora actual en un tiempo T0, después de un período de tiempo, el servidor NTP tiempo T0 + TSN, el tiempo de cliente NTP T0 + TCN. Debido a la desviación de frecuencia de reloj, TSN TCN y no es igual. Tcn NTP cliente de tiempo de desviación de frecuencia de reloj se multiplica por el coeficiente k era igual a TSN, es decir TSN = k × TCN, por lo k = TSN / TCN.
Cualquier frecuencia de funcionamiento real del oscilador es inestable, pero en diferentes grados. Incluso si el oscilador de compensación de temperatura de cristal, dentro del rango de temperatura ordinaria (C 10 ℃ ~ 35 ℃) tiene un error de aproximadamente 5 x 10-7 ~ 2 × 10-6 a. La frecuencia real del cristal es más factores externos (temperatura, tensión, el envejecimiento, etc.) se cambia por el impacto. Por lo tanto, el coeficiente de desviación de frecuencia de reloj k no es constante. A intervalos regulares, cliente NTP quiere frecuencia de reloj factor de corrección de la desviación k, con el fin de garantizar la exactitud de temporización.
En quinto lugar, el método mejorado aún más cuando el reloj de temporización de precisión NTP
retraso LAN es relativamente grande debido a la marca de tiempo son generalmente un tope de la capa de aplicación. Para reducir el impacto del sistema operativo retardo de procesamiento del núcleo mejorado la precisión de tiempo cuando los paquetes de marca de hora NTP, T / NTP debe estar cerca del envío verdadero anfitrión / recepción de paquetes en el tiempo. Sin cambiar la condición de hardware, una posible solución es modificar el controlador de tarjeta de red, el paquete NTP grabación de envío / recepción de sello de tiempo para moverse desde el controlador de tarjeta de aplicación, el núcleo del sistema operativo puede eliminar la incertidumbre introducida por los retrasos de procesamiento de error. Este enfoque mejorado en gran medida la precisión de tiempo cuando NTP para mu s nivel en la LAN puede. Para reducir la deriva de frecuencia del oscilador debido a los efectos de la temperatura sobre la precisión del reloj, la deriva se puede compensar usando métodos digitales para mejorar el largo plazo precisión de temporización de reloj.
Resumen: GPS / NTP sistema automático sincronizado sincronización del reloj, GPS tiempo ya que no hay error de transmisión, el tiempo exacto, pero debido a que la transmisión de radio GPS es relativamente grande ambiente externo, que se utiliza comúnmente en el ambiente especial solicitud campo. NTP precisión de temporización de reloj cuando hay un error, pero el error puede controlar el nivel de la gama civil - dentro de un rango aceptable. Desviación de frecuencia de reloj y el reloj de baja resolución es la red principal zona certeza de tiempo NTP local no es alta.
