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顧客はより良い製品をLEDの彼らの時計を調整することができNTP同期したクロックエラー解析とGPSのクロック同期、。
データ同期の要件のために、当社のシステム設計のテストでは、GPS / NTPネットワーク同期NTPサーバとお客様の時計のニーズは、複数のアナライザの中で、テスト・システムのために、システムクロックを同期させます同期光インタフェースによって厳しい同期、米国のタイミング同期レベルを満たすために。しかし、同期要件の試験システムと他のシステムの同期の間に請求NTPサーバに残るが、特に高い場合には、NTP同期していないクロックまたはGPSクロック同期は、GPS / NTPクロック同期に複数のシステム間の同期のために使用することができます分析システムエラー。
A、NTP / GPSプロトコルの概要
ネットワークタイムプロトコルNTP（ネットワークタイムプロトコル）プロトコル、ICMPタイムスタンプメッセージやIPタイムスタンプオプションが進化している時間によって、達成するために設計された、米国のデラウェア大学のメイン開発者MILLSデビッド・Lの教授です。別のサーバーへのコンピュータのクライアントまたはサーバの時刻同期のためのNTPは、階層的な時間配分モデルを使用しています。設定する場合、NTPは、高い時間精度と高い信頼性を得るために、冗長サーバとネットワーク経路の複数を利用することができます。でも、長い時間のためのクライアントの場合には、まだ非常に正確な時間を提供し、タイムサーバにリンクすることはできません。シンプルな二級ネットワークタイムプロトコルSNTP（簡易ネットワークタイムプロトコル）の精度を確保するための実用的なアプリケーションと同様に。SNTPは、ネットワークの時刻同期クライアントの高い実装の複雑で精度を必要としない、主に使用さNTP、NTPのサブセットです。SNTPプロトコルは、冗長サーバと補正クロック周波数誤差関数なしで、ネットワークレイテンシの正確な校正の影響が低減されています。
いわゆるGPS同期プロトコル、これは「GPS協定」、データ伝送時間ではなく、いくつかの種類の唯一の手段でGPSを使用して、実際のGPSクロック同期修正する必要があり、「合意を。」時間内に修正されていない場合は、一般的なコンピュータおよびクロックの観点から組み込み機器度の要件の明確な指標は、クロック精度が唯一10-4 10-5にある、10秒以上の可能なエラーにそれぞれの日までは、累積時間誤差は無視することはできません。多くのコンピュータの監視システム、保護装置、故障記録のための時間同期などの電力システムレベルミリ秒の範囲内である：多くの工業プロセスは、以下のような時間の高精度な制御を必要とします。
ネットワーク上のコンピュータは、最も簡単な方法は、ネットワークのタイミングにあるクロックを同期させます。ネットワークは、WANおよびLAN付与されたタイミングタイミング（私たちはWAN GPSタイミング・モードに希望のタイミング規制）に分割されている場合。タイミング精度は、50ミリ秒レベルに通常最大WAN、時にはそれ以上の500ミリ秒よりもルータを通る各パスは同じではないかもしれないので、これがあります。今完全に排除など異なるパス遅延時間の誤差に良い方法はありません。LANルータパスは、タイミング遅延が存在しないので、精度は、理論的には、サブミリ秒タイミングを挙げることができます。Windowsは、内蔵のLANで最も高いNTPサービスのみ10msの精度レベルまで付与することができます。そのため、LANの精度を向上させることがNTPが付与された際に解決すべき緊急の課題となっています。
二、NTP / GPSクロックタイミング原理
NTP最も典型的なタイミング・モードでは、クライアント/サーバーモードです。図1に示すように、クライアントはまず、サーバへのNTPパケットを送信するパケットは、サーバがパケットを受信したクライアントを残すタイムスタンプTlのを含み、パケット到着タイムスタンプを順次充填し、T2、パケット休暇タイムスタンプT3は、そのパケットは、クライアントにすぐに返されます。応答パケットを受信したクライアントは、タイムスタンプT4は、返されたパッケージを記録します。T dと、クライアントとサーバーのクロックオフセットの間でNTPパケットの往復遅延時間：クライアントは、二つの重要なパラメータうちの4つのパラメーターの時間を用いて算出することができます。時間は、タイムサーバと一致しているように、クライアントは、ローカルクロックを調整するクロックオフセットを使用しています。NTPタイミングは、GPSタイミングクロックは、取得日の無線伝送は、基地局は、GPSである原理に比べて、無線伝送速度や遅延は、ほとんど無視できるだけ「エラーフリーを受信し、「クライアント」としてクロックのためのGPS 「時間情報をすることができます。
NTPタイミング図1のクライアント/サーバ・モードの原則の下で
図1：T1 NTPクライアントは、タイムスタンプ（基準として時間顧客）の要求を送信し、T2 NTPサーバは、タイムスタンプ（サーバにおける時間基準）の要求を受信し、T3のタイムスタンプ要求応答NTPサーバ（サーバ・タイム参照）; T4顧客は返信パケットがNTP（顧客基準時間）タイムスタンプを受信し、Tは、サーバとクライアントとの間の時間オフセットであり、D1 NTP要求パケット送信遅延、NTPなどのD2応答パケット転送遅延として、DはNTPパケット往復時間です。すでにT1、T2、T3、T4、tはクロック顧客側を調整しようとする場合、次のとおりです。
「NPTパケット伝送遅延要求および応答、すなわち、D1 = D2、あなたが解決することができ、同じであると仮定
式（1）、Tは以下のように表すことができる：T =（T2-T1）+ D1 =（T2-T1）+ D / 2 ................... ..式（3）の
T、D、T1、及び差分T3見ることができ、T4は、差分T2にのみ関連し、そして、拘わらず差T2のT3は、すなわち、最終的な結果のために必要な時間に関係なく、サーバーの要求を処理します。T1、T2、T3、T4差tは、時間が自動的に付与されたときに、同期を達成するために、ローカルクロックを調整するように計算された時間によってこのため、クライアントができます。
第三に、タイミング解析NTP / GPSの精度
GPSが使用する無線外部装置による遅延に起因するタイミングではなく、従って、精密タイミングNTPタイミングは、我々はないタイミングモード「エラー」として見ることができるGPSが、外部環境に起因するタイミングは、（例えば、悪い信号のような）比較的大きいGPSしたがって、それは、TCP / IP / UDPネットワーク、フィールドのような環境、そして高いコストで使用されていません。
ユーザーに関する精度とNTPサーバとの間のNTPネットワーク・タイム・サービスのステータス、対称NTPパケット往復遅延経路の程度に応じて、アシンメトリ値をルーティングするラウンドトリップ遅延は、最大ネットワーク遅延を超えません。式（2）、すなわち、インターネットを介して伝送遅延NTPパケット要求と応答が等しいと仮定D1 = D2 = D / 2で得られた、及び範囲D1内の場合、（0 ... D）におけるD2れます最大許可されたエラーを決定することができる式（3）によって部屋時間は±D / 2です。オペレーティング・システム・カーネルの処理遅延は、通常、以下の1ms未満である場合には、ローカルエリアネットワーク遅延タイミング;一般に10ミリ秒〜500ミリ秒の間のWANネットワーク遅延。
ユーザーに関する精度とNTPサーバとの間のNTPネットワーク・タイム・サービスのステータス、対称NTPパケット往復遅延経路の程度に応じて、アシンメトリ値をルーティングするラウンドトリップ遅延は、最大ネットワーク遅延を超えません。式（2）、すなわち、インターネットを介して伝送遅延NTPパケット要求と応答が等しいと仮定D1 = D2 = D / 2で得られた、及び範囲D1内の場合、（0 ... D）におけるD2れます最大許可されたエラーを決定することができる式（3）によって部屋時間は±D / 2です。オペレーティング・システム・カーネルの処理遅延は、通常、以下の1ms未満である場合には、ローカルエリアネットワーク遅延タイミング;一般に10ミリ秒〜500ミリ秒の間のWANネットワーク遅延。
NTPは、理論的に付与されたときにエラーが少ない0.5msのよりも、LAN遅延が少ない1ミリ秒未満であると仮定が、Windowsオペレーティングシステム用に、ビルトインNTPクライアントとNTPサービスを、この精度を達成することはできません。異なるオペレーティングシステムとハードウェアの異なるが、10ミリ秒または15ミリ秒の通常クロック解決方法Windows NTPクロックの分解能。ビルトインNTPタイミングクロック精度アップなし以上10ミリ秒以下に、Windowsベースのオペレーティングシステム、。
第四に、NTPプロトコルベースのコンピュータは、クロック・スキュー（すなわち、サーバのパフォーマンスチューニングNTP）を低減します
コンピュータ解析クロックスキュー：一般的なPCは、2つのクロック・ソースが付属しています：ハードウェアとソフトウェアクロック（システムクロック）。ハードウェア・クロック又はソフトウェアクロックは、時間的に水晶発振器、出力パルスの累積数によって水晶発振器によって駆動されているかどうか。そのため、コンピュータのクロック周波数精度の正確さは、結晶に依存します。温度、電圧、エージング及びチップの影響を受け、発振周波数の小振幅変動は、結晶の最大温度の周波数に影響を与える、起こり得ます。プロセスおよび材料、同じ生産ライン実際の周波数、実際の周波数および10-4から10-9の大きさのオーダーの範囲の公称周波数偏差率とは異なる同じ公称周波数水晶、に起因します。、例えば、少なくとも8.64s日クロックエラーのために10-4。クロック長期クロックタイミングの精度を向上させる長期累積誤差のタイミングのメインクロックの周波数偏差であり、クロック周波数偏差を補償することができます。
NTPは、ネットワーク上のコンピュータの実施の形態とすることができる容易クロック周波数偏差を較正することができます。NTPクライアントNTPサーバの時刻を設定する標準時間にNTPサーバのクロックは、一定期間後に、時間T0でNTPサーバーの時刻T0 + TSN、NTPクライアントの時刻T0 + TCN現在の時刻です。クロック周波数偏差、TSN TCNと等しくないによる。TCN NTPタイムクライアントのクロック周波数偏差を係数kにより乗算されるので、= TSN / TCNをK、= K×TCNすなわちTSN、TSNに等しかったです。
NTPは、ネットワーク上のコンピュータの実施の形態とすることができる容易クロック周波数偏差を較正することができます。NTPクライアントNTPサーバの時刻を設定する標準時間にNTPサーバのクロックは、一定期間後に、時間T0でNTPサーバーの時刻T0 + TSN、NTPクライアントの時刻T0 + TCN現在の時刻です。クロック周波数偏差、TSN TCNと等しくないによる。TCN NTPタイムクライアントのクロック周波数偏差を係数kにより乗算されるので、= TSN / TCNをK、= K×TCNすなわちTSN、TSNに等しかったです。
発振器の任意の実際の動作周波数が不安定であるが、様々な程度に。常温の範囲内の温度補償型水晶発振器、（C 10℃〜35℃）に10 -6×2〜10-7×5程度の誤差があっても。結晶の実際の周波数は、衝撃によって変化する複数の外部要因（温度、電圧、等、老化）です。したがって、クロック周波数偏差係数kは一定ではありません。定期的に、NTPクライアントは、タイミング精度を確保するために、クロック周波数偏差補正係数kを望んでいます。
第五に、クロックタイミングの精度をさらに向上させる方法NTP
タイムスタンプに、一般的にアプリケーション層でキャップされているためLAN遅延が比較的大きいです。NTP、T / NTPタイムスタンプパケットが近い実ホスト送信するようにすべきとき、オペレーティングシステムカーネル処理遅延改善タイミング精度の影響を低減するために/時間でパケットを受信します。ハードウェアの状態を変更することなく、可能な解決策は、記録NTPパケットがアプリケーションカードドライバから移動するためにタイムスタンプを送信/受信は、ネットワークカードのドライバを変更することで、オペレーティングシステムのカーネルは、処理遅延によって導入された不確実性を排除することができますエラー。LAN缶にマイクロ秒レベルに対するこのアプローチ大幅に改善タイミング精度NTP。クロック精度に温度の影響に発振器周波数ドリフトを低減するために、ドリフトは、長期のクロックタイミングの精度を向上させるためにデジタル方法を使用して補償することができます。
概要：GPS / NTP同期したクロックタイミング自動システムは、無伝送エラー、正確な時刻以降にタイミングをGPSが、GPSの無線伝送は、一般的に、特別な要求フィールド環境で使用される比較的大きな外部環境であるため。NTPクロックタイミングの精度は、エラーがある場合、エラーは民事範囲のレベルを制御することができる - 許容範囲内。クロック周波数偏差と低分解能クロックは、メイン・ローカル・エリア・ネットワークNTPタイミング精度が高くないからです。
