时间同步系统工程培训手册.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 版本号 版本号 1 0 0 通讯技术有限公司通讯技术有限公司 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 前 言 本安装维护手册是为了时间同步系统工程技术人员或系统维护人员更快的掌握时间同步系 统的安装 调试及维护时间同步系统而编写 本手册内容主要针对信息通信技术有限公司时间 同步系统 2 4 版软件及四川时间同步工程安装及系统日常维护工作进行指导 本手册根据以下资料编写 四川省电信 同步工程需求 V3040108 同步技术规范书 V3040108 我公司 LZD X2000 时间同步系统 时间同步系统工程施工方案 本手册适用对象 LZD X2000系统开通的工程技术人员和局方时间同步网管维护人员 适用的范围 信息通信技术有限公司对本手册内容有解释权 信息通信技术有限公司心随时可能对本手 册中的印刷错误 不准确的最新信息进行必要的改进和更改 或对系统的软 硬件版本进行升 级或更新 系统升级 改进等对本期工程进行改动的相关情况 不在此手册内容之列 以最新 的软 硬件版本为准 但是 所有这些更改都将纳入本手册的新版本中 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 目 录 第一部分 系统概述 4 1 缩略语 4 2 时间同步概念 4 3 时间同步技术 5 第二部分 时间同步系统的工作原理及安装 9 1 LZD X2000 系统原理和组成 9 1 1 时间同步建设的必要性 9 1 2 系统实现原理 10 1 3 LZD X2000 时间同步系统的关键技术 12 1 4 系统硬件结构 13 2 四川电信时间同步系统组网方案概述 15 2 1 系统组网结构 16 2 2 模块说明 16 2 3 四川电信时间同步系统硬件设备安装说明 17 2 4 时间同步系统时统卡的安装说明 21 第三部分 时间同步系统二级时间服务器软件的安装及维护 28 2 1 二级时间服务器软件的安装 28 2 2 二级时间服务器时统卡软件的设置说明 28 第四部分 时间同步系统前置机操作说明 32 3 1 操作员管理 34 3 2 计费时钟偏差告警设置 35 3 3 管理 36 3 4 日志管理 42 3 5 系统状态提示 43 3 6 退出系统 43 第五部分 告警服务模块的安装使用说明 44 第六部分 时间同步系统管理台的安装与维护 46 5 1 时间同步系统管理台的安装 46 5 2 时间同步系统管理台软件用户手册 53 附录 A LZD X2000 时间同步系统常见故障的处理 65 附录 B 秒及闰秒的定义 66 附录 C 客户端时间服务单元的基本功能要求 68 附录 D IRIG B 接口描述 71 附录 E 售后服务流程 72 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第一部分 系统概述 1 缩略语 1PPS1 Pulse per Second 秒脉冲 ACTSAutomated Computer Time Service自动计算机时间服务 DCLSDC Level Shift直流电平携带码 DCNData Communications Network数据通信网 DTSdigital time stamp service数字时间戳服务 IRIGInter Range Instrumentation Group国际仪表组织 LPRLocal Primary Reference区域基准时钟 NTPNetwork Time Protocol网络时间协议 PRCPrimary Reference Clock全国基准时钟 SNTPSimple Network Time Protocol简单网络时间协议 SSLSecure Sockets Layer安全嵌套层 TAIInternational Atomic Time国际原子时 UTCCoordinated Universal Time世界协调时 2 时间同步概念 2 1 时间同步原理 时间同步的原理就是按照接收到的时间来调控设备内部的时钟和时刻 在将时刻校对到秒 后 时间同步的调控原理与频率同步对时钟的调控原理相似 它既调控时钟的频率又调控时钟 的相位 同时将时钟的相位以数值表示 即时间的时刻 与频率同步不同的是 时间同步接受 非连续的时间信息 非连续调控设备时钟 即设备时钟锁相环的调节控制是周期性的 其周期 对应于获取时间的周期 且与调节方式 时钟的准确度和稳定度有关 2 2 时间定义 在规划和设计时间同步网时 在时间概念方面经常提到以下术语 平均太阳日 世界时 国际原子时 协调世界时 闰秒等 下面对这些术语分别进行解释和定义 1 平均太阳日 人们习惯上是以太阳在天球上的位置来确定时间的 但因为地球绕太阳公转运动的轨道是 椭圆 所以真太阳周日视运动的速度是不均匀的 即真太阳时是不均匀的 为了得到以真太阳 周日视运动为基础而又克服其不均匀性的时间计量系统 人们引进了平均太阳日的概念 平太 阳时的基本单位是平太阳日 1 平均太阳日等于 24 平均太阳小时 1 平均太阳小时等于 86400 平均太阳秒 2 世界时 UT0 UT1 UT2 以平子夜作为 0 时开始的格林威治 英国伦敦南郊原格林尼治天文台的所在地 它又是世 界上地理经度的起始点 平太阳时 就称为世界时 世界时与恒星时有严格的转换关系 人们 是通过在世界各地利用天文望远镜观测恒星后平均得到世界时的 其精度只能达到 10 9 由于地 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 极移动和地球自转的不均匀性 最初得到的世界时 也是不均匀的 我们将其记为 UT0 人们 对 UT0 加上极移改正 得到的结果记为 UT1 再加上地球自转速率季节性变化的经验改正就得 到 UT2 3 国际原子时 TAI 原子时间计量标准在 1967 年正式取代了天文学的秒长的定义新秒长规定为 位于海平面上 的铯 Cs133原子基态的两个超精细能级间在零磁场中跃迁振荡 9192631770 个周期所持续的时间 为一个原子时秒 我们称之为国际原子时 TAI 其稳定度可以达到 10 14以上 另外规定原子 时起点在 1958 年 1 月 1 日 0 时 UT 即在这一瞬间 原子时和世界时重合 4 协调世界时 UTC 相对于以地球自转为基础的世界时来说 原子时是均匀的计量系统 这对于测量时间间隔 非常重要 但世界时时刻反映了地球在空间的位置 并对应于春夏秋冬 白天黑夜的周期 是 我们熟悉且在日常生活中必不可少的时间 为兼顾这两种需要 引入了协调世界时 UTC 系 统 UTC 在本质上还是一种原子时 因为它的秒长规定要和原子时秒长相等 只是在时刻上 通过人工干预 尽量靠近世界时 5 闰秒 UTC 在秒长上使用原子时秒 但是在时刻上 需要通过人工干预 使其尽量靠近世界时 这就需要对 UTC 进行 闰秒操作 即每当 UTC 与世界时 UT1 时刻之差超过接近或超过 0 9 秒 时 在当年的 6 月底或 12 月底的 UTC 时刻上增加一秒或减少一秒 详见附录 A 秒及闰秒的 定义 2 3 时间同步网描述 时间同步网由节点时间同步设备和时间同步链路共同组成 时间同步大致可以分为以下三 个过程 1 高精度 UTC 时间信息的获得 目前主要通过卫星接收系统实现 2 时间传送 将时间信息从高级时间同步设备传送到低级时间同步设备以及从时间同步设备传送到需要 时间同步的通信设备 根据设备需要的时间精度不同 可以采用不同的传输手段 3 时间分配 也就是设备通过适当的手段获取时间同步的方法 3 时间同步技术 3 1 时间传递的几种方法 从时间源 如全球卫星定位系统 获得标准时间后 需要将时间信息通过局间 局内时间分 配链路发送到各种需要时间同步的设备上 目前国际上比较通用的方法有 IRIG B DCLS NTP ACTS 1PPS 串行口 ASCII 字符串等几种方法 下面将就这几种方法作简 单介绍 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 IRIG B Inter Range Instrumentation Group IRIG 编码源于为磁带记录时间信息 带有明显的模拟技术色彩 从 50 年代起就作为时间传 递标准而获得广泛应用 IRIG A 和 IRIG B 都是于 1956 年开发的 它们的原理相同 只是采用的载频频率不同 所 以分辨率不一样 IRIG B 采用 1KHz 的正弦波作为载频进行幅度调制 对最近的 1 秒进行编码 IRIG B 的帧内包括的内容有 天 时 分 秒及控制信息等 其占用最大通道带宽为 3KHz 所以可以用普通的双绞线在楼内传输 也可在模拟电话网上进行远距离传输 到了九十年代 为了适应世纪交替对年份表示的需要 IEEE 1344 1995 规定了 IRIG B 时间 码的新格式 要求编码中还包括年份 其它方面没变 2 DCLS DC Level Shift DCLS 是 IRIG 码的另一种传输码形 用直流电位来携带码元信息 等效于 IRIG 调制码的 包络 IRIG DCLS 技术比较适用于双绞线局内传输 IRIG B 普通方式与 IRIG DCLS 方式的比 较如图 1 所示 在利用该技术进行局间传送时间时 需要人工补偿传输系统介入的固定时延 典型调制 DCLS 图 1 IRIG B 与 DCLS 对照图 3 NTP Network Time Protocal 在计算机网络中传递时间的协议主要的有三种 时间协议 Time Protocol 日时协议 Daytime Protocol 和网络时间协议 NTP Network Time Protocol 另外还有一个仅用于用户端的 简单网络时间协议 SNTP Simple Network Time Protocol SNTP 与 NTP 相同 只是客户端软件 做的处理较少 网上的时间服务器会在不同的端口上连续的监视使用以上协议的定时要求 并将相应格式 的时间码发送给客户 表 1 列举了上述各协议的文献号 格式 使用端口等 在上述几种网络时间协议中 NTP 协议最为复杂 所能实现的时间准确度最高 在 RFC 1305 中非常全面地规定了运行 NTP 的网络结构 数据格式 服务器的认证以及加权 过滤算法 等 NTP 非常有效 至多每分钟一个数据包即可将两台机器同步至毫秒量级 它采用层级的概 念来描述一台机器离时间源有几个 NTP 跳 一台运行 NTP 软件的机器会自动选择层级数最低的 作为它的时间源 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 NTP 有一套严密的方法防止时间网上的 时间自环 和防止同步于时间不准确的时间服务 器 它是通过两种方法来实现的 首先 永远不能同步于自已发布的时间 然后 NTP 比较几 个时间服务器同时发布的时间 时间值明显差异于其它时间服务器的那个时间服务器将不被 NTP 用于时间同步 即便它的层级显示最低 在 IP 网上运行 NTP 的时间服务器事先配置上所有它将建立起联系的其他时间服务器的 IP 地址 通过与其他时间服务器交换 NTP 消息而获得准确的守时 在一个局域网内 NTP 也可采 用 IP 广播方式 这样配置就简化许多 每台时间服务器只用简单配置成发送或接收 NTP 广播消 息即可 但精度可能下降些 为了防止被攻击 NTP 协议也提供认证和加密的功能 表 1 不同网络时间协议的比较 协议名称内容格式端口分配 时间协议 RFC 868 非成帧的 32 比特二进制数 携带的时间是从 1900 年 1 月 1 号开始计数的 UTC 秒时间 端口 37 TCP IP UDP IP 日时协议 ASCII RFC 867 其发送的码是标准的 ASCII 字符传送时间码 精确到秒 端口 13 TCP IP UDP IP 网络时间协议 NTP RFC 1305 数据包中包括一 64 位比特的时间标签 所携 带的时间是从 1900 年 1 月 1 号开始计数的 UTC 时间 其分辨率为 200ps 端口 123 UDP IP 简单网络时间协议 SNTP RFC 1769 数据包与 NTP 相同 但客户端软件做的处理 较少 调整的准确度也较低 端口 123 UDP IP 4 ACTS Automated Computer Time Service 客户端的 MODEM 通过电话网拨通时间服务器的 MODEM 两个 MODEM 建立起通路后 通过一定的协议 客户端就可以收到时间服务器的时间 对传输距离没有特别的要求 由美国 NITS 开发的 ACTS 即是这种协议 我国陕西天文台授时中心也开发了相似的协议 5 1PPS 1 Pulse per Second 秒脉冲信号 不包含时刻信息 但其上升沿标记了准确的每秒的开始 通常用于本地测试 也可用于局内时间分配 精度达到 100ns 量级 6 串行口 ASCII 字符串 通过 RS232 RS422 串行通讯口 将时间信息以 ASCII 码字符串方式进行编码 波特率一般 为 9600bps 精度不高 通常还需同时利用 1PPS 信号 但由于串行口 ASCII 字符串目前没有统 一的标准 不同厂家设备间无法实现互通 故该方法应用范围较小 3 2 时间同步的精度 时间同步的精度依赖于如下几个方面 1 时钟传递手段和路径 传递路径越简单越短 则传递时延和时延的不确定性就越小 就越能估算准确 因此专线 方式最好 电路型交换网次之 包交换网 如因特网 较差 2 时钟本振源的准确度 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 时钟本振源的准确度越高 则它的守时能力越好 在各种设备中 交换机设备时钟本振源 较好 SDH 的次之 计算机的最差 不同本振源的守时能力如表 2 所示 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 表 2 不同本振源的守时能力 本振源老化率 最低准确度变化 1ms 需用时间 频率同步网 PRC LPR 2x10 12 骨干网工程指标 约 16 年 G 811 规定的 1 级时钟 1x10 11 最低准确度 约 3 2 年 铷原子钟 5x10 11 月老化率 约 7 5 月 高稳晶体振荡器 1x10 9 天老化率 约 11 5 天 普通晶体振荡器 1x10 7 天老化率 约 2 8 小时 一般计算机 1x10 5 天老化率 约 100 秒 3 设备受控调节方式 调控方式是一种具体算法以及采用连续调控还是 步跳 式调控 连续调控比 步跳 式 调控好 NTP 协议的算法比较好 4 设备内部时间的分辨率 所能获得的设备内部时钟的值有一个分辨率问题 例如分辨率为 100 s 则获得的时刻值将 处于 加减 100 s 之内 设备内部时间的分辨率将视设备结构的不同而不同 显然设备受控调 节后的时钟准确度值不可能优于分辨率值 各种时间同步方法能够获得的时间精度及其应用范 围如表 3 所示 表 3 时间同步的精度 种类连接形式传输距离相对精度适用范围 IRIG B双绞线或同轴 电缆 1 2Km10 s 100 s楼内近距离设备 64K DDN 专线无限制DCLS 直连1 2Km 100 s 1ms 需补偿传输时延 楼内或远距离设 备 无限制100ms 1000ms广域网 无限制10ms 100ms城域网 无限制200 s 10ms局域网 NTP公用因特网 专用 IP 网 100 米左右10 s 200 s两节点 LAN ACTS电话线无限制10ms 100ms 需补偿传输时延 远距离设备 1PPS同轴电缆100 米左右100ns 量级测试用或楼内近 距离设备 串行口 ASCII 字符 串 双绞线100 米左右10ms 100ms楼内近距离设备 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第二部分 时间同步系统的工作原理及安装 1 LZD X2000 系统原理和组成 1 11 1 时间同步建设的必要性 时间同步建设的必要性 时间误差产生原因 时间误差产生原因 各种设备经设定时间初始值后 基本上都是通过设备自身的时间振荡电路提供时间功能 由于电路精度存在差异 工作环境的不同造成频率漂移 时间校准频度不同等等因素 产生了 与绝对时间的绝对时间误差和间的相对时间误差 这些误差超过一定范围后 对电信运营网络 将产生计费 维护方面的误差 严重时甚至可能产生其它复杂的不良联动反应 有时间同步要求的电信网络对象 1 交换 信令网 电话网 PSTN 时间同步 传输网等 2 数据 数据通信 多媒体业务等 3 智能 智能网 IN 语音增值业务等 4 维护 网管 办公 OA 等 有时间同步要求的业务 1 网内计费 2 网际结算 3 网络维护管理等 4 电子商务 图 1 与时间同步相关的和系统 电话网智能网数据网传输网 信令网时间同步网网管网办公自动化网 语音增值业务多媒体数据业务 增值业务层 基本业务层 管理层 电子商务 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 时间同步建设的必要性 时间同步建设的必要性 从业务的角度看从业务的角度看 有统一的时间标准是必要的 提供给用户的计费话单除了来自本运 行网络的各种 如果各个间没有统一时间标准 就可能出现嵌套话单 重复话单等 电信提供优惠时段话费折扣 时段的时间精确也是必要的 另外通话话单经过营帐系 统的统一处理可以解决出自本网络的异常话单 但不同运营网络间的用户话单很可能 明显反映出时间的不同步 这种情况在网间结算也会体现出来 很容易引起计费的纠 纷 造成用户对服务质量的质疑 有了统一的时间标准后 不但可以避免本网络内由 于各个交换机间时间不统一带来的计费纠纷 可以提供更多的业务和服务外 还在与 其它运营网络进行结算纠纷时提供有利的证据 从维护的角度看从维护的角度看 统一的时间标准也是必要的 好的维护才能更好的为用户提供服务 有准确的话务统计 报警报告 操作记录 维护人员才能准确 实时地对故障定位 进行分析判断 管理人员才能准确地根据各个时间的数据进行管理和调配 LZD X2000 同步系统与当前的人工校时方法相比 能有效地排除人为因素对校时操作 的影响 设备的时间方式和算法保证了本地时间的精密度 同时自动按时比对手段的 利用使得比对工作自动完成 出现误差超限时才告警通知操作员 操作人员只需要确 定是否授权系统校正 授权后系统自动跟踪 校正 系统的应用将校对误差大幅降低 保证了计费时间与标准绝对时间的同步 从而与全网同步 1 21 2 系统实现原理 系统实现原理 进行电信的时间同步 需要解决以下问题 1 精确的参考时间源 精确的同步参考时间源是影响校时工作质量的首要因素 利用电视 广播 语音授时 中心的方式来提供时间源 但这些时间源都有一个相同之处 经过了长距离的传输 这种 时间源因为传输时延 其精度有可能已经不满足电信校时的要求 而且因为时延的不确定 性 偏差补偿没有科学的依据 因此有必要建独立的本地精确时间源 2 合理的同步方案 现在在网运行的设备 支撑其进行校时的通信方式不同 而且更改的可能性很小 因 此合理的校时方案也是校时工作的重要因素 当前交换设备一般提供串口或网管接口进行 校时 数据设备 基于计算机网络操作的业务设备 通过计算机指令或界面进行校时 因 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 此需要提供可以支撑所有的校时解决方案 而且能够灵活设置时间校准点 保证同步频度 3 必要偏差补偿措施 同步方案除了要从通信渠道上解决问题外 还要求能根据不同的通信方式所产生的时 延等问题提出解决方法 应该能提供实时动态的而不是经验上的时间偏差补偿措施 LZD X2000 基于以上设计思路进行系统设计 其基本原理如下 通过 GPS 获取时间信号 利用算法获得精确定时信号和时间 生成绝对时间源 对交换设备 交换 时间同步实现 通过网管或其它设备接口获取被同步对象时间值 与绝对时间源比对 根据预置超的误差阀值自动校准被同步对象时间 或启动告警 由 操作人员确认是否要校正 操作人员确认后系统自动完成调整操作 对基于计算机网络的业务系统 数据 时间同步实现 通过以太网络 利用 NTP 同步数 据 或者为数据提供标准时间输出 由业务系统同步标准时间 提供标准的时间接入保证接入第三方时间源接入 提供标准的时间输出接口 为第三方 提供标准时间信号 输出端口物理隔离 符合安全要求 采用主从同步方式 保证时间基准的统一和精确 统一建设 便于集中管理和监控 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 31 3 LZD X2000LZD X2000 时间同步系统的关键技术时间同步系统的关键技术 时间源 基本时间标准 PTS Primary Time Standard 是时间同步网的时间源 目前 PTS 主要包 括 GPS 卫星 GLONESS 系统等官方时间源或其他一些国家的时间标准组织提供的时间源 在这当 中 以 GPS 卫星和 GLONESS 系统覆盖面最广 使用最方便 精度也比较高 时间精度相对于 UTC 绝对时间 可达到 1 10 微秒 从安全角度考虑 LZD X2000 支持 GPS 系统和 GLONASS 系 统的双制式时间源 时间同步协议 为了能使系统适应电信网络复杂的组网情况 LZD X2000 系统采用两级时间服务器管理 一级时间服务器的时间对卫星精度能够达到微秒级 二级时间服务器与一级时间服务器采用 IP 网络连接或者 DDN 等其它网络连接 二级时间服务器是时间比对和校准的关键设备 其时间是 从一级服务器同步得到 LZD X2000 的时间输入 输出接口支持以下协议 IRIG B Inter Range Instrumentation Group DCLS DC Level Shift ACTS Automated Computer Time Service ASCII RS232 串口通讯 1PPS 秒脉冲 NTP Network Time Protocal RFC867 RFC868 SNTP TOD 绝对时刻 网络中绝对时间的传送会因网络实际情况产生延迟 时间延迟包括两种情况 一是时间服 务器到前置机的传输延迟 二是前置机到交换机的指令执行延迟 第一种情况 对于 IP 网中的 传输 可以基于 TCP IP 协议的 NTP 网络时间协议进行时间延迟计算与时间补偿 可以适应各 种各样的计算机网络 对于 DDN 等其它网络传输延迟 应用程序可以采用 NTP 的处理机制进 行延迟补偿 第二种情况 在解决这种现象带来的延迟时 LZD X2000 系统提供两个措施补偿 1 动态探测决定网络 通信接口 响应速度 以次决定该探测点延时时间是否在可信的补偿值 范围内 2 根据探测的参量值 动态算出本次时间同步的延迟补偿值 根据绝对时间和延迟补 偿值发送时间校准指令 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 41 4 系统 系统硬件硬件结构结构 设备时间同步系统 采用分布式结构 主要由一级时间服务器 二级时间服务器 前 置机 接入设备 维护管理系统等组成 系统结构如下图 图 2 LZD X2000 硬件结构 工作原理如下 1 一级时间服务器利用卫星接收方式和设备内置原子钟获取精密的时钟源 得到本地精密的 北京时间 2 使用相关协议在全网传送该基准北京时间 二级时间服务器接受基准北京时间 同步本地 分公司 本业务中心的前置机 3 前置机通过安全连接设备 接入设备 与或网管系统连接 使用访问的相关协议与设备通 信 4 前置机定期和电信运营商的网络设备时钟进行比对并自动在规定的调整范围内用软件动态 地修正各种设备的软硬件时间 使网络中各个交换在时间上保持同步 从而给电信网络提 供一个统一的时间标准 为本地业务提供精确 统一的北京时间源 让全网时间与北京时 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 间精确同步 模块说明如下 一级时钟服务器 一级时钟服务器 为全系统提供可靠的时间 双机或单机配置 由卫星接收模块 原子钟 协议及管理接口 等构成 配置原子钟 一级时间服务器接收 GPS GLONASS 卫星信号的时间信号输入 同时能提供 1PPS IRIG DCLS 以及时间协议 NTP TIME Protocal DAYTIME Protocal 等类型的时间信号 输出 直接时间输出接口可扩展 一级 主时间服务器不直接向全网提供时间同步服务 而是通过 DCLS 方式或 NTP 协议方式 将时间信号传送到二级时间服务器 由二级 从时间服务器向网上各业务设备提供时间同步服务 二级时间服务器 二级时间服务器 取得一级时钟服务器发送的绝对时间 也可直接取得 GPS 时间 同步所辖的所有前置机时 钟 为本地 分公司或各业务中心 提供准确时间 根据网络规模需要可与前置机合一直接完 成校时 二级时间服务器能够接收 1PPS IRIG 以及时间协议 NTP TIME Protocal DAYTIME Protocal 等类型的时间信号输入 必要时也可接受 GPS 信号输入 无一级时间服务器时 同 时能提供 1PPS IRIG DCLS 以及时间协议 NTP TIME Protocal DAYTIME Protocal 等类型的 时间信号输出 直接时间输出接口数量大 可扩展性强 为提高守时精度 二级 从时间服务器 配置为恒温晶体钟 前置机 前置机 对接收到的标准时间经过延时补偿计算 通过安全接入装置 接入设备 向发送比对或校 准指令 根据不同的类型 系统可以提供不同类型的前置机 前置机具有良好的自适应功能 能满足不同版本的设备 前置机提供的接入 并根据各个的校时流程和指令自动校准的时间 前置机是系统时间校 准业务最为关键的一环 所有的安全接入 时间校准的流程控制都由前置机模块实现 前置机提供对本前置机所辖设备的监控 告警 管理功能 如 管理本机接入的 包括添 加设备 修改设备属性 删除设备等 根据网络的实际情况 业务量小时前置机功能可移植到二级时间服务器上 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 设备配置有上架和不上架配置 要求本前置机管理是分散管理则需要安装在所管理设备的 操作维护中心 若采用利用维护管理台集中管理所有则采用上架设备与时间服务器上架 接入设备 接入设备 提供与具体的多通道接口 以太网 RS232 每一通道具有独立的处理器 具有数据认 证和协议转换功能 可以实现通道的完全物理隔离 接入设备采用 NTP 协议和专用协议并用的方式解决安全接入问题 前置机控制设备到接 入设备的以太网通道采用独立的 CPU 多进程控制 实现 NTP 协议到专用协议的转换 提供独立 的认证 检验进程 用于检验通道信息的安全性 并实现专用协议到 NTP 协议的转换 其它通 道遵循 NTP 协议 因此能有效防止一级 二级时钟服务器受到侵入 另外数据和电话的网络安 全特性要求是不同的 因此两种应该从不同的前置机接入 利用前置机到时钟服务器间加装防火墙的做法无法实现以上功能 管理终端 管理终端 提供维护人员进行所有本系统设备 业务 数据管理 时钟比对 校对任务定义 以及维护 统计 历史记录等 同时管理全部前置机的设备 监控告警模块监控告警模块 监控系统网络 各模块通信 时间失步 异常告警等状况 2 四川电信时间同步系统组网方案概述 根据四川省电信 同步工程需求 V3040108 同步技术规范书 V3040108 四川电信时 间同步系统二级时间服务设备及相关服务采购合同 的相关要求 需要在四川省电信 21 个州市 分公司 以及省中心进行时间同步系统设备的安装 调试和验收 系统建设方案详见 四川电 信时间同步系统二级时间服务设备及相关服务采购合同 附件十产品描述 工程方案详见 四 川电信时间同步系统二级时间服务设备工程实施方案 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 12 1 系统组网结构 系统组网结构 四川省电信时间同步系统组网结构 2 2 模块说明 1 一级时间服务器 考虑频率同步网改造工程在地市本地网均有满足条件的时间输出接口 本次时间同步 网工程考虑一级时间服务器与 BITS 合建 利用大唐 BITS 系统作为一级时间服务器 为 21 个地市分公司提供标准时间 DCN 网 二级时间服务器 兼前置机和管理终端功能 接入设备 交换机 省中心管理终端 BITS 一级时间服务器 DCLS 成都以外的分公司时间同步网 网管中心 232 422 协议转换器 二级时间服务器 1 接入设备 交换机 BITS 一级时间服务器 DCLS 网管中心 232 422 协议转换器 二级时间服务器 2 接 GPS 成都分公司时间同步网 前置机 网络交换机 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 二级时间服务器 本期工程在成都配置两套二级时间服务器 其它地市本地网配置一套二级时间服务器 时间服务器接收本地网 BITS 系统提供的一级时间服务器时间信号 采用 DCLS 协议 成都市 双二级时间服务器配置中的一个时间卡具备 GPS 接收功能 可以通过 GPS 获取时间信号 3 省中心管理终端 省中心建设管理终端 安装在合适的管理部门 完成对全省时间同步系统的管理 管省中心建设管理终端 安装在合适的管理部门 完成对全省时间同步系统的管理 管 理终端到各市州的通信利用理终端到各市州的通信利用 DCNDCN 网络实现 网络实现 4 接入设备 接入设备提供交换网管安全接入时间同步系统 5 前置机 成都时间同步系统采用二级时间服务器和前置机分别建设的模式 前置机对本地时间成都时间同步系统采用二级时间服务器和前置机分别建设的模式 前置机对本地时间 比对和校准 时间信号故障告警 通信故障等进行管理 同时前置机还提供本系统告警传比对和校准 时间信号故障告警 通信故障等进行管理 同时前置机还提供本系统告警传 输到监控中心的通信功能 输到监控中心的通信功能 其它州市采用合建模式 前置机功能在由二级时间服务器实现 其它州市采用合建模式 前置机功能在由二级时间服务器实现 2 32 3 四川电信时间同步系统硬件设备安装说明 四川电信时间同步系统硬件设备安装说明 2 3 1 成都市分公司时间同步系统的安装说明 1 二级时间服务器的安装 成都的二级时间服务器为双配置 其一与大唐时间服务器 IRIG B 接口连接 获取时间 信号 另一接 GPS 天线 从 GPS 卫星获取时间信号 两种设备安装方法有所不同 二级时间服务器包括 工作站和时间卡 其中参数如下 工作站主机尺寸 482x177x480mm 19 x7 x18 9 重量 14 0kg 显示器 15 液晶显示器 主机和显示器电源 交流电 220V 时间卡安装在主机内部 5Vpci 槽 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 二级时间服务器的安装连接示意图如下 时统卡插在服务器底板上的 PCI 插槽上 时统卡 DB25 连到计算机串口 二级时间服务器 1 时间卡与 GPS 天线用 Q9 接头连接 一般要求 一般要求 二级时间服务器上架安装 上机架要用镙钉固定好 天线馈线安装的好坏对工程安装的成功与否起着至关重要的作用 所以必须对其有足 够的重视 不得有一丝马虎 天线要求安装在室外 视野越开阔越好 要求至少能看到半个 天空 天线在室外的一端要要求局方有支架给固定好 室外的走线部份要用塑料管封好不要 外露 室内的走线部分要埋到地板下面 不能裸露在地板上 天线的室内一端要和时统卡上 引出线的一端良好接上 电源的各极端要按标识正确接上 不要接反 接错 要确保有安全地 保护地端 注 接电源前要用万用表测过 以确保电源极性不会搞错 电源线 天线要摆齐 摆正 不能散 乱 还要用扎线扎好 走线部分要埋在地板下面 不能裸露在地板上 接二枢纽楼顶天线 15 楼网管机房 RS232 RS422 协议转换器 大唐 BITS 接到 IRIG B 接口 RS232 电平 接入设备 1 接入设备 2 二级时间服务器 2 二级时间服务器 1 接网管中心 IP 交换机 接 DCN 网络到省管理中 心 Q9 接头 GPS 天线 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 接入设备的安装 尺寸 482x46x240mm重量 3 0kg 电源 交流电 220V 接入设备上架安装 3 前置机的安装 前置机 DELL 计算机 电源 220V 电源 UPS 前置机安装在维护座席上 网络交换机 网管中心 小灵核心网 网管中心 DCN 到省中心 前置机 小灵通核心网 DCN 到省中心 到网络交换机 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 3 2 其它地州分公司时间同步系统的硬件安装说明 1 二级时间服务器的安装 二级时间服务器为上架安装 2 接入设备的安装 接入设备上架安装 2 3 3 省中心管理终端的安装说明 网管机房 RS232 RS422 协议转换器 大唐 BITS 接到 IRIG B 接口 RS232 电平 接入设备 二级时间服务器 接网管中心 IP 交换机 接 DCN 网络到省管理中 心 Q9 接头 时间服务器 网管中心 到 DCN 省中心 小灵通核心网 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 管理终端的安装 2 42 4 时间同步系统时统卡的安装说明 时间同步系统时统卡的安装说明 2 4 1 时间同步系统的时统卡时间获取流程 时统卡 模块 GPS 信号 IRIG B 服务器 PCI 总 线 DB9 输入DB25 输 出 NTP 控制 服务器时间 服务器软件 获取时间 2 4 2 时统卡硬件接口说明及连线标准 1 时统卡的工作原理 硬件接口说明 1 基于本批次时钟卡 PCB 板上焊接的是公头的 DB25 和 DB9 头 工程中具具体连线如下 1 PCB 板上 DB9 公头管脚使用说明 PCI 总线接口 GPS 接收板 MEGA128 桥接芯片 B 码数据输入 B 码数据输出 FPGA 以太网 接入 DCN 网 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 脚是地 GND 2 R 脚和 6 R 脚一起是一组 RS 422 电平的 DC 码输入 使用到该组时板上拨码 开关 S1 的 1 和 2 拨到 ON 的位置 U13 座子上需要有 75LCB184 芯片 3 R 脚和 7 R 脚一起是另外一组 RS 422 电平的 DC 码输入 使用到该组时板上 拨码开关 S1 的 3 和 4 拨到 ON 的位置 U13 座子上需要有 75LCB184 芯片 4 RXD 脚和 1 GND 脚一起是一组 RS 232 电平的 DC 码输入 使用到该组时板上拨 码开关 S1 的 5 拨到 ON 的位置 U13 座子不能有 75LCB184 芯片 8 RXD 脚和 1 GND 脚一起是一组 RS 232 电平的 DC 码输入 使用到该组时板上拨 码开关 S1 的 6 拨到 ON 的位置 U13 座子不能有 75LCB184 芯片 GPS 接收板串口协议选择是拨码开关 S1 的 7 和 8 7 ON 8 OFF 选择 NMEA 格式 7 OFF 8 ON 选择 BIN 格式 板卡出厂时均设置为 BIN 格式 5 脚是外标 1pps 输入 9 脚是外标 5MHz 输入 2 时统卡连线说明 A 以外来信号为 RS 422 电平举例 连线框图 V11 1 V11 2 时间卡上拨码开关 S1 如果用 2 6 脚输入 则将 S1 的 1 2 脚上拨 见下图 如果用 3 7 脚输入 则将 S1 的 1 2 脚上拨 见下图 GPS B 码产生器 时钟源信号 RS 422 DC 码电平信号发生器 外接的 DB9 母头 2 6 3 7 PCB 板上的 DB9 公头 2 6 3 7 2 6 3 7 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 B 以外来信号为 RS 232 电平举例 进 3 脚 R 5 脚 GND 进 4 脚 R 2 脚 TXD 如果用 4 脚输入 则将 S1 的 5 脚上拨 见下图 如果用 8 脚输入 则将 S1 的 6 脚上拨 见下图 3 时统卡通信串口接线说明 以时统卡信号输出与 PC 机 COM 口通信串口线举例 DB25 的 24 脚 RS232 收 接计算机 COM 口 9 针 2 脚 DB25 的 25 脚 RS232 发 接计算机 COM 口 9 针 3 脚 DB25 的 12 脚 GND 接计算机 COM 口 9 针 5 脚的地 GND 用母头的 DB25 和母头的 DB9 按以上 3 点说明做线 DB25 连到时间卡上 DB9 连到工控机 COM1 口上 用计算机超级终端进行测试 通讯设置属性如下 GPS B 码产生器 时钟源信号 RS 422 DC 码电平信号发生器 外接的 DB9 母头 1 8 或 4 RS 422 和 RS 232 转换 器RS 232 RS 422 PCB 板上的 DB9 公头 1 8 或 4 2 6 3 7 2 6 DB9 母头 DC9V 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 超级终端联上后 二级时间服务器屏幕上可看到相关的时间信息 2 4 3 时统卡驱动程序的安装 1 插入时统卡到主机的 PCI 插槽 开启主机 2 主机检索到未知硬件 如图 选择 其它设备 下一步 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 选择从软盘安装 并指定路径到驱动所在的位置下的 my90541 文件 选择 Description of device here 下一步 系统会出现更新驱动程序告警 选择 是 继续安装 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 安装时统卡的硬件及驱动完成 在系统的设备管理中回多出时统卡 控制面板里会出现时统的配置软件程序 2 4 4 时统卡配置软件的使用 1 时间设置时间设置 对时统卡 UTC SELF 时间进行手动输入时间设置 操作界面如图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 时钟源的设置时钟源的设置 对时钟源的跟踪优先级进行选择 如图 清零计数器设置清零计数器设置 清零 UTC SELF 的时间信息 时间输出使能开关时间输出使能开关 使时钟卡输出时间码 时延补偿时延补偿 对补偿网络或其他原因造成的本振时延进行补偿 取取 AC 解码电压解码电压 提取 AC 码的解码电压 增加增加 AC 解码电压解码电压 增加 AC 解码的电压 减少减少 AC 解码电压解码电压 减少 AC 解码的电压 复位复位 GPS 复位 GPS 核心模块 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 复位复位 IR IG 复位 IR IG 的的核心 复位时统卡复位时统卡 重新启时统卡的 第三部分 时间同步系统二级时间服务器软件的安装及维护 2 12 1 二级时间服务器软件的安装 二级时间服务器软件的安装 时统卡二级服务器软件的通过信息通信技术有限公司时间同步软件 1 5 版安装包进行安 装 2 22 2 二级时间服务器时统卡软件的设置说明 二级时间服务器时统卡软件的设置说明 2 2 1 B 码的设置及北京时间的获取 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第一次运行时 系统默认时钟输入方式为 独立 GPS 应修改为 时统卡 IRIG 码 并 选择为 com1 口后 存档 重载后 退出后重新运行时统卡二级时间服务器 重新运行后 应在 码流状态项目栏里的码流状态显示当前所能接收到的有效码流 当二级服务器已能正常读取时统卡的时间时 就可以开启 NTP 服务进行校准后 可向前置机及 外部提供 NTP 的服务 注 二级时统卡服务软件能获取时间为时统卡时间 并非系统的时间 系统时间需要 NTP 服务 进行时间同步 2 2 2 GPS 参数设置及标准北京时间获取 所需参数 时钟输入的选择 选择 GPS 或 IRIG B 的输入信号 有 4 个输入选项 COM1 COM4 通道及未 用 此项改动要求重启服务程序 方法 改变选项并存档后 先退出系统 再重新运行即可 若 GPS 模块及通信接口的设置正常 那么在通信的数据流端口可以观察到 GPS 的数据流 同时可以观察到经度 纬度 高度 有输出 若 IRIG B 接受及通信接口设置正常 那么在通信的数据流端口可以观察到 IRIG B 的数据 流 码流状态显示当前有效的输入信号 并且在 GPS 偏差或 DC 偏差上有相应的数据 以及当前 服务器跟踪的时间源和当前时间准确度 偏差 GPS 自检按钮 令 GPS 模块自检 结果在 状态栏输出 输出 自检成功 为正常 执 行这个操作可能会引起北京时间失步几分钟 地理位置 校时系统所处的位置 用经度 纬度 高度三个值来描述 设经纬度有输出后 便 可以按 设置 按钮完成参数设置 此步骤要求必须完成 否则卫星接收系统有可能不 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 稳定 上面步骤正常完成后 可按 输出设置 按钮完成输出设置 上达操作完成后 若卫星模块已 捕捉到卫星信号 这可以通过 初始时钟同步 按钮完成北京时间的初始同步 若一切正常通 过人机界面可观察到有北京时间输出 相关状态指示 GPS 状态 显示 GPS 模块的状态 除标示为 告警 外 均属正常 时钟失步 位置信息失步 通信数据流 此三项是便于专业人员了解设备运行情况 维 护人员可不管 卫星 系统可以接收到信息的卫星的总数 2 2 3 NTP 协议的配置使用说明 Ntp 配置软件在信息通信技术有限公司时间同步软件安装后 在 控制面板 里出现相应的 图标 运行后出现配置界面 新增 服务器 类型为时间卡 名称 二级服务器 NMEA 类型 GLL COM 类型根据当 时系统连接线接受 GLL 信号的实际端口为准 判断 COM 口接受方法 连接超级终端 波特率 为 4800 选择 COM 任意端口 接受到信号的端口即为 COM 口的类型 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 输入完后 修改时延的补偿值 时延的补偿值 需要说明的是二级服务器的时间正常时显示为时统卡的本振时间 系统时间的 同步需要通过 NTP 服务来控制 时统卡输出的时间码流 GLL 信号经连接线传输后会有相应的时 延 这时需要我们手工给其加上延时补偿 方法为 打开 C WINNT system32 drivers etc 下的 NTP CONF 文件 文件配置详细信息 File ntp conf Purpose give the NTP Service its startup parameters and list of startup files Company GuangZhou Lezent Co LTD Miscellaneous stuff driftfile path driftfile windir system32 driver