K807B-IEEE1588(PTP)時鐘是上海銳呈電氣有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的基于IEEE1588v2的納秒級主時鐘(Grandmaster Clock),支持PTP/NTP/GPS/北斗/B碼/OCXO/原子鐘多模授時。使用內(nèi)部GPS/北斗作為參考時鐘時,IEEE1588(PTP)時鐘-1U主時鐘跟蹤UTC的精度優(yōu)于20ns,可通過以太網(wǎng)提供百納秒級的時間信號源。
裝置采用IEEE1588v2處理芯片加上時間調(diào)整技術(shù),可同時向上萬個IEEE1588v2從時鐘提供納秒精度的授時服務(wù)。
裝置組合選用高精度GPS 接收機/北斗接收機/外部B碼基準(zhǔn),提供高可靠性、高冗余度的時間基準(zhǔn)信號,并采用時間頻率測控技術(shù)馴服晶振,使守時電路輸出的時間同步信號精密同步在GPS/北斗/外部B碼時間基準(zhǔn)上,輸出短期和長期穩(wěn)定度高的同步信號。
裝置采用測頻與智能馴服算法,使振蕩器時間頻率信號與GPS衛(wèi)星/北斗衛(wèi)星/外部B碼時間基準(zhǔn)保持精密同步。由于裝置輸出的1PPS等時間信號是內(nèi)置振蕩器的分頻秒信號輸出,同步于GPS/北斗信號但并不受GPS/北斗秒脈沖信號跳變帶來的影響,相當(dāng)于UTC時間基準(zhǔn)的復(fù)現(xiàn)。采用了“智能學(xué)習(xí)算法”的GPS時鐘,在馴服晶振過程中能夠不斷“學(xué)習(xí)”晶振的運行特性,并將這些參數(shù)存入板載存儲器中。當(dāng)外部時間基準(zhǔn)出現(xiàn)異常或不可用時,裝置能夠自動切換到內(nèi)部守時狀態(tài),并依據(jù)板載存儲器中的參數(shù)對晶體振蕩器特性進行補償,使守時電路繼續(xù)提供高可靠性的時間信息輸出,同時避免了因晶體振蕩器老化造成的頻偏對守時指標(biāo)的影響。
K807B-IEEE1588(PTP)時鐘在網(wǎng)上有更高一級主時鐘時可自動切換進入從時鐘模式,提供1PPS-OUT和TOD-OUT標(biāo)準(zhǔn)輸出信號以及可選的IRIG-B或2MHz (G.703, E1/T1)、10MHz信號等作為電力,通信等系統(tǒng)的時鐘源。
裝置采用全模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計,可通過配置冗余模塊增強時鐘的可靠性。除支持高精度PTPv2授時外,通過修改軟件設(shè)置,IEEE1588(PTP)時鐘-1U主時鐘的各授時通道可配置成物理上與PTP*獨立的千兆以太網(wǎng)NTP時間服務(wù)器。
裝置已廣泛應(yīng)用在數(shù)字化變電站,2.5G/3G/4G基站,無線應(yīng)急通信, CMMB基站,數(shù)字電視數(shù)字廣播,軌道交通,電信機房,航空航天,金融交易等需要精密時鐘服務(wù)的場所。
時鐘的主要功能特點:
1.支持IEE1588-2008(PTP v2)協(xié)議,同時可向下兼容IEEE1588-2002協(xié)議。
2.電信級授時精度,精度可達ns級,硬件時間戳分辨率可達8ns,背靠背網(wǎng)絡(luò)授時精度<30ns,多跳典型背景流量授時精度<300ns。
3.支持PTP主從時鐘自動切換(MASTER、SLAVE模式),支持PTP/NTP/GPS/北斗/B碼/OCXO/原子鐘等多模授時。
4.支持主時鐘熱備份及熱切換模式(Pre-Master), 支持同一機箱內(nèi)多塊板卡互為冗余,故障時自動切換。
5.利用流量預(yù)測模型消除網(wǎng)絡(luò)突發(fā)流量對授時精度的影響。
6.支持組播和單播傳輸模式。
7.支持主時鐘選擇算法(BMC)。
8.支持P2P和E2E兩種延時機制。
9.強大的工業(yè)級系統(tǒng)平臺保證當(dāng)其作為主時鐘時,可同時向上萬個從時鐘提供授時服務(wù)。
10.通過配置可在不同物理通道上同時支持PTP、NTP、eNTP網(wǎng)絡(luò)授時協(xié)議。
11.支持便捷的Web在線管理及狀態(tài)監(jiān)控,可通過網(wǎng)絡(luò)管理配置設(shè)備工作模式及屬性。
12.支持Firmware遠程在線升級。
13.提供標(biāo)準(zhǔn)的1PPS-IN 和TOD-IN接口,用于接收外部時鐘參考源;提供標(biāo)準(zhǔn)的1PPS-OUT和TOD-OUT,用于驅(qū)動外部時鐘設(shè)備,提供2個物理隔離的10/100/1000M自適應(yīng)PTP/NTP網(wǎng)口。
時鐘的時間源信號接口:
GPS接收器
接收頻率:1575.42MHz(L1信號)。
接收靈敏度:捕獲<-160dBW,跟蹤<-163dBW。
同時跟蹤: 正常狀態(tài)下可同時跟蹤8~12顆GPS衛(wèi)星;
裝置冷啟動時不小于4顆衛(wèi)星;
裝置熱啟動時不小于1顆衛(wèi)星。
捕獲時間:裝置冷啟動時,<5min;裝置熱啟動時,<1min。
內(nèi)部電池:電池類型:鋰電池;
電池壽命:≮25000h。
北斗接收器
接收機通道:6;
接收機靈敏度:-157.6dBW;
冷啟動首捕時間:≤2秒;
失鎖重捕時間:≤1 秒;
自動定位時間:2分鐘(快速定位功能可達到優(yōu)于20秒) ;
自動授時時間:2分鐘;
定位數(shù)據(jù)更新率:1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz可選;
定位精度:優(yōu)于100 m(1σ)(輸入高程誤差10m) ;
授時1PPS精度:優(yōu)于100nS(靜態(tài),初始化精確位置信息,1σ)。
1PPS信號輸入/輸出:
幅度:≥ 3 V;
極性:正極性;
阻抗:50 ?。
TOD串口輸入/輸出:
幅度:5V,TTL電平;
信息格式:GPRMC格式;
波特率:300~115200可選。
PTP/NTP協(xié)議時間:
支持協(xié)議:IEE1588-2008(PTP v2),IEEE1588-2002,
NTP,SNTP,ARP,UDP,TCP,ent,ICMP,SNMP,DHCP,TFTP,MD5,IPv4、IPv6、VLAN;
網(wǎng)絡(luò)接口:10/100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口,RJ-45;
吞吐量:滿足每秒10000次時間請求;
授時記錄:保存3000條;
授時精度:PTP: 30ns,NTP/SNTP:: 1~10ms。
時鐘的選件
Opt-BD:北斗參考源輸入
Opt-IRIG-B IN:IRIG-B碼輸入
Opt-OCXO:內(nèi)置恒溫晶振
Opt-RB:內(nèi)置銣原子鐘
Opt-IRIG-B:IRIG-B輸出
Opt-2MHz (G.703, E1/T1)、10MHz信號
Opt-D220V:冗余220VAC電源
天饋線避雷器
授時精度測試
1.測試方法說明
搭建一個千兆以太網(wǎng)以進行銳呈PTP時鐘產(chǎn)品的功能,性能和抗壓能力測試。該網(wǎng)絡(luò)的的基本拓撲框圖如下圖所示(以三跳局域網(wǎng)為例)。其中流量產(chǎn)生終端通過ftp或者 iperf等軟件注入可控的背景流量和突發(fā)流量。
2.測試例描述
背靠背的測試
背靠背測試框圖描述:
背靠背測試結(jié)果示波器截圖:
背靠背測試結(jié)果分析其中縱坐標(biāo)表示主從時鐘精度,單位為ns,橫坐標(biāo)表示在測試時間上的采樣點。
可以看到背靠背時,主從時鐘授時精度優(yōu)于40ns。
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