兆越打造 | GPS/北斗高精度時間同步網(wǎng)絡方案

PTP協(xié)議是一種用于網(wǎng)絡時間同步的協(xié)議，它能夠在復雜的網(wǎng)絡環(huán)境中實現(xiàn)高精度的時間同步。PTP協(xié)議利用以太網(wǎng)等網(wǎng)絡基礎設施，將高精度時間信息從時間源分發(fā)到網(wǎng)絡中的各個設備。

GPS和北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)能夠提供全球范圍內(nèi)的高精度時間信息。這些系統(tǒng)利用原子鐘技術，能夠提供納秒級的時間精度，為高精度時間同步提供了可靠的時間源。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等科技技術的發(fā)展，對時間同步的需求也越來越高。為了滿足現(xiàn)代社會對高精度時間同步的迫切需求，上海兆越通訊推出基于GPS/北斗的高精度PTP對時系統(tǒng)的MWG-2620-PTP主時鐘與MIE-2820-PTP交換機在PTP對時中的應用方案，確保網(wǎng)絡中各設備的時間同步，適用于智能交通的路側(cè)設備精準對時、工業(yè)控制對時、移動通信等多個領域。

面臨的挑戰(zhàn)

當前PTP對時網(wǎng)絡，大部分是基于網(wǎng)絡層級對時，在實際使用過程中，存在著如下問題：

1、主時鐘負載過重：在使用TC對時模式時，因網(wǎng)絡中對時終端較多，主時鐘面對大量終端時，負載過重，導致對時精度無法保障。

2、BC模式對時精度不足：采用交換機作為BC模式進行對時，可減輕主時鐘的網(wǎng)絡負載，但會增加對時誤差，目前普遍的理想誤差是100ns/跳。存在多跳BC時，對時誤差累計，無法完全滿足對時精度要求。

3、PTP主時鐘成本過高：當前PTP主時鐘成本仍較高，因成本壓力無法分散式布署。

4、小規(guī)模網(wǎng)絡實施成本過高：因PTP主時鐘成本較高，對于小規(guī)模PTP對時應用，難以負擔昂貴的PTP主時鐘成本。

兆越方案

本解決方案使用了基于GPS/北斗的小型PTP主時鐘，將PTP主時鐘分散式布署，并在可部署小型化網(wǎng)絡的場景組建小型PTP網(wǎng)絡，實施方案如下：

1、分散式部署方式

在各匯聚交換機位置，增加MWG-2620-PTP主時鐘，以實現(xiàn)分散式部署，一是可以提高區(qū)域部分終端的對時精度，二是可作為備份時鐘使用。

MWG-2620-PTP內(nèi)置高精度GPS/北斗對時模塊，通過天線接收衛(wèi)星信號，授時精度可達20ns。設備接收到衛(wèi)星時間后，將其作為基準時間，通過PTP協(xié)議進行分發(fā)。

2、小型網(wǎng)絡的獨立高精度PTP組網(wǎng)

用MWG-2620-PTP和MIE-2820-PTP交換機，可實現(xiàn)小型化的PTP組網(wǎng)。該方案的核心設備為MWG-2620-PTP，通過其內(nèi)置的GPS/北斗對時模塊接收衛(wèi)星時間信號，實現(xiàn)高精度時間同步。MWG-2620-PTP作為PTP主時鐘，將同步后的時間通過PTP協(xié)議分發(fā)給網(wǎng)絡中的各個終端設備。MIE-2820-PTP交換機則作為PTP網(wǎng)絡中的中繼設備，確保時間信號在網(wǎng)絡中的準確傳遞。

方案優(yōu)勢：

實現(xiàn)了基于GPS/北斗的高精度對時。

實現(xiàn)主時鐘分散化布署，提高各區(qū)域網(wǎng)絡對時精度。

在小型PTP對時網(wǎng)絡中，可極大地降低主時鐘成本。

工業(yè)級設備，可適應各類工業(yè)環(huán)境，適應性好。

產(chǎn)品介紹

MWG-2620-PTP  集成GPS/北斗的高精度PTP時鐘服務器

1、GPS/北斗對時模塊：實現(xiàn)高精度的衛(wèi)星授時。

2、PTP對時功能：支持PTP協(xié)議（IEEE 1588），能夠作為PTP主時鐘為網(wǎng)絡中各終端設備提供精準的時間同步。

3、多種模式支持：支持主時鐘（Master）、邊界時鐘（BC）、透明時鐘（TC）模式，適應不同的應用場景。

4、高精度對時：GPS授時精度可達20ns，PTP對時精度可達100ns。

5、供電電壓：DC12/24V。

6、安裝方式：壁掛式或卡軌式，可根據(jù)實際應用情況進行選擇。

MIE-2820-PTP   PTP對時網(wǎng)絡交換機

1、MIE-2820-PTP交換機是一款高性能網(wǎng)絡交換設備，支持PTP對時的BC/TC工作模式，可以與MWG-2620-PTP配合使用，構建高精度的PTP對時網(wǎng)絡，可實現(xiàn)基于GPS/北斗的高精度PTP對時網(wǎng)絡。

2、高精度時間同步：集成GPS接收器，能夠接收來自GPS衛(wèi)星的精準原子鐘時間信號，實現(xiàn)全網(wǎng)設備納秒級別的高精度時間同步，確保分布式系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)嚴格同步。

3、實時網(wǎng)絡控制：支持IEEE 1588v2精確時間同步協(xié)議，可以實現(xiàn)微秒甚至納秒級別的精確時間同步。

4、精準時間戳：協(xié)議允許設備之間精確傳遞時間戳信息，能夠準確測量和控制網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和處理。

5、多跳透明時鐘支持：支持E2E（End-to-End）透明時鐘和P2P（Peer-to-Peer）透明時鐘模式，能夠在不引入額外延遲的情況下修正時鐘誤差，確保整個網(wǎng)絡中的時間同步更加準確。

應用場景

智能交通

在智能交通系統(tǒng)中，路側(cè)設備需要精準的時間同步以確保交通信息的準確采集和傳輸。MWG-2620-PTP可作為主時鐘設備，向各路側(cè)設備提供高精度時間信號，提高系統(tǒng)的整體效率和安全性。

工業(yè)控制

工業(yè)控制系統(tǒng)對時間同步的要求極高，以確保各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)一致。通過MWG-2620-PTP和MIE-2820-PTP交換機的組合，可以實現(xiàn)整個工業(yè)控制網(wǎng)絡的高精度時間同步，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

移動通信

在移動通信系統(tǒng)中，基站之間的時間同步至關重要。MWG-2620-PTP作為PTP主時鐘設備，能夠為基站提供高精度的時間同步服務，確保通信網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行和高效數(shù)據(jù)傳輸。