一文了解冗余時間同步系統(tǒng)

系統(tǒng)組成

以GPS同步時間冗余系統(tǒng)為例，通常由多個單機組成，如標準時間同步鐘兩臺（兩臺互為熱備用）、冗余切換器一臺、RS - 232接口擴展器一臺、RS - 422/485接口擴展器一臺和標準分（1PPM）/標準秒（1PPS）接口擴展器一臺。各單機既可單獨使用，又可相互連接，任意組合以滿足不同用戶對時間的要求。

工作原理

• 核心設(shè)備處理信號：GPS標準時間同步鐘是核心設(shè)備，它接收全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星的信號，經(jīng)處理后輸出標準時間（如北京時間）及標準分脈沖、秒脈沖信號；同時實時采集電網(wǎng)的頻率，經(jīng)處理后輸出該時刻的電網(wǎng)周波數(shù)，并產(chǎn)生隨電網(wǎng)頻率變化的工頻秒走時的工頻時鐘。為實現(xiàn)冗余切換，該同步鐘還向GPS切換器提供內(nèi)部電路的工作狀態(tài)，以供切換器處理。
• 切換器實現(xiàn)無擾切換：GPS切換器主要確認GPS標準時間同步鐘A機與B機的工作狀態(tài)，自動選擇工作正常的一臺，實現(xiàn)無擾切換，并將其信息輸出；也能夠手動選擇正常的一臺，并將其信息輸出；還能顯示A、B機的工作狀態(tài)及輸入/輸出信息；在兩臺時間同步鐘均不正常時，給出聲光報警信號。
• 接口擴展器擴展信號：接口擴展器主要是對切換器輸出的正確信號進行擴展，根據(jù)用戶校時的不同要求，輸出不同的規(guī)約和接口數(shù)。

系統(tǒng)特點

• 高可靠性：采用雙機冗余系統(tǒng)，互為熱備用，當(dāng)主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，備用系統(tǒng)能自動診斷故障并自動切換，自動運行在工況好的GPS時間系統(tǒng)上，從而提高整個系統(tǒng)的可靠性。
• 高精度：GPS是高精度的全球定位系統(tǒng)，也是高精度的實時標準時間信號源，其時間最大誤差不超過±1μs（采用精度高的GPS可以做到納級），可滿足對時間同步精度要求較高的應(yīng)用場景。
• 多功能：系統(tǒng)采用了多達八塊CPU和擴展單元，可以解決不同用戶不同校時方式的要求。
• 操作方便：整個系統(tǒng)運行全自動工作，減少了操作程序；同時采用了大量的軟件判斷，減少了硬件的投入。

應(yīng)用場景

• 電力系統(tǒng)：隨著電力控制系統(tǒng)自動化的提高，系統(tǒng)對時間統(tǒng)一的要求越來越迫切，對時間的同步精度也越來越高。冗余時間同步系統(tǒng)可為電力系統(tǒng)的各種設(shè)備提供精確的時間同步，保證各類裝置動作順序正確且適應(yīng)電信號以光速運行的環(huán)境條件，避免因時間不同步導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。
• 金融領(lǐng)域：銀行對時間的精準性要求越來越高，時鐘同步系統(tǒng)負責(zé)將機房網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、災(zāi)備中心系統(tǒng)、銀行交易系統(tǒng)、ATM系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安保系統(tǒng)等各系統(tǒng)時間進行同步統(tǒng)一，為消費者權(quán)益和財產(chǎn)安全提供有力保障。冗余時間同步系統(tǒng)可進一步提高時間同步的可靠性，確保金融業(yè)務(wù)的正常運行。
• 學(xué)校：隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器數(shù)量的增加，學(xué)校需要借助時鐘同步系統(tǒng)進行機房系統(tǒng)和校園網(wǎng)的維護。冗余時間同步系統(tǒng)可保證校園內(nèi)各設(shè)備時間的準確同步，便于日常作息管理、時間登記和數(shù)據(jù)記錄。
• 醫(yī)院：時間同步系統(tǒng)負責(zé)將眾多IT設(shè)備和各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的時間統(tǒng)一，實現(xiàn)整個院區(qū)局域網(wǎng)內(nèi)的時間同步。冗余時間同步系統(tǒng)可避免因時間不同步導(dǎo)致的醫(yī)療事故，提高醫(yī)院的管理效率和服務(wù)質(zhì)量。