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兆越打造 GPS/北斗高精度时间同步网络方案

www.cechina.cn2024.06.28阅读 4508

  PTP协议是一种用于网络时间同步的协议,它能够在复杂的网络环境中实现高精度的时间同步。PTP协议利用以太网等网络基础设施,将高精度时间信息从时间源分发到网络中的各个设备。
  GPS北斗卫星导航系统能够提供全球范围内的高精度时间信息。这些系统利用原子钟技术,能够提供纳秒级的时间精度,为高精度时间同步提供了可靠的时间源。
  随着物联网、云计算、大数据等科技技术的发展,对时间同步的需求也越来越高。为了满足现代社会对高精度时间同步的迫切需求,上海兆越通讯推出基于GPS/北斗的高精度PTP对时系统的MWG-2620-PTP主时钟与MIE-2820-PTP交换机在PTP对时中的应用方案,确保网络中各设备的时间同步,适用于智能交通的路侧设备精准对时、工业控制对时、移动通信等多个领域。
  面临的挑战
  当前PTP对时网络,大部分是基于网络层级对时,在实际使用过程中,存在着如下问题:
  1、主时钟负载过重:在使用TC对时模式时,因网络中对时终端较多,主时钟面对大量终端时,负载过重,导致对时精度无法保障。

  2、BC模式对时精度不足:采用交换机作为BC模式进行对时,可减轻主时钟的网络负载,但会增加对时误差,目前普遍的理想误差是100ns/跳。存在多跳BC时,对时误差累计,无法完全满足对时精度要求。

  3、PTP主时钟成本过高:当前PTP主时钟成本仍较高,因成本压力无法分散式布署。
  4、小规模网络实施成本过高:因PTP主时钟成本较高,对于小规模PTP对时应用,难以负担昂贵的PTP主时钟成本。

  兆越方案
  本解决方案使用了基于GPS/北斗的小型PTP主时钟,将PTP主时钟分散式布署,并在可部署小型化网络的场景组建小型PTP网络,实施方案如下:
  1、分散式部署方式
  在各汇聚交换机位置,增加MWG-2620-PTP主时钟,以实现分散式部署,一是可以提高区域部分终端的对时精度,二是可作为备份时钟使用。
  MWG-2620-PTP内置高精度GPS/北斗对时模块,通过天线接收卫星信号,授时精度可达20ns。设备接收到卫星时间后,将其作为基准时间,通过PTP协议进行分发。

  2、小型网络的独立高精度PTP组网
  用MWG-2620-PTP和MIE-2820-PTP交换机,可实现小型化的PTP组网。该方案的核心设备为MWG-2620-PTP,通过其内置的GPS/北斗对时模块接收卫星时间信号,实现高精度时间同步。MWG-2620-PTP作为PTP主时钟,将同步后的时间通过PTP协议分发给网络中的各个终端设备。MIE-2820-PTP交换机则作为PTP网络中的中继设备,确保时间信号在网络中的准确传递。

  方案优势:
  ● 实现了基于GPS/北斗的高精度对时。
  ● 实现主时钟分散化布署,提高各区域网络对时精度。
  ● 在小型PTP对时网络中,可极大地降低主时钟成本。
  ● 工业级设备,可适应各类工业环境,适应性好。
  产品介绍
  ● MWG-2620-PTP  集成GPS/北斗的高精度PTP时钟服务器

  1、GPS/北斗对时模块:实现高精度的卫星授时。
  2、PTP对时功能:支持PTP协议(IEEE 1588),能够作为PTP主时钟为网络中各终端设备提供精准的时间同步。
  3、多种模式支持:支持主时钟(Master)、边界时钟(BC)、透明时钟(TC)模式,适应不同的应用场景。
  4、高精度对时:GPS授时精度可达20ns,PTP对时精度可达100ns。
  5、供电电压:DC12/24V。
  6、安装方式:壁挂式或卡轨式,可根据实际应用情况进行选择。
  ● MIE-2820-PTP   PTP对时网络交换机

  1、MIE-2820-PTP交换机是一款高性能网络交换设备,支持PTP对时的BC/TC工作模式,可以与MWG-2620-PTP配合使用,构建高精度的PTP对时网络,可实现基于GPS/北斗的高精度PTP对时网络。
  2、高精度时间同步:集成GPS接收器,能够接收来自GPS卫星的精准原子钟时间信号,实现全网设备纳秒级别的高精度时间同步,确保分布式系统的各个环节严格同步。
  3、实时网络控制:支持IEEE 1588v2精确时间同步协议,可以实现微秒甚至纳秒级别的精确时间同步。
  4、精准时间戳:协议允许设备之间精确传递时间戳信息,能够准确测量和控制网络中数据包的传输延迟,实现数据的实时传输和处理。
  5、多跳透明时钟支持:支持E2E(End-to-End)透明时钟和P2P(Peer-to-Peer)透明时钟模式,能够在不引入额外延迟的情况下修正时钟误差,确保整个网络中的时间同步更加准确。
  应用场景
  ● 智能交通

  在智能交通系统中,路侧设备需要精准的时间同步以确保交通信息的准确采集和传输。MWG-2620-PTP可作为主时钟设备,向各路侧设备提供高精度时间信号,提高系统的整体效率和安全性。 
  ● 工业控制

  工业控制系统对时间同步的要求极高,以确保各生产环节的协调一致。通过MWG-2620-PTP和MIE-2820-PTP交换机的组合,可以实现整个工业控制网络的高精度时间同步,提高生产效率和产品质量。
  ● 移动通信

  在移动通信系统中,基站之间的时间同步至关重要。MWG-2620-PTP作为PTP主时钟设备,能够为基站提供高精度的时间同步服务,确保通信网络的稳定运行和高效数据传输。