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局域網同步時鐘之時鐘同步要點
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發布：2011-12-25
局域網同步時鐘之時鐘同步主要分析局域網NTP同步時鐘采用NTP協議同步時間過程中的細節。對于NTP時鐘同步可能引起的時間誤差分析與糾錯。在網絡傳輸過程中，不管我們采用的是星型拓撲，還是總線拓撲，由于網絡傳輸的延時性，就不可避免的會引入時間誤差，如何更好的處理這種誤差的存在，對于LED同步時鐘來說尤其重要，因而分析時鐘同步的特點勢在必行。
1、NTP同步協議簡介：
網絡時間協議NTP(Network Time Protocol)的主要開發者是美國特拉華大學的MILLS David L教授設計實現的，由時間協議、ICMP時間戳消息及IP時間戳選項發展而來。NTP用于將計算機客戶或服務器的時間與另一服務器同步，使用層次式時間分布模型。在配置時，NTP可以利用冗余服務器和多條網絡路徑來獲得時間的高準確性和高可靠性。即使客戶機在長時間無法與某一時間服務器相聯系的情況下,仍可提供高準確度時間。
2、網絡延時導致的時鐘參數說明：
NTP最典型的授時方式是Client/Server方式?？蛻魴C首先向服務器發送一個NTP 包，其中包含了該包離開客戶機的時間戳T1，當服務器接收到該包時，依次填入包到達的時間戳T2、包離開的時間戳T3，然后立即把包返回給客戶機?？蛻魴C在接收到響應包時，記錄包返回的時間戳T4。LED電子時鐘用上述4個時間參數就能夠計算出2個關鍵參數：NTP包的往返延遲d和客戶機與服務器之間的時鐘偏差t。 局域網同步時鐘使用時鐘偏差來調整本地時鐘，以使其時間與服務器時間一致。
顯然，通過T1、T2、T3、T4的時間點就能很好的判斷時鐘收到NTP時間包時的時間，但由于局域網絡傳輸的延時性，誤差不可避免的存在，是否可將局域網同步時鐘的誤差控制在有效范圍，成為在此討論的重點。
3、局域網同步時鐘延時大小分析：
一般廣域網的網絡延時在10 ms～500ms之間，局域網的網絡延時在計時操作系統內核處理延遲的情況下通常小于1ms。假定局域網內NTP同步延時小于1ms，理論上授時誤差小于0.5ms，但對于Windows操作系統內置的NTP客戶和NTP服務，并不能達到此精度。Windows NTP時鐘分辨率因操作系統和硬件不同而有所不同，時鐘分辨率通常為10ms或15ms。因而可分析得出：基于Windows操作系統內置的NTP授時精度最高不超過10ms。
4、進一步提供同步時鐘精度：
局域網絡延相對較大的原因在于時間戳一般都是在應用層處理后返回。為減少操作系統內核處理延時的影響提高NTP時鐘授時精度，時鐘與NTP服務器在發/收NTP包時間戳時應盡量接近主機真實發/收包時刻。這需要產品在設計與程序編寫時注意相關代碼的科學性。從LED電子時鐘硬件上考慮，為了減少溫度引起晶振頻率漂移對時鐘準確度的影響，可以采用數字溫漂補償方法，提高時鐘長期計時準確度。先測出工作溫度范圍內溫度對應的溫漂補償系數，工作時每隔一定時間，根據實際溫度查出對應補償系數動態地修正時間。產品進一步提高精度方案電路如下：
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