校園網路時鐘系統（標準化考場時鐘同步）技術實施方案
校園網路時鐘系統（標準化考場時鐘同步）技術實施方案
京準電子科技官微——ahjzsz
【摘要】時鐘系統是一個大型標準計時系統，隨著網路的普及，許多校園都建了自己的校園專網，使用的網路設備和服務器也日益增多，這些設備都有自己的時鐘，而且是可以調節的，但是無法保證網路中的所有設備和主機的時鐘是同步的，因為這些時鐘每天會產生數秒、甚至數分鐘的誤差，經過長期運行，時間差會越來越大，這種偏差在單機中影響不太大，但在網路環境下的應用中可能會引發意想不到的問題，
1、概述
隨著網路的普及，許多校園都建了自己的校園專網，使用的網路設備和服務器也日益增多，這些設備都有自己的時鐘，而且是可以調節的，但是無法保證網路中的所有設備和主機的時鐘是同步的，因為這些時鐘每天會產生數秒、甚至數分鐘的誤差，經過長期運行，時間差會越來越大，這種偏差在單機中影響不太大，但在網路環境下的應用中可能會引發意想不到的問題，如在分布式計算環境中，由于每個主機時鐘不一致，會造成同一操作在不同主機的記錄時間不一致，將導致服務無法正常地進行，隨著各種網路應用的不斷發展，對時鐘的要求也越來越高，否則會引發許多的問題，
校園由教室、辦公室、圖書館等場所組成，各個場所時鐘資訊不一致，師生作業無法協同達到最高效率，平時作業中可能影響不大，但在關鍵考試時因時鐘不一致，導致學生無法考出真實水平，教師的教學成績就無法評估，這就影響大了，
2、系統設備構成
網路時鐘系統由衛星信號接收天線、NTP衛星時鐘服務器（NTP網路母鐘）、網路交換機、NTP網路子鐘、傳輸通道（網線）、管理軟體等組成，系統構成如圖1所示，
2.1 衛星信號接收天線
衛星信號接收天線由衛星蘑菇頭和適當長度天線組成，可向衛星時鐘服務器（網路母鐘）提供衛星實時同步信號，
2.2 衛星時鐘服務器（網路母鐘）
時鐘系統中的衛星網路母鐘為雙機備份裝置，其中一個作為系統時間信號的主要來源，另一個作為整個時鐘系統的設備備份，以備緊急故障時使用，衛星母鐘LCD顯示屏上可顯示年、月、日、時、分、秒時間資訊和當前的GPS北斗衛星顆數，時鐘系統由2臺高穩衛星網路母鐘、衛星接收天線、天線支架、客戶端軟體等構成；
衛星網路母鐘的多路網口可向教室和辦公室數字NTP網路子鐘，也可同時向校園廣播系統、安防系統、智慧教室系統、智慧圖書館系統、火災報警系統、校園一卡通系統、校園資訊管理系統等其他各個子系統的服務器監控主機提供標準時間信號，
2.3 NTP網路子鐘
網路子鐘（即時間同步顯示屏）安裝于教室或辦公室、圖書館、走道、安防監控室等需要顯示時間的各重要場所，
網路子鐘采用數字式，可顯示時分、時分秒、年月日星期時分秒，可根據現場實際需求訂購，網路子鐘自動發送時間同步信號請求，衛星時鐘服務器（網路母鐘）接收到子鐘請求后自動回應并實作時間同步作業，
網路子鐘采用磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；超薄金屬外殼設計，靜電噴塑；年月日星期漢字自發光且與數字渾然一體，
2.4 傳輸通道
衛星網路母鐘與NTP網路子鐘之間的傳輸通道可采用五類、六類網線進行管理通訊線，所有的設備均采用標準RJ45網口，
2.5 管理軟體
管理軟體可安裝在一臺高性能計算機上，通過網路傳輸通道，實時監控時鐘系統的運行狀態，
管理軟體可查看本時鐘系統內任何一臺網路子鐘的運行狀況，可以對本時鐘系統內任何一臺網路子鐘進行必要的操作（校對、停止、復位、追時、時間設定等），當系統出現故障時，可準確記錄故障時間和故障部位，能方便地查看維護提供準確資料等，
3、系統功能
時鐘系統基本功能如下:
3.1 同步校對
系統通過衛星信號接收天線不間斷接收GPS/北斗衛星發送的時間碼及其相關代碼，并對接收到的資料進行分析，判斷這些資料是否真實可靠，如果資料可靠即被衛星網路母鐘采用，如果資料不可靠便放棄，下次繼續接收，
網路子鐘是個獨立的顯示單元，可以脫離衛星網路母鐘單獨運行，同時又能主動請求衛星網路母鐘的標準時間資訊，網路母鐘對其實時校對，為了確保接收到的資訊是真實的、可靠的，網路母鐘對接收到的請求資訊進行嚴格分析、判斷，排除干擾資訊，
3.2 時間顯示及調整
數字式網路子鐘時間采用“時分；時分秒；年月日星期”可選模式，調整時間時，網路子鐘發出校準請求，衛星網路母鐘接收到請求后立即將精準時間資訊發送出去對子鐘時間進行調整，
3.3 為其他系統提供時間信號
衛星網路母鐘設有四路NTP網路介面（RJ45）,且每路網口具有獨立MAC地址相互物理隔離互不影響作業，能夠時刻準備為校園網路及其他各個子系統提供時間同步信號，主要系統包括：廣播系統、安防系統、智慧教室系統、智慧圖書館系統、火災報警系統、校園一卡通系統、校園資訊管理系統、校園機房服務器等，
3.4 系統監測功能
在控制中心設定對時鐘系統進行管理監測計算機系統，具有自診斷功能，可進行故障管理、性能管理、配置管理、安全管理等，
中心內管理計算機能夠檢測到子鐘設備的運行狀態資訊，且對檢測到的故障狀態進行顯示，能實時、詳細地反應系統內部各模塊的狀態，并能對全系統時鐘進行點對點的控制（復位、停止、校對、追時等），
系統出現故障時能夠發出聲光報警，指示故障部位，對故障告警做同步傳輸，提供給值班室的作業人員，并進行故障記錄和列印等作業，
3.5 系統可擴展性
系統擴容時，中心的網路母鐘可通過擴展設備對需求實時進行擴展，方便各個站點網路子鐘的增設作業，
3.6 集散控制
系統采用集散控制功能，即分布式系統，中心網路母鐘、網路子鐘相互之間通過五類六類屏蔽網線方式連接，在整個系統中相對獨立，任何一部分發生故障都不會影響整個系統的運行，
4、系統配置原則
校園由教室、辦公室、圖書館、弱電安防控制室等場所組成，
時鐘安裝方式及大小可根據安裝位置確定，我司推薦衛星網路母鐘、各個子鐘的尺寸及顯示內容、安裝位置參考建議配置表：
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序號 |
安裝位置 |
型號規格 |
單位 |
數量 |
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1 |
機房/主控室 |
HR-901GB型母鐘：采用UM220-III-L（和芯星通）GPS+北斗二合一衛星授時專用模塊作時間源，輸出4路NTP網口供各個子鐘和計算機網路時間同步，局域網授時精度1-10ms，LCD液晶顯示屏實時顯示北斗衛星顆數和GPS衛星顆數以及當前時間資訊，輸出4路串口物理介面，內置守時模塊當衛星丟失情況下仍提供精準授時服務（守時精度達到0.3s/d），1U標準機架式設計，客戶端軟體，30米天線及支架、天線避雷器、螺絲等附件； |
臺 |
2 |
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2 |
教室 |
HR-XS100型數字網路子鐘：單面顯示內容：時分秒（紅色5英寸數碼管）；外形尺寸77*18*5CM；介面：NTP網口跟網路母鐘自動同步校時；供電220；走時精度：0.01S/天；環境要求：－20℃～+65℃；MTBF：≥9萬小時；1.高亮度數碼管，長壽命；2.磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；3.超薄金屬外殼設計，靜電噴塑； |
臺 |
120 |
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3 |
辦公室 |
HR-XS200型日歷式數字網路子鐘：單面顯示內容：年月日星期（紅色2.3英寸數碼管）時分秒（紅色5英寸數碼管）；外形尺寸77*29*5CM；介面：NTP網口跟網路母鐘自動同步校時；供電220；走時精度：0.01S/天；環境要求：－20℃～+65℃；MTBF：≥9萬小時；1.高亮度數碼管，長壽命；2.磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；3.超薄金屬外殼設計，靜電噴塑； |
臺 |
5 |
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4 |
圖書館 |
HR-XS200型日歷式數字網路子鐘：單面顯示內容：年月日星期（紅色2.3英寸數碼管）時分秒（紅色5英寸數碼管）；外形尺寸77*29*5CM；介面：NTP網口跟網路母鐘自動同步校時；供電220；走時精度：0.01S/天；環境要求：－20℃～+65℃；MTBF：≥9萬小時；1.高亮度數碼管，長壽命；2.磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；3.超薄金屬外殼設計，靜電噴塑； |
臺 |
3 |
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5 |
機房控制室 |
HR-XS200型日歷式數字網路子鐘：單面顯示內容：年月日星期（紅色2.3英寸數碼管）時分秒（紅色5英寸數碼管）；外形尺寸77*29*5CM；介面：NTP網口跟網路母鐘自動同步校時；供電220；走時精度：0.01S/天；環境要求：－20℃～+65℃；MTBF：≥9萬小時；1.高亮度數碼管，長壽命；2.磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；3.超薄金屬外殼設計，靜電噴塑； |
臺 |
1 |
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6 |
其他辦公場所 |
HR-XS200型日歷式數字網路子鐘：單面顯示內容：年月日星期（紅色2.3英寸數碼管）時分秒（紅色5英寸數碼管）；外形尺寸77*29*5CM；介面：NTP網口跟網路母鐘自動同步校時；供電220；走時精度：0.01S/天；環境要求：－20℃～+65℃；MTBF：≥9萬小時；1.高亮度數碼管，長壽命；2.磨砂PC面板，防眩光，不刺眼；3.超薄金屬外殼設計，靜電噴塑； |
臺 |
1 |
5、系統總結
時鐘系統不僅方便企事業單位的精準計時，更能為他們大大提升作業效率，效率的提高意味著社會公共服務的改善，而企事業單位對時間的強烈關注，正是他們服務和效率意識的見證，
隨著各單位大資料建立，網路設備與服務器數量不斷增加，網路管理員在查看眾多網路設備日志時，往往發現時間不一，即使手工設定時間，也會出現因時區或夏令時等因素造成時間誤差；有些二層交換機重啟后，時鐘會還原到初始值，需要重新設定時間，對于核心網路設備和重要應用服務器而言，它們之間有時需要協同作業，因此時間的統一準確性、可靠性顯得尤為重要，
同時時鐘系統具有業界領先的環保性能，引領了都市綠色辦公風潮，隨著現代人生活節奏的不斷加快，網路化的普及，對時間精準度的需求也是越來越高，尤其是當前的機場、鐵路（地鐵和火車站）、醫院、學校、政府機關、企事業單位等正好迎合了他們的需求，為他們解決實實在在的問題，
安徽京準電鐘電子科技有限公司
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