一文了解冗余時間同步系統

系統組成

以GPS同步時間冗余系統為例，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

• 核心設備處理信號：GPS標準時間同步鐘是核心設備，它接收全球定位系統衛星的信號，經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；同時實時采集電網的頻率，經處理后輸出該時刻的電網周波數，并產生隨電網頻率變化的工頻秒走時的工頻時鐘。為實現冗余切換，該同步鐘還向GPS切換器提供內部電路的工作狀態，以供切換器處理。
• 切換器實現無擾切換：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，自動選擇工作正常的一臺，實現無擾切換，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，根據用戶校時的不同要求，輸出不同的規約和接口數。

系統特點

• 高可靠性：采用雙機冗余系統，互為熱備用，當主系統出現故障時，備用系統能自動診斷故障并自動切換，自動運行在工況好的GPS時間系統上，從而提高整個系統的可靠性。
• 高精度：GPS是高精度的全球定位系統，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用場景。
• 多功能：系統采用了多達八塊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。

應用場景

• 電力系統：隨著電力控制系統自動化的提高，系統對時間統一的要求越來越迫切，對時間的同步精度也越來越高。冗余時間同步系統可為電力系統的各種設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電信號以光速運行的環境條件，避免因時間不同步導致系統癱瘓。
• 金融領域：銀行對時間的精準性要求越來越高，時鐘同步系統負責將機房網絡系統、災備中心系統、銀行交易系統、ATM系統、消防系統、安保系統等各系統時間進行同步統一，為消費者權益和財產安全提供有力保障。冗余時間同步系統可進一步提高時間同步的可靠性，確保金融業務的正常運行。
• 學校：隨著網絡設備和服務器數量的增加，學校需要借助時鐘同步系統進行機房系統和校園網的維護。冗余時間同步系統可保證校園內各設備時間的準確同步，便于日常作息管理、時間登記和數據記錄。
• 醫院：時間同步系統負責將眾多IT設備和各業務系統的時間統一，實現整個院區局域網內的時間同步。冗余時間同步系統可避免因時間不同步導致的醫療事故，提高醫院的管理效率和服務質量。