GPS北斗双系统NTP网络校时服务器技术参数说明书

GPS北斗双系统NTP网络校时服务器技术参数说明书

京准电子科技官微——ahjzsz

欢迎使用安徽京准电钟电子科技有限公司自主研发生产的“HR-901GB NTP网络时间服务器”。HR系列服务器支持NTP和SNTP网络同步协议，是一款高精度、大容量、高品质的时钟产品。设备采用冗余架构设计，高精度时钟直接来源于北斗、GPS系统中各个卫星的原子钟，通过信号解析驯服本地时钟源，实现卫星信号丢失后本地时钟精准保持功能。独特的嵌入式硬件设计、高效Linux操作系统，可灵活扩展多种时钟信号输出。全面支持最新NTP对时协议、MD5安全加密协议及证书加密协议，时间精度优于2毫秒。

图1 HR-901GB网络服务器组网示意图

HR系列时钟服务器融合了参考源无缝切换技术、高精度时间间隔测量TIC技术和自适应精密频率测控技术。采用模块化设计，由北斗接收机、GPS接收机、高性能工业级主板、人机界面及监控管理单元、本地时钟（晶振）驯服单元、输出接口模块和电源模块组成。

HR系列时钟服务器可以广泛应用于政府、金融保险、移动通信、云计算、电子商务、能源电力、石油石化、工业自动化、智能交通、安防、智慧城市、物联网、国防军工等领域。

1.1 产品特点

l 系统扩展性：使用GPS时间参考源为一级网络时间服务器，可选配北斗卫星接收机、格洛纳斯卫星接收机作为授时时间源；可选配支持时钟信号输出扩展，可输出10M、E1、1PPS、B码等时钟信号；可选配恒温晶振或铷原子钟作为守时部件，支持独立时间守时功能；设备可配置为二级时间服务器。

l 硬件稳定可靠：选取高稳定的工业级服务器主板，MTBF可达80000小时；支持多路相互独立的10/100/1000M 以太网端口。

l 软件高效可靠：采用高效嵌入式Linux操作系统，授时精度高，PPS精度100ns，服务器授时精度1us；提供Windows NTP软件进行精确同步。

l 显示屏内容丰富：液晶信息丰富，可显示卫星、网络、系统等状态信息；通过LED状态指示灯显示服务器工作状态。

l 网络安全配置：支持Bonding功能，通过该功能轻松实现网卡冗余备份和负载均衡；支持iptable包过滤配置功能。

l 系统管理方便：支持Telnet、SSH远程配置管理，支持SNMP网管功能；提供直观的NTP时间网络监控软件BDMonitor，可监控服务器卫星和同步信息，通过syslog、Email等方式发送异常事件信息。

2 接口说明

2.1 前面板

图2前面板

VFD高亮超宽液晶屏

  • 显示卫星时间、卫星状态、锁定卫星颗数、经纬度、高度、各网卡IP、子网掩码、系统工作状态、版本号等

LED指示灯

  • REF：设备锁定卫星亮，设备失锁卫星熄灭
  • NTP：当设备NTP服务具备授时功能时亮
  • ALM：当设备卫星失锁或NTP授时异常时亮
  • CONSOLE接口（左）：1路，RJ-45串口，波特率115200，数据位8，停止位1，无流控，用于配置NTP授时系统。
  • USB接口 :2路，备份、恢复、升级功能
  • ETH网络接口:6路，RJ-45，10/100/1000M自适应以太网接口

2.2 后面板

图3 后面板

  • ANT接口：天线输入，BNC，1路，GPS L1、BD2B1，输出5V DC。
  • 10MHz:1路，BNC,正弦波，幅度12±1dBm，50Ω。（晶振产品选配）
  • 1PPS接口：硬件秒脉冲信号输出，TTL电平，50Ω，BNC接口；授时精度：<±30ns（RMS）；GPS/北斗接收机工作不正常时或进入内时钟保持状态时，不保证上述精度。
  • 绿端子：未定义，暂无意义。
  • TOD：1路，TOD输出，波特率9600，数据位8，停止位1，无流控；输出语句：**RMC，**GGA。
  • VGA接口：1路，连接显示器，配置NTP授时系统。

3 系统安装

3.1 天线安装

请参考下图选择卫星天线的安装位置

图4 GPS/BD天线安装位置示意图

n Position1：是建筑物楼顶或者专用塔顶，可以确保最好卫星接收效果；通常情况下可以连续收到10到12颗以上的卫星信号；

n Position2：非常好的位置，可以收到系统运行所需要的卫星信号，只会有某些特殊卫星的信号会有部分干扰，可以连续收到8到9颗卫星信号；

n Position3：对于连续工作的系统是不建议位置，因为不能连续收到足够多个卫星的信号从而使输出质量下降或中断；

n Position4：是在建筑物的背面，最坏情况下可能收不到卫星信号。

天馈线的安装和连接应当满足以下要求：

1）天线应平行于水平面，固定安装在基座上。

2）馈线电缆铺设时应远离高压线，电源线，电话线等。

3）电缆线长度多出时应拉直或盘起，不应使用蛮力硬扯电缆馈线，以免导致电缆对信号衰减的增大。

4）电缆线铺设时不应受力压迫。

5）天线的接头不要带电插拔，以免电路受损。

3.2 设备连接

n 安装服务器：将网络时间服务器安装在温湿度和通风状况良好的机架或机柜中；

n 连接天馈线：将天馈线连接到设备ANT接口端；

n 连接电源：建议将网络时间服务器的电源连接在UPS稳压电源上，保证服务器的正常工作；

n 网络连接：用两端都是RJ-45接头的直通网线将服务器的网络接口连接到交换机或集线器上。

3.3 防雷器安装（选件）

布放馈线必须配备防雷器，一般情况下一根馈线配备一个防雷器，安装在设备侧，防雷器注意区分入口和出口，避雷器的地线应连接到机柜的接地铜排或静电地板下方的接地排。安装示意图如下：

图5 避雷器安装

注：如果需要在楼顶侧安装防雷器，请尽量将防雷器安装在楼顶入楼处，保证防雷器不会被外界天气所干扰。如果因现场条件原因必须安装在室外，务必做好防雷器的防水措施，否则容易造成进水短路的情况。

4 服务器配置

HR系列 NTP网络时间服务器采用嵌入式LINUX系统，大部分配置和操作命令与LINUX常用命令格式基本相同。

4.1 服务器的启动

HR-901GB NTP网络时间服务器设备加电后将自动启动NTP服务。因此若该服务器的其它参数不需要修改时，则用户只需将HR-901GB NTP网络时间服务器的GPS/北斗天线安装在室外无遮挡处，打开电源，设备锁定卫星后15分钟即可提供网络时间服务。

若HR-901GB NTP网络时间服务器配置了恒温晶振或铷钟选件，则服务器时钟具有较高的保持功能，当卫星失锁后依然可以在一定时间内保持较高的授时精度。

注意：若设备加电后GPS/北斗从未进入锁定状态，则该设备将无法提供网络时间服务。当服务器长时间未使用，初次使用时，服务器时间和当前时间偏差较大，请用时间命令设置服务器时间，和当前时间基本一致后，系统可自动同步GPS/北斗时间系统。

4.2 服务器登录

HR-901GB NTP网络时间服务器可以采用以下两种方式对其进行配置。

4.3 Console 登录

使用工具putty.exe 或SecureCRT 等软件登录NTP服务器登录，配置通信协议为串口、端口为实际COM口、波特率为115200、数据位8、奇偶校验位为空、停止位为1、流控为无，在控制界面直接回车，即显示登录界面，输入用户名和密码登录到设备进行配置。

4.4 利用SSH/Telnet进行配置

设备支持SSH/telnet登录到时间服务器，SSH数据传输使用openssl加密，因此安全性较高。

将设备的网络端口通过网络连接设备（交换机、路由器、集线器等）与计算机进行连接，或直接利用交叉网线与计算机进行连接。

若配置计算机为Linux操作系统，则直接输入ssh 设备IP或telnet 设备IP，即可登录设备进行管理。

若配置计算机为Windows操作系统，SSH登录需要使用专用的客户端软件（比如putty.exe）进行配置，详细情况可以查阅putty相关帮助文档。

4.5 VGA显示器登录

1) 连接设备VGA与显示器接口；

2) USB键盘连接设备USB接口；

3) 登录效果参考Console登录。

4.6 服务器常用配置

4.6.1 NTP服务器登录

1） 选择上述三种方式之一与服务器连接

2） 按回车键，将显示如下界面：

+—————————————–+

|* NTP Time Server (T600) *|

|* system: version 3.1 *|

|* ntp: ntp-4.2.8p11 *|

|* website: http://www.ahjzsz.com *|

+—————————————–+

login: root 默认用户名：root

Password: 默认密码：root（Password输入时不显示内容）

3） 成功登录后显示如下

Last login: Fri Oct 19 12:45:50 from 192.168.5.126

[root@BDTime-NTP ~]#

表明用户登录成功，进入管理员模式。

在该命令行下，用户可以完成NTP服务状态查询、服务器IP地址设置、密码更改、用户退出和关机等功能。

4.6.2 NTP服务器时间设置

  • 年月日设置：date –s yyyymmdd 例：date –s 20181022（设置时间为北京时2018年10月22日）
  • 时分秒设置：date –s hh:mm:ss 例：date –s 09:23:00（设置时间为北京时09时23分00秒）
  • 使用其他NTP服务器更新本机程序时，使用ntpdate -u xxx.xxx.xxx.xxx进行更新(xxx.xxx.xxx.xxx为可信时间参考源IP地址)。

4.6.3 NTP服务器状态查询

用户登录成功后，输入ntpq可查询服务器NTP服务状态。

1） 在管理员模式下，输入ntpq –p

2） 显示结果如下：

[root@BDTime-NTP ~]# ntpq -p

remote refid st t when poll reach delay offset jitter

==================================================================

oGPS_NMEA(1) .BD. 0 l 3 16 377 0.000 0.000 0.001

LOCAL(1) .LCK. 1 l 77h 16 0 0.000 0.000 0.000

  • 如果GPS_NMEA（1）前出现“*”或“o”字符，表示设备的ntp服务已经工作正常，且同步卫星正常；
  • （设备内置铷钟/晶振单元）如果LOCAL(0)前出现“*”字符，表示设备使用本地铷钟或晶振守时，ntp服务已经工作正常；
  • （设备内部无铷钟/晶振单元）如果LOCAL(0)前出现“*”字符，表示设备异常；
  • 注意当GPS/北斗重新捕获后，约15分钟后，NTP服务才能工作正常。

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