分布式系统时钟同步设计与实现

时钟同步是分布式系统的核心技术之一，考虑到分布式系统的可扩展性及同步精度要求，提出了基于GPS与NTP的混合同步方案解决系统时间同步问题，并对其原理与实现进行了阐述。     

仿真系统中的时钟同步算法

研究当前仿真系统中的时钟同步问题和网络时间协议（NTP）。在NTP的基础上通过引入“主从服务器”模式、客户端时间推进和事件注册机制,实现一种适用于分布式仿真系统的、具有较高精度的软件时钟同步算法,给出同步系统的设计和实验方案。根据对实验数据的分析,验证该算法是一种简单有效的高精度时钟同步算法。     

基于NTP的高精度时钟同步系统实现

Windows操作系统内置的NTP授时精度不高,分辨率最高只有10ms。给出一个基于Windows操作系统的计算机网络同步时钟实现方案,该方案可以有效提高计算机时钟同步精度,在LAN中时钟同步精度达250μs。同时采用了校正时钟频率误差算法,校正后的时钟长期计时误差能达到10天少于1s。     

基于UDP的局域网内时钟同步协议

当前在网络应用中,广泛采用NTP和SNTP进行时钟同步,但NTP协议非常复杂且精度受限于外部条件.在分析某类网络应用特性的基础上,提出一个新的适合于此类应用的时钟同步协议.该协议实现简单而且可以达到很高的时钟精度.     

分布式试验系统管理中的时钟同步技术研究

在对时钟同步技术进行系统研究的基础上,着重讨论和分析了网络时间协议(NTP)。应用基于NTP协议的时钟同步方法和主从服务器时钟同步策略,实现了分布式试验系统的时钟同步,保证了各种试验数据之间的时间相关性。     

基于全球定位系统的高精度事件顺序记录系统

为了满足事件顺序记录（SOE）系统数百微秒级分辨率的要求,系统必须实现精确到微秒级的全局时钟同步。通过对现有同步方法的评估并对时钟同步过程误差产生原因的着重分析,利用全球定位系统（GPS）信号为时间源的网络时钟协议（NTP）校时服务器,提出了一种基于改进NTP服务器同步法和1PPS秒脉冲同步法相结合的新方法。新方法利用先进的NTP服务器同步全局秒时钟,消除控制站间时钟误差,并解决同步过程中出现的“跨秒”问题;用1PPS秒脉冲同步毫秒计数器时钟,消除现场可编程门阵列（FPGA）晶振累积误差。该方法实现简单,同步精度高,系统稳定性好。使用该同步方法实现的SOE系统分辨率达0.5ms,并成功应用于某火电厂汽轮机保护装置。     

基于航电总线的分布式实时监控系统同步算法

随着航空技术、计算机软硬件技术的高速发展,航电综合系统的高精度时钟同步越来越重要,针对多总线分布式实时监控系统要求各设备高度时间同步的问题,本文在分析国内外已有时钟同步算法的基础之上综合考虑了传输时延、时钟偏移误差及网络排队时延,并将实时监控流量带来的网络抖动现象作为重要因素引入到同步算法中,设计了基于TSC的高精度软时钟服务机制,提出一种基于航电总线的分布式实时监控系统时钟同步算法CSA-RTMS,并详细分析了误差范围等性能.实验结果表明,与传统的NTP同步协议相比,该同步方法精度更高,同步效率快,而且受网络抖动影响小.     

基于TSDPLL的时钟漂移补偿算法容错研究*

提出集成TSDPLL对系统节点本地时钟计时频率漂移进行有效补偿的时钟同步方法,大大提高了应用网络时间同步技术（如NTP、PTP等）的同步精度。为确保TSDPLL能在网络出现拥塞的情况下仍然正常工作,通过分析收敛函数基本特征,提出基于收敛函数的容错方案。仿真实验结果表明,该方案算法简单、容错效果明显,是基于DPLL时钟漂移补偿算法不可或缺的关键组成部分。     

分布式网络系统中时钟同步的实现

分布式网络系统对时钟同步的需求日益迫切，要求也越来越高。文章针对分布式舰载网络系统提出了采用NTP协议的分层式混合时钟同步方案，并描述了方案的实现。     

基于NTP的气象网络校时系统的研究和实现

在气象领域中,建立一个精确、稳定、可靠的气象系统统一时钟源,对进行各项气象业务具有非常重要的现实意义和应用价值。文章首先分析了基于NTP时钟同步系统的原理、实现方式和工作模式,然后介绍了NTP在气象网络中的实现,最后介绍了NTP服务器和客户端的建立。     

基于LM3S9B96的IEEE1588时钟同步系统

随着分布式系统在工业制造与实时控制、医疗、电力等方面的广泛应用,应用系统对时钟同步精度要求越来越高.传统的同步模式如GPS、NTP等,由于在成本或同步精度方面的原因,难以满足工业应用需求.采用硬件辅助实现IEEE1588的时钟同步技术可以极大的减少同步误差,是现在实现高精度同步的有效方法,并且实现综合成本较低.分析了IEEE1588基本同步原理和LM3S9B96物理层芯片的功能结构,实现了基于LM3S9B96的IEEE1588时钟同步模块,在局域网中测试、验证了其同步精度可达到纳秒量级.     

面向单向延迟测量的时钟同步技术研究

为测量网络传输中的单向延迟等性能参数以准确提供和分析网络的性能状况,时钟同步的精度要求已非时钟同步协议(NTP)所能完成。该文对近年来出现的各种针对此问题的时钟同步技术研究和实现展开综述性陈述,并在此基础上提出Altair&Vega(A&V)方法。该方法修正了Moon方法中理论推导的欠妥之处,建立两主机之间同步模型,能提供高精度的相对时钟偏移修正。     

基于分段过滤时间同步算法研究

随着通信及计算机网络的发展,越来越多的网络设备和网络应用对同步时间提出了越来越高的要求。但迄今为止端系统间的时间同步并没有得到很好的解决。首先系统描述了端系统时钟动态性的数学模型,然后提出了一种基于分段过滤的时间同步算法（SFTS算法）。该算法包含服务器主动式时钟同步算法,基于分段估算的频率差补偿算法,排队与频率跳变过滤算法三个部分。最后在实验网上对该算法进行了验证,并与NTP协议进行了对比。实验结果表明该算法确实能够实现大规模计算机间的高精度时间同步。     

基于卡尔曼滤波的网络精确时钟同步研究

在网络化分布式测试与控制系统中,时钟同步是一项重要的课题研究指标.在基于IEEE 1588协议主从时钟的时钟同步中,时钟偏差和时钟漂移的精确测量是主从时钟同步的重要保证.提出了基于卡尔曼滤波的时钟同步方法,该方法不仅能对主从节点之间的时钟漂移进行估计、优化时钟模型,还能实现对时钟偏差的估计,消除传输网络中的干扰.实验结果表明,在时钟同步中引入卡尔曼滤波算法能显著提高时钟同步精度.     

矿用分布式采集系统时钟同步方案设计与实现

单一的时钟同步技术由于其精度及应用局限性,无法满足矿用分布式采集系统高精度、高可靠性的时钟同步性能要求。针对上述问题,提出了基于北斗+IEEE 1588V2+本地后备时钟的三级协同时钟同步方案。选用部署在地面的T600-BDGOCXC型北斗授时服务器作为主时钟,为系统提供纳秒级精度的绝对时钟;采用STM32F407+DP83848及PTPd协议栈实现支持IEEE 1588V2协议的采集节点,通过井下工业环网将北斗的绝对时钟同步到各采集节点;本地后备时钟采用STM32F407内部RTC(实时时钟)实现,给各采集节点提供秒级精度的时间戳初值,便于各采集节点用最短时间实现与主时钟的同步。测试结果表明,北斗授时服务器与采集节点通过交换机直连的情况下,1 min后时钟同步精度达162 ns;北斗授时服务器与采集节点通过三级交换机连接的情况下,时钟同步精度为565 ns;在北斗授时服务器失效的情况下,优先级高的采集节点升级为主时钟并为其余采集节点授时,具有较强的可靠性。     

高速网络测量系统时钟同步的研究与分析

在监测网络流量行为中，时钟同步是提供准确的网络测度测量值的前提保证．单向延迟等网络性能测度至少需要毫秒级的同步精度。然而，在高速、大规模、分布式的网络环境下，高速的网络流量影响了系统的时钟响应信号，使得原本是线性模型的相对时钟偏移模型受到影响，这一影响使得即便使用NTP或者GPS，都无法很好地解决时钟同步问题．本文以一个分布式的抽样测量监刚乐境PERME和CERNET地区网主干为依托，详细分析和讨论了高速IP网络中的时钟偏移问题．通过大量真实的实验数据时高速网络中的时钟同步问题进行了研究和分析．同时，对如何解决实验中出现的模型的非线性问题指出了自己的见解．