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授时类产品——时间同步的核心应用

发布时间:2021-03-01 15:41

时间同步,就是以外部稳定信号为标准,经过某些操作,达到为分布式系统提供一个统一时间标度的过程。其工作原理,可以简单理解为:以稳定频率的信号为基准,如原子钟或高稳晶振,然后对统一系统内的其他时间进行定期的校准,保证统一系统内各地的时间保持在较小的误差。

为什么需要时间同步?在分布式系统中,由于物理上的分散性,系统无法为彼此间相互独立的模块提供一个统一的全局时钟,而由各个进程或模块各自维护它们的本地时钟。由于这些本地时钟的计时速率、运行环境存在不一致性,因此即使所有本地时钟在某一时刻都被校准,一段时间后,这些本地时钟也会出现不一致。为了这些本地时钟再次达到相同的时间值,必须进行时间同步操作。

从产品形态上,目前主要分为两种:时间同步板卡及模块、时间同步设备。1)时间同步板卡及模块,一般以标准时间频率信号为参考,产生、保持、分发系统或设备所需要的各种时间和频率信号,通常主要在通信基站、军用领域比较多;2)时间同步设备,就是通常所说的时间服务器,一般通过接收北斗/GPS/标准时间信息,产生、保持时间频率信号,并通过有线或无线方式进行接收或传递,为系统提供多种形式的时间和频率信号。产品主要应用于通信、电力、交通、国防等军民用。


时间同步板卡

在时间同步板卡中,通常有几部分组成:卫星接收模块负责接受卫星授时、FPGA模块主要负责一些计算的功能、MCU具备控制功能、存储模块、以及时间同步模块。其中时间同步模块中主要都是一些芯片包括:频率合成类器件、抖动过滤芯片、驱动芯片等。这些核心的同步模块中的芯片,基本上主要TI、ADI、Microsemi、IDT、ON、SLAB等国外厂商,对国外厂商依赖性极强。


时间同步设备(时间服务器)

时间同步设备,本质上就是做系统集成,通常是将原子钟、或高稳晶振、或者卫星导航模块,以及MCU、FPGA、以及时间同步芯片集成到一起。技术门槛相对较低、发展同质化比较严重就国内而言,能够做时钟同步设备的,大约有几十家企业,大多数收入在1000-5000万之间。

时间服务器已不输于国外产品,完全可实现国产化替代。

时间服务器已不输于国外产品,完全可实现国产化替代。通信、电力、轨交、金融等领域,早期时钟服务器都是以GPS为主,也都是以海外厂商产品为主,如国内通信系统早期时间服务器,90%来自于海外巨头 Symmetricom。后来,一方面,国外企业高价格和轻市场服务,另一方面国内推进自主可控,越来越多行业开始降低对国外品牌的依赖,尝试GPS转北斗,国内国产化率在逐步提升。当前阶段,国内存量的时钟服务器还是以海外厂商GPS授时为主,但新增的服务器已大部分替代为国内厂商的GPS/北斗双模授时产品,同时存量产品的更新换代也将逐步替换成国内产品。


标签:授时服务器时频系统北斗授时系统

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