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gps標準時鐘系統(tǒng)

子母時鐘系統(tǒng)概述：

子母時鐘系統(tǒng)（簡稱時鐘系統(tǒng)），簡言之就是由一個母鐘和一群子鐘組成。在系統(tǒng)正常運行情況下，它一般通過422\485（或網(wǎng)絡）總線結構，由母鐘直接向各終端子鐘（或計算機網(wǎng)絡）發(fā)送標準時間信號。所以在子母時鐘系統(tǒng)里，所有幾十臺、幾百臺甚至幾千臺子鐘的顯示時間，以及計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)時間，都是以母鐘發(fā)送的時間信號為基準的。

歷史：為實現(xiàn)較大范圍的時間同一性，子母鐘這樣的系統(tǒng)實際早已有之。只是由于技術受限，傳統(tǒng)的子母時鐘系統(tǒng)，僅僅實現(xiàn)了通過調(diào)整一個母鐘時間而調(diào)整整個系統(tǒng)內(nèi)子鐘時間的便利，總體上還存在功能比較單一、母鐘自身精度不高的局限。

現(xiàn)在：隨著衛(wèi)星時間同步技術日趨成熟，目前的子母時鐘系統(tǒng)，都已經(jīng)采用衛(wèi)星同步時鐘作為母鐘，其時間信息的精確性和穩(wěn)定性達到了前所未有的高度。同時，由于其系統(tǒng)屬性向現(xiàn)代it信息技術領域的根本轉變，子母時鐘系統(tǒng)的授時范圍也進一步擴大。它的授時終端不但包括模擬指針式子鐘、數(shù)字式子鐘及l(fā)ed點陣式綜合圖形子鐘等時間顯示類子鐘，而且還包括計算機類智能化設施網(wǎng)絡，和其他需要精準時基的現(xiàn)代化信息控制設備。

技術概括：縱觀現(xiàn)代子母時鐘系統(tǒng)技術，可以概括以下幾個特點：

時鐘源時間信息無比精準、無比穩(wěn)定；

在設備正常運行情況下，系統(tǒng)時間精確度等永不需要人工調(diào)校；

授時范圍和對象包含面廣泛；

由于采用衛(wèi)星時間同步信息，即使在遠隔千里的相互獨立系統(tǒng)之間，其時間誤差也可以精確到忽略不計；

在母鐘或線路臨時故障情況下，各子時鐘都能進行長時間自守時運行。

時鐘系統(tǒng)的特點：       

公司的衛(wèi)星同步時鐘系統(tǒng)產(chǎn)品，長期以來一直在電力行業(yè)等高端自動化控制領域應用，所以一旦進入民用子母時鐘系統(tǒng)市場，其總體結構技術的先進性立刻得到了體現(xiàn)。

一般來說，一個子母時鐘系統(tǒng)，主要分核心機房設備（也可統(tǒng)稱為母鐘）和機房外終端子種群設備（包括網(wǎng)絡終端）兩大部分。以目前的市場信息反饋分析，絕大多數(shù)的同行產(chǎn)品只能將機房核心設備做成分立設備，然后再組合成套。這些設備通常要分：gps時間信號接收機、母鐘、時碼分配器（或集線器）、ntp網(wǎng)絡時間服務器等。由此，往往造成核心機房設備體積龐大、維修復雜并且價格昂貴。

而我公司產(chǎn)品的系統(tǒng)結構，早已經(jīng)做到簡潔無比而且功能強大。在我們的典型系統(tǒng)結構（如圖2）里，所有核心機房設備，只是一臺pn10型衛(wèi)星同步時鐘，外觀體積不過是個1u標準19英寸上架式機箱。它甚至不需要專門機柜，可以和機房內(nèi)的網(wǎng)絡交換機等安  裝在同一個服務器機柜內(nèi)。因為我們的pn10型衛(wèi)星同步時鐘（作為綜合母鐘）是一種高端模塊化結構，已經(jīng)集成了從衛(wèi)星同步時間信號的接收到分發(fā)驅動的所有功能。

在靈活的模塊化配置下，一臺pn10型衛(wèi)星同步時鐘，可以輕易地實現(xiàn)為1200米傳輸距離以內(nèi)的1～5120個子時鐘對時；也可以提供多個rj45接口的ntp網(wǎng)絡時間同步服務；還可按需任選其他幾十種不同類型的接口。

體育場、館子母時鐘系統(tǒng)的方案及配置：

所有子母時鐘系統(tǒng)產(chǎn)品的本質都是一樣的，但是針對不同的客戶需求，公司也在系統(tǒng)產(chǎn)品的共性之中考慮了特殊性，以多達幾十種的母鐘驅動模塊種類和20來種的子鐘型號，為各種客戶提供不同的解決方案。

系統(tǒng)結構方案的選擇：

值得重申的是：如果業(yè)主方或設計院前期參考了其他廠家比較復雜的核心機房設備結構，列出了諸如：gps時間信號接收機、母鐘、時碼分配器（或集線器）、ntp網(wǎng)絡時間服務器等分立配置。我們盡可以堅持選用我們的方案。因為這是一種技術進步：衛(wèi)星同步時鐘（母鐘）的模塊化結構，可以集成從衛(wèi)星同步時間信號的接收到分發(fā)驅動的所有功能。

系統(tǒng)的維護終端，如果在一個純需顯示標準時間的系統(tǒng)中是可有可無的。除了開通時總調(diào)試以外，我們的系統(tǒng)日常運行時也是不需要計算機做后臺支持的。同時，對于系統(tǒng)是否處于同步運行狀態(tài)，母鐘及子鐘上都有直觀的顯示。

但是，通常在體育場、館內(nèi)部分區(qū)域的子時鐘，需要在不確定的時間段設置不同的倒計時顯示，例如體育比賽前或文藝演出前的時限提醒等。這種倒計時提醒，因為時間段的不確定，所以需要通過時間管理系統(tǒng)做臨時分群、分時段設定。還有，如果系統(tǒng)較龐大，業(yè)主需要專門進行運行監(jiān)控（網(wǎng)管）。在這種情況下，系統(tǒng)方案里就必須專門配備維護終端及相應的收費軟件。

母鐘型號和驅動模塊、天線長度的選擇：

典型子母時鐘系統(tǒng)結構中，母鐘型號一般統(tǒng)一選擇pn10型衛(wèi)星同步時鐘。

母鐘驅動模塊的常規(guī)配置：

1塊8路rs485差分模塊，可為最多上千個顯示類（包括指針式、數(shù)字式、點陣式）子時鐘授時；同時還可以通過它的信號通道，對系統(tǒng)各終端子鐘進行運行監(jiān)控和特定功能設置。

1塊ntp網(wǎng)絡對時模塊，為計算機或其他智能化設施網(wǎng)絡系統(tǒng)提供標準時基。

母鐘的天線一般標配為30米，天線探頭通常架設建筑物頂部。如果實際走線距離超過30米，則應該在方案確定時預先估算出。

子時鐘的選擇：

倒計時鐘，一般為單聯(lián)單面或雙面顯示，型號如本公司的sd1301-r、1501-r及sd1302-r、sd1502-r等。它一般安  裝在場、館的入口處或比賽場地等其他選定地點。也可以與普通單聯(lián)顯示數(shù)字子鐘合并選擇。

體育場、館的走廊、看臺等地，大多只需一個準確的時間顯示，一般選用單聯(lián)“時、分、秒”顯示的單面或雙面的子鐘，例如本公司的sd1401、sd1402、sd1501、sd1502等。也可用上述倒計時子鐘替代，以減少總體子鐘型號種類。

對于大廳等綜合性人流集散地，可選用信息相對全面的、帶有日歷顯示的雙聯(lián)子鐘，例如sd2401等。

指針式子鐘一般為壁掛式，是否需要選用，全看決策者個人喜好！型號如sa30、sa40、sa60等。

因為體育場、館通常還是一個綜合性大型活動場所，除體育活動外，還會有大型的會議、文藝商演等。這就要在演播室、播音控制室及后臺等地，選配廣電類專用倒計時鐘，以精確掌握播音等起、止時間。如本公司的sd3401-t等型號。

母鐘及子鐘功能描述：

    母鐘（pn10 型gps衛(wèi)星同步時鐘）：可自動接收gps衛(wèi)星同步時間信號，并以此為依據(jù)，通過rs485差分模塊接口，向各子鐘發(fā)送授時信號。同時，它還可以通過ntp網(wǎng)絡對時模塊的rj45接口，向計算機局域網(wǎng)及體育場、館呼叫系統(tǒng)等其他智能化設施網(wǎng)絡提供標準時基。

    單聯(lián)倒計時鐘：單面或雙面顯示。一般工作在與母鐘同步狀態(tài)，無積累誤差。一旦與母鐘失步，可依靠內(nèi)部守時模塊進行精確的自守時運行顯示時間，直到再次被母鐘同步。

倒計時鐘日常只顯示“時、分、秒”信息。在倒計時開始時，“時、分、秒”信息的左側會點亮led點陣式“倒計”字符提示。其倒計時顯示功能由時鐘管理系統(tǒng)（維護終端）在需要的時間段靈活設定。

單面(sd1301-r、sd1501-r)子鐘壁掛式安  裝。雙面(sd1302-r、sd1502-r)子鐘吊掛式安  裝。

    單聯(lián)數(shù)字子鐘：單面或雙面顯示。一般工作在與母鐘同步狀態(tài)，無積累誤差。一旦與母鐘失步，可依靠內(nèi)部守時模塊進行精確的自守時運行顯示時間，直到再次被母鐘同步。

單面(sd1401、sd1501)子鐘壁掛式安  裝。雙面(sd1402、sd1502)子鐘吊掛式安  裝。

    雙聯(lián)（sd2401、sd2501）數(shù)字子鐘：單面雙聯(lián)顯示，一般工作在與母鐘同步狀態(tài)，無積累誤差。一旦與母鐘失步，其也能以靠內(nèi)部守時模塊進行精確的自守時運行顯示時間，直到再一次被母鐘同步。

sd2401數(shù)字子鐘壁掛式安  裝（背面有壁掛孔）。

sd2501數(shù)字子鐘壁掛式安  裝（背面有壁掛孔）。

    sd3401-t演播倒計時子鐘：單面紅色字符，北京時間一般工作在與母鐘同步狀態(tài)，無積累誤差。一旦與母鐘失步，可依靠內(nèi)部守時模塊進行精確的自守時運行顯示時間，直到再一次被同步。

sd3401-t子鐘壁掛式安  裝（背面有壁掛孔）。

通過時鐘管理系統(tǒng)（維護終端）的設定：

在預定播音時間段之前，該子鐘第一聯(lián)“開播”顯示預定正常開播的具體時刻；第二聯(lián)照常顯示北京時間；第三聯(lián)“區(qū)間”顯示現(xiàn)在時刻距離開播時刻的倒計時。

在距開播時刻5秒（以事先設定為準）時，第一聯(lián)“開播”及第三聯(lián)“區(qū)間”數(shù)字都開始秒閃提示（可加入蜂鳴提示）。

一旦到達開播時刻，第一聯(lián)“開播”即刻進入正計時狀態(tài)；第二聯(lián)照常顯示北京時間；第三聯(lián)“區(qū)間”顯示預設播音時長的倒計時。

本輪播音結束，第一聯(lián)“開播”繼續(xù)計時5秒；第三聯(lián)“區(qū)間”正計時5秒。后，立刻進入下一輪播音預備、提示計時顯示狀態(tài)。

    模擬指針式子鐘：模擬指針式子鐘外觀和普通的指針式石英鐘一樣。該類子鐘主要有sa30(12英寸)、sa40(16英寸)、sa60(24英寸)等幾種，基本以鐘面直徑大小劃分。其中sa30為“時、分、秒”3針式走時，其余都是“時、分”2針式走時。一般工作在與母鐘同步狀態(tài)，無積累誤差。一旦與母鐘失步，能依靠內(nèi)部守時模塊進行精確的自守時運行顯示時間，直到再一次被同步。

母鐘的安  裝：母鐘（pn10衛(wèi)星同步時鐘 ）的外形是個19英寸1u標準上架式機箱，可以和網(wǎng)絡交換機等其他設備安  裝在同一服務器機架內(nèi)，也可以獨立平放在其他工作平面上。

母鐘天線的安  裝：母鐘天線的兩端接口，出廠時已經(jīng)做好。一般天線探頭需要安  裝在樓頂露天較開闊地帶，另一頭接在母鐘背面接線端子上。

安  裝：子鐘的安  裝根據(jù)需要安  裝的實際地點固定即可。一般為壁掛式和吊掛式兩種。

母鐘與時鐘管理系統(tǒng)的連接：系統(tǒng)出廠時配有專用232連接線，1端接入時鐘管理系統(tǒng)電腦主機的232串口，另1端接入母鐘（衛(wèi)星同步時鐘）的維護端口。此線的連接，也可由公司派人調(diào)試時完成。

母鐘與網(wǎng)絡的連接：母鐘出廠時標配有3米長度的網(wǎng)線，只要將其兩端rj45水晶插頭分別插進母鐘的ntp網(wǎng)絡對時模塊相應插口及網(wǎng)絡交換機的rj45口就行。此網(wǎng)線的連接，也可由公司派人調(diào)試時完成。

母鐘與子鐘的連接：母鐘的差分485驅動模塊具有8對信號輸出端，每一對端子可以為最多128個以內(nèi)的子時鐘群提供授時。

子鐘485信號線的敷設：

各線路從機房出線時，都應從弱電系統(tǒng)線槽內(nèi)走，應避免和其他照明及動力線路一起。接入就近第一個子鐘后，再從該子鐘并聯(lián)引出至下一個子時鐘（手拉手方式）。通常引出線接入子鐘接線端子時，不能把主干線的屏蔽層剪斷。主干線屏蔽層應該有可靠接地。

485信號線宜從頭至尾手拉手一根到底，不要有中途分叉出現(xiàn)樹形結構。一般建議不同走向的子種群，應該分別從8對出線端子接出不同走向的485信號線去驅動。

rs485信號線布線時需要分清a、b線，從頭至尾不能搞混，同時不能有其他電源接入。信號線建議采用rvvp 2 x0.75的型號。

如果有模擬子鐘，應該與數(shù)字子鐘分開接在不同的信號線上。

母鐘與子鐘的最遠授時距離一般為1200米。

電源與功耗：

母鐘：本地電源  50\60hz  85~265vac或110v~220vdc。功耗≤10w。

數(shù)字子鐘：本地電源  50\60hz  85~265vac或110v~220vdc。功耗≤15w。

模擬子鐘：本地電源  50hz  220vac。功耗≤5w。