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局域网同步时钟之时钟同步要点
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发布：2011-12-25
局域网同步时钟之时钟同步主要分析局域网NTP同步时钟采用NTP协议同步时间过程中的细节。对于NTP时钟同步可能引起的时间误差分析与纠错。在网络传输过程中，不管我们采用的是星型拓扑，还是总线拓扑，由于网络传输的延时性，就不可避免的会引入时间误差，如何更好的处理这种误差的存在，对于LED同步时钟来说尤其重要，因而分析时钟同步的特点势在必行。
1、NTP同步协议简介：
网络时间协议NTP(Network Time Protocol)的主要开发者是美国特拉华大学的MILLS David L教授设计实现的，由时间协议、ICMP时间戳消息及IP时间戳选项发展而来。NTP用于将计算机客户或服务器的时间与另一服务器同步，使用层次式时间分布模型。在配置时，NTP可以利用冗余服务器和多条网络路径来获得时间的高准确性和高可靠性。即使客户机在长时间无法与某一时间服务器相联系的情况下,仍可提供高准确度时间。
2、网络延时导致的时钟参数说明：
NTP最典型的授时方式是Client/Server方式。客户机首先向服务器发送一个NTP 包，其中包含了该包离开客户机的时间戳T1，当服务器接收到该包时，依次填入包到达的时间戳T2、包离开的时间戳T3，然后立即把包返回给客户机。客户机在接收到响应包时，记录包返回的时间戳T4。LED电子时钟用上述4个时间参数就能够计算出2个关键参数：NTP包的往返延迟d和客户机与服务器之间的时钟偏差t。 局域网同步时钟使用时钟偏差来调整本地时钟，以使其时间与服务器时间一致。
显然，通过T1、T2、T3、T4的时间点就能很好的判断时钟收到NTP时间包时的时间，但由于局域网络传输的延时性，误差不可避免的存在，是否可将局域网同步时钟的误差控制在有效范围，成为在此讨论的重点。
3、局域网同步时钟延时大小分析：
一般广域网的网络延时在10 ms～500ms之间，局域网的网络延时在计时操作系统内核处理延迟的情况下通常小于1ms。假定局域网内NTP同步延时小于1ms，理论上授时误差小于0.5ms，但对于Windows操作系统内置的NTP客户和NTP服务，并不能达到此精度。Windows NTP时钟分辨率因操作系统和硬件不同而有所不同，时钟分辨率通常为10ms或15ms。因而可分析得出：基于Windows操作系统内置的NTP授时精度最高不超过10ms。
4、进一步提供同步时钟精度：
局域网络延相对较大的原因在于时间戳一般都是在应用层处理后返回。为减少操作系统内核处理延时的影响提高NTP时钟授时精度，时钟与NTP服务器在发/收NTP包时间戳时应尽量接近主机真实发/收包时刻。这需要产品在设计与程序编写时注意相关代码的科学性。从LED电子时钟硬件上考虑，为了减少温度引起晶振频率漂移对时钟准确度的影响，可以采用数字温漂补偿方法，提高时钟长期计时准确度。先测出工作温度范围内温度对应的温漂补偿系数，工作时每隔一定时间，根据实际温度查出对应补偿系数动态地修正时间。产品进一步提高精度方案电路如下：
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