网络对时技术及其在电力监控中的应用与前景分析
网络时间同步技术及其应用 [摘要] 本文通过介绍SNTP网络时间同步协议，简要阐述了网络时间同步技术的原理，并对其在电力监控中的应用现状和前景进行了初步分析。 。 [关键词] 网络时间同步/简单网络时间同步；时钟同步[]（NTP），学。 &. [](NTP)/tocol(SNTP)；目前，国内钢厂高压配电大多采用综合保护装置对开关站内的设备进行保护、测量、控制和管理。根据电力系统相关管理规定，各设备本身需要具备顺序记录（SOE）功能。保证计时记录功能的一个重要指标是计时精度。为了保证系统1ms的定时精度，系统需要使用统一的时钟源并提供外部标准定时信号。 ?82? 2011年第6期 综合保险系统目前采用的主要时间同步方式有：电气测控单元IRIG-B或1PPS（每秒脉冲）/1PPM（每分钟脉冲）辅以串口授时或简单网络定时协议（toc0l，简称SNTP），后台计算机或上位机系统仅使用SNTP网络时间同步，因此SNTP时间同步方法可以说是应用最广泛的时间同步信号标准之一 现在。 SNTP 是网络时间协议（简称 NTP）的简化标准或子集。 NTP首先由美国特拉华大学的David L.开发。 Mills教授于1985年提出并定义它。现在可用的NTP最新版本是NTP版本4，定义于，称为“Timefor IPv4, IPv6 and OSI”（tocol（SNTP））。改编自NTP，主要用于同步上的计算机时钟。 SNTP 适用于不需要完全使用 NTP 功能的情况。与之前的NTP和SNTP版本相比，NTP规范和原有的实现流程并没有发生根本性的改变。它改进了 NTP 并使其适用于 IPV6 和 0SI 寻址。
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此外，还包括对基本 v3 模式的可选扩展，包括任播模式 () 和身份验证方法（针对多播和任播模式）。网络时间同步服务的实现方法 (1)无线时钟：服务器系统可以通过串口连接无线时钟。无线时钟接收GPS（全球定位系统）或北斗卫星发送的信号来确定当前时间。该方法也是目前电力监控应用最广泛的方案。 (2)时间服务器：利用网络中的NTP时间服务器来同步网络中系统的时钟。 (3) 局域网内同步：如果只需要本局域网内系统之间的时钟同步，则可以使用局域网内任意系统的时钟。此时，需要选择局域网内某个节点的时钟作为基准时间源，其他节点只需与该时间源同步时间即可。 NTP服务的工作方式是通过网络协议来同步计算机时钟。时间服务器可以使用以下三种方法与其他服务器或客户端同步时间： (1)/(广播/多播):/ 主要适用于局域网环境。时间服务器定期向网络上的其他时间服务器或客户端广播时间信息。时间会略有延迟，但配置简单，多用于精确的时间测量。一个要求不是很高的系统。 (2)(对称性)：该方法是使服务器从远程时间服务器获取时钟，并在需要时向远程时间服务器提供时间信息。
另一台服务器与这台服务器同步，两台服务器以冗余的方式向下层网络提供时间同步服务。 (3)/(客户端/服务器)：/方法与方法类似，只不过不向其他时间服务器提供时间信息。该方法适用于时间服务器接收上层时间服务器的时间信息，并向下层时间服务器提供时间信息。用户。用户向一台或多台服务器发出服务请求，根据交换的信息选择最准确的时间，并调整本地时钟。 ^STNP消息格式和时间标签格式 3. 1STNP消息格式：234;5:6;7;8g;;78;90;1j23;4;516;;。 。启动延迟 () 启动错误 () 参考标记 ()]] 参考时间标记 () 清除 ()]] 接收标记 ()]] 发送时间标记 () () 密钥识别（选项）（ 32 位） () 信息摘要（选项）（） 图1NTP时间信息报文格式 NTP和SNTP都是用户数据协议（UDP）的客户端，UDP本身是网际协议（IP）的客户端。
下面是 SNTP 消息格式的描述，它位于 IP 和 UDP 标头之后。 SNTP的报文格式与RFC-1305中描述的NTP格式一致。不同之处在于SNTP的一些数据字段已被初始化为预定值。 (1)LI()：跳转指示器。这是一个 2 位二进制代码，用于预测一天中最近的一分钟内要插入或删除的闰秒数。 LI=0：无警告； LI=1：最后一分钟61秒； LI=2：最后一分钟还有59秒； LI=3警告状态（时间2011年第6期？83？时钟不同步）（2）VN（）：。版本号。这是一个 2 位二进制代码，表示 NTP 版本号。 (3)MOde：该字段是一个3位二进制数（整数），包括以下值： 0——保留； 1 - 主动对称性； 2-被动对称； 3 - 客户端； 4 - 服务器； 5-广播； 6 - 保留NTP控制信息； 7-保留供免费使用； (4)：这是一个8位二进制数，表示本地时钟的电平。其值定义如下： 0 - 未指定或未定义； 1 主要参考（例如无线电时钟）； 2 至 15 个辅助参考（通过 NTP 或 SNTP）； 16 至 255 - 保留； (5)：用8位有符号二进制数表示连续消息之间的最大间隔，2的幂代表秒。
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该字段的取值范围为4（16s）到14（）；但大多数情况下只使用 6(64s) 到 l0(1024s)。 (6)：用8位有符号二进制数表示本地时钟精度，精确到秒的平方级别。值范围从-6（时钟频率值）到-20（微秒时钟）。 (7)：用32位有符号定点二进制数表示主要参考源之间的总时延，小数点在第15位和第16位之间。该值可以是正数或负数，具体取决于相关的时间和频率偏移，从负数毫秒到正数数百毫秒。 (8)：用32位有符号定点二进制数表示相对于主参考源的正常误差，小数点在第15位和第16位之间。它的范围从零到数百毫秒。 (9)：用32位二进制串表示具体的参考源标识。对于 NTP 版本 3 和版本 4（未指定）或（主基线）服务器，此字段是左对齐、零填充的 4 位 ASCII 字符串；对于 NTP 版本 3 辅助基线服务器，这是 32 位 IPV4 基本源地址；在 NTP 版本 4 辅助基准服务器中，这是具有 32 位上次发送时间戳的基准源； NTP主库（）服务器应为LOCL、PPS、ACTS、USNO、PTB、TDF、MSF、WWV、WWVB、WWVH、CHU、LORC、OMEG、GPS和GOES识别码之一，否则相关代码需要定制用于手动设置。
？ 84？ 2011 年第 6 期 (10)：参考或基准时间戳，即本地时钟上次设置或校正的最新时间，采用 64 位（二进制）时间戳格式。 (11)：源时间标签。这是客户端向服务器发出时间请求的时间，采用 64 位（二进制）时间戳格式。 (12)：接收时间戳。这是时间同步请求到达服务器的时间，采用 64 位（二进制）时间戳格式。 (13)：发送时间标签。这是服务器发送给客户端的响应时间，采用 64 位（二进制）时间戳格式。 (14)(认证标识符(可选)包括()和()。NTP认证机制运行时，密钥标识和消息摘要字段包括消息识别码(MAC)信息，提供抗干扰机制，防止恶意破坏3. 2STNP 时间标记格式 上述消息中的时间标记是RFC-1305 的标准NTP 时间戳格式，为64 位二进制固定值。 -观点以秒为单位的数字，其起始时间从1900年1月1日00:00:00开始计算。
整数部分在前32位（二进制），后32位（二进制）用于表示秒以下的小数部分。 ……… 8Bits …-one…8B — 其一一。唑…l…18…。 ;01j2;?;7890;1 第二整数部分 第二小数部分 图2NTP时间标签格式 该时间标签格式可以表示的最大时间为4,294, 967,295秒，时间精度约为200皮秒，对于大多数应用来说足够了时间尺度要求。注意：从1968年开始，最高有效位（整数部分的0位）已经确定，因此64位字段将在2036年溢出。如果 2036 年仍然使用 NTP 或 SNTP，则需要某种外部方法来调整相对于 1900 年和 2036 年的时间（对于其他 136 年的倍数也是如此）。 4SNTP时钟同步原理及误差在各种时间同步方式中，时间信息的传输均采用UDP（用户数据协议）。 SNTP时间同步技术主要是交换时间服务器和客户端的时间标签，然后计算客户端相对于时间同步服务器的时间延迟和偏差，从而使客户端获得与时间同步服务器相同的时间达到时间同步的目的。 。
简化的传输流程如下： 时间服务器时间同步客户端T3 T1T4 图38NTP简化通信流程及延时 上图中的T1、T2、T3分别是客户端发送请求报文时客户端的时间戳（），服务器接收它是客户端请求消息时服务器的时间戳()和服务器返回响应消息时的服务器时间戳()。这三个时间戳可以直接从上面的SNTP报文中取出，T4是客户端收到服务器响应报文时的客户端时间戳。忽略单向网络传输
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