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高校校园网络时间同步系统统一方案

2019-03-20 11:11:59 高校时间同步系统 214

高校校园网络时间同步系统需求

随着网络的普及,许多单位都建了自己的园区网,大学校园更是如此。园区内的网络设备和服务器日益增多,但是无法保证其时间是同步的,因为这些时钟每天会产生数秒、甚至数分钟的误差。经过长期运行,时间差会越来越大,这种偏差在单机中影响不太大,但在网络环境下的应用中可能会引发意想不到的问题。如在分布式计算环境中,由于每个主机时间不一致,会造成同一操作在不同主机的记录时间不一致,将导致服务无法正常地进行。例如在校园网络内,存在大量网络设备、服务器和主机,它们承载了校园网中的计费、维护、管理等功能,对时间的准确度需求比较高,因此需要搭建一个网络时钟系统,以使网络设备之间传递的信息能够在时间上保持高度一致。时钟系统可以为全学校提供一个 GPS北斗 校正的标准的统一时间。所有的工作人员都可以看到时间提示,不会因为各部门或各负责人使用的钟表时间不统一而造成譬如开会不准时赶到会场、学生作息时间把握不准确,这些对一个学校来说都是不能允许发生的事情。 

高校校园网络时间同步系统指导下的考勤系统是对学校对员工工作进行评估的重要参考依据。

高校校园网络时间同步系统对学校的微观管理也能起到很好的作用,比如财务结算、 发票机打发票的日期时间可以生成日志,为工作总结的时候提供参考数据。

高校校园网络时间同步系统能把学校内部的整个办公网络、计算机网络的时间统一起来、为它们提供精度的时间参考。

智慧校园、高校时间同步系统还可以设置多种显示,包括年、月、日、温度、湿度、和 全球各个时区的当前时间,这对面向世界的国际学校中不同国籍的学生了解自己国家的生活状态有很大的帮助。 

1.2 高校校园网络时间同步系统统主要功能:

1)校园网络时间同步系统可以为全学校提供一个GPS北斗校正的标准的统一时间、所有的工作人员都可以看到时间提示、不会因为各部门或各负责人使用的钟表时间不统一而造成譬如开会不准时赶到会场、学生作息时间把握不准确这些对一个学校来说都是不能允许发生的事情。

2)子母一体钟考勤系统是为学校对员工工作评估提供重要的参考依据。

3)高校时间同步系统可以发布学校的决策、公告、开会通知等信息、取代传统的广播、或黑板、

美观实用。

4)高校时间同步系统对学校的详细微观管理也能起到很好的作用、比如财务结算、发票机打发票的日期、时间可以生成日志、为工作总结的时候提供参考数据。

5)高校时间同步系统能把学校内部的整个办公网络、计算机网络的时间统一起来、为它们提供US级别精度的时间参考。

6)高校时间同步系统还可以设置 上下学的音乐铃声、显示包括年、月、日、温度、湿度、和全球各个时区的当前时间、这对针对国际市场的企业有很大的帮助。本环球体育经过大量的市场调研、精心开发了一套时间管理系统、完全能够满足各种不同客户需求、并且可以根据用户的实际需求订做适合用户自己的时间管理系统。 

1.3 高校校园网络时间同步系统设计方案:

教学楼:在每栋教学楼的管理处可配置壁挂式日历子钟,并预留给数字、广播系统接口,用于校准管理主机的时间,以及在考试时作为开始、结束时铃声 的指导时间。

宿舍楼:在每栋宿舍楼的管理处可配置壁挂式日历子钟,用于访客记录等时间的时间依据。

办公楼:在每栋办公的管理处可配置壁挂式日历子钟。

图书馆:在图书馆管理处可配置壁挂式日历子钟,并预留给图书馆管理系统接口,用于校准管理主机的时间,为人员出入记录、书籍借阅记录提供时间依 据;在图书馆走廊配置若干台吊装双面子钟。

体育场馆:在运动场地、走廊、主要出入口配置子钟;并为可能增加的体育场馆计时计分系统、自动升降旗系统预留接口。

演播室:演播室对时间的准确性有严格的要求,时钟系统是演播室节目制作播出的各个环节协同工作的关键。

演播室机房基本都配有时钟设备,并且整个演播室标准时间同步于一个时钟系统。

演播室的时钟设备一般情况下可以显示:当前时间,开播时间,倒计时间和日历时间

酒店:可配置壁挂式日历子钟,为人员出入记录提供时间依据;并为可能增加的酒店管理 系统预留接口。

食堂、浴室等配套设施:在醒目位置配置壁挂式日历子钟或指针钟。

计算机网络:在学校设备和服务器日益增多。这些设备都有自己的时钟,而且是可以调节的。但是无法保证网络中的所有设备和主机的时间是同步的,因为这些时钟每天会产生数秒、甚至数分钟的误差。经过长期运行,时间差会越来越大,这种偏差在单机中影响不太大,但在网络环境下的应用中可能会引发意想不到的问题。如在分布式计算环境中,由于每个主机时间不一致,会造成同一操作在不同主机的记录时间不一致,将导致服务无法正常地进行。随着各种网络应用的不断发展,对时间的要求也越来越高,否则会引发许多的问题

校园网络内,存在大量网络设备、服务器和主机,它们承载了校园网中的计费、维护、管理等功能,对时间的准确度需求比较高,要求在网络之间传递的信息能够在时间上保持高度一致。 

1.4 高校校园网络时间同步系统设计原则

为实现学校内所有网络设备的精确时间同步和高可靠运行,本设计方案符合提出以下几条设计原则: 

   认真贯彻执行国家已颁布实施的有关“规范”、“标准”,使设计不偏离规范化和标准化的轨道,从而保证设计的水平和质量。

系统设计应本着“可靠、实用、先进、经济”的原则进行。

在满足功能需求的前提下努力降低工程造价和维护费用。

系统操作简便、可靠,便于扩展和维护,软件具有提升能力。

系统满足现场条件和环境,有较强的抗高温、高湿、台风、电磁干扰能力和防雷、防雨、防尘能力。


二、高校校园网络时间同步系统总体方案

1.高校时间同步系统示意图

 学校方案.jpg

2. 高校时间同步系统方案总体描述

    时钟同步应用方案典型如上图所示,服务器通过接收GPS/北斗二代卫星信号获取高精度时间,并同步服务器本地时间,再通过企业中心交换机,以NTP/SNTP/UDP等协议,与网络显示子钟、单位PC终端、服务器终端、网络监控终端等各类终端进行时间同步。网络时钟系统的构成为:GPS天线及馈线(包括一个高频馈线防雷器)、主备NTP时间服务器、时钟网管监控系统、数字式子钟、交换机、传输通道、接口设备、电源。

    由GPS天线接收到卫星时码信号和秒脉冲信号,通过同轴电缆传给NTP时间服务器,由NTP时间服务器生成时间信号通过局域网把时间信号传输到每个楼层的每一个子钟,通过RJ45网口接入时钟网管监控系统和时间服务器,用来管理和维护系统。 

    正常工作时,NTP 网络时间服务器通过 GPS/北斗卫星得到精确时间,如果  GPS/北斗卫星卫星信号中断可通过内部铷原子钟或高稳晶振来继续保持时间的精确,同时 NTP 网络时间服务器通过 RJ45 网络接口提供 NTP 对时信号,所有网内计算机以及 NTP 数码或指针子钟可以将校时地址指向母钟,通过网络连接得到精确时间。可通过网络内任意一台计算机上运行的网管及监控软件完成对时钟系统设备的监测管理,完成检测收集 NTP 网络时间服务器、子钟及其他的运行状态信息等功能。 


下面,我们将始终系统划分为中控部分、传输网络和前端显示部分来逐个分析:


1. 中控部分

中控部分包括GPS北斗双模天线及防雷设备、主备NTP高稳时间服务器、时钟网管监控系统、接口设备等。

GPS北斗双模天线一般为两套,分别接入主备NTP高稳时间服务器。2台NTP高稳时间服务器对外接口直接相连,通过专用主备连接通信电缆随时交换信息,在主设备(输出时码设备)出现故障的情况下,自动倒换到备用设备。倒换时间小于50ms。

2. 传输网络

网络时钟系统采用网络传输方式,可以利用综合布线网络,减少了成本,降低了施工难度,并且更易于将来的管理和维护。

3. 前端显示部分

教学楼:在每栋教学楼的管理处内配置一台壁挂式日历子钟,并预留给数字广播系统接口,用于校准管理主机的时间,以及在考试时作为开始、结束时铃声的指导时间。

宿舍楼:在每栋宿舍楼的管理处内配置一台壁挂式日历子钟,用于访客记录等时间的时间依据。

 

三、学校时钟系统安装实施

1.GPS北斗天线的安装

为保证XBD211设备的高性能运行,应谨慎选择GPS北斗授时天线的安装位置,并可靠连接。首先,授时天线应尽可能架设在当地开阔空旷地最高处并尽量与南部天空通视,避开树林、楼层、铁塔等建筑物对天线的遮挡,保证天线实现全视界观测卫星(一般来说应确保天线周围俯仰角θ>15°以上无遮挡物,如下图示)。GPS天线周围还应远离高压输电线及强电场、磁场等干扰源。因此,建议您将授时天线固定放置在无屏蔽遮挡、无楼宇多径反射、无相近频段干扰(1.5G~1.7G)的开阔空旷天空下,以达到最精确的授时效果。雷雨易发地区,在安装天馈线时还应采取避雷措施。

授时天线及其馈线的安装和铺设符合以下原则:

ü 天线应尽可能安装在高处无遮挡的位置,保证竖直向上的视角大于120度的前提下,尽可能低于最高建筑物;

ü 天线应平行于水平面,固定安装在基座上。

ü 天线高度必须低于避雷针,天线抱杆或馈线与避雷针抱杆的水平距离应大于0.5米,同时保证天线在避雷针45°角保护范围内;

ü 天线的馈线应尽量短,馈线的走线应保持自然弯曲,严禁受力压迫、弯折或走成直角;电缆线长度多出时应拉直或小心盘起,不应使用蛮力硬扯电缆馈线,以免导致电缆对信号衰减的增大;

ü 尽量避免天线的带电插拔,以免电路受到损坏;

ü 天线大于100米时,应接接地卡及避雷器,以防雷击;

ü 应对天线的连接处进行防水处理,一般采用防水胶及胶带粘牢;

ü 多个天线尽可能安装在不同地点,安装于同一地点时,天线之间的水平间距应大于0.5米,垂直距离大于0.2米;

ü 天线安装位置的周围不能存在同频段的大功率的微波发射台,并且应该尽量避免其它频段的大功率电磁辐射直接照射天线;

ü 天线应避免安装到微波传输天线、高压线及电视发射塔等的下方,以免受到移动天线的主瓣辐射;

ü 天线在塔上安装时,距离地面高度不应超过5米。铁塔上馈缆不接地,在铁塔下的地排接地。在保证150度的朝上角度、一定的防盗高度前提下,铁塔上安装高度尽可能低,减少雷电感应。与射频天馈不同,卫星天线天馈要直流馈电,铁塔雷电泻放时会抬高天线地电平。同时铁塔的接地状况不能保障。最好在铁塔落地处接地一次,馈线在馈线窗外就近接地一次,中间地面馈线长度超过20m时,每隔20m接地一次。

天线安装位置的选择如下图所示。

2.设备安装上架

          对做过到货验收后的GPS北斗NTP网络时间服务器安装上架 

3.避雷器安装

由于GPS北斗天馈线系统安置于室外环境,为防止因天馈线感应雷电而对接收设备,甚至机房设备造成损害,为保证XBD211设备的安全运行,建议用户可靠安装天线避雷装置并可靠接地,以确保系统防护的完整性,增强系统的防护水平。

XBD211设备出厂配套的避雷器为我环球体育的XBD-50JK-BNC型号GNSS天馈线避雷器,其技术指标为:

1 XBD-50JK-BNC避雷器技术指标

接口

BNC(针)-BNC(孔)

阻抗

50Ω

工作频率

DC-2.5GHz

插入损耗

<0.2dB

驻波比VSWR

<1.1

最大传输功率

200W

放电电压

DC230V

标称放电电流

10kA



注意:设备及机柜均应可靠、正确接地使用。

4.设备连接加电

1、安装服务器:将网络时间服务器安装在温湿度和通风状况良好的机架或机柜中;

2、连接天馈线:将天馈线连接到服务器后面板“ANT”接口端;

3、网络连接:用两端都是RJ-45接头的直通网线将服务器的网络接口连接到交换机或集线器上;

4、连接CONSOLE线到控制电脑,打开SecureCRT.EXE控制台终端软件;

5、连接电源:建议将网络时间服务器的电源连接在UPS稳压电源上,保证服务器的正常工作;

6、打开后面板电源开关(X3),按下前面板服务器开机按钮,此时SecureCRT控制台会显示开机信息。

 

 





 青岛大学.png

 



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