1、網絡時鐘系統設計方案煙臺持久鐘表有限公司2016年10月第 - 1 - 頁 共 25 頁目 錄1 系統方案概述32 系統技術規范33 系統的特點63.1 高精確性、高可靠性63.2 擴展方便63.3 兼容性好63.4 維護簡單63.5 節能降耗73.6 系統的開放性73.7 適配性能良好73.8 多級全方位監控功能73.9遠程聯網報警84 系統架構84.1 系統設備構成框圖84.2 系統連接方式和擴容94.3 控制中心中心母鐘構成圖114.4 子鐘構成圖114.5 中心母鐘內部結構圖124.6 數字式子鐘內部結構圖135 技術性能指標135.1 GPS標準時間信號接收單元135.2 母鐘設備1

2、45.3 NTP 時間服務器145.4 單/雙面數顯式子鐘155.5 指針式子鐘156 主要設備平均無故障時間157 系統網絡管理功能158 設備外觀圖16第 2 頁 共 18 頁時鐘系統技術說明書 煙臺持久鐘表<1 系統方案概述用于智能化樓宇的時鐘系統必須準確、安全、可靠。在總結煙臺持久鐘表集團有限公司及國內外同行多年來生產時鐘系統經驗的基礎上，我們采用系統論和過程論的設計思想，應用當今世界上先進的通信及計算機技術，設計出具有集散控制、中心監控、熱備份、自動切換保護、高精確性、高可靠性的成熟可靠、技術先進、質量上乘的大區域子母鐘時鐘系統。 時鐘系統在智能化樓宇中是個重要組成部份之一，其

3、主要作用是為樓宇建設提供統一的標準時間，并為其它各有關系統提供統一的標準時間信號，使各系統的時間與本系統同步，從而實現整個樓宇統一的時間標準。供應商提供的CJ-9500型大型網絡子母鐘系統按中心母鐘和子鐘兩級組網方式設置，主要由GPS接收機、中心母鐘、監控網管終端、電源、NTP服務器、子鐘及以太網數據傳輸通道（含網絡交換機）等構成。中心母鐘接收GPS標準時間信號，通過傳輸電纜傳給各個子鐘，由中心母鐘按標準時間信號指揮子鐘統一顯示時間，實現整個樓宇時間標準的統一，以適應樓宇內可靠協調的需要。母鐘和子鐘通過網絡傳輸系統局域網連接，傳輸網絡間采用遵循IEEE 802.3標準的以太網接口，物理接口形式

4、是標準RJ45接口。2 系統技術規范我公司按照ISO9001國際質量認證體系的要求，制定相應的企業標準和生產工藝流程，在產品設計、生產檢驗、安裝調試、包裝運輸、運行和售后服務過程中，嚴格執行有關標準和相關技術規范，以更好地滿足用戶的需求。系統所遵循的國際、國家、行業及企業標準包括：GBJ42-81工業企業通信設計規范GBJ79-85工業企業通信接地設計規范 GB/T 4857.1-92包裝運輸包裝件試驗時各部位的標示方法 GB 3873-83通信設備產品包裝通用技術條件 GB 50174-93電子計算機機房設計規范GBJ115-87工業電視系統工程設計規范GB50807-86設備可靠性試驗規范

5、GB 50254-96電氣裝置安裝工程施工及驗收規范GB 50311-2007綜合布線系統工程設計規范GB/T 4961-1999廣播報時信號 QB/T 2268-1996計時儀器外觀件涂飾通用技術條件 鐘金屬外觀件漆層 YD/T 1012-1999數字同步網節點時鐘系列及其定時特性 DLT 1100.1-2009電力系統的時間同步系統JGJ/T 16-92民用建筑電氣設計規范YD/T 5089-2005數字同步網工程設計規范YD/T 5027-2005通信電源集中監控系統工程設計規范YD 5098-2005通信局（站）防雷與接地工程設計規范YD/T5120-2005無線通信系統室內覆蓋工程設

6、計規范GA/T331-2001公安移動通信網警用自動級通信系統工程設計技術規范QF-EMPF-206設計與采購活動計劃管理導則 JJG 106-81指針式精密時鐘檢定規程企業標準及規范Q/YCJ001-2002大區域子母鐘系統 Q/YCJ2-07-001-5安裝服務過程控制程序Q/YCJ3-10-003-1子母鐘系統檢驗規程隨著現代科技的迅速發展，智能樓宇系統電子設備和通信設備日益增多，加之弱電信號極易受到電磁干擾，因此為避免智能樓宇系統各種設備對時鐘同步系統的電磁干擾影響，同時保證時鐘同步系統不對其他網絡和系統信號造成干擾和影響，我公司特別注意了電磁兼容相關標準，并采取必要的防護措施，使系統

7、完全滿足電磁兼容性能的要求。電磁兼容和防雷設計相關標準包括：IEC61000-6-2工業環境中發射標準 IEC61000-6-4工業環境中抗擾度 IEC61000-4-2靜電放電抗擾度試驗 IEC61000-4-3射頻電磁場輻射抗擾度試驗 IEC61000-4-4電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗 IEC61000-4-5浪涌（沖擊）抗擾度試驗 IEC61000-4-6射頻場感應的傳導騷擾抗擾度 IEC CISPR 22 1997信息技術設備的無線電干擾限值和測量方法 GB50057-94建筑物防雷設計規范 IEC61312-95雷電電磁脈沖的防護 YD5068-98移動通信基站防雷與接地設計規范 時

8、鐘同步系統設備在產品設計、生產檢驗、安裝調試、包裝運輸、運行和售后服務過程中，當國家標準與國際標準矛盾時，以國際標準為準；當地方標準與國家標準矛盾時，以國家標準為準；若同級標準、規范之間發生沖突，采用要求最為嚴格的標準、規范。第 18 頁 共 18 頁3 系統的特點3.1 高精確性、高可靠性本系統中的中心母鐘和子鐘均采用高穩定性、高精度的高穩定晶振，以確保系統高穩定性、高精度。本系統接收來GPS發出的精確時鐘信號后，經中心母鐘讀取、解碼、處理后發送至時鐘系統的各個部分，從而實現整個時鐘系統長期無累積誤差運行。時鐘系統采用了閉環控制、掉電保護、故障自診斷、故障隔離、軟硬件冗余、抗電氣電磁干擾、保

9、護接地等先進的技術措施，并嚴格篩選元器件從而保證最大限度地提高系統的可靠性。本系統的中心母鐘的關鍵部件都采用雙重熱備份，當主單元出現故障時，能夠自動切換到備用單元，保證了系統的高可靠性。同時時鐘系統還采取了“各模塊獨立自由運行”的設計，當上級節點設備出現故障時，本級節點及以下設備仍能正常工作；同級節點發生故障互不影響。所有時鐘均可自行校時。除非發生故障，否則不需要進行維護和時間調整。3.2 擴展方便時鐘系統的擴展可以通過保持原有的硬件不變，軟件只需在現有的操作平臺上在不影響使用的情況下通過在線升級即可實現。3.3 兼容性好軟硬件兼容：時鐘系統由標準化的軟件及硬件組成，用戶可按照自己的需要靈活配

10、置。監控網管系統的軟件能夠適應計算機技術的急速發展，采用目前最流行的語言編譯，運行在主流的操作系統平臺上。電磁兼容：為保證系統持久可靠地運行，煙臺持久鐘表集團有限公司充分考慮到各種強電設備對時鐘系統的電磁干擾及本系統對其它通信系統的電磁干擾，在系統的電磁兼容方面，做了大量的試驗與改進工作，提供的設備在許多工程中經歷了長期嚴格的考驗。煙臺持久鐘表集團有限公司生產的時鐘系統關鍵設備均通過了國家電磁兼容檢測權威單位-上海電器設備檢測所的檢驗和測試，各項指標均符合IEC61000系列的要求，并取得了由上海電器設備檢測所簽發的標明各項電磁性能合格的檢驗報告。目前煙臺持久鐘表集團有限公司在國內鐘表行業廠商

11、中仍是唯一擁有電磁兼容有效證明文件制造商。3.4 維護簡單系統設計時在關鍵設備的關鍵部位設置了用于維護和檢測的測試點；整個時鐘系統采取了故障隔離、故障自診斷技術和自動報警措施；標準化和高集成度元器件的選用、具有互換性板卡的模塊化設計（相同規格的設備、接口板都具有互換性）；主備中心母鐘的控制板均支持熱拔插技術，使得系統維護極為簡便快捷。3.5 節能降耗綠色環保的設計思想的推行、低能耗元器件的選擇和使用、低能長壽命發光材料的應用、先進的超大規模集成電路技術的引進與應用，使得時鐘系統的總體能耗大幅度降低，提高了時鐘系統的使用壽命，并降低了使用成本。3.6 系統的開放性監控網管的操作系統采用目前最為流

12、行的軟件平臺, 對通信和監控軟件采取了人性化的設計，使人機界面友好、便捷、直觀，操作極為簡單快捷。3.7 適配性能良好煙臺持久鐘表集團有限公司提供的設備在接口技術和各系統相互適配上有較大的優勢，至今我們已與國內外三十五個廠家的不同設備進行過系統聯調，諸如：日本、法國、英國、德國以及國產等不同類型的傳輸設備，尤其可以適應傳輸技術的發展要求，為機場、電力、核電場、地鐵、輕軌、高鐵電氣化鐵路、體育場館、辦公樓宇等通信系統的正常運行提供了可靠的保證。3.8 多級全方位監控功能中心母鐘及監控網管均可實現點對點監控、發現故障自動報警。母鐘主備單元既可自檢也能互檢，以便及時發現系統故障，并進行主備單元自動轉

13、換。中心母鐘采用雙機熱備份，中心母鐘時間顯示面板除了顯示標準時間外，還可以通過切換按鍵顯示中心母鐘主備單元、接口模塊、接收時間源GPS時間源信號、電源以及所帶子鐘的工作狀態。監控網管系統除了監控整個時鐘系統的通訊，設備運行狀態外，還具備網管中心母鐘主備單元和每個子鐘的地址名稱、校時間隔等。中心母鐘的主備單元均可以互相監控，當主單元工作時，備用單元也處于待機狀態，并隨時監視主單元的工作狀態，此時該備用模塊的狀態同時也被主單元監視，一但主單元模塊出現故障，能夠立即切換并代替主單元工作。確保整個系統得不間斷連續工作，提高了系統的安全級別。3.9遠程聯網報警當時鐘系統發生故障時，除了在故障現場和控制中

14、心發出正常的報警信號之外，系統還會自動判斷故障的級別（故障一般分為三級即：次要故障、一般故障和嚴重故障），并且根據故障級別通過三種方式分別向不在現場的有關設備管理人員發送報警信息。4 系統架構4.1 系統設備構成框圖時鐘系統采用控制中心中心母鐘及子鐘兩級組網方式。主要由GPS接收裝置、中心母鐘、NTP服務器、監控網管計算機、子鐘、數據傳輸通道（含網絡交換機）和電源等組成。中心母鐘與各子母鐘通過傳輸子系統連接，在通信設備室內通過NTP服務器為其它通信系統提供統一的時間信號，使各子系統的時間與時鐘系統同步。GPS天線單元安裝在辦公樓的頂部，通過近30米長的饋線連接至機房的時鐘控制柜。柜內安裝有標準

15、信號接收單元和母鐘。監控計算機安裝在控制室內。系統結構示意圖如下：圖一：時鐘系統總系統圖4.2 系統連接方式和擴容1）接口形式及連接方式1)中心母鐘與各子鐘及監控網管、系統維護終端傳輸接口遵循IEEE 802.3標準的以太網接口，物理接口為RJ45。2) 中心母鐘實時向公務電話系統、專用電話系統、無線系統、廣播系統、自動收費系統等提供標準時間。2）系統接口容量及中遠期擴容1)出廠設計容量：中心母鐘提供子鐘RJ45接口數量2個，每個子鐘有一個（接收和輸出）RJ45接口，子鐘擴容數量將根據傳輸系統交換機接口數量來決定子鐘擴容量。 2)擴容方式：直接增加交換機接口模塊。3）時鐘設備安全冗余配置1）外

16、部時間源采用GPS時間數據，內部時間源采用高穩定晶體。2）中心母鐘采用主、備母鐘熱備份設計。3）時鐘系統網管監控本地報警和集中報警設計。4）中心母鐘、子鐘在上級信號中斷時均可“獨立運行”，使其本身及其附屬系統保持連續性。4）設備容錯設計中心母鐘發生故障時，為了避免將錯誤數據發送到從屬子鐘及相關系統。（所謂“錯誤”，指的是超出容許的公差范圍）中心母鐘在設計時采取了合理的容錯措施，確保在發生故障時立即終止向下級附屬系統發送同步信息。同時，中心母鐘在發生故障時立即在本地發出警報并將報警信息加上時間標記后發往集中告警中心。4.3 控制中心中心母鐘構成圖圖二： 中心級構成圖時鐘系統控制中心部分構成框圖如

17、圖二所示。4.4 子鐘構成圖圖三：子鐘構成圖4.5 中心母鐘內部結構圖圖四：中心母鐘內部結構圖中心母鐘主要功能是作為基礎主時鐘系統，自動接收GPS提供的時間信號，并通過解碼、比對后將自身的時間精度校準，并通過傳輸網絡系統將精確時間信號發送給各個子鐘和其他系統設備等，并且通過維護終端對時鐘系統的主要設備及主要模塊進行實時的點對點監控。中心母鐘做為服務器向子鐘提供時間信號。正常工作狀態下，中心母鐘接收來自GPS的同步時間信號，作為其他系統時鐘系統的外部時鐘源。中心母鐘主要由以下幾部分組成： GPS時間信號接收端口 主母鐘信號處理單元 備母鐘信號處理單元 配電盤（中心母鐘內部結構圖見圖四、外觀示意圖

18、見附圖一）4.6 數字式子鐘內部結構圖圖五：數字式子鐘內部結構圖數字式子鐘主要由以下幾部分組成： I/O接口模塊 主控制板模塊 時間顯示模塊 電源模塊 5 技術性能指標 5.1 GPS標準時間信號接收單元 跟蹤衛 星 數：6顆衛星同時跟蹤 頻率穩定度： 10-1210-9 同步誤差：50ns信號傳輸距離：1200米 接 口 方 式：標準RS422/RS485接口 天線饋線長度：30米 供 電 電 源：AC220V±15%，50Hz±5% 功耗：1.4W 工作溫度：-30+65 相對濕度：95% 平均無故障時間：8萬小時 天線：具備防塵、防水、防腐、避雷5.2 母鐘設備 供

19、電 電 源：AC220V±15%，50Hz±5% 自身計時精度：±0.001s/d 輸 出 接 口：標準以太網/RS422/RS485/RS232接口 輸出接口數量：2個 可自帶子鐘數量：5000面 功耗：20W MTBF：8萬小時 工作溫度：10+65 相對濕度：95%5.3 NTP 時間服務器 工作溫度：10+65 相對濕度：95% 同步誤差：2ms 輸出接口：10Base/100Base-T以太網接口 輸出接口數量：2個 客戶端容量：8000次/秒 協議：SNTP/NTP v2,v3,v4 管理接口：通過以太網接口遠程管理 供 電 電 源：AC220V±15%，50Hz±5% 功耗：10W 5.4 單/雙面數顯式子鐘 工作溫度： -35+70 相對濕度：95% 自身計時精度： ±0.05s/d 供電電源： AC220V±15%，50Hz±5% MTBF：8萬小時 5.5 指針式子鐘 工作溫度： -35+70 相對濕度：95% 自身計時精度： ±0.05s/d 供電電源： AC220V±15%，50Hz±5% 輸出力矩：8001200g.cm MTBF：8萬小時 6 主要設備平均無故障時間設備名稱平均故障修復時間(小時)平均無故障時間(小時)中心母鐘