在我们某试验系统规划设计中，，，，，由于数据同步性的要求，，，，，必要将我们WP4000变频功率分析仪的时钟与客户的NI系统的时钟进行同步，，，，，对于WP4000变频功率测试系统而言，，，，，多台分析仪之间可通过同步光纤接口达到严格同步，，，，，同步时序达us级。。。。。。。但要求WP4000变频功率测试系统与其它系统之间维持同步，，，，，在同步性要求不是出格高的情况下，，，，，能够选取NTP时钟同步的方式进行多系统间的同步，，，，，以下就NTP时钟同步系统误差进行简析。。。。。。。

一NTP和谈简介

　　网络功夫和谈NTP(Network Time Protocol)的重要开发者是美国特拉华大学的MILLS David L教授设计实现的，，，，，由功夫和谈、ICMP功夫戳新闻及IP功夫戳选项发展而来。。。。。。。NTP用于将推算机客户或服务器的功夫与另一服务器同步，，，，，使用档次式功夫散布模型。。。。。。。在配置时，，，，，NTP能够利用冗余服务器和多条网络蹊径来获得功夫的高正确性和高靠得住性。。。。。。。即便客户机在长功夫无法与某一功夫服务器相联系的情况下,仍可提供高正确度功夫。。。。。。。

　　现实利用中，，，，，还有确保秒级精度的单一的网络功夫和谈SNTP(Simple Network Time Protocol)。。。。。。。SNTP是NTP的一个子集,重要用于那些不必要NTP的精度以较高实现复杂性的网络功夫同步客户机。。。。。。。SNTP和谈已削减了网络延时对校对正确的影响，，，，，但没有冗余服务器和校对时钟频率误差职能。。。。。。。

　　通常的推算机和嵌入式设备在时钟度方面没有明确的指标要求, 时钟精度只有10-4～10-5，，，，，每天可能误差达十几秒或更多，，，，，若是不实时校对，，，，，其累积功夫误差不成忽视。。。。。。。很多工业节造过程必要高正确度功夫，，，，，如：电力系统内多多的推算机监控系统、；；；；；；；；ぷ爸谩⒐收下疾ㄆ鞯裙Ψ蛲揭趍s级以内。。。。。。。

　　联网推算机同步时钟最轻便的步骤是网络授时。。。。。。。网络授时辰为广域网授时和局域网授时。。。。。。。广域网授时精度通常能达50ms级，，，，，但有时超过500ms，，，，，这是由于每次经过的路由器蹊径可能不一样。。。。。。。此刻还没有更好的法子将这种分歧蹊径延长的功夫误差齐全解除。。。。。。。局域网授时不存在路由器蹊径延长问题，，，，，因而授时精度理论上能够提到亚毫秒级。。。。。。。Windows内置NTP服务，，，，，在局域网内其最高授时精度也只能达10ms级。。。。。。。因而，，，，，提高局域网NTP授时精度成为一个火急必要解决的问题。。。。。。。

二NTP授时道理

　　NTP最典型的授时方式是Client/Server方式。。。。。。。如下图1所示，，，，，客户机首先向服务器发送一个NTP 包，，，，，其中蕴含了该包脱离客户机的功夫戳T1，，，，，当服务器接管到该包时，，，，，顺次填入包达到的功夫戳T2、包脱离的功夫戳T3，，，，，而后立即把包返回给客户机。。。。。。。浚？？？？？突Щ诮庸艿较煊Π保，，纪录包返回的功夫戳T4。。。。。。。浚？？？？？突Щ蒙鲜4个功夫参数就可能推算出2个关键参数：NTP包的往返延长d和客户机与服务器之间的时钟误差t。。。。。。。浚？？？？？突Щ褂檬敝游蟛罾吹髡镜厥敝樱，，以使其功夫与服务器功夫一致。。。。。。。

图1 Client/Server方式下NTP授时道理

　　图1中：T1为客户发送NTP要求功夫戳(以客户功夫为参照)；；；；；；；；T2为服务器收到NTP要求功夫戳(以服务器功夫为参照)；；；；；；；；T3为服务器回复NTP要求功夫戳(以服务器功夫为参照)；；；；；；；；T4为客户收到NTP回复包功夫戳(以客户功夫为参照)；；；；；；；；d1为NTP要求包传送延时，，，，，d2为NTP回复包传送延时；；；；；；；；t为服务器和客户端之间的功夫误差，，，，，d为NTP包的往返功夫。。。。。。。

　　现已经T1、T2、T3、T4，，，，，但愿求得t以调整客户方时钟：

....................................................式(1)

　　如果NPT要求和回复包传送延时相称，，，，，即d1=d2，，，，，则可解得“

.....................................式(2)

　　凭据式(1)，，，，，t也可暗示为：t=(T2-T1)+d1=(T2-T1)+d/2.....................式(3)

　　能够看出，，，，，t、d只与T2、T1差值及T3、T4差值有关，，，，，而与T2、T3差值无关，，，，，即最终的了局与服务器处置要求所需的功夫无关。。。。。。。因而，，，，，客户端即可通过T1、T2、T3、T4推算出时差t去调整本地时钟。。。。。。。

三NTP授时精度分析

　　NTP授时精杜纂NTP服务器与用户间的网络情况有关，，，，，重要取决于NTP包往返路由的延时对称水平，，，，，往返路由的延时不合称值最大不超过网络延时。。。。。。。式(2)是在如果NTP要求和回复包在网上传送延时相称，，，，，即d1=d2=d/2的情况下得出的，，，，，而d1、d2的取值领域在(0...d)间，，，，，由式(3)能够得出最大授时误差是±d/2。。。。。。。通常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置延长的情况下通常幼于1ms。。。。。。。

　　假定局域网内NTP延时幼于1ms，，，，，理论上授时误差幼于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分歧而有所分歧，，，，，时钟分辨率通常为10ms或15ms。。。。。。；；；；；；；；赪indows操作系统内置的NTP授时精度最高不超过10ms。。。。。。。

四基于NTP削减推算机时钟误差

01推算机时钟误差分析

　　通用PC机自带两类时钟源：硬件时钟和软件时钟(或称为系统时钟)。。。。。。。不论是硬件时钟还是软件时钟，，，，，都是由石英晶体振荡器驱动的，，，，，通过累计石英晶体振荡器输出脉冲数，，，，，换算出功夫。。。。。。。所以推算机时钟的正确度取决于晶振频率正确度。。。。。。。受温度变动、电压、芯片老化等成分影响，，，，，晶振频率会产生幼幅度颠簸，，，，，其中温度对晶振频影响最大。。。。。。。

　　由于工艺和资料的原因，，，，，同毕出产线上标称频率一样的石英晶体，，，，，其现实频率是分歧的，，，，，现实频率与标称频率误差率从10-4量级到10-9量级不等。。。。。。。以10-4量级为例，，，，，时钟每天至少误差8.64 s。。。。。。。

02基于NTP削减推算机时钟频率误差

　　时钟频率误差是时钟持久计时累积误差的重要原因，，，，，要提高时钟持久计时精度，，，，，必须赔偿时钟频率误差。。。。。。。联网的推算机可选取NTP方式,可极度方便地校定时钟频率误差。。。。。。。以NTP服务器时钟为标定功夫，，，，，在某一时刻设置NTP客户机功夫为NTP服务器当前功夫T0，，，，，经过一段功夫后，，，，，NTP服务器功夫为T0+tsn，，，，，NTP客户端功夫为T0+tcn。。。。。。。由于存在时钟频率误差，，，，，tsn与tcn并不相称。。。。。。。NTP客户端功夫tcn需乘以时钟频率误差系数k才蹬宗tsn，，，，，即tsn=k×tcn，，，，，所以k=tsn/tcn。。。。。。。

　　任何晶振现实工作频率都是不不变的，，，，，只是水平分歧而已。。。。。。。即便温度赔偿的晶振，，，，，在常温领域内(摄氏10℃～35℃)也有约莫5×10-7～2×10-6的误差。。。。。。。晶振现实频率是受表界多种成分(温度、电压、老化等)影响而扭转的。。。。。。。因而，，，，，时钟频率误差系数k并非恒定不变的。。。。。。。每隔一按功夫，，，，，NTP客户机要对时钟频率误差系数k进行校对，，，，，能力保障计时精度。。。。。。。

五进一步提高NTP授时精度的步骤

　　局域网络延相对较大的原因在于功夫戳通常都是在利用层加盖。。。。。。。为削减操作系统内核处置延时的影响提高NTP授时精度，，，，，发/收NTP包功夫戳应尽量靠近主机真实发/收包时刻。。。。。。。在不扭转硬件的前提下，，，，，一个可行的法子是批改网卡驱动法式，，，，，将纪录NTP包发/收功夫戳从利用法式移至网卡驱动法式处，，，，，可解除操作系统内核处置延时不确定而引入的误差。。。。。。。这种步骤在局域网中可大幅提高NTP授时精度至μs级。。。。。。。

　　为了削减温度引起晶振频率漂移对时钟正确度的影响，，，，，能够选取数字温漂赔偿步骤，，，，，提高时钟持久计时正确度。。。。。。。先测出工作温度领域内温度对应的温漂赔偿系数，，，，，工作时每隔一按功夫，，，，，凭据现实温度查出对应赔偿系数动态地建改功夫。。。。。。。

　　时钟频率误差和时钟分辨率低是局域网NTP授时精度不高的重要原因。。。。。。。

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