发射电台Hopf 6844RC型GPS同步时钟应用分析

李瑾

【摘 要】本文对Hopf公司的6844RC型GPS卫星同步时钟的主要特点、故障判断进行了介绍，并对其在发射电台自动控制系统中的应用进行了分析。

【关键词】Hopf；GPS；应用；分析

0 引言

今天高精度时间基准已经成为通信、电力、广播电视、安防监控、工业控制等领域的基础保障平台之一。发射电台承担着国家多套广播节目的发射任务，卫星同步时钟对电台每部发射机的准时播音、节目的准时切换、自动控制系统的正常运行提供了基本保障。

1 6844RC型GPS卫星同步时钟特点

我台卫星同步时钟采用Hopf公司的6844RC型GPS卫星同步时钟，其特点介绍如下：

（1）6844RC型GPS卫星同步时钟具有两种工作模式：GPS时钟参考模式和Slave模式。GPS时钟参考模式即6844RC直接连接GPS天线，作为一级网络时间服务器；Slave模式即6844RC连接于其它NTP服务器，作为其子系统，时间同步于其它NTP服务器。（2）6844RC型同步时钟的同步源信号有四种模式，分别为GPS天线信号、PPS秒脉冲、串行字符串及DCF77脉冲。（3）时钟具有LCD显示，友好的人机对话界面，可直观了解NTP服务的工作状态，卫星锁定状态、内部晶体状态。（4）多种配置方法，可使用HTTP、Telnet、SSH、本地方式及配置软件进行时钟管理、配置和升级。（5）内部配有高精度时基振荡器，在无卫星信号情况下，可长时间维持精确的系统时间。（6）通过直观的Web界面及管理软件，可以轻松实现远程网络登录、管理、配置和维护。（7）模块化结构。多种功能板的配置可满足用户的各种需求，包括常见脉冲的输出以及适合高精度NTP时间服务器的信号输出。该系统还提供额外的扩展选项，以适应未来需求。

2 6844RC型GPS卫星同步时钟配置分析

我台6844RC型GPS卫星同步时钟的同步源采用GPS天线信号，GPS天线至同步时钟BNC接口的线缆采用RG59同轴线，其长度不超过25m，否则须采用LSZH线缆或信号放大器，同时GPS连接线安装有雷电保护器以避免设备遭雷电浪涌电流冲击。同步时钟配置主要包括串口配置、网络配置、延时配置、层配置。

2.1 串口配置

进入“SET COM1 SERIAL PARAMETER”选项，设置BD（波特率）：09600、W（数据位）：8、S（停止位）：1、P（校验位）：N。设置控制位MODEBYTE，控制位由一组8位二进制码组成，从右至左分别为第0位至第7位。第7位设置为1表示输出本地时区时间，为0表示输出UTC（世界标准时）；第6位至第0位表示各字符串传输方式设置。我台实际使用中8位二进制码设置为10000000。

2.2 网络配置

6844RC型GPS卫星同步时钟内的7273板卡用于实现NTP时间服务器功能。6844RC支持多个7273板卡，每个7273板均可视为一个独立的NTP时间服务器。7273板上的网口配置包括IP地址、子网掩码、网关和控制位设置。控制位第0位设置为1表示重启后恢复出厂设置，为0表示重启后保留当前设置；第1位至第7位均设置为0表示可兼容性。我台实际使用中8位二进制码设置为00000000。

2.3 延时配置

6844RC型同步时钟有三种时钟状态，分别为“C”、“r”、“R”。“C”状态表示同步时钟没有接收到同步信号源，同步时钟显示时间为内部晶振时间，但不向外部发送同步信号。“r”状态有两种情况，一种是同步时钟刚刚接收到同步信号源且正发送同步信号，此时状态会由“C”变为“r”；另一种是同步时钟丢失了同步信号源且丢失时间在延时设置的时间内，此时状态会由“R”变为“r”。“r”状态下内部晶振不能根据同步信号源同步，但能向外发送同步信号。“R”状态为最优状态，表示同步时钟与同步信号源通信正常，内部晶振根据同步信号源自动校准，同时同步时钟向外发送同步信号。延时参数SyncOFF Timer是用来设置当同步信号源丢失时，时钟状态由“R”变为“r”的延时时间，在这段时间内同步时钟仍能作为时间源输出同步信号，此时同步信号由时钟内部晶振提供。SyncOFF Timer的设置范围为2分钟至99小时59分。

2.4 层配置

按照离外部同步源的远近将所有NTP服务器定义在不同的层（Stratum）中。Stratum-1在顶层，有外部同步源接入，而Stratum-2则从Stratum-1获取时间，Stratum-3从Stratum-2获取时间，以此类推，层的总数限制在15以内。Stratum-1的NTP服务器是整个系统的基础。我台6844RC型同步时钟的外部同步源为GPS信号，因此7273板作为NTP时间服务器，其层数（Stratum）为1。当6844RC型同步时钟状态为C时，7273板的层数变为16，此时同步时钟不输出同步信号。这种情况可以通过降层的方法来改变。具体方法为：在浏览器地址中输入7273板的ip地址，打开登录页面，输入用户名、密码进入设置页面，在NTP—Server Configuration—Crystal Operation中，将Switch to specific stratum设置为able，将Stratum in crystal operation设置为2—15中的任意数值即可。设置完成后点击Restart NTP生效。

3 6844RC型GPS卫星同步时钟故障分析

通过查看6844RC型GPS卫星同步时钟的ERROR-Byte参数，可帮助用户分析同步时钟的故障。ERROR-Byte参数值由一组8位二进制码组成，从右至左分别为第0位至第7位。每一位对应一种故障状态，0表示正常，1表示异常。第0位为1表示卫星同步时钟没有检测到同步信号源输入。对于GPS同步信号源输入，串行数字信号的检测时间为181秒，PPS信号的检测时间为61秒，超过检测时间，系统将第0位置为1。对于DCF77同步信号源输入，DCF77脉冲信号的检测时间为25秒，超过检测时间，系统将第0位置为1。第1位为1表示同步时钟读取的同步信号源的同步协议数据或时间信息数据不可信。第2位为1表示同步时钟内部晶振校准错误，系统时间精确性不能保证。此错误将导致同步时钟处于“C”状态，不向外部发送同步信号。第4位为1表示用于实现同步时钟进行夏时制切换的数据设置不完整，系统无法计算。第5位为1表示键盘锁死。在连续4次输入错误时系统将锁死键盘。第7位为1表示同步时钟的控制板与网络管理板间通讯故障。第3、6位系统未定义。

7273板卡用于实现NTP时间服务器功能。判断7273板的故障可依据其指示灯的状态而定。（1）Send指示灯（黄色）。正常状态为闪烁，表示7273板的数据通过内部系统总线，其与系统整合正常；灯灭表示7273板未准备好运行；常亮表示7273板故障。（2）NTP指示灯（绿色）。灯亮为正常状态，表示7273板NTP服务启动；灯灭表示NTP服务未启动。（3）Stratum1指示灯（绿色），表示7273板NTP服务工作在哪一层（Stratum）。灯亮表示工作在第1层；闪烁表示工作在第2—15层；灯灭表示工作在第16层，即同步时钟不输出同步信号。（4）Accuracy指示灯（绿色），表示7273板NTP服务工作的精确性。灯亮表示高级精确度；闪烁表示中级精确度；灯灭表示低级精确度。（5）Operation指示灯（绿色）。灯亮为正常状态，表示7273板在运行状态；1Hz频率闪烁表示7273板正在启动操作系统（大约需要1—1.5分钟）；3Hz频率闪烁表示7273板内固件正在升级（大约需要2—3分钟）。（6）ERROR指示灯（红色）。灯灭为正常状态，表示7273板在运行（下转第136页）（上接第90页）状态；1Hz频率闪烁表示内部系统错误，即7273板与6844RC基系统通讯错误；灯亮表示7273板主CPU显示未运行。（7）Status last 24h指示灯（绿色）。灯灭表示7273板NTP服务工作在第1层或处于高级精确度的状态时间<1小时；1Hz频率闪烁表示7273板NTP服务工作在第1层或处于高级精确度的状态时间≥1小时（最优运行条件）。灯亮表示7273板NTP服务工作在第1层或处于高级精确度的状态时间≥24小时（最优运行条件）。

4 结束语

电台发射机控制系统实现全台所有发射机的开关机和倒频工作，对时间的准确性要求高，因此采用6844RC型GPS卫星同步时钟。在控制系统计算机中配置GPS卫星同步时钟的方法如下：

（1）在控制系统计算机中配置时间服务器IP地址。具体在“日期和时间”属性——“Internet时间”——“服务器”中输入GPS时钟服务器的IP地址。

（2）在控制系统计算机中的注册表中配置NTP-server参数。将注册表中的HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼ CurrentControlSet＼Services ＼W32Time＼Parameters中的参数”LocalNTP”的值设置为”1”，参数”Type”的值设置为”NTP”。设置完成后，系统将在局域网中搜索NTP-server。将注册表中HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼ Services ＼W32Time＼TimeProviders＼NtpClient中的参数”SpecialPollInterval”的值设置为”900”。设置完成后，控制系统计算机将每隔900秒与GPS同步一次时间，确保了发射机控制系统时间的精确性。

[责任编辑：杨玉洁]