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同步数据采集的时间校准

发布时间:2024-02-29 作者: 来源: 阅读量:0

[摘要]在分布式系统中,由于每台机器产生的时间戳完全不同,并且时钟增长的速度也不同,会导致每台机器从自身读取的时间戳无法用于对事件的定序。在不想引入中心时间戳服务器的场景下,我们可以通过 NTP 服务不断地校准每台机器的时间,但是一般的机房使用的时钟源理论误差上限比较大 ,很难用于对事件的定序。

互联网的快速发展以及全球互联网巨头的崛起,Google、Facebook、Twitter 等作为世界性的跨国跨洲互联网公司,对存储的数据的跨洲扩展、一致性、存储、容灾和可用提出了更高的要求,为了解决上面这些问题,业界出现了很多全球分布式系统的快照隔离解决方案。其中,因为 Snapshot Isolation 能解决大多分布式存储系统中的读写不一致异常、具有良好的性能且易于实现,被众多的分布式存储所采用。

 

  在分布式系统中,由于每台机器产生的时间戳完全不同,并且时钟增长的速度也不同,会导致每台机器从自身读取的时间戳无法用于对事件的定序。在不想引入中心时间戳服务器的场景下,我们可以通过 NTP 服务不断地校准每台机器的时间,但是一般的机房使用的时钟源理论误差上限比较大 ,很难用于对事件的定序。

 

  在以往的同步测量系统中,通常会采用NTP协议进行采集的同步化。NTP是计算机对其时钟源实现同步化的一种网络通信协议。它可以提供高精度的时间校准,同时通过加密的方式来防止恶意的协议攻击,以此来实现可靠的高精度时间同步。在WLAN的情况下误差为几十毫秒(ms),在LAN的情况下误差可以小于1毫秒(ms)。

 

  然而随着测量要求的不断提高,传统的NTP协议已经无法满足更高标准的时间同步要求。因此,PTP协议应运而生。PTP又称IEEE1588协议,旨在LAN的情况下提供更高精度的时间同步。但是,为了实现这个目标,PTP协议需要得到硬件的支持,即只有支持PTP协议的仪器,才可以进行更高精度的时间同步。因此,相对于NTP协议,PTP协议对测量仪器有了更高的要求。

 

  我们将应用了PTP协议的网络称为PTP域。在此域中,有且只有一个同步时钟,域内的所有设备都与其保持时间同步。通常需要有一个“主端口(主机)”机器发送同步时钟信号,并配合更高精度的延时测量算法,使其他机器以“从端口(从机)”的形式与同步时钟信号始终保持高精度的时间同步关系。

 

例如电机效率是电动汽车的一项关键指标,因为小幅改进就可能会增加行驶里程。所以这种效率测量需要用电机转速和扭矩进行准确的同步功耗测量。利用集成软件平台IS8000来实现功率分析仪和高速记录仪的高精度同步测量,使用IEEE1588 PTP技术,可以将来WT5000功率分析仪和DL950示波记录仪的数据进行时间同步,且误差小于10μs,并且在同一时间轴上即可显示精确的功率参数和波形。


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