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    你覺得智能手機的時間很準,是如何實現時間同步的?

    • 時間:2022-05-13
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    隨著智能手機的普及,時間似乎隨手可得。智能手機上的時間到底準確嗎,是從哪里獲取,如何實現時間同步的呢?

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     01

    歷史 

    時間是人類歷史上最為復雜的東西,也是人類為之奮斗最久的事業。古時候人們為了理解時間,仰望天空,最終從浩瀚的星辰中尋找答案。后來,人們發明了日晷、沙漏、機械表等計時工具。1928年石英鐘的發明迅猛地推進了計時技術的發展,是一個計時發展史的重要里程碑。石英計時技術技術精確,價格低廉,使得平民百姓也可得到準確的時間。后來,1949年人類發明第一臺原子鐘;1972年:建立全球協調時間時。1998年:建立超冷銫原子鐘,比微微秒又要精確10萬倍。


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    02

    技術變遷

     

    目前人類建立了世界協調時,將天文時間與原子鐘的時間進行了協調折中,兼顧了地球自轉和計時尺度的均勻性,并且按經度分為24個時區,充分考慮到了各地人們的生活便利。上世紀70年代,美國建立了GPS衛星導航系統,這同時也是全球第一個可覆蓋全球的時間發播系統。GPS衛星發射的信號里包含時間信息,用戶通過接收GPS衛星信號即可獲得標準時間。衛星導航系統的出現使得低成本高精度的時間獲取成為可能,大大推進了授時技術的應用,也是一個計時發展史的重要里程碑。但由于需在室外才能接收衛星信號,因此室內使用頗有不便。后期,隨著移動通信技術的發展,建立了大量的地面基站,這些地面基站為人們提供無線數據連接,同時也為人們通過這個數據通道實現獲取時間的能力。首先,移動通信基站采用衛星同步或者光纖同步的手段,其自身時間一般是準確的。根據基站采用技術的不同,部分類型基站可免費為用戶提供自身的時間,比如早期中國聯通的CDMA基站;CDMA信號中自身就含有時間信息,意味著用戶無需流量卡即可獲得標準時間。早期遍布全國數十萬的CDMA基站建立了覆蓋全國的免費時間同步網,CDMA信號穿透能力強,覆蓋面廣,是一種極好的時間傳播方法。然而,后期4G技術發展拋棄了CDMA技術,大部分廠家采用LTE制式。在4G技術中,信號中不再包含時間信息。


    03

    手機時間來源

    4G時代由于后期CDMA技術不再采用,用戶只能通過4G提供的數據流量訪問互聯網上公共的NTP站點,通過NTP協議獲得標準時間。NTP協議全稱NETWORK TIME PROTOCOL,即為網絡時間傳輸協議,廣泛應用于以太網設備之間的時間同步,為多種操作系統如WINDOWS, IOS, ANDROID, LINUX所支持。由于利用數據流量需要收費,意味著用戶需辦理一個SIM卡才能獲得標準時間?;ヂ摼W上公共的NTP站點其時間一般來源于衛星。云服務器廠家通常提供免費的NTP服務能力,比如阿里云就具有7個NTP服務器網址。用戶通過4G信號訪問阿里云NTP服務器,即可獲得標準時間。這實際上是目前智能手機獲得時間的主要方式。當然,主要手機廠家一般都建有自己的NTP服務器網站,手機出廠時默認訪問廠家的NTP服務網站。

     

     

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    04

    手機時間的準確性

    智能手機通過基站提供的無線數據連接,可以訪問互聯網的任一網站;許多網站提供免費的NTP時間同步服務。比如阿里云、華為云、騰訊云等,通過向云服務器的IP發送NTP時間同步請求,可以獲得當前時間。但由于手機要通過基站,基站再通過微波或光纖連至主干網,這些傳輸需要時間,其時間精度不能保證。因此有可能出現幾秒的延時。此外,由于智能手機并非時時進行同步,一般設置為一周同步一次;這樣在兩次同步之間,利用手機自身的晶振進行守時,這樣就會產生時間誤差。就比如手表,調一次時間后是準的,慢慢就會產生誤差。因此累計一周,守時會產生誤差,這個誤差在秒的量級,誤差大小取決于由手機自身的晶振品質,一般在幾秒到幾十秒不等。按常見的30ppm的晶振,一周的守時誤差為30秒。============================
    因此,手機是通過基站提供的無線數據連接,訪問互聯網NTP服務器獲取時間的;手機如果經常使用,保持聯網狀態,時間誤差一般在30秒以內。
    ============================

     

      05

    關于述泰時鐘

     

    長沙天穹電子是國內領先的同步時鐘供應廠家,其“述泰”系列時間服務器和顯示終端多渠道解決了時間從哪里來的問題,可根據用戶的需求,采用衛星同步、4G同步等無線方式,也可采用以太網有線同步方式,滿足客戶的多種需求。述泰時鐘由于采用高精度的守時晶振和高頻度的同步,高精度的型號時間誤差小于50ms,普通型號可以確保任意時刻誤差小于2S,比手機時間精度要高很多了。


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