专注时间同步 专注时间同步装置 主营时间同步服务器设备

所有有线或无线网络中的时间同步都很重要。它允许网络上节点之间的有效通信。然而，它对于无线网络尤其重要。无线节点中的同步允许在多跳无线网络上使用TDMA算法。无线时间同步用于许多不同的目的，包括位置、接近度、能源效率和移动性等等。

在部署节点的传感器网络中，它们的确切位置是未知的，因此使用时间同步来确定它们的位置。此外，时间戳消息将在节点之间传输，以确定它们彼此之间的相对接近程度。时间同步用于节能；它将允许节点休眠给定时间，然后定期唤醒以接收信标信号。许多无线节点都是电池供电的，因此节能协议是必要的。节点之间有共同的时序将允许确定移动节点的速度。

同步的需求是显而易见的。除了确定位置、接近度或速度等许多用途外，还需要它，因为硬件时钟并不。振荡器存在变化，时钟可能会漂移，并且在节点之间观察到的事件时间间隔的持续时间不会相同。需要时间和时间同步的概念，尤其是在无线网络中。

1.1 有线网络时间同步

对于有线网络，常见的两种时间同步方法。网络时间协议和全球定位系统 (GPS) 都用于时间同步。这两种协议都不适用于无线同步。两者都需要无线网络中不可用的资源。
网络时间协议需要一个准确的时钟，通常是带有原子钟的服务器。想要与服务器同步的客户端计算机将发送一个请求时间信息的UDP数据包。然后服务器将返回计时信息，因此计算机将同步。由于许多无线设备由电池供电，因此具有原子钟的服务器对于无线网络来说是不切实际的。

GPS 需要无线设备与卫星通信才能同步。这需要在每个无线设备中都有一个GPS接收器。同样由于功率限制，这对于无线网络来说是不切实际的。传感器网络也由廉价的无线节点组成。每个无线节点上的GPS接收器会很昂贵，因此不可行。GPS的时间精度取决于接收器在给定时间可以与多少卫星通信。这并不总是相同的，因此时间精度会有所不同。此外，全球定位系统设备依赖于与卫星的视线通信，这在部署无线网络的地方可能并不总是可用。

无线网络的限制不允许传统的有线网络时间同步协议。无线网络受限于大小、功率和复杂性。网络时间协议和GPS都不是针对这种限制而设计的。

1.2 无线网络时间同步

时间同步的定义并不一定意味着所有时钟在整个网络中都匹配。这将是严格的同步形式，也是难实现的。准确时钟同步并不总是必不可少的，因此可以使用从宽松到严格的协议来满足您的需求。
无线网络的同步方法有三种基本类型。个是相对时间，也是简单的。它依赖于消息和事件的顺序。基本思想是能够确定事件1是否在事件2之前发生。只需比较本地时钟以确定顺序即可。 时钟同步并不重要。
下一种方法是相对时序，其中网络时钟相互独立，节点跟踪漂移和偏移。通常，一个节点会保存有关其与相邻节点相对应的漂移和偏移量的信息。节点能够随时将其本地时间与另一个节点本地时间同步。大多数同步协议都使用这种方法。
一种方法是全局同步，其中整个网络都有一个恒定的全局时间尺度。这显然是复杂和难实现的。很少有同步算法使用这种方法，特别是因为这种类型的同步通常不是必需的。

图 1 - 数据包延迟组件的细分

如图 1 所示，所有的无线同步方案都有四个基本的数据包延迟分量：发送时间、访问时间、传播时间和接收时间。发送时间是发送者构造时间消息在网络上传输的时间。访问时间是访问网络时MAC层延迟的时间。这可能正在等待以 TDMA 协议传输。比特在介质上物理传输的时间被认为是传播时间。接收时间是接收节点处理消息并将其传送给主机。时间同步的主要问题不仅在于存在这种数据包延迟，而且难以预测每个数据包所花费的时间。任何这些将大大提高同步技术的性能。

如图所示，时间同步或无线网络有许多不同的变体。它们的范围从非常复杂且难以实施到更简单且易于实施。无论使用哪种方案，所有同步方法都有四个基本组成部分：发送时间、访问时间、传播时间和接收时间。
有许多同步协议，其中许多彼此没有太大区别。与任何协议一样，基本思想始终存在，但改进缺点是不断发展的。将详细讨论三种协议：参考广播同步 (RBS)、传感器网络定时同步协议 (TPSN) 和泛洪时间同步协议 (FTSP)。这三种协议是目前用于无线网络的主要定时协议。还有其他同步协议，但这三个很好地说明了不同类型的协议。这三个包括发送方到接收方的同步以及接收方到接收方。此外，它们还涵盖单跳和多跳同步方案。