課題

自宅内にある時計が、それぞれ安価なデザイン重視の時計であり
それぞれ、別の時刻を表示し、さらに月差±３０秒とかで、毎月呉我で誤差を打ち消しあうなら
まだいいですが、だいたい精度って、±３０秒といって、どちらかですよね？
毎月３０秒最大で進んで行くか、遅れていくか？

これらをうまく同期させて、家中の時計が同じ精度で動く様にしたい
課題があり、それを解決していきます。

step1

これは、過去ブログ記事でかいているので、そちらをご覧ください。

これから作ろうとしている構成は下記の様な感じを想定。

Step2

次に、これらのNTPリソースを使うべき、Amazonで下記のリピーターが売られています。
こちらをつかって、Step１で組み込んだNTPに対して、正確な時刻情報を連携していきます。

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NTPを建てているのは、外部からもアクセスできるよにDMZゾーンにたててあり
IPSのフィルターを通って、NTPサービスを提供していますが
DMZゾーンのGWに対して、internalゾーンから乗り入れを設定します。

internalゾーンのデフォルトGWに聞くと、DMZゾーンのIPを知っており
そこのルーティングされて通信出来ます。
internalゾーンからDMZへはダウンリンクは制限無しなので
基本的に行き来出来ます。

DMZゾーンからinternalゾーンへは、基本全て遮断なので行く事は出来ない
そんな仕組みです。

これらも、アプライアンスを買うと高いので、NICを複数持たせたESXiの中に
仮想serverを立てる事で安価に実現しています。

今回導入する機材ですが、これは微弱な漏れ電波を使って時刻同期信号を送信します。
マニュアルにある、電界強度の指向性の向きがのっています。
設置する際は、向きと方向電界強度の強さを考慮するとよいと思います。

続いて、NTPserverの設定です。

DHCPで割り振られたIPにブラウザからアクセスすると
管理画面に入れるので、ネットワーク設定の所で、今回Step１で作成したIPアドレスを指定します。
外部のNTPでも良いのですが、よりNTPserverに近い方がディレイやレイテンシの影響で
誤差がひろがる傾向です。jitterやその他も考慮したデータになってはいるものの
ローカルにGPSから取得したPPSを使ったmsではなくnsレベルのNTPserverがいるので
そちらを設定します。

Step1で建てた時刻精度について

GPS側の時刻精度のグラフはこんな感じです。
所所、オフセットがあがっている部分がありますが
概ね１００msから５００msくらいの感じかと。
ちなみに、offsetはntpサーバとの時刻のズレをミリ秒単位で表示しています。

PPS側を見て見ましょう。
基本的に-0.005とか-0.001とかの誤差です。GPSのグラフの粒度が１０００指標に対して
0.01 ～ -0.01のなかに収まっているのがわかると思います。
これが外部のNTPを使わず、ローカルで高精度に建てたNTPを使う理由となります。

実際の設定です

確認

リピーターを再起動して、フロントにある時計表示部に現在時刻が表示されたら
設定完了です。基本的に最初からNTPserver【pool.ntp.org】が設定されているので
DHCPでデフォルトGWとプライベートIPアドレスが自動設定されて
デフォルトGWから外部に行ける場合、通常は時計表示がされて即動作すると思います。
今回は、そのNTPをよりローカルの高精度なNTPに変更し、精度をより上げるを
試みた感じになります。

設置はこんな感じ

余談ですが

自宅にある、時計も時計ユニットを入れ替える事で
電波時計に改造することが出来ます。
Amazonで取扱がありますので、興味があれば是非やってみてください。
既に家の中の時計も３台これをつかって魔改造しています。

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下記の写真の時計も、もともとは精度もいまいちなクオーツがついてましたが
それを撤廃し、上記のユニットと短針と長針・秒針の長さが合わなかったので
オプションで短い針に交換し、これも何気に電波時計となっています。
iPhoneの時計と見比べてください。アナログ時計なので、わかりにくいかも知れませんが
正常に時刻同期出来ています。

The post 自宅内時刻同期システムの構築 first appeared on ～下町物語～.