我们解决的问题：任何科学装置，特别是粒子加速器和激光点火装置，其关键要素之一就是计时系统。

计时系统用于为设施内的所有元件提供同步、精确的时间，并生成各元件所需的离散触发事件和周期性信号。此外，它还可用于在整个设施内进行射频信号传输。

Safran公司目前正在开发这种用于分发同步触发信号的定时系统架构。该系统允许在配置触发信号的方向、脉冲数、脉冲频率、脉冲周期和延迟等方面实现完全的灵活性。

重要性：设备对性能的要求越来越高。Safran的计时系统旨在实现高精度触发，分辨率可达到约 5 皮秒（ps）。

我们的解决方案：我们的计时系统基于以下主要要素：

1. 低抖动主振荡器，可与 GNSS 接收器集成，以对准 UTC 标度（协调世界时刻度），并为高可用性系统提供弹性选项。
2. 基于White Rabbit交换机的时间传输和低抖动频率分发。得益于以太网技术，同一时序网络可用于任何类型的数据分发，且基于同一White Rabbit网络。该解决方案可扩展至数千个节点，覆盖数公里范围。
3. 终端节点包含多个接口，以实现更好的互操作性。

性能测试/结果：

皮秒级精度

高精度信号可以相对于参考 PPS 信号产生 3–15 皮秒到 1.8 纳秒的延迟。下图显示了一个参考信号（蓝色）以及另一个延迟若干皮秒的信号（黄色）。

设置

亚纳秒同步

该计时系统集成了我们的 HATI IP 核，可在主设备 (WR-ZEN) 和多个从设备之间实现亚纳秒级同步。

图像中显示的 PPS 信号之间的延迟会随时间保持不变，并且可以进行校准以补偿电缆延迟。

捕获是连续进行的，以确保在抖动显著时能够观察到信号的抖动。

为何选择我们：我们的授时系统基于 White Rabbit / IEEE-1588协议 。市面上虽然也有其他能够提供精确授时和同步的解决方案，但它们大多在性能或灵活性方面存在局限性，或者使用复杂的临时组件，导致支持和可用性较差。我们相信，White Rabbit 协议凭借以下特性，是最佳的长期投资：

• WR 设备采用 FPGA 供电，因此其硬件可以轻松重新编程以保持最新状态。
• WR 协议由欧洲核子研究中心 (CERN) 制定，是科研领域最优秀的机构之一，并且积极参与我们生产的 OHWR 产品的设计。
• White Rabbit 解决方案中的所有元素都采用尽可能模块化的设计，以降低维护和升级成本。
• 它支持混合网络：WR交换机可以像普通交换机一样直接连接到您的PC，从而快速接入网络。如果您不需要WR协议的特定功能，则无需使用特定的网卡。如果您只需要微秒级的精度，也可以仅使用WR设备的PTP功能。
• WR系列设备符合IEEE-1588-2019高精度标准。只需进行固件升级，即可使用完全标准化的设备，避免互操作性问题，并提供未来的升级服务。
• Safran提供完整的产品生态系统，包括基于 ZEN 系列的模块化设备和 LEN 等低成本设备。LLRF 和 BPM 等控制和诊断设备可轻松集成。凭借我们强大的工程团队和支持能力，我们能够帮助您部署和定制网络，从而为您的工厂打造最佳的计时系统。