WHENシリーズWiFi時計:新・プロ仕様NTP時刻同期ソフト公開(ベータユーザー募集)

2025-09-06

今回のアップデートは、NTP時刻同期のパフォーマンス最適化に重点を置き、プロセッサの特性を活かしてNTPクライアントプログラムを再設計し、ジッターを従来の40ms以上から2ms以内に最適化しました。新しいクライアントプログラムは、NTPプロトコルのほとんどの機能を考慮し、ユーザーに実用的な設定オプションを提供します。

新バージョンのソフトウェアにアップグレード後、WHENシリーズWiFiクロックのコストパフォーマンスが大幅に向上しました。一般的なネットワーククロックの価格で、プロフェッショナル級の機器に匹敵するNTP時刻同期性能を提供します。高精度な時刻を必要とするシナリオにおいて、市場で同等レベルの高精度ネットワーク時刻同期を提供するデジタル表示機器は非常に限られており、WHENシリーズWiFiクロックは理想的な選択肢です。


ネットワーク時刻同期エラーの原因

ほとんどのデバイスは、NTP(ネットワークタイムプロトコル)を使用して時刻同期を行います。これは現在最も一般的なネットワーク時刻同期方式であり、インターネット上には無料の公開NTPサーバーが多数存在します。NTPプロトコルの詳細な原理についてはここでは説明しません(オンラインで豊富な資料が利用可能です)が、エラーの3つの主要な原因に焦点を当てます:

  1. デバイスの設計:
    デバイスのハードウェア性能とソフトウェア最適化が、時刻同期の精度に直接影響します。
  2. NTPサーバーの時刻エラー:
    サーバー自体の時刻の正確性が同期結果に影響します。
  3. ネットワーク遅延:
    デバイスとサーバーが信頼できる場合、ネットワーク遅延がエラーの主な原因となります。
    NTPプロトコルは、複数回のタイムスタンプ交換を通じて往復時間(RTT)を測定し、上りおよび下りの遅延が等しいと仮定し、RTTの半分を片道伝送時間として時刻を補正します。しかし、実際のネットワーク環境では上りと下りの遅延が非対称であることが多く、計算に偏差が生じます。
    したがって、ネットワーク遅延が大きいほど、時刻同期エラーが大きくなる可能性があります。

新ソフトウェアの設定項目

新バージョンのソフトウェアは、ネットワーク時刻同期においてより柔軟な設定オプションを提供し、NTPのパフォーマンスを最適化して多様なニーズに応えます。以下は新機能です:

1. プライマリおよびバックアップサーバーのロジック

ユーザーはプライマリサーバーとバックアップサーバーを設定できます。システムはプライマリサーバーを優先し、プライマリサーバーが複数回失敗した場合、自動的にバックアップサーバーに切り替わり、時刻同期の安定性を確保します。

プライマリおよびバックアップサーバー設定の図
プライマリおよびバックアップサーバー設定の図
2. 高度な設定項目

上級ユーザー向けに詳細な制御を提供し、時刻同期の精度と互換性を向上させます:

  • 時刻取得補償:
    システム時刻の微調整が可能で、既知のサーバー時刻偏差やクロック表示遅延を補償し、非常に高い精度を必要とするシナリオに適しています。
  • 遅延制限:
    ネットワーク遅延の閾値を設定でき、この閾値を超える時刻データは破棄され、ネットワーク変動による高エラーデータを効果的にフィルタリングします。
  • バーストモード:
    NTPの高精度時刻同期モードで、プライベートサーバーと併用することを推奨し、精度を大幅に向上させます。
    注意:公開サーバーを使用する場合は、このモードを無効にしてください。ブラックリストに登録される可能性があります。
  • フォールトトレランスモード:
    サーバーから送信されるデータの信頼性と標準性を厳格に検証します。オンにすると非標準パラメータを無視し、プライベートサーバーとの互換性を向上させ、非標準NTPサーバーを使用するユーザーに適しています。
高度な設定項目の図
高度な設定項目の図

精度テストデータ

NTP時刻同期の精度は、ネットワーク遅延に大きく依存することを強調します。

テスト1:
ローカルNTPサーバー、バーストモード有効、同期間隔1分
テスト1のチャート
約2時間のテストデータでは、ネットワーク遅延が約3msで安定し、時刻偏差は0ms付近を維持し、最大偏差は±2msを超えませんでした。
テスト2:
公開NTPサーバー、バーストモード無効、同期間隔1分(有線ブロードバンド)
テスト2のチャート
約30分のテストデータでは、ネットワーク遅延が約38msで安定し、時刻偏差は±3ms以内に制御されました(初期同期時のシステム偏差が大きいデータは無視)。有線ブロードバンドネットワークは上りと下りが高度に対称的で、時刻偏差が非常に小さかったです。
テスト3:
公開NTPサーバー、バーストモード無効、同期間隔1分(モバイルネットワーク)
テスト3のチャート
約40分のテストデータでは、ネットワーク遅延が平均100ms以上で、時折大幅な変動が見られました。チャートから、ネットワーク遅延の急変時に時刻偏差も同期して変動することがわかり、ネットワークの品質が同期精度に重要な影響を与えることが示されました。実際の使用では、この環境で遅延制限機能を有効にし、閾値を150msに設定することで、高遅延の異常データを効果的にフィルタリングできます。
テスト4:
最初の3つのテストは社内で実施され、システム時刻とサーバー時刻の偏差を記録しました。テスト4は他のプロフェッショナルユーザーによりローカルネットワーク環境で実施され、GNSS標準時刻ソースを使用して標準時刻と画面の実際の表示時刻を比較し、以下の結果が得られました:
テスト4のチャート
レポートの結果から、システム時刻の更新から画面表示までに2~4msの遅延があることがわかります。異なるニーズに対応するため、以下を推奨します:
  • 時刻アナウンス/アラームシナリオ:時刻アナウンスまたはアラームの正確性を優先し、「時刻取得補償」を0に設定することを推奨します。
  • 表示精度シナリオ:表示値の極めて高い精度を追求する場合、「時刻取得補償」を2~4msに設定して表示遅延を補償することを推奨します。

ベータテストの説明

ベータテストをスムーズに進めるために、以下の説明を参照してください。

ソフトウェアの安定性

新バージョンのソフトウェアは広範なテストを経ていますが、未知の問題が残る可能性があります。異常が見つかった場合は、速やかにフィードバックをお願いします。迅速に最適化します。

対象ユーザー

· 推奨対象:ネットワーク知識に精通し、高精度な時刻を追求するユーザー。
· 現行バージョンの精度は市場のほとんどの同類クロックを上回っており、一般ユーザーは現行バージョンを使用し続け、ベータテスト後の正式版リリース(無料アップグレード)を待つことができます。

精度検証方法

  • 携帯電話やコンピュータの時刻を比較基準として使用しないでください(精度が不足しています)。プロフェッショナル機器(例:GNSS時刻ソース)の使用を推奨します。
  • 赤いボタンを4回素早く短く押すと、画面パルス点滅テストモードが有効になり、ミリ秒レベルの精度検証が容易になります。

複数デバイスのテスト

複数台のクロックでミリ秒レベルの表示偏差をテストできますが、NTP同期エラーの原因(「ネットワーク時刻同期エラーの原因」セクション参照)、特にネットワーク遅延の影響を理解する必要があります。

ネットワーク遅延表示

ゾーン3を各同期のネットワーク遅延を表示する設定にすることで、現在のネットワーク環境の状態を評価できます。

推奨設定

  • 公開NTPサーバー:「遅延制限」を有効にし、「バーストモード」を無効(ブラックリスト登録を避けるため)、同期間隔を5分に設定することを推奨します。
  • プライベートNTPサーバー:「遅延制限」を有効にし、「バーストモード」を有効にし、同期間隔を1分に設定することを推奨します。
重要な注意:公開NTPサーバーを使用する場合は、精度向上のために「バーストモード」を必ず無効にしてください。サーバーの正常な運用に影響を与える可能性があります。

パラメータ初期化

新バージョンのソフトウェアはNTPおよび表示関連のパラメータを変更しており、アップグレード後にこれらのパラメータはデフォルト値に初期化されるため、再度設定が必要です。

ベータバージョンと参加方法

バージョン番号:WHEN: 2.1.x   |   WHEN-Voice: 1.4.x
ベータ参加:クロックのシリアル番号をメールで送信してください。ベータファームウェアとアップグレードガイドを提供します。
メール:junhui.gong@outlook.com。
ベータテストに参加して、高精度NTP時刻同期と新機能を体験してください。あなたのフィードバックがより完璧なネットワーククロックの作成に役立ちます!

精度に関する声明

ユーザーから正確なエラーデータの提供や、標準時刻との24時間7日「ゼロエラー」、または「一切の誤差がない」保証を求める声がよくあります。

ここに厳粛に声明します:
私たちのクロックは科学的かつ客観的な原則に基づいて設計されており、高精度を追求していますが、SF製品ではありません。
「絶対的な精度」「ゼロエラー」「一切の誤差がない」ことを約束することはできず、そのような宣伝も行いません。
上記のテストデータは特定の条件下に基づいており、NTP時刻同期の精度はネットワーク遅延やサーバーの品質など複数の要因に影響され、単一の端末デバイスでエラーを排除することはできません。

謝辞

新バージョンのソフトウェアアップデートに対するhavitemの強力なサポートと専門的な指導に心から感謝します!

時刻および同期分野のシニア学者として、havitemの深い研究が今回のアップデートに重要な支援を提供しました。時刻同期の奥深さを学ぶために、havitemの公開記事をぜひ検索してください。改めて感謝申し上げます!