科研一线的人多半都遇到过这样的困扰：精密仪器对时间精度要求苛刻，可出于数据安全考虑，内网设备不能直接接入公网同步时钟；就算放宽限制，公网时间服务器也常常因为网络波动连不上、对不准。到最后，只能隔三差五人工手动给设备校时，既耽误效率又难保全域时间一致。
现在，华科大有了属于自己的高精度校园网络时间服务！在学校仪器设备开放共享基金（项目编号：KFGX2026020）支持下，国家精密重力测量科学中心联合网络与信息化办公室启动基于校园网络的时间同步服务建设。双方于2025年10月开展时间基准接入、服务节点部署和系统联调，2026年4月投入试运行。
该服务依托国家精密重力测量科学中心的高性能时频基准，通过校园网络，把准确、稳定的时间送到校内各终端，为教学安排、考试组织、科研观测和日常校园运行提供统一的时间参考。这意味着，全校师生有了可就近获取的高精度时间服务，实验室里的“精准时间”，正来到每位师生身边。
一、校园教学科研，需要一个共同的“时间坐标”
课堂按时开始，考试统一开考、收卷，科研设备协同记录数据，都需要一个共同的时间参考。教室里的公共时钟、师生使用的计算机和实验室的科研仪器，只有“对准同一块表”，才能更好地支撑有序的教学科研活动。
看电影时，如果人物的嘴型和声音对不上，即使只差一点点，也会让人感觉明显“不对劲”。这是因为原本应该发生在同一时刻的画面和声音，在时间上发生了“错位”。
科研实验也是如此。在精密科研与多设备协同观测中，“失之毫厘”往往就会“谬以千里”。不同设备各自采集、记录数据，看似微小的时间偏差，都可能导致多路数据无法精准对齐。就像电影中的音画不同步一样，单独看每一路数据都没有问题，但放到一起分析时，就可能出现“对不上”的情况。
因此，对于需要多台仪器协同工作的科研实验来说，准确的时间不仅仅是告诉设备“现在几点”，更重要的是为所有数据提供一条共同的“时间坐标轴”——让不同设备记录的每一个数据，都能准确对应到同一时刻。
图1 重力潮汐
以绝对重力测量为例，重力会受到日月引潮力等因素影响，数据处理时需要根据精确观测时刻进行潮汐改正。如果设备记录的时间存在偏差，计算得到的修正量就会偏离实际需要。例如在特定条件下，若设备时钟偏差5分钟，由潮汐改正误差带来的重力变化等效于约1.6厘米高程变化造成的重力变化。对日常生活而言，5分钟的时差看似微不足道，但在精密重力测量实验中，却是不可忽视的误差源。
校园网络时间同步服务要解决的，正是“大家如何对准同一块表”的问题。校内终端通过网络时间协议（NTP）即可自动校准时间，让教学办公计算机、公共时钟、科研仪器和数据采集设备使用统一的时间参考。能够访问校园授时节点、但无法直接访问公网时间服务器的实验设备，也可以通过校园网络获得稳定的时间同步服务。
让校园设备“对准时间”，为有序的教学安排、统一的考试时刻和准确的科研记录提供共同支撑。
二、校园网络里的精准时间，从哪里来？
这套校园网络时间同步服务的源头，来自国家精密重力测量科学中心的精密重力测量国家重大科技基础设施，该设施是国家“十二五”规划布局建设的重大科技基础设施。
图2 时频标准溯源装置机柜
设施配套时频标准溯源装置，依托主动式氢原子钟、铯束钟和精密时标系统构建本地时间基准，并通过北斗卫星导航系统，溯源至中国科学院国家授时中心。
当然，实验室里的纳秒级时间基准，并不会直接“瞬移”至校园内每一台终端。时间信号经由校园网络传输时，仍会受到网络时延、链路波动等因素影响。
但这项工作奠定了至关重要的基础：校园时间服务自此拥有统一、稳定、可向国家标准时间溯源的“源头”。
三、怎样把实验室里的“精准时间”“送”到整个校园？
拥有高精度时间基准后，还需解决另一项难题：如何让校内大量终端便捷、稳定地获取标准时间？
为此，项目团队依托成熟的校园网络，为“精准时间”搭建起从实验室走向校园终端的服务通道。由本地时频基准输出统一时间参考，校园网络时间服务器响应各类终端的同步请求，再通过校园网络，将时间信息传递至用户设备。
图3 校园网络时间同步服务架构
针对校园终端数量多、同步请求持续并发的特点，项目部署了两个时间服务节点，并通过负载均衡机制自动分担访问请求。可形象理解成两个同时开放的服务窗口：当大量设备发起“对表”请求时，系统自动分流；同时持续监测服务器状态和时间偏差，保障服务稳定运行。
项目采用分层部署，将核心时频设备与面向校园开放的服务节点相互隔离。这样既能保障实验室高精度时间信号服务全校用户，又避免大量校园终端直接访问核心时频设备，为重大科研基础设施筑起一道安全防护屏障。
如今，这条时间服务链路已经延伸到校园的实际应用场景，为校内各类终端提供统一的校时服务。教室公共时钟已接入校园网络时间同步服务，通过NTP自动校准时间，正是精准时间来到师生身边的一个例子。从支撑教学与考试的统一用时，到科研数据记录和日常办公，这项面向全校的公共服务，让实验室里的专业时间资源与师生的学习、工作和生活更加贴近。
图4 接入NTP时间同步服务的教室时钟
四、运行得怎么样？4000万次“对表”给出了答案
据运行统计，自2026年5月起至9月20日，校园网络时间同步服务累计响应约4000万次时间同步请求。一次次自动“对表”的背后，是校内设备对统一时间的持续需求，也体现出这项服务已融入校园日常运行。
图5 网络时间服务器
图6 校园网络时间同步服务月请求量（2026年5月-9月，9月数据截至9月20日）
在保障服务承载能力的基础上，项目团队严格把控授时精度，在真实校园网络环境中开展了长期连续测试。结果显示，校园网络授时在稳定性方面显著优于公网授时，时间同步波动仅有公网的十分之一。校园网络授时让校园设备“对表”更稳，为教学科研提供更可靠的时间保障。
五、这套校园时间服务，有什么不一样？
校园NTP授时的差别，关键在于背后的时间源，以及外部信号中断后能否“守住时间”。对于主要依赖公网时间服务器或普通卫星接收机、缺少高性能本地守时支撑的常规NTP授时方案，外部时间源中断会影响持续校时能力。华科大这套服务依托本地高性能原子钟和精密时标系统，在卫星比对暂时中断时仍能自主“守住时间”，并通过校园网络将这份专业时频能力向全校开放。
把重大科研设施的时间资源向校园开放。依托主动式氢原子钟、铯束钟和精密时标系统，项目将原本支撑精密科学测量的本地时间基准接入校园授时服务，并通过北斗与国家标准时间建立溯源联系。校内用户由此可以通过已有网络使用这份专业时间资源，让重大科研基础设施的共享价值延伸至更多设备和应用。
为校园用时多添一份安全保障。时间安全，既要平时“对得准”，也要在外部信号暂时中断时，“守得住”。卫星授时信号在接收过程中存在受到干扰或欺骗的风险：干扰可能让设备“收不到时间”，欺骗则可能让设备“信错时间”。因此，拥有能够自主运行的本地时间基准十分重要。这套系统的支撑，来自本地高性能原子钟。平时，系统通过卫星比对，让本地时间与国家标准时间建立联系；当比对暂时中断时，原子钟仍可依靠自身的稳定性继续“守住时间”。此前，团队曾人为关闭卫星（GNSS）比对约4天，恢复比对后观测到的本地系统钟差仍在约10纳秒附近，为系统“守得住”的能力提供了测试依据。这一指标反映的是本地时间基准的表现，校园终端的同步效果还受网络传输影响。对本地师生而言，本地原子钟的价值是在外部参考暂时不可用时仍为校园授时提供稳定支撑，减少外部中断对教学科研用时的影响。
开放共享与核心设施保护相协调。专业时频设备承担精密科研任务，向校园提供服务还需要兼顾其安全运行。项目通过核心设备与服务节点隔离部署，由校园授时节点承接用户请求，再配合双节点负载均衡和运行监测，把专业时间资源转化为可持续提供的公共服务。
从可溯源的本地时间基准，到外部比对中断时的自主守时，再到面向校园的隔离部署，项目将学校已有的专业时频能力转化为持续服务校内用户的支撑。高性能科研资源由此有了更广泛的用途，校园设备也有了统一时间参考。
六、从算力共享到时间共享
这项服务的落地，也是科研设施管理与校园信息化运维协同合作的结果。
国家精密重力测量科学中心提供本地时频基准和时频技术支撑，网络与信息化办公室统筹部署、保障运行，双方协同打通从科研基础设施到校园公共服务的“最后一公里”。这也是继超算集群接入学校高性能计算公共服务平台之后，双方在科研基础设施开放共享上的又一次合作。
从算力资源共享，到高精度时间共享，学校重大科研基础设施正在以更多方式走出实验室、服务校园。
从服务前沿科研的高性能时频基准，到科研设备、校园服务器，再到教学楼里的公共时钟，精准时间正在沿着校园网络走向更多应用场景。国家重大科技基础设施的科研能力，也正在转化为师生身边可获取、可使用的公共服务。
无论是课堂上的一次抬头看表，还是实验中的一条数据记录，统一、准确的时间都在为校园教学科研有序运行提供支撑。
作者单位：物理学院
撰稿：刘洪力 杨正午
审核：邓小兵 王 顺
