技術文章 · 監控與資訊安全

監視器時間差好幾分鐘?校時這件小事,出事那天最要命

監視器時間慢幾分鐘,平常沒人在意,真的要調畫面存證那天卻可能讓影像被打折。這篇從石英鐘為什麼會漂的物理講起,帶你看懂 NTP 網路校時在背後做什麼、時區與日光節約的整點陷阱、停電歸零多半是主機板鈕扣電池沒電,還有主機準了攝影機卻不一定準的邊界。附一份可以照做的巡檢清單。高雄廷皓科技可到府協助設定與檢查。

作者 Steve Chen · 發布  · 更新  · 約 10 分鐘閱讀

監控與資訊安全 — 廷皓技術專欄插圖

先講一個現場最常見的誤會:很多人以為錄影主機只要插了網路線,時間就會像手機一樣自己準。其實不會。手機時間準,是因為它幾乎無時無刻在跟基地台、跟網路對時;監視器主機如果沒有把 NTP 校時打開,它的時間就只靠主機板上那一顆小小的石英振盪器自己走。而石英鐘這種東西,天生就是會漂的。你半年前明明才對過,回頭一看又慢了五分鐘,這不是機器壞掉,是它本來就這樣。

這篇想把「校時」這件十分鐘能搞定的小事講透。它平常存在感為零,可是出事那天又最不能出錯。我們把物理原理、NTP 背後做的事、設定最容易踩的兩個坑、停電歸零怎麼救,還有攝影機跟主機為什麼會各走各的,說清楚。

時間為什麼會自己跑掉:石英鐘的物理天性

主機裡負責計時的,是一顆頻率 32.768 kHz 的音叉型石英晶體。它靠壓電效應——通電後石英片以固定頻率振動,晶片再把振動數成秒。挑 32768 是因為它剛好是 2 的 15 次方,除頻十五次就得到一秒,電路最省。這套機制便宜、可靠、耗電極低,幾乎所有電子鐘、手錶、主機板都用它,但它有兩個躲不掉的物理限制。

第一個是溫度。石英的振動頻率跟溫度不是線性關係,而是一條拋物線:在常溫大約 25 度附近最準,往上或往下偏離,頻率就往下掉,而且是以溫差的平方在掉。工程上常見的溫度係數大約是每度平方負零點零三幾 ppm,聽起來很小,可是機櫃裡悶熱、夏天沒空調、或是一天到晚日夜溫差大的戶外機箱,環境溫度離常溫二十度,光溫度這一項就能多漂十幾 ppm。這也是為什麼「同一批主機,裝在悶熱機房那台漂得特別兇」。

壓縮率、攔阻率與事件比例會隨畫面、設備、韌體及攻擊面改變。採購與調校時用自己的攝影場景、流量與事件樣本驗證,並保留原始 log、封包或影像,避免用沒有原始條件的平均值做決策。

看懂這一點,正確做法其實就跟著出來了:校時不能靠人手動對一次了事,要讓機器自己定期、自動去對。因為漂移是持續累積的,你今天對準,它明天又開始漂;唯一能治本的,是讓主機每隔一段時間就跟一個更準的時間來源重新對齊。這件事,就是 NTP 在做的。

校時到底靠什麼:NTP 在背後做的那些事

NTP 全名網路時間協定,簡單說就是讓你的主機定時透過網路,去問一台「很準的時鐘」現在幾點,然後把自己調成一樣。它走的是 UDP 123 埠,設計上非常輕巧。

比較少人知道的是它背後的階層設計。整個網路時間是分「層級」的,最頂端是 stratum 0,那是原子鐘、GPS 這類直接的時間基準;接在它下面、由它校準的伺服器是 stratum 1,再往下一層是 stratum 2,以此類推。層數越大,代表離基準越遠、誤差可能越大。你的主機通常是拿某一台 stratum 1 或 stratum 2 的公共伺服器當來源,這對監視器來說已經準到不能再準。

更精巧的是它怎麼扣掉網路延遲。主機跟伺服器對時的時候,會交換四個時間戳:主機送出的時刻、伺服器收到的時刻、伺服器回覆的時刻、主機收到回覆的時刻。用這四個數字,它就能算出兩件事——一是封包來回花了多少時間(round-trip delay),二是自己的時鐘跟伺服器差了多少(offset)。知道來回延遲,就能把「訊息在路上跑掉的那段時間」扣掉,避免因為網路慢就把時間對歪。算完之後,好的實作不會硬把時間「跳」過去,而是慢慢把時鐘快轉或放慢、平順滑到正確值,避免時間突然倒退害到正在寫入的錄影檔。

那要多準才夠?對監視器這種應用,答案是:非常好達標。NTP 在區域網路內的精度大約是毫秒級,就算走外網對公共伺服器,也能落在毫秒到幾十毫秒之間。你要的其實只是「畫面上的時間跟真實時間差在一秒以內」,這個門檻 NTP 隨便就能滿足。

順帶澄清幾個常被混淆的名詞。監視器主機、IP 攝影機這類嵌入式裝置,多半跑的是簡化版的 SNTP,只跟單一來源對、少了一些誤差校驗,但精度一樣是毫秒級,對存證來說綽綽有餘,看到選單寫 SNTP 不用緊張。另一頭,工業自動化、電力、金融交易會用到 PTP(IEEE 1588),那是靠硬體時間戳做到次微秒同步的高精度協定——那是給量測與控制系統用的,監視器完全用不到,別被規格表唬住多花錢。

差幾分鐘為什麼要命:時間戳記是影像的身分證

平常盯即時畫面,時間差個十分鐘無關痛癢。真出事就完全是另一回事了。車禍、竊盜、糾紛要調畫面,辦案第一件事就是「對時間軸」:路口的監視器、隔壁店家的攝影機、當事人手機裡的通聯與定位,要能全部兜在同一條時間線上,才拼得出事情發生的先後。你的主機慢了八分鐘,畫面上寫的三點零二,其實是三點十分——輕則來回解釋、補時間差證明,重則對方一句「你這時間都不準了,畫面能信嗎」,影像的證據力就被打了折扣。

這不是危言聳聽。國外辦案單位的教材就提過一個數字:超過一半的監視系統,畫面上的時間是錯的;而錯的原因,最大宗不是什麼複雜故障,就是日光節約沒處理好,還有人為輸入錯誤。也就是說,大多數「時間錯掉」其實都是設定問題,本來可以避免。在證據認證的實務裡,一段影像要能站得住,除了要能證明沒被竄改、保管過程清楚(也就是所謂的保管鏈),時間戳記是否可信也是被檢視的一環。時間對不上,往往是最容易被抓、也最冤枉的一個破口。

更麻煩的是,這種問題幾乎都是「要用的那天才發現」。平常沒人會去核對主機時間準不準,往往是真要回放、要匯出存證那一刻,才發現時間早就跑掉、而畫面也已經錄成那樣、改不回來了。所以校時的價值不在平常,而在你最需要那卷帶子的那一天。

NTP 怎麼設:伺服器、時區,還有日光節約那個坑

設定其實不難。進主機選單,找「系統設定」裡的「日期與時間」,把「NTP」或「網路校時」的勾勾打開。各家廠牌介面位置略有差異,但一定藏在系統相關的頁籤裡。伺服器欄位,在台灣可以填國家時間與頻率標準實驗室的 time.stdtime.gov.tw 或 tock.stdtime.gov.tw,填 pool.ntp.org 這類公共伺服器也可以;校時間隔用預設值就好,通常是幾十分鐘到一天對一次,對付石英鐘那點漂移已經非常充裕。

設定頁上有兩個坑,一定要提醒。

第二個是日光節約時間(夏令時間)。台灣早年實施過,但已經幾十年沒用了,這個選項請一律關閉。如果不小心開著,每年到了它預設的夏令起訖日,主機時間會自己跳一小時,你怎麼手動校都校不平,查老半天結果只是一個勾選框的事。前面提到國外「超過一半系統時間是錯的」,最大宗的元兇就是它。

一停電時間就歸零?該換主機板那顆鈕扣電池了

還有一種很典型的症狀:平常都好好的,一停電、或關機再開,日期就跳回 2000 年、2010 年之類的怪日子。這幾乎可以直接斷定——主機板上那顆鈕扣電池沒電了。

原理是這樣:主機裡有一顆專門的即時時鐘晶片(RTC),負責在主機沒通電的時候繼續數時間。而它靠的就是主機板上那顆鈕扣電池供電,通常是一顆 CR2032、3 伏特的鋰電池。主機一斷電,全靠這顆小電池撐著時鐘不歸零。它的壽命大約三到五年,即使沒怎麼放電,本身也會緩慢自放電,時間到了就是會耗盡,一顆不過銅板價。

這裡有個容易被誤導的地方:如果你有開 NTP,主機開機一連上網就會自動把時間對回來,症狀會被「蓋住」一陣子,讓你以為沒事。但只要哪天網路也斷了,錯誤就會現形。治標靠 NTP,治本還是把電池換掉。要動手前記得先關機、拔掉電源線,機箱裡有硬碟跟排線,不熟的話別硬拆,交給工程師順手就換好了。

主機準了,攝影機不一定準:最容易漏的那道邊界

最後講一個最常被忽略、卻很致命的細節:網路攝影機自己也有一顆時鐘。主機準,不代表每一支鏡頭都準。

直接插在主機 PoE 埠、隨插即用配對進來的攝影機,多數品牌會自動跟著主機的時間走,這種通常沒問題。但如果是用 ONVIF 這種通用協定手動加進來的第三方攝影機,就不一定了——你會遇到主機時間是準的,可是攝影機自己疊在畫面角落的那組時間卻是錯的。匯出影像的時候,主機記錄的時間跟畫面上燒錄的時間打架,一段影像上兩個時間對不起來,存證反而扣分。這種情況要進到攝影機自己的網頁設定頁,把它的 NTP 也指向主機、或指向同一台時間伺服器,讓整套系統對齊同一個時間源。

另外一個邊界是完全不對外連線的隔離內網。有些案場基於資安考量,監控網段刻意不接網際網路——這時候公共 NTP 伺服器根本連不到,NTP 開了也是白開。正確做法是讓主機、或內網裡一台設備自己當「時間來源」,讓其他裝置都跟它對;真的沒辦法,就只能接受手動校時,但一定要把「每月對一次時間」排進固定的巡檢流程,不能靠想到才做。石英鐘一個月就漂一分多鐘,靠人記得是靠不住的。

一份可以照做的校時巡檢清單

把上面收斂成幾條,下次巡檢或驗收可以直接對著看:

  • NTP 有沒有開:進「日期與時間」確認網路校時是啟用狀態,伺服器填的是 time.stdtime.gov.tw 或 pool.ntp.org 這類可用來源。
  • 時區是不是 GMT+8:差整點小時數,先來查這一格。
  • 日光節約有沒有關:台灣一律關閉,這是「時間莫名跳一小時」的頭號元兇。
  • 停電會不會歸零:關機再開如果日期跳回怪年份,換主機板 CR2032 鈕扣電池。
  • 攝影機跟主機對得上嗎:特別是 ONVIF 手動加進來的第三方鏡頭,逐支確認畫面燒錄時間與主機一致。
  • 隔離內網有沒有替代方案:連不到外網就設內部時間源,或排進每月人工校時。
  • 當下時間準不準:拿手機的網路時間當基準,目視比對主機畫面,差超過一兩秒就處理。

說到底,校時是十分鐘就能搞定的小設定,卻是「真的需要那卷畫面」那天,最不能出錯的一環。它平常安安靜靜、存在感為零,可是一旦要拿影像去對時間軸、去存證、去說明,它的準與不準,直接決定那段畫面能不能替你說話。

如果你不確定自己那台主機的選單藏在哪、或時間怎麼調都調不對勁,最簡單的做法:把設定畫面拍下來 LINE 給廷皓,現場協助你看是哪一格出了問題。高雄、台南、屏東我們都跑,到府時順手幫你把時區、日光節約、鈕扣電池跟攝影機同步一起檢查一輪,電話 07-363-0802。校時這種事,趁沒出事的時候先弄好,才叫真的省事。

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