• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
การถ่ายทอดเวลามาตรฐานผ่านระบบ FM/RDS
 

การถ่ายทอดเวลามาตรฐานผ่านระบบ FM/RDS

on

  • 3,042 views

 

Statistics

Views

Total Views
3,042
Views on SlideShare
2,970
Embed Views
72

Actions

Likes
1
Downloads
34
Comments
0

2 Embeds 72

http://www.nimt.or.th 71
http://translate.googleusercontent.com 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    การถ่ายทอดเวลามาตรฐานผ่านระบบ FM/RDS การถ่ายทอดเวลามาตรฐานผ่านระบบ FM/RDS Document Transcript

    • NIMT ARTICLE การถ‹ายทอดเวลามาตรฐานผ‹านระบบ FM/RDS สมชาย นวมเศรษฐี, เทพบดินทร บริรักษอราวินท และ ทยาทิพย ทองตัน หองปฏิบัติการดานเวลาและความถี่ ฝายมาตรวิทยาไฟฟา สถาบันมาตรวิทยาแห‹งชาติ (ประเทศไทย) เรืองของ “เวลา” นัน สงผลกระทบในวงกวางกับประเทศ ประชาชน และวิถชวต ่ ้ ีีิ เนื่องจากเมื่อวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีในปจจุบันมีความกาวหนา เรามีเครื่องมือที่ สามารถวัดเวลาไดละเอียดขึ้นแมเศษเสี้ยวของวินาทีก็สามารถจะตรวจจับได และยัง สรางนาฬกาที่มีความพิเศษ สามารถเดินไดอยางเที่ยงตรงถึงขนาดที่วา กวานาฬกานี้ จะเดินผิดพลาดไป 1 วินาที ก็ไดเวลาเปนแสนปีเลยทีเดียวนาฬกาชนิดนี้ก็คือนาฬกา อะตอมซีเซียมนั่นเอง จากนั้นเมื่อมีนาฬกาที่มีความถูกตองแมนย�าสูงขนาดนี้แลว จึงน�าไปสูการก�าหนดมาตรฐานทางดานเวลาขึนและเวลามาตรฐานนีเ้ องถูกน�าไปใชใน  ้ ภาคสวนตางๆ ของสังคมมนุษยยกตัวอยางไดแก เวลามาตรฐานซึงถูกใชในระบบการเงิน ่ จะสงผลตอความยุติธรรมในการด�าเนินธุรกรรมทางการเงิน เชน การสงค�าสั่งซื้อขาย หลักทรัพย การคิดเงินคาโทรศัพทตามเวลาที่ใชงาน การโอนเงินขามประเทศ การ ประมูลสินคา เปนตน ตอมาถาเวลามาตรฐานถูกน�าไปใชในภาคอุตสาหกรรมและ การผลิต จะสงผลกระทบตอคุณภาพของสินคาที่ผลิตไดเชน การทดสอบการท�างาน ของ Microchip วาสามารถท�างานไดที่ความเร็วเทาใด ก็จ�าเปนตองใชเครื่องมือวัด และมาตรฐานการวัดดาน “เวลา” เปนฐานดวย ถาหากมาตรฐานเวลาถูกน�าไปใชใน วงทางการแพทย เชนการวัดอัตราการเตนของหัวใจ หรือ อัตราการไหลของยาซึ่งถูก ปลอยเขาสูกระแสเลือดใหไดปริมาณที่ถูกตองในเวลาที่ก�าหนดก็ตองมีมาตรฐานที่ เชื่อถือไดเพื่อความปลอดภัยของผูปวย สิ่งตางๆ เหลานี้ลวนแตตองการความแมนย�า ตองการมาตรฐานในการวัดทางดาน “เวลา” ดวยกันทั้งสิ้น ในปจจุบันหองปฏิบัติการดานเวลาและความถี่ สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ ซึ่งมีหนาที่คือ การจัดหา รักษา และถายทอดมาตรฐานทางดานเวลาและความถี่ ไปสู  ภ าครั ฐ และเอกชน ได มี ก ารพั ฒ นาขี ด ความสามารถจนเป น ที่ ย อมรั บ ใน ระดับสากลแลวดวยการรับรองมาตรฐาน ISO17025 จากประเทศเยอรมันนี และ ประเทศญี่ปุน และดวยความรวมมือจากกองทัพอากาศ กองทัพบก และบมจ. อสมท. จึงมี “โครงการพัฒนาระบบสงสัญญาณเวลามาตรฐานผานความถีวทยุ FM/RDS” ่ิ ขึน เพือใหสวนราชการและประชาชน ไดเขาถึงเวลามาตรฐานและใชประโยชนจากเวลา ้ ่  มาตรฐานซึ่งเปนพื้นฐานส�าคัญที่สงผลตอกิจกรรมการใชชีวิตและพฤติกรรมทาง ดานการตรงตอเวลาของคนในสังคมตอไปดังนั้นเรื่องของเวลาและความถี่จึงนับวามี ความส�าคัญอยางยิ่งยวดและควรมีการพัฒนาและเผยแพรใหกวางขวางตอไป 12 Vol.12 No.57 July-August 2010
    • ระบบสงสัญญาณเวลามาตรฐานผาน FM/RDS Network Time Protocol RDS Group 4A GPS Receiver RDS Encoder Exciter L-R Stereo Signal Broadcast Station 102.5 MHz RTAF FM/RDS Broadcast System Antena Signal Processing Module L-R Stereo Signal Amp/Speaker Digital Signal Processing Module Micro-Controller CT Clock Data Module Time Code FM/RDS Receiver รูปที่ 1 แสดงใหเปนถึงระบบการรับ/สง สัญญาณเวลามาตรฐานผาน FM/RDS จากรูปที่ 1 ในสวนของ FM/RDS Broadcast System เครือง GPS Receiver ่ ซึ่งผานการสอบเทียบแลวจะท�าการไดรับสัญญาณ 1PPS และขอมูลเวลา UTC ซึ่งถูก สงมาจากดาวเทียม GPS ซึ่งในขั้นตอนนี้ท�าใหเวลาภายในเครื่อง GPS Receiver สามารถสอบกลับไดไปสูเวลามาตรฐานประเทศไทย จากนั้น GPS Receiver จะแปลง รหัสสัญญาณทีไดรบมาจากดาวเทียม GPS ใหอยูในรูปแบบของ Network Time Protocol ่ ั  พรอมทั้งท�าตัวเองใหเปน Time Server หรือ NTP Server ดวย จากนั้นขอมูล ในรูปแบบของ Network Time Protocol จะถูกเขารหัสใหมโดย RDS Encoder เพื่อ ใหขอมูลเวลามาตรฐานพรอมส�าหรับการสงผานระบบ RDS ของสถานีวิทยุ FM ซึ่งใน ทีนใชสถานี 102.5 MHz ของกองทัพอากาศ โดยมาตรฐานการเขารหัสสัญญาณจะท�า ่ ี้ ในรูปแบบที่เรียกวา RDS Group 4A ซึ่งเปนสวนที่มีไวส�าหรับสงเวลามาตรฐาน ออกอากาศโดยเฉพาะ เมื่อขอมูลเวลา ถูกเขารหัส เปน RDS Group 4A เรียบรอยแลว จะถูกสงออกอากาศไปพรอมกับสัญญาณเสียง L-R Stereo Signal ตามที่เห็นในรูป 13 Vol.12 No.57 July-August 2010
    • Modified Julian Day code UTC B0TP Spare bits (5 decimal digits) Hour Minute Local time offset Checkword Group Checkword Checkword Checkword PI code + type PTY + + + offset A code offset B offset C offset D 0 1 0 0 0 216 215 214 20 24 23 22 21 20 25 24 23 22 21 20 + 24 23 22 21 20 - Modified Julian Day code Hour code Sense of local time offset 0= +, 1= - รูปที่ 2 แสดงรูปแบบการเขารหัสสัญญาณของ RDS Group 4A ตอมาในสวนของ FM/RDS Receiver เมื่อเครื่องรับที่สามารถถอดรหัส สัญญาณระบบ FM/RDS ไดรับสัญญาณก็จะถูกสงไปใหสวนที่ท�าหนาที่ถอดรหัส ในทีนกคอ Signal Processing Module จะท�าการถอดรรหัสสัญญาณวิทยุโดยแยกเอา ่ ี้ ็ ื Main carrier และ Sub carrier ออกจากกันจนในทีสดจะไดขอมูลของเสียง L-R Stereo ่ ุ  signal และ CT Clock Data เมื่อถึงขั้นตอนนี้ สัญญาณเสียงก็จะถูกสงไปยัง Speaker หรือ Amplifier ตอไป สวนสัญญาณในสวนทีเ่ ปน CT Clock Data นันจะถูกสงตอไปยัง ้ Micro-controller Module เพื่อท�าการแปลง CT Clock Data ใหอยูในรูปแบบที่ สามารถสงไปใหนาฬกาแสดงผลได ดังนั้นนาฬกาก็จะแสดงผลเวลามาตรฐานซึ่งมี ความเชื่อถือไดและมีความถูกตองสูงมาก โดยนาฬกาจะไดรับขอมูลเวลามาตรฐาน จากสถานีสงทุกๆ 1 นาที และมีความผิดพลาดไมเกิน 100 มิลลิวินาที 14 Vol.12 No.57 July-August 2010
    • รูปแบบในการสงสัญญาณเวลามาตรฐานผาน FM/RDS RDS Subcarrier - RDS 57kHz 100 FM Baseband Spectrum Percent Modulation 67 kHz Subcarrier 92 kHz Subcarrier Stereo Subcarrier Main Channel 50 Pilot RDS 0 0 25 50 75 100 ทอ.06 : FM 102.5 MHz Frequency in kHz อสมท. : FM 95.0 MHz รูปที่ 3 แสดงใหเห็นต�าแหนง Baseband Spectrum ของ RDS Subcarrier จากรูปที่ 3 ขอมูลเวลามาตรฐานประเทศไทย จะถูกสงผานความถี่วิทยุ FM โดยแทรกเขาไปในสวนของ RDS Subcarrier ความถี่ 57kHz และ Modulation ไมเกิน 10% เพื่อใหไดคุณภาพของสัญญาณที่ดีที่สุด ดังนั้นผูใชที่มีเครื่องรับซึ่งสามารถ ถอดรหัสเวลาจาก RDS Subcarrier ไดก็จะไดรับขอมูลเวลามาตรฐานไปใชงาน นอกจากนี้การสงขอมูลผานชองสัญญาณ RDS ยังสามารถใสพิกัดของเครื่องสงไป พรอมกันดวย เพื่อผูใชจะสามารถค�านวณหาต�าแหนงของผูใชงานไดอีกดวย 15 Vol.12 No.57 July-August 2010
    • สวนของเครื่องรับจะประกอบไปดวยเครื่องมือตางๆ ดังตอไปนี้ Std. Freq. O/P Measurement Equipment - Oscilloscope Special - Signal Generator FM Radio Receiver - Universal Counter Digital Clock Radio Clock Wrist Watch - etc. รูปที่ 4 Receiver Equipment จากรูปที่ 4 สามารถแบงตามลักษณะของเครื่องมือไดเปน 2 ประเภทคือ 1. ประเภททีเ่ ปนเครืองรับสัญญาณเวลาซึงใชงานทัวๆ ไป เชน นาฬกาแขวน ่ ่ ่ นาฬกาขอมือ หรือ นาฬกาตังโต๊ะ อาจรวมไปถึง อุปกรณบอกเวลา อืนๆ จะเปนอุปกรณ ้ ่ ที่ ถู ก ออกแบบขึ้ น เพื่ อ ให ส ามารถรั บ สั ญ ญาณเวลามาตรฐานที่ ส  ง มาพร อ มกั บ สัญญาณวิทยุ FM/RDS ได เพือท�าการปรับเทียบใหตรงกับเวลามาตรฐานประเทศไทย ่ 2. ประเภททีเ่ ปนเครืองมือวัดทีใชในดานเวลาและความถี่ เชน Oscilloscope ่ ่ Signal Generator หรือ Universal Counter จะน�าเอาสัญญาณ Standard Frequency Output ทีไดมาจาก เครืองรับวิทยุแบบพิเศษ ดังแสดงในรูปที่ 4 มาท�าการ Lock เขากับ ่ ่ สัญญาณ Timebase ของเครื่องมือ สงผลใหความถูกตองของสัญญาณ Timebase ของเครื่องมือวัดนั้นมีความถูกตองสูงขึ้น 16 Vol.12 No.57 July-August 2010
    • สิ่งที่คาดวาจะไดรับทันทีเมื่อเสร็จจบโครงการ 1. หนวยงานภาครัฐและเอกชนรวมถึงประชาชนทั่วไป สามารถเขาถึงเวลา มาตรฐานที่มีความถูกตองและน�าไปใชประโยชนไดจริง และเวลามาตรฐานเปนที่ เชื่อถือไดตามมาตรฐานสากล 2. สนับสนุนประกาศกระทรวงเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารเรื่อง หลักเกณฑการเก็บรักษาขอมูลจราจรทางคอมพิวเตอรของผูใหบริการ พ.ศ. 2550 ขอ 9  เพื่อที่จะไดรับขอมูลจราจรทางคอมพิวเตอรที่มีความถูกตองและน�าไปใชประโยชน ไดจริง เมื่อผูใหบริการตั้งนาฬกาของอุปกรณบริการทุกชนิด ไดตรงกับเวลาอางอิง มาตรฐานสากล 3. อุตสาหกรรมทั่วไป สามารถน�าเวลามาตรฐานนี้ มาใชในการใหบริการ การผลิต และงานวิจัยได 4. ในแงมมของการทหาร สงผลใหระบบการวัดและเครืองมือวัดทางดานเวลา ุ ่ รวมถึงระบบอาวุธมีความถูกตองแมนย�าสูงเปนรากฐานอันน�าไปสูความมั่นคงของ ประเทศ 5. สามารถน�าความรูที่ไดไปพัฒนาระบบตรวจสอบต�าแหนงที่แมนย�าโดย ไมตองพึ่งพาเทคโนโลยีของตางชาติ 6. ระบบสาธารณูโภค พื้นฐานที่ใชเวลามาเกี่ยวของมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น (เชน ระบบรถไฟฟ้า ตารางการบิน ระบบสัญญาณไฟจราจร ระบบการซือขายหลักทรัพย ้ การควบคุมขอมูลทางคอมพิวเตอร เปนตน ฯลฯ) 17 Vol.12 No.57 July-August 2010
    • สรุป การทีประเทศไทยไดมระบบเวลามาตรฐานซึงเปนทียอมรับในระดับสากลนัน ่ ี ่ ่ ้ สงผลโดยตรงตอชีวิตของประชาชนและทรัพยสินของประเทศ และจากโครงการนี้ สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ กองทัพอากาศ และกองทัพบก ไดมีสวนผลักดันใหมี การเผยแพรและถายทอดเวลามาตรฐานออกไปอยางกวางขวาง อีกทั้งโครงการนี้ยัง สอดรับกับ “แผนงานวิจัยกับยุทธศาสตรการพัฒนาประเทศตามแผนพัฒนา เศรษฐกิจและสังคมแหงชาติ ฉบับที่ 10 (พ.ศ. 2550-2554)” และ “แผนงานวิจัย กับนโยบายและยุทธศาสตรการวิจยแหงชาติ (พ.ศ. 2551-2553)” รวมถึงสนับสนุน ั ประกาศกระทรวงเทคโนโลยีและสารสนเทศและการสือสาร เรืองหลักเกณฑการเก็บรักษา ่ ่ ขอมูลจราจรทางคอมพิวเตอรของผูใหบริการ พ.ศ.2550 นอกจากนั้นยังมีผลกระทบ ในเชิ ง บวกกั บ การพั ฒ นาความรู  ท างด า นวิ ท ยาศาสตร เทคโนโลยี ความมั่ น คง ทางดานการทหาร และ ระบบสารสนเทศ อยางยั่งยืนในอนาคตโดยมิตองพึ่งพา เทคโนโลยีของตางชาติ และยังสงผลใหหนวยงานภาครัฐ เอกชน และประชาชนทั่วไป สามารถเขาถึงเวลามาตรฐานและน�าไปใชในการพัฒนาระบบสังคมใหเกิดประโยชน สูงสุดอีกดวย ทั้งหมดนี้เกิดจากการที่ประเทศไทยมีองคความรูดานวิทยาศาสตรและ เทคโนโลยี ซึงองคความรูนนไดถกน�าไปใชจริงในเชิงปฏิบตการ วิจย และพัฒนา จนน�า ่  ั้ ู ั ิ ั ไปสูการมี “มาตรฐานแหงชาติทางดานเวลา” ซึงเชือถือได และเปนทียอมรับในระดับ  ่ ่ ่ สากลนั่นเอง 18 Vol.12 No.57 July-August 2010