Powered by Blogger.

GNSS Application: Master Clock system

Posted by forumTST at 11:28 AM | 0 comments

จากบทความที่แล้ว ได้กล่าวเกริ่นนำถึงระบบ GNSS แล้ว บทความนี้จะกล่าวถึงการประยุกต์ใช้งาน GNSS โดยลำดับแรกจะพูดถึงระบบนาฬิกา Master Clock

Master Clock เป็นระบบที่มีความสำคัญที่มีนำไปใช้เป็นส่วนประกอบ ในการปฏิบัติการของหลายๆระบบ หลายๆหน่วยงาน ได้แก่

·        - ระบบขนส่งสาธารณะ เช่น รถไฟฟ้า สนามบิน
·        - ภาคธุรกิจ เช่น บริษัทเอกชน ธนาคาร ตลาดหุ้น  
·        - ภาคการผลิต เช่น โรงงานอุตสาหกรรม โรงไฟฟ้า
·        - หน่วยงานอื่นๆ เช่น โรงพบาบาล สถานศึกษา

สถานที่ต่างๆเหล่านี้ ล้วนแล้วแต่มีความต้องการ ระบบเวลาที่มีความถูกต้องแม่นยำ ซึ่งระบบเวลาที่มีความเที่ยงตรงก็จะทำให้การปฏิบัติการต่าง มีประสิทธิภาพที่สูงสุด

ตัวอย่างเช่น สถานีรถไฟ ตามเมืองใหญ่ๆในต่างประเทศ การตรงต่อเวลามีความสำคัญเป็นลำดับต้นๆ เพราะการรักษาเวลา จะถูกนำไปประมวลผลเป็นค่าดัชนีของการปฏิบัติการ ว่าถูกต้องตรงตามมาตรฐานการปฏิบัติงานที่ยอมรับ หรือต่ำกว่ามาตรฐาน  นอกจากนั้นการรักษาเวลาไม่ใช่มีความสำคัญในแง่ของการประเมินผลงานเท่านั้น แต่ยังส่งผลให้การทำงานมีประสิทธิภาพ ลื่นไหลและไม่เกิดการสะดุดติดขัด



ระบบรถไฟฟ้า ในประเทศไทย ก็ได้มีการติดตั้งระบบ Master Clock เพื่อใช้งาน โดยทั้วไปที่มองเห็นกันตามปกติก็คือ นาฬิกา ที่ติดตั้งอยู่บริเวณชานชาลา ในแต่ละสถานี ถ้าสังเกตจะพบว่า เข็มของนาฬิกาทุกตัวเดินตรงกันหมด


และระบบ Master Clock ของรถไฟฟ้า ยังครอบคลุมไปถึง ฐานเวลาของระบบสื่อสาร (Frequency Reference) และเวลาของระบบโครงข่ายคอมพิวเตอร์ (Network time stamps)

สัญญาณเวลาที่ใช้ในระบบ Master Clock
สัญญาณเวลาที่มีการใช้งานสำหรับ ระบบนาฬิกามีหลายหลายชนิด โดยระบบที่มีการใช้งานแพร่หลายมีดังต่อไปนี้

1. Minute pulse, 24V
เป็นระบบเก่าแก่ เป็นสัญญาณที่มีเพียง impulse 24 V ส่งออกมาทุก 1 นาที ไม่มีข้อมูลของเวลา  Minute pulse เป็นระบบที่มีการพัฒนา BRILLIE มาตั้งแต่ปี 1897 (ศตวรรษที่ 19) มีการใช้งานที่ง่ายไม่ซับซ้อน เพียงต่อสาย 2 wire มาที่ตัวนาฬิกา ก็ใช้งานได้แล้ว

นาฬิกาแสดงเวลา จะเดินทุก 1 นาทีตามสัญญาณ input ซึ่งหมายความว่าถ้าเกิดเหตุการณ์ผิดปกติ เช่นไฟดับไประยะหนึ่งแล้วไฟกลับมา นาฬิกาอาจแสดงเวลาผิดพลาดได้
ระบบนี้จะมีการเริ่มต้นใหม่ (Reset) เพียงวันละ 1 หรือ 2 ครั้งต่อวันเท่านั้น เช่น Reset ที่เวลาเที่ยงคืน

2. IRIG Time Code (Inter Range Instrumentation Group)
เป็นระบบที่พัฒนาและใช้งานในสมัยปัจจุบัน เป็นระบบที่มีการใช้งานแพร่หลาย สัญญาณ IRIG เป็นสัญญาณมีข้อมูลของเวลาจ่ายออกมา ในแบบ real time คือเป็นเวลาปัจจุบัน ต่อเนื่องกันไป (ข้อมูลเวลาอยู่ในรูปแบบ binary) ซึ่งหมายความว่า นาฬิกาและอุปกรณ์ใดๆ ที่รับเวลาจากสัญญาณ IRIG จะได้รับข้อมูลเวลาที่สมบูณ์ ซึ่งรวมถึง วัน ชั่วโมง นาที วินาที

เมื่อนาฬิกาได้รับสัญญาณ ก็จะทำการประมวลผล โดยถอดรหัสแปลงข้อมูล binary กลับเป็นเวลาปัจจุบัน และแสดงเวลาที่ถูกต้อง จึงมีความแม่นยำไม่มีความผิดพลาดของเวลา ไม่ว่ากรณีใดๆ เช่น หลังจากไฟดับ เมื่อไฟกลับมา ก็จะสามารถแสดงเวลาที่ถูกต้องได้โดยอัตโนมัติ



การใช้งานนาฬิกา ของระบบ IRIG ก็คล้ายคลึงกับการใช้ในระบบ Minute pulse จะใช้โครงข่ายที่เหมือนกัน คือต่อสายสัญญาณโดยใช้สาย 2 wire จะมีเพิ่มเติมก็เพียงแค่ การต่อไฟเลี้ยง 220V ให้กับตัวนาฬิกา

3. NTP (Network Time Protocol)
เป็นระบบที่ใช้งานต่อผ่านระบบ Network ได้แก่ Ethernet 10/100Base-T สัญญาณที่ใช้อยู่ในรูปแบบของ internet packet โดย NTP packet มีขนาดที่เล็กมาก เพียง 64 bit

NTP เป็นระบบทีมีความสมบูรณ์ คือมีการจ่ายข้อมูลเวลาปัจจุบัน ให้กับอุปกรณ์ปลายทาง รวมถึงยังมีการตรวจสอบความคลาดเคลื่อน ว่าอุปกรณ์ปลายทางที่รับสัญญาณ มีเวลาเป็นอย่างไร ถ้ายังมีความคลาดเคลื่อนเกินค่ากำหนด ก็จะปรับเวลาต่อเนื่องต่อไปอีก จนกว่าเวลาของอุปรณ์ปลายทาง (เช่นนาฬิกา) จะมีค่าความคลาดเคลื่อนอยู่ในมาตรฐานที่ไม่เกิน 10 ms
จะเห็นว่าการทำงานของ NTP เป็นไปในลักษณะ client-server ซึ่งจะเหนือกว่า IRIG Time Code เพราะสัญญาณ IRIG เป็นเพียงการจ่ายสัญญาณออกไปยังอุปกรณ์ปลายทาง เพียงทางเดียว (IRIG จ่ายสัญญาณในลักษณะ simplex หรือ broadcast ไปยังปลายทาง)

 ติดต่อคุณ ยุทธนา มณีพร 
บริษัท เน็ตซิงค์ (ไทยแลนด์) จำกัด 
Tel: 089-1366399, 090-279-2501
www.netsync.co.th

Read more
Labels: , , , , , , ,
Posted by Dolphin at 9:08 AM | 0 comments

Global Navigation Satellite Systems (GNSS)



จากในอดีตที่เรารู้จัก และคุ้นเคยกันกับระบบ GPS ปัจจุบันเทคโนโลยี่ด้านนี้ ได้มีการพัฒนาไปในลัษณะที่ขยายขอบเขตมากขึ้น การพัฒนาระบบ Positioning Navigation and Timing ได้มีการรวมตัวกันจาก เทคโนโลยี่ทั้งทางฝั่งอเมริกา ยุโรป รัสเซีย จนถึงจีน และได้มีชื่อเรียกเป็นระบบกลางคือ “Global Navigation Satellite Systems” หรือที่เรียกย่อว่า GNSS โดยระบบที่มีการใช้งานปฏิบัติการใช้งานสมบูรณ์เต็มรูปแบบแล้ว ได้แก่ GPS (อเมริกา) และ GLONASS (รัสเซีย) และระบบที่อยู่ระหว่างการพัฒนาให้เป็นการใช้งานเต็มรูปแบบคือ Galileo (สหภาพยุโรป) และ Compass (จีน ชื่อระบบเดิม BeiDou)

สำหรับ Galileo และ Compass มีแผนการพัฒนาให้ใช้งานได้ครบถ้วนสมบูรณ์แบบภายในปี 2020


สัญญาณ GPS ที่ส่งออกมาจากระบบดาวเทียม จะมีการใช้งานทั้งทางด้านการทหาร และทางด้านพลเรือนทั่วไป สำหรับสัญญาณที่นำมาใช้สำหรับกิจการพลเรือนทั่วไป จะใช้ในย่านความถี่ L1 โดยมีค่าความถี่กลางที่ 1575.42 MHz

สัญญาณ GPS โดยปกติจะเป็นสัญญาณแบบ Line of Sight ซึ่งหมายความว่า เสารับสัญญาณหรือเครื่องรับจะต้องอยู่ในลักษณะมองเห็นฟ้า ไม่มีอะไรมาบดบัง ซึ่งเรามาสามารถเทียบเคียงได้กับเครื่องรับ GPS ที่ใช้นำทาง ผู้ใช้จะต้องติดตั้งอยู่ที่หน้ากระจกรถยนต์ เพื่อรับสัญญาณ


 




นอกจากนั้นสัญญาณ GPS เป็นสัญญาณที่มีการเข้ารหัส โดยใช้เทคโนโลยี่แบบ Spread Spectrum ที่มีพื้นฐานเดียวกันกับระบบ CDMA (Code Division Multiple Access) ทำให้สัญญาณที่ได้รับ มีคุณภาพสูง แม้ว่าสัญญาณที่ได้รับจะมีพลังงานต่ำ แต่ก็ยังสามารถนำมาถอดรหัสและประมวลผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ความถี่ของ GPS L1 ยังมีค่าความถีที่ไม่สูงเกินไป ซึ่งถ้าเทียบกับระบบโทรศัพท์ เช่น GSM 1800MHz หรือ 3G 2100MHz สัญญาณ GPS L1 ยังมีความถี่ต่ำกว่าสัญญาณโทรศัพท์อีก

ดังนั้น สัญญาณ GPS L1 จึงแตกต่างจากสัญญาณดาวเทียมอื่นๆ เช่น Ku Band และจะไม่ได้รับผลกระทบจากฝนตกเหมือนกับ สัญญาณ Ku Band ที่ไม่สามารถใช้งานได้เมื่อฝนตก

ผู้ผลิตและพัฒนาระบบอย่าง Spectracom นับเป็นรายแรกในวงการ ที่ได้ริเริ่มการผลิตอุปกรณ์ GPS Time & Frequency Server ที่รับสัญญาณดาวเทียมแบบ Dual Systems ขึ้น คือตัวอุปกรณ์ server สามารถรับสัญญาณและประมวลผลทั้งระบบ GPS และ GLONASS ได้ในเวลาเดียวกัน

ทั้งนี้สิ่งที่เป็นแรงส่งเสริมให้ Spectracom เป็นผู้ผลิต Dual Systems สำเร็จเป็นรายแรก คือ Spectracom มีโรงงานการผลิตและวิจัยอยู่ทั้งในฝั่งอเมริกาและยุโรป ได้แก่ที่เมือง Rochester (USA) Les Ulis (France) และ Basingstoke (UK) Spectracom จึงได้นำเทคโนโลยี่ ที่มีอยู่จากทั้งสองทวีป อเมริกาและยุโรป มาพัฒนาร่วมกันได้รวดเร็ว ซึ่งถ้าเปรียบเทียบกับผู้ผลิตคู่แข่งรายอื่นๆแล้ว บริษัทคู่แข่งทั้งหลาย มีฐานการผลิตตั้งอยู่เพียงภายในประเทศเดียวเท่านั้น เช่น บริษัทในประเทศสหรัฐอเมริกา หรือบริษัทในประเทศเยอรมันนี Spectracom จึงเป็นบริษัทที่มีการพัฒนาเทคโนโลยี่ด้าน Positioning Navigation and Timing รวดเร็วกว่าบริษัทใดๆ

สามารถติดต่อขอคำปรึกษาเกี่ยวกับระบบ Clock System, ระบบ Main Master Clock, ระบบ Sub Master Clock, GPS Time server, NTP Server, Time Server, ร่าง TOR ระบบ Clock system ทางเรายินดีให้คำปรึกษาในทุกเรื่อง

ติดต่อคุณ ยุทธนา มณีพร
บริษัท เน็ตซิงค์ (ไทยแลนด์) จำกัด
Tel: 089-1366399, 090279-2501
www.netsync.co.th

Read more
Labels: , , , , ,