Master Clock - Minute Pulses Vs NTP

Posted by C at 5:15 PM

ในชีวิตประจำวัน เราจะได้พบเห็นระบบ Master Clock System มากขึ้นเรื่อยๆ ในสถานที่ต่างๆ เช่นสถานีขนส่งสาธารณะ สถานีรถไฟฟ้า สนามบินนานาชาติ อาคารหน่วยงานราชการ บริษัทเอกชน โรงงานอุตสาหกรรม ต่างๆ

Master Clock System คือระบบการแสดงเวลามาตรฐาน ซึ่งจะสามารถแบ่งโครงสร้างหลักได้เป็น 2 ส่วนคือ

Master Clock คืออุปกรณ์ตัวหลักที่รับเวลามาตรฐานจากระบบเวลาสากลและทำหน้าที่จ่ายเวลาให้กับ อุปกรณ์ต่างๆ รวมถึง Slave Clock
Slave Clock คืออุปกรณ์ที่รับเวลามาจาก Master Clock และแสดงเวลา เช่น นาฬิกาแบบดิจิตอล หรือนาฬิกาแบบเข็ม

Master Clock โดยทั่วไปจะเป็นอุปกรณ์ ที่ติดตั้งในห้องควบคุม เช่น control center ทำหน้าที่รับเวลามาตรฐานในรูปแบบเวลาสากล เช่น UTC (Universal Time Coordinated) เพื่อมากระจายต่อให้กับระบบอื่นๆ ตามปกติ Master Clock จะรับเวลามาตรฐานมาจาก ระบบดาวเทียม GPS

หลังจากที่รับเวลามาตรฐานมาแล้ว Master Clock ก็จะจ่ายเวลาให้กับ Slave Clock โดยผ่าน โปรโตคอลหรือ time code ชนิดต่างๆ ตามแต่ละระบบที่ใช้ โดย Master Clock ที่มีการใช้งานกัน เช่น ระบบ Minute Pulse ระบบ NTP ระบบ IRIG

Minute Pulse System

เป็นระบบแรกเริ่มของ Master Clock มีการคิดค้นใช้งานมาตั้งแต่ปี 1897 โดย BRILLIE เป็นระบบที่มีการใช้งานแบบง่ายๆ การส่งสัญญาณระหว่าง Master Clock และ Slave Clock ก็เป็นเพียงการส่งสัญญาณ Pulse ผ่านสาย 2 wire เช่น สายโทรศัพท์ สัญญาณที่ส่งไม่มีข้อมูลใดๆ

สัญญาณ Pulse เมื่อไปถึง Slave Clock ก็จะไปกระตุ้น ให้เวลาเพิ่มขึ้น เช่น ตัวเลข เพิ่มขึ้น 1 นาที สำหรับนาฬิกาดิจิตอล หรือเข็มนาทีเดินเคลื่อนไป 1 ช่องของนาที สำหรับนาฬิกาแบบเข็ม

นาฬิกาจะไม่มีหน่วยของวินาที (เพราะสัญญาณกระตุ้นทุก 1 นาที)

และก็มีระบบแบบ Second Pulse ต่อยอดเพิ่มเติมขึ้นมา โดยการส่ง pulse จะเป็นทุก 1 วินาทีแทน ซึ่งจะใช้สำหรับนาฬิกาแสดงเวลาแบบมีวินาที

สรุปคือระบบแบบ Pulse เป็นระบบที่มีการติดตั้งใช้งานแบบเรียบง่ายที่สุด ระบบไม่มีความซับซ้อนใดๆ แต่การตั้งค่าเริ่มต้นจะมีขั้นตอนพอสมควร เพราะจะต้องตั้งนาฬิกาให้ถูกต้องตามเวลาปัจจุบัน และในกรณีถ้าเกิดเหตุการณ์อย่างเช่นไฟดับ ระบบเมื่อมีการกลับมาเริ่มทำงานใหม่ อาจมีเวลาที่ผิดพลาดได้ เพราะสัญญาณกระตุ้นแบบ Pulse ไม่มีข้อมูลของเวลาปัจจุบัน

NTP Clock System

ระบบเวลาแบบ NTP Clock เป็นระบบเวลา ที่มีความทันสมัยที่สุดสำหรับการแสดงผลของนาฬิกาในปัจจุบัน โดยอาศรัยคุณสมบัติของ Network Time Protocol กล่าวคือ ตัวนาฬิกาแสดงผล จะเป็นอุปกรณ์ NTP client คือมีการรับสัญญาณเวลามาตรฐาน UTC จาก Master Clock ผ่านทาง NTP โปรโตคอล ดังนั้น media หรือตัวกลางในการเชื่อมต่อ ก็จะเป็นสาย LAN ผ่านระบบ IP Network

การทำงานของระบบ NTP Clock มีความซับซ้อนกว่าระบบแบบ Minute Pulse และการใช้งานจริงก็สะดวกสบาย ไม่ได้มีความยุ่งยากอะไรนัก เพราะการตั้งค่านาฬิกา ทั้งแบบดิจิตอลหรือแบบเข็ม ก็จะทำการตั้งค่าการใช้งานเพียงครั้งเดียวในตอนติดตั้งระบบ ก็เป็นอันเสร็จสิ้น ไม่ต้องทำอะไรเพิ่มเติมอีก เช่นเมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟดับ เมื่อระบบไฟกลับมาเป็นปกติอีกครั้ง Slave Clock ก็จะสามารถไปขอรับเวลาจาก Master Clock โดยอัตโนมัติ และเนื่องจากสัญญาณ NTP มีข้อมูลของเวลาปัจจุบัน (ซึ่งต่างจากระบบ Pulse ที่ไม่มีข้อมูลเวลาปัจจุบัน) นาฬิกาแสดงผลก็จะสามารถแสดงค่าเวลาที่ถูกต้องได้เอง ผู้ใช้งานไม่มีความจำเป็นใดที่จะไปปรับหรือแก้เวลาใดๆ เพราะ NTP โปรโตคอลจะทำหน้าที่รับและแสดงเวลาที่ถูกต้องได้เอง

Minute Pulse Vs NTP

ความแตกต่างที่สำคัญอีกอย่างระหว่างระบบ Minute Pulse และ ระบบ NTP คือ ระบบ Minute Pulse เป็นการส่งสัญญาณจาก Master Clock ไปยัง Salve Clock แบบทิศทางเดียว (เป็นการส่งในลักษณะคล้ายๆกับที่เรียกว่า Broadcast) ดังนั้นผู้ใช้งาน ไม่สามารถตรวจสอบสถานะของนาฬิกาแต่ละตัวได้จากส่วนกลาง การตรวจสอบว่านาฬิกาแต่ละตัวเดินตรงถูกต้องไหม จะต้องไปดูที่หน้าตัวนาฬิกาแต่ละตัวด้วยตนเอง ซึ่งถ้าหากมีการติดตั้งนาฬิกามากเท่าไร ภาระงานก็จะมากขึ้นตามจำนวน

ระบบ NTP เนื่องจากเป็นการทำงานผ่าน IP network หรือระบบ LAN การทำงานของ NTP โปรโตคอลเป็นในลักษณะ Client-Server mode เหมือนกับระบบที่ใช้กันในระบบคอมพิวเตอร์ มีการโต้ตอบระหว่างต้นทางและปลายทาง ดังนั้นผู้ใช้งานจะมีความสะดวกสบายมากในการบริหารจัดการจากส่วนกลาง (centralize management) ผู้ใช้งานสามารถรับทราบข้อมูลเบื้องต้นได้ว่า นาฬิกาสามารถมารับเวลาจาก Master Clock ได้หรือไม่ ก่อนที่จะไปสำรวจตัวนาฬิกาจริงเพื่อยืนยัน หลังจากพบเหตุผิดปกติเบื้องต้นจากส่วนกลาง

นอกจากการบริหารจัดการแบบ Centralize Management แล้ว นาฬิกา NTP ก็ยังรองรับ Web Interface แบบ Graphical User Interface ซึ่งผู้ใช้งานสามารถเข้าไปตรวจสอบสถานะต่างๆ ของนาฬิกาแต่ละตัวได้โดยง่าย

ดังนั้นการบริหารจัดการของระบบ NTP จึงมีความสมบูรณ์และสะดวกสบายสำหรับการปฏิบัติการ

สรุปท้ายบทความ

การทำงานของตัว Master Clock ของทั้งสองระบบ เหมือนกันคือรับเวลามาจากระบบดาวเทียม GPS ทั้งคู่ แต่การเลือกระบบของ Slave Clock จะให้ผลลัพธ์และการบริหารจัดการที่แตกต่างกันอย่างมาก

การติดตั้งระบบ Master Clock ในครั้งต่อไป จึงควรพิจารณาข้อมูลที่กล่าวไปแล้วข้างต้นสำหรับการเลือกสรรผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมกับการใช้งาน

บริษัท NetSync (Thailand) Limited มีความยินดีที่จะให้คำปรึกษาเรื่องระบบ Master Clock, NTP Server, Time & Frequency system

ติดต่อ คุณยุทธนา Tel: 089-136 6399

1 comments:

ทิตนก บ้านเชียง said...: ขอบคุณสำหรับความรู้ครับ; September 14, 2019 at 3:31 PM