60 kHz (2022): Zamanı yayınlayan WWVB

 (ben.page)
1 puan yazan GN⁺ 2024-06-03 | 1 yorum | WhatsApp'ta paylaş
  • Colorado’daki WWVB, NIST’in mevcut saati 60 kHz üzerinden sürekli yayınladığı bir radyo istasyonudur ve radyo saatlerinin zamanı otomatik ayarlamasının temelini oluşturur
  • 60 kHz alçak frekans, bant genişliği çok dar olduğu için saniyede yaklaşık bir ikili basamak gönderebilir ve mevcut saatin iletilmesi 1 dakika sürer
  • ABD’deki radyo saatleri, günde yaklaşık bir kez bu 1 dakikalık yayını alıp iç saatlerini ayarlar ve kullanıcının belirlediği saat dilimi kadar düzeltme yapar
  • WWVB, alıcının konumunu ya da saat dilimini bilmediği için doğru görünen saat, yayın sinyali ile saatin saat dilimi ayarı birleşince ortaya çıkar
  • Otomatik saatlerin sunduğu kolaylık, hükümetin zamanı sürekli yayınlayan altyapısına ve bunun üzerine biriken görünmez katkılara dayanır

WWVB’nin zaman yayını yöntemi

  • Colorado’da mevcut zamanı yayınlayan bir radyo istasyonu vardır
  • Bu istasyon WWVB’dir ve National Institute of Standards and Technology tarafından mevcut saati iletmek için kullanılır
  • Yayın frekansı 60 kHz’dir ve yayın gece gündüz durmadan sürer
  • 60 kHz alçak frekans bandında olduğu için bant genişliği çok dardır
    • Saniyede yaklaşık bir ikili basamak gönderilebilir
    • Mevcut saati yayınlamak için tam 1 dakika gerekir

Radyo saatlerinin zamanı ayarlama süreci

  • ABD’deki radyo saatleri zamanı ayarlamak için WWVB yayınını kullanır
  • Saat, günde yaklaşık bir kez 1 dakikalık yayını okur ve kendini o saate göre ayarlar
  • WWVB, kullanıcının hangi saat diliminde olduğunu bilmez
    • Saat, kullanıcının ayarladığı saat dilimi kadar yayın zamanını düzeltir
  • İnsanların saati elle ayarlamasına gerek kalmadan radyo saatlerinin doğru mevcut zamanı bilmesinin nedeni, zamanı havadan gelen yayından okumasıdır

Günlük yaşamda zaman altyapısı

  • Bu yöntem, saatin kendi kendine zamanı ayarlama sorununu, mevcut zamanı sürekli yayınlayan bir radyo istasyonu ile çözen bir örnektir
  • Gündelik hayatın işleyişi, önceki insanların bıraktığı görünmez katkıların üzerine kuruludur

İlgili okumalar

1 yorum

 
GN⁺ 2024-06-03
Hacker News yorumları

  • Özellikle aşırı vatansever biri değilim ama bu tepki bana oldukça Amerikanvari geliyor.
    Belki de o vatanseverlik yüzünden Amerikalılar, bir şeyin Amerikan icadı olup olmadığını kontrol bile etmeden onu kendilerine mal ediyordur. Çünkü sınırlarının dışındaki yazıları pek okumuyorlar: https://en.wikipedia.org/wiki/Time_from_NPL_(MSF)
    Radio 4 de bu konuda bir şeyler söylemek isteyebilir: https://en.wikipedia.org/wiki/Greenwich_Time_Signal

    • Telgraf koduyla gönderilen ilk kablosuz zaman sinyali, Eylül 1903'te ABD Donanması tarafından yayımlandı.
      Çoğu kaynak yayın yerini New Jersey'deki Navesink olarak gösterse de referans saat Washington, DC'deki United States Naval Observatory'de (USNO) bulunuyordu. Düzenli zaman yayınları 9 Ağustos 1904'te Boston Navy Yard'da başladı; 1905 sonuna gelindiğinde donanma Norfolk, Newport, Cape Cod, Key West, Portsmouth ve California'daki Mare Island gibi çeşitli şehirlerdeki üslerden de zaman sinyalleri gönderiyordu.
      PDF: https://tf.nist.gov/general/pdf/2131.pdf
      Başka kaynaklarda 9 Ağustos 1905 olarak da geçiyor.
    • Radio 4 özellikle ilginç; Radio Teleswitch işletiminde kullanılan 25bps ek veri de taşıyor [0] [1]. Ancak bu hizmetin uzun ömürlü olması beklenmiyor.
      Bu sinyali almak epey eğlenceli. 198KHz alıcı yapmak kolay; örneğin 200KHz'lik bir sinyalle karıştırıp ortaya çıkan 2Khz ses tonunu işleyerek veri akışını ve zaman sinyalini geri elde edebilirsiniz.
      [0] https://www.bbc.co.uk/rd/publications/rdreport_1984_19
      [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Radio_teleswitch
    • ABD'nin Bill of Rights'ı, neredeyse İngiliz yasalarından cümle cümle kopyalanmış gibidir: https://en.wikipedia.org/wiki/Bill_of_Rights_1689
    • Ben de bunu söyleyecektim ama gözlemim biraz farklı. Bu bana gerçekten eski usul Amerikan bir şey gibi geliyor.
      Modern Amerikan tarzı olsaydı, özel mülkiyette ve kâr amaçlı olurdu; kalitesi sürekli düşerdi; birbiriyle uyumsuz birkaç hizmet sağlayıcı, insanları kendi kapalı ekosistemlerine çekmek için rekabet ederdi.
    • Londra Teddington'daki National Physics Laboratory, yani NPL, internetin temel teknolojisi olan paket anahtarlamayı da icat etti.
      https://en.wikipedia.org/wiki/Packet_switching

  • ABD'nin Ay'a iniş ya da ilk geriye dönük uyumlu renkli TV standardı gibi büyük işler yaptığı doğru, ama bunu o örneklerden biri saymak zor.
    Avrupa'da kol saatlerinin bile zamanı radyo sinyaliyle ayarladığını herkes biliyordu sanırım. En azından Almanya'da 80'lerden beri bu tür saatler çok yaygındı; yaşı olanlar TV'deki Junghans reklamlarını canlı biçimde hatırlayacaktır. Söz konusu sinyal bundan onlarca yıl önce yayınlanmaya başlamıştı; demiryolları ve havacılık ağlarının ortak zamana ihtiyaç duyduğu düşünülürse bu şaşırtıcı değil: https://en.wikipedia.org/wiki/DCF77
    O dönemde ortada pek “son teknoloji” sayılacak bir şey de yoktu. Aslında o zaman mümkün olan en basit yöntemle çözülmüş; daha basit bir yol düşünmek de zor. Ayrıca “elle tutulamayan ya da radyo dalgalarıyla vızıldamayan” teknoloji örnekleri nelerdir, onu da merak ediyorum.

    • Kabaca baktığım kadarıyla ABD bu alanı ilk açan ülke gibi görünüyor: https://timeandnavigation.si.edu/multimedia-asset/us-navy-wi...
    • 80'ler değil. İlk radyo kontrollü kol saati, 1990'da çıkan Junghans Mega 1'dir.
    • ABD kökenli olup olmadığını ben de merak etmiştim. Cryptonomicon romanında, II. Dünya Savaşı sırasında Japon İmparatorluk Ordusu'ndan bir teğmenin kablosuz zaman sinyaliyle saatini ayarladığı küçük bir sahne silik biçimde aklımda.
      Bu yüzden bu fikrin farklı bölgelerde bağımsız olarak ortaya çıkmış olabileceğini düşünmüştüm. Ayrıca “forever” ifadesi de aklıma takılıyor. Sinyalin kendisi çok sağlam olabilir ama ABD siyasetinin bir gün kablosuz zaman yayınlarının artık değerli olmadığına karar verip bunları durdurması mümkün değil mi diye düşünüyorum.
    • Elle tutulamayan ya da radyo dalgalarıyla vızıldamayan teknoloji örnekleri olarak sırasıyla mikroişlemci ve ışık/lazer var; bunun dışında da sayısız örnek olacaktır.
    • Dijital iletişim, ABD'nin dünyaya armağanıdır. Claude Shannon'a bakmanız yeterli.

  • Bant genişliğinin saniyede yalnızca bir ikili basamak yayınlayacak kadar olması kısmı daha da merak uyandırıyor
    60kHz sinyale 1bps'den daha fazlasının kodlanabileceği açık görünüyor; neden böyle bir kodlamayı seçtiklerini merak ediyorum. Ayrıntılar burada: https://en.wikipedia.org/wiki/WWVB#Modulation_format
    Normalde ERP'si 70kW olan WWVB 60kHz taşıyıcısı, UTC'ye göre her saniyenin başlangıcında 17dB düşürülerek 1.4kW ERP'ye iner ve o saniye içinde bir noktada tekrar tam güce döner. Düşük gücün ne kadar sürdüğü üç sembolden birini kodlar. 0.2 saniye veri biti 0, 0.5 saniye veri biti 1, 0.8 saniye ise çerçeveleme için veri olmayan “mark”tır
    Bu, 50'lerde ortaya çıkan IRIG H kodlaması gibi görünüyor ve kolay çözümlenecek şekilde tasarlanmışa benziyor; ama neyle çözümlenmesi amaçlanmıştı merak ediyorum

    • Sinyalin genişliği 60kHz değil, 60kHz'de yer alıyor. Modülasyonsuz saf bir taşıyıcı, sonsuz derecede dar bant genişliğinin tersine yakındır. Elbette gerçekte kusursuz verici yok
      Sinyali ne kadar hızlı modüle ederseniz spektruma o kadar geniş yayılır. Bu bir frekans-zaman ödünleşimidir. Zaman sinyalleri uzun dalga bandının alt tarafında çalışır; kabaca 40~120kHz civarıdır, yani alt tarafta yaklaşık 100kHz spektrum vardır
      Ancak böyle bir geniş bant uzun dalga sinyalini yayınlamak hiç kolay değil. Avrupa'da AM yayınında 5~10kHz civarı bir bantla geniş bir alanı kapsamak için 1~2MW vericiler kullanılır. Tüm kıtayı 100kHz geniş bant dijital sinyalle kapsamak için 10~50MW ve belki 3 verici istasyonu gerekebilir. Mümkün gibi görünüyor ve saniyede yaklaşık 1 megabit sığdırılabilir belki
      Daha az iddialı olarak saniyede birkaç yüz bayt civarı, yaklaşık 1kHz spektrum kullanan bir yöntem de mümkün görünüyor. Asansör içinde ya da yeraltı otoparkının derinlerinde bile çalışır; acil durum dijital bildirim akışı ve zaman sinyalleri gibi şeyleri gönderebilir. Zaman sinyali vericisinden çok daha karmaşık olmaz; yalnızca modülasyonun daha sofistike olması gerekir
    • “Atomic” saatler; örneğin https://www.amazon.com/Crosse-Technology-WT-3129B-Atomic-Ana... gibi ürünler ya da eski markaların saatleri bunu çözümler
      Bu teknolojiyle senkronize olan daha eski endüstriyel uygulamalar da varmış gibi görünüyor
    • Aslında daha düşük frekanslı sinyaller arasında daha fazla veri taşıyanlar var ve bunlar genellikle denizaltı iletişimi için kullanılıyor. Vikipedi maddesinde VLF, yani 30KHz civarında “en fazla 300bps” deniyor
      İlginç olan, günümüzde PC ses kartlarının WWVB, DCF77, MSF gibi sinyalleri doğrudan ses kartıyla alabilecek kadar hızlı hale gelmiş olması. Ses kartı girişine uzun bir tel ya da ayarlı devre bağlayıp biraz dijital sinyal işleme yapmak yeterli. 192KHz'de örnekleme yapınca bu sinyalleri almak kolaylaşıyor
      [0] https://en.wikipedia.org/wiki/Communication_with_submarines
    • Bu uzunlukta sembol kodlamasıysa elle bile çözülebilir :)
    • Artık merak etmenize gerek yok. Bu teknoloji duvar saatlerinde, meteoroloji gözlem ekipmanlarında ve kol saatlerinde de kullanılıyor
      Genellikle “atomic clocks” adıyla satılıyor

  • Bugünlerde ABD'de zamanı düşününce akla ilk gelen şey GPS oluyor
    Eskiden WWVB, DCF77, JJY'nin üstlendiği rolü artık GPS'in zaman senkronizasyonu işlevi yerine getiriyor. Hassasiyet çok daha yüksek, ama alıcı karmaşıklığı da doğal olarak daha fazla [1]
    WWVB ve JJY için bilmiyorum, ama Almanya'daki DFC77 yalnızca AM modülasyonu değil FM modülasyonu da yaparak daha iyi doğruluk sağlayabiliyor
    [1] https://www.hopf.com/dcf77-gps_en.php#chapter3

  • Bu türden birkaç istasyon var ve NIST bunların bakımını ve işletmesini yapıyor. Bunlardan ikisi yakın zamanda bütçe sorunları nedeniyle neredeyse kapatılacaktı
    https://www.radioworld.com/global/why-wwv-and-wwvh-still-mat...

  • Citizen “AT” kol saatini [1] her gün takıyorum. Gece 2'de WWVB ile her gün senkronize olduğu için zaman yalnızca kusursuz olmakla kalmıyor; ışıkla kendi kendini şarj ettiği için pil değişimi de gerekmiyor
    Bu iki özellik sayesinde benim için kusursuz bir bakım gerektirmeyen saat ve tasarımı da harika
    [1] https://www.citizenwatch.com/us/en/collection/mens-atomic-ti...

    • Güzel saatler. Ama Garmin Instinct yüzünden daha klasik bir kol saatine dönmek zorlaştı; bu biraz üzücü
      GPS, çeşitli sensörler ve gerçekten kullanılabilir bir el feneri de olunca, biraz estetik katmak için o değerli bilek alanından vazgeçemiyorum. Neyse ki satış sonrası kayış takınca görünümü de fena olmuyor

  • Ne yazık ki WWVB hasar gördü. 7 Nisan 2024 gece yarısında, şiddetli rüzgâr hasarı nedeniyle güney anteni devre dışı kaldı
    Şu anda yalnızca kuzey anteni kullanılarak düşürülmüş 30kW çıkış gücüyle yayın yapılıyor. Onarım bütçesi eksikliği nedeniyle bu durumun “süresiz” devam etmesi bekleniyordu

    • Güncelleme önemli
      20 Mayıs 2024 güncellemesine göre, güney anteninin triatic onarımı için gereken parçalar şu anda üretilip sevk ediliyor. Onarımın tamamlanması için geçici hedef 2024 Haziran sonu olarak belirlenmiş. Ancak bunun tahmini bir takvim olduğu ve çeşitli etkenlere bağlı olarak değişebileceği söyleniyor
    • Bu, kitle fonlaması için iyi bir aday gibi görünüyor

  • Kablosuz ekipman satın almadan bu sesi dinlemek istiyorsanız, 60 kHz’i dinleyebileceğiniz herkese açık pek çok KiwiSDR sitesi var. AM kod çözmeyi seçip ilgili frekansa ayarlamanız yeterli
    http://kiwisdr.com/public/
    Bunların önemli bir kısmında kullanıcı sayısı ve süre sınırlamaları bulunuyor. WWVB, 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz ve 15 MHz’te de dinlenebiliyor

    • KiwiSDR arayüzünün uzantı menüsünden “timecode”u seçerseniz, alıcıda zaman sinyalini gerçek zamanlı olarak çözümleyebilirsiniz

  • 300 fitlik bir longwire anteni olan bir arkadaşım var. Birkaç hafta önce VLF alabilen eski bir alıcıyı tamir ettikten sonra, o arkadaşım WWVB’yi ayarladı ve böylece yapılacaklar listemden bir maddeyi silmiş oldum
    Farklı uzunluklarda bip sesleri duymak ilginçti; Chicago banliyösünde sinyal beklediğimden çok daha netti. Üstelik karşı taraftaki anten sorunundan sonra bile böyleydi

  • Ergenlik çağımdayken babamın, WWVB’nin Batı Avrupa’daki karşılığı olan DCF77’yi alıp kendi kendine saatini ayarlayan güneş enerjili bir kol saati aldığını hatırlıyorum. Konumu Almanya’ydı ve yaz saatini de kendiliğinden hesaba katıyordu
    Kuvars saatimin pil bitmesi ya da zamanının ciddi şekilde sapması yüzünden sık sık sorun yaşadığım söylenemezdi, ama o özellik bana her zaman gerçekten çok havalı gelmişti :)