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Articulo de referencia

Hora desde NPL (MSF)

Coordenadas : 54°55′N 3°17′O / 54.91°N 3.28°O / 54.91; -3.28 Map showing the location of the Anthorn VLF transmitter in Cumbria. "},"float":{"wt":"right"},"background":{"wt":"wh...

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Coordenadas : 54°55′N 3°17′O / 54.91°N 3.28°O / 54.91; -3.28
El horario de NPL (MSF) se encuentra en Cumbria.
Hora desde NPL (MSF)
Mapa que muestra la ubicación del transmisor VLF de Anthorn en Cumbria.

La señal horaria del NPL es una señal de radio transmitida desde la estación de radio de Anthorn, cerca de Anthorn , Cumbria , que sirve como referencia horaria nacional del Reino Unido. [ 1 ] La señal horaria se deriva de tres relojes atómicos instalados en el sitio del transmisor y se basa en los estándares de tiempo mantenidos por el Laboratorio Nacional de Física (NPL) del Reino Unido en Teddington . [ 2 ] El servicio es proporcionado por Babcock International (que adquirió a los proveedores anteriores , VT Communications ), bajo contrato con el NPL. Fue financiado por el antiguo Departamento de Negocios, Innovación y Habilidades ; [ 1 ] [ 3 ] a partir de 2017NPL Management Limited (NPLML) era propiedad del Departamento de Negocios, Energía y Estrategia Industrial (BEIS), y NPL operaba como una corporación pública. [ 4 ]

La señal, también conocida como señal MSF (y anteriormente como reloj Rugby ), se transmite a una frecuencia de 60  kHz de alta precisión y puede recibirse en todo el Reino Unido y en gran parte del norte y oeste de Europa. La frecuencia portadora de la señal se mantiene en 60  kHz con una precisión de 2 partes en 10¹² , controlada por relojes atómicos de cesio en la estación de radio. [ 1 ]

Historia

Recibido en la isla de Lesbos, durante el traslado de Rugby a Anthorn.

Una estación de radio en Rugby fue operada por primera vez por la Oficina de Correos en 1926, con el indicativo GBR. Desde el 19 de diciembre de 1927, transmitió una  señal horaria de 15,8 kHz desde el Real Observatorio , que podía recibirse en todo el mundo. Consistía en 306 pulsos en los cinco minutos previos a las 10:00 y las 18:00 GMT , con un pulso más largo al comienzo de cada minuto. En 1967 se añadió la modulación por desplazamiento de frecuencia , lo que dificultó el uso de la señal como referencia de frecuencia. Las señales horarias, precedidas por el indicativo "GBR GBR TIME" en código Morse , se transmitían durante los 5 minutos previos a las 03:00, 09:00, 15:00 y 21:00. El transmisor GBZ en 19,6  kHz se utilizaba como reserva cuando GBR estaba fuera de servicio por mantenimiento. [ 5 ] Finalmente, las señales horarias de GBR se interrumpieron en noviembre de 1986 y ya no se utiliza como referencia de frecuencia. [ 6 ]

Las señales de MSF comenzaron en 1950, siguiendo el patrón de transmisión que se describe a continuación . Originalmente, estaban destinadas a proporcionar referencias de frecuencia en 2,5, 5 y 10  MHz, inicialmente solo de forma ocasional durante el día. Al principio, había anuncios cada quince minutos, comenzando con la representación en código Morse de "MSF MSF MSF" (MSF es "-- ··· ··-·" en código Morse), seguido de la voz "Aquí MSF, Rugby, Inglaterra, transmitiendo...". [ 7 ] A partir de mayo de 1953, la señal se transmitió las 24 horas del día, pero con interrupciones regulares de cinco minutos para permitir la recepción de otras señales. La  señal de 60 kHz finalmente se convirtió en un servicio ininterrumpido de 24 horas en 1966, y las referencias de frecuencia se suspendieron en febrero de 1988. [ 6 ]

El 27 de febrero de 2007, el NPL comenzó las pruebas de las nuevas transmisiones de señales horarias desde Anthorn . [ 8 ] La estación de Anthorn fue operada por VT Communications desde su apertura en 2007 hasta 2010, cuando fue adquirida por Babcock International . [ 9 ]

La inauguración oficial de las instalaciones reubicadas tuvo lugar el 1 de abril de 2007, cuando el servicio pasó a llamarse «The Time from NPL» y la señal de Rugby se desconectó definitivamente. [ 10 ] [ 11 ] El cambio de ubicación y la consiguiente disminución de la intensidad de la señal pueden provocar que algunos equipos diseñados para utilizar la señal MSF dejen de funcionar. Esto se observa con mayor frecuencia en equipos domésticos no diseñados para una sensibilidad óptima y colocados de forma irregular. Actualmente, la señal de Anthorn sigue siendo utilizable hasta el Mediterráneo, aunque es más débil que la de Rugby.

La 'señal MSF' y el 'reloj de rugby'

Desde su inauguración en 1950 hasta el 1 de abril de 2007, la señal horaria se transmitió desde la estación de radio de Rugby , cerca de Rugby, Warwickshire . [ 6 ] [ 12 ] Debido a la ubicación original del transmisor, el reloj se conocía como "el reloj de Rugby". [ 13 ] Tras su reubicación en 2007 a Cumbria, la NPL ahora denomina formalmente a la señal "La hora de la NPL". [ 12 ]

El indicativo del transmisor de Rugby era MSF, donde la «M» es uno de los prefijos de la UIT asignados al Reino Unido, y las letras «SF» se asignaron sin motivo documentado. Esto dio lugar a la terminología común «la señal MSF», que todavía utiliza el NPL. [ 6 ] La historia oficial del servicio dice que «a Rugby se le asignó un compromiso adicional para la transmisión de frecuencias estándar moduladas de referencia », pero no se da ninguna explicación real del indicativo «MSF». [ 14 ] Según el NPL, parece que el indicativo se eligió para que pudiera memorizarse como «Frecuencia Estándar Maestra», pero MSF no estaba pensado para ser una abreviatura. [ 15 ]

Transmisión y recepción

La señal transmitida tiene una potencia radiada efectiva de 17 kW , en una frecuencia de 60 kHz con una precisión de 2 partes en 10¹² . [ 1 ] La intensidad de la señal es superior a 10 mV/m a 100 km (62 mi) ; es superior a 100 μV/m a 1000 km (620 mi) del transmisor, por lo que puede recibirse con una intensidad no inferior a esta en todo el Reino Unido. [ 12 ] La señal también puede recibirse, y se utiliza ampliamente, en el norte y oeste de Europa. [ 1 ]    

En Rugby, el transmisor generó 60  kW de potencia de radiofrecuencia (utilizando 70  kW de potencia de red ). La antena en T, de 180 metros de altura (590 pies), tenía 500 metros (1600 pies) de diámetro en su parte superior. La parte vertical de la antena irradiaba la señal, de modo que la intensidad recibida era similar en todas las direcciones (era aproximadamente omnidireccional ). [ 6 ] 

Usos

Además de su uso profesional donde se requiere precisión horaria, los relojes radiocontrolados (incluidos los de pulsera) con pantallas digitales y analógicas que utilizan la señal NPL son ampliamente utilizados. (Existen relojes similares en otras regiones con transmisiones horarias estándar. De hecho, la mayoría de los dispositivos radiocontrolados en Europa utilizan la señal Mainflingen DCF77 con un alcance de 2000 a 6000 km). Para los usuarios, se trata simplemente de relojes con las mismas características y ajustes que otros, pero que siempre muestran la hora correcta y se ajustan automáticamente al horario de verano .

Protocolo

Código rápido

Cuando se introdujo MSF en 1950, solo transmitía marcadores de segundos y minutos, sin datos codificados. En 1974, se insertó una breve ráfaga de código binario a 100 bits/s en el marcador de minutos para especificar la hora. En 1977, se introdujo un código lento que codificaba la hora a 1 bit/s durante todo el minuto (como se detalla más adelante). En 1998, se eliminó el código rápido (volviendo a un simple marcador de minutos), manteniendo el código lento. [ 16 ]

Código lento

La señal se codifica de la siguiente manera:

El transmisor MSF se apaga durante breves intervalos ( modulación por desplazamiento de amplitud ) cerca del comienzo de cada segundo para codificar la hora y la fecha actuales. Los tiempos de subida y bajada de la  portadora de 60 kHz están determinados por la combinación de la antena y el transmisor. [ 17 ]

Each UTC second begins with 100 ms of 'off', preceded by at least 500 ms of carrier. The second marker is transmitted with an accuracy better than ±1 ms relative to Coordinated Universal Time (UTC), which is itself always within ±0.9 seconds of Universal Time (UT1) which is the mean solar time which would actually be observed at 0° longitude.

The first second of the minute, denoted second 00, begins with a period of 500 ms with the carrier off, to serve as a minute marker.

The other 59 (or, exceptionally, 60 or 58) seconds of the minute always begin with at least 100 ms 'off', followed by two data bits of 100 ms each, and end with at least 700 ms of carrier.

  • Bit A is transmitted from 100 to 200 ms after the second
  • Bit B is transmitted from 200 to 300 ms after the second

Negative Polarity Bit Signalling

  • Carrier ON represents a bit value of 0.
  • Carrier OFF represents a bit value of 1.

If each second is considered as ten 100 ms pieces, the minute marker is transmitted as 1111100000, while all other seconds are transmitted as 1AB0000000.

Although two data bits are transmitted per second, the time code (as currently transmitted) has the property that only one of them is variable; non-zero B bits are only transmitted when the corresponding A bit has a fixed value. However, the official NPL documentation states that these “fixed value bits” 01A-16A, 17B-51B, and 52B and 59B are currently set at '0', but that they may be used in the future.

Seconds 01–16 carry information for the current minute about the difference (DUT1) between atomic and astronomical time, and the remaining seconds convey the time and date code.

The time and date code information begins 43 seconds before the corresponding minute marker (second 17 of the previous minute, in the absence of leap seconds), and is always given in terms of UK civil time, which is UTC in winter and UTC+1h when Summer Time is in effect.

Los bits consecutivos del 01B al 08B se establecen en 1 para indicar valores positivos de DUT1 de +0,1 s a +0,8 s. Por ejemplo, un DUT1 de +0,5 s se indica mediante los bits 01B a 05B establecidos en 1 (p. ej., 11111000, donde el bit 01B es el de más a la izquierda). Los bits consecutivos del 09B al 16B se establecen en 1 para indicar valores negativos de DUT1 de -0,1 s a -0,8 s. Por ejemplo, el bit 11B se establece si DUT1 ≤ -0,3 s.

En caso de segundo intercalar, se inserta un bit cero entre los segundos 16 y 17. [ 17 ] En caso de segundo intercalar negativo, se eliminará el segundo 16. Dado que los segundos intercalares negativos solo pueden ocurrir cuando DUT1 es positivo, los bits 9B a 16B serán cero.

Los bits 17A–51A codifican la hora del minuto siguiente en formato binario decimal , con el bit más significativo primero. A partir del bit 17A, vienen 4 bits de decenas de años, 4 bits de años, 1 bit de decenas de meses, 4 bits de meses, 2 bits de decenas de días, 4 bits de días, 3 bits del día de la semana (0=domingo), 2 bits de decenas de horas, 4 bits de horas, 3 bits de decenas de minutos y 4 bits de minutos.

Los bits 52A–59A proporcionan otra forma de identificar los límites de los minutos. Esta secuencia 01111110nunca aparece en ningún otro lugar de los bits A; debido a la codificación BCD, como máximo pueden aparecer cinco bits 1 consecutivos en otros lugares de los bits A (bits 27A–31A, el 30 o 31 de julio, o bits 33A–37A, si un día que termina en 7 cae en sábado). Estos seis bits 1 consecutivos identifican de forma única el final del minuto.

Los bits 54B–57B proporcionan paridad impar sobre el código de tiempo. Los 4 bits de paridad cubren los años (8 bits), los meses y los días (11 bits), el día de la semana (3 bits) y la hora del día (13 bits), respectivamente.

El bit 58B indica que la hora de transmisión es horario de verano. El bit 53B advierte que el bit de horario de verano está a punto de cambiar. Cuando el bit 53B está en uso, se mantiene durante 61 minutos consecutivos, comenzando 1 hora y 7 segundos antes del cambio de hora y terminando 7 segundos antes del cambio de hora; esto también es 5 segundos antes del cambio del bit 58B, que a su vez se transmite 2 segundos (1,7–1,8 segundos, para ser más precisos) antes del momento del cambio de hora.

Deficiencias del formato de señal

MSF no emite ningún aviso previo de segundos intercalares , que ocurren en promedio menos de una vez al año. [ 3 ] Su única indicación de que se agregará un segundo intercalar es un cambio en el número de bits de relleno antes del código de tiempo durante el minuto anterior al segundo intercalar. Por lo tanto, a menos que se ingrese manualmente un anuncio de segundo intercalar en un receptor con anticipación, un receptor MSF autónomo puede tardar algún tiempo en recuperar la sincronización con UTC después de un segundo intercalar (especialmente si la recepción no es robusta en el momento del segundo intercalar).

Al igual que DCF77, MSF proporciona un aviso de 1 hora sobre los cambios de horario de verano, pero no proporciona avisos en los días previos a dichos cambios. [ 17 ]

interrupciones

MSF normalmente transmite de forma continua, pero ocasionalmente se interrumpe su servicio para realizar tareas de mantenimiento programadas o no programadas. El sitio web Time from NPL informa sobre las próximas interrupciones programadas por mantenimiento e información sobre las interrupciones no programadas. [ 9 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 "Metrología del tiempo del NPL" . Laboratorio Nacional de Física, Reino Unido. Archivado del original el 27 de junio de 2013. Recuperado el 8 de febrero de 2012 .
  2. ↑ "MSF The Time from NPL" (PDF) . Laboratorio Nacional de Física, Reino Unido. Archivado del original el 31 de octubre de 2007. Consultado el 6 de abril de 2007 .
  3. 1 2 Thomas, Roger (julio de 2014). "MSF y la NPL". Radio User . Bournemouth, Reino Unido: PW Publishing Ltd: 47–49 . ISSN 1748-8117 . 
  4. ↑ "¿Qué es NPL?" . Laboratorio Nacional de Física . Archivado del original el 26 de junio de 2015 . Consultado el 9 de octubre de 2017 .
  5. ↑ Gerd Klawitter (1980). Lista de estaciones de señales horarias (9.ª ed.). págs. 30–31 .  
  6. 1 2 3 4 5 "NPL T&F: Preguntas frecuentes" . Laboratorio Nacional de Física, Reino Unido. Archivado del original el 6 de junio de 2009. Recuperado el 23 de enero de 2008 .
  7. ↑ "Preguntas frecuentes sobre referencias de tiempo de la NPL" . NPL. Archivado del original el 22 de abril de 2014. Consultado el 20 de enero de 2014 .
  8. ↑ Kelly Eve (28 de febrero de 2007). "El tiempo comienza en Anthorn Village" . News & Star . Carlisle. Archivado del original el 10 de agosto de 2007. Consultado el 28 de febrero de 2007 .
  9. 1 2 "Señal de tiempo de radio MSF" . Laboratorio Nacional de Física . Archivado del original el 5 de julio de 2019. Recuperado el 1 de mayo de 2022 .Información general y técnica, consejos sobre problemas de recepción e información actualizada sobre interrupciones de la señal y mantenimiento programado.
  10. ↑ Pallab Ghosh (10 de mayo de 2006). "Los tiempos cambian para la señal de radio" . BBC News Online . Archivado del original el 2 de enero de 2007. Consultado el 28 de marzo de 2007 .
  11. ↑ "El cambio de tiempo marca el fin de una era" . BBC News Online . 25 de marzo de 2007. Archivado del original el 27 de marzo de 2007. Consultado el 28 de marzo de 2007 .
  12. 1 2 3 "El tiempo se ha movido" . Laboratorio Nacional de Física, Reino Unido. Archivado del original el 27 de septiembre de 2007. Recuperado el 6 de abril de 2007 .
  13. ↑ "Reloj de rugby basado en ARM+FPGA" . Laboratorio de Computación, Universidad de Cambridge. Archivado del original el 2 de junio de 2007. Consultado el 6 de abril de 2007 .
  14. ↑ "Historia oficial de la emisora ​​de radio Rugby" . Archivado del original el 14 de diciembre de 2004. Consultado el 5 de enero de 2005 .
  15. ↑ Preguntas frecuentes de NPL "¿Qué significan las siglas MSF?"" . Archivado del original el 22-04-2014 . Recuperado el 20-01-2014 .
  16. ↑ Laboratorio Nacional de Física (25 de marzo de 2010). "¿Qué es el código rápido MSF? (Preguntas frecuentes)" . Archivado del original el 22 de septiembre de 2018. Consultado el 22 de septiembre de 2018 .
  17. 1 2 3 " Código de fecha y hora MSF de 60 kHz" (PDF) . Servicios de tiempo y frecuencia del NPL . Laboratorio Nacional de Física. Julio de 2007. TAF001v06. Archivado (PDF) del original el 28 de julio de 2008. Recuperado el 26 de mayo de 2008 . 
  • Historia oficial de la emisora ​​de radio de rugby
  • Historia de la radio de rugby, M. Johnston, 1976. Historia desde 1910.
  • Comunicado de prensa sobre la reubicación de MSF en Anthorn.
  • Laboratorio Nacional de Física: folleto informativo para el público sobre la reubicación.
  • Laboratorio Nacional de Física – Señal de tiempo de radio de MSF