ITU-R TF 1011-1 SPANISH-1997 Systems Techniques and Services for Time and Frequency Transfer《用于时间和频率传输的系统技术和业务》.pdf

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1、Rec. UIT-R TF.1011-1 1RECOMENDACIN UIT-R TF.1011-1SISTEMAS, TCNICAS Y SERVICIOS PARA LA TRANSFERENCIADE TIEMPO Y FRECUENCIA(Cuestin UIT-R 102/7)(1994-1997)Rec. UIT-R TF.1011-1La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT,considerandoa) la constante necesidad de disponer fcil y rpidamente en todas las

2、 partes del mundo de seales normalizadasde referencia de frecuencia y tiempo;b) que se necesitan diferentes niveles de precisin y exactitud, que varan desde 1 s hasta aproximadamente 1 ns,para el gran nmero de diversas aplicaciones de tiempo y frecuencia;c) que en muchas aplicaciones de tiempo y fre

3、cuencia, la seleccin de un sistema o tcnica de transferencia detiempo y frecuencia debe tambin tener en cuenta otros factores, tales como disponibilidad, fiabilidad, capacidades deoperacin automtica, comodidad de uso y coste;d) que, en el mundo entero, se han utilizado con xito muchos sistemas, tcni

4、cas y servicios diferentes parasatisfacer una gran variedad de usos relativos al tiempo y frecuencia;e) que sistemas en uso, tcnicas y servicios incluyen los destinados a cubrir necesidades de tiempo y frecuencia yotros diseados primordialmente para otras funciones, tales como navegacin o comunicaci

5、ones,recomienda1 que al seleccionar una fuente adecuada de seales de referencia de tiempo y frecuencia o una tcnica ptimapara la transferencia de los mismos, se analice primero cuidadosamente cada aplicacin en cuanto a la importanciarelativa de: la exactitud y/o precisin, cobertura geogrfica, dispon

6、ibilidad (por ejemplo, proporcin de tiempo en que laseal est disponible al nivel de calidad de funcionamiento indicado), facilidad de uso y costes de usuario;2 que, de dicho anlisis basado en los requerimientos especficos y su importancia relativa, podran seleccionarsesistemas, tcnicas o servicios a

7、decuados de entre los enumerados en el Anexo 1*, en el que se han incluido sus caracte-rsticas ms importantes._*Puede encontrarse informacin adicional en el Manual sobre Seleccin y utilizacin de sistemas de frecuencia y de tiempo conprecisin del UIT-R.2 Rec. UIT-R TF.1011-1ANEXO 1CUADRO 1Detalles de

8、 los diversos mtodos de difusin y de comparacin para aplicaciones de tiempo y frecuenciaTipoCapacidad tpicade exactitud detiempo en relacincon el UTCCapacidad tpicade transferenciade frecuenciaCobertura Disponibilidad Facilidad de usoCoste relativoaproximado para elusuario (en dlaresde los EstadosUn

9、idos, 1992)Ejemplode sistemaComentarios (1992)Emisin en ondasdecamtricas1 a 10 ms 106a 108(a lo largode 1 da)Mundial Continua, perodependiente deloperador y laposicinDepende de laexactitud requerida50 a 5 000 Muchos serviciosmundialesLa exactitud depende de la distancia,la hora del da, la calibracin

10、 delreceptor, etc.Emisin en ondaskilomtricas1 ms 1010a 1011Regional Continua Automtica 3 000 a 5 000 Vase laRecomendacinUIT-R TF.768Depende de la distancia desde lafuente y la propagacin diurna(altura de la ionosfera)Navegacinen ondaskilomtricas(por impulsos)1 s1012Regional Continua Automtica 12 000

11、 LORAN-C Cobertura del hemisferio septentrional.Estabilidad y exactitud basadas en larecepcin por onda de superficieEnlacesterrenales deemisin detelevisin10 ns paravisin comn1012a 1014(a lo largode 1 da)Local Dependientedel horario deemisin localAutomtica 5 000 Se necesita calibracin para latemporiz

12、acinSatlite denavegacin,emisin50 a 500 ns 1010a 1012Mundial Continua Automtica 3 000 a 15 000 Sistema mundialde determinacinde la posicin(GPS) yGLONASSEs necesaria promediacin a lo largode 1 da para satisfacer la capacidadde transferencia de frecuencia especi-ficada. El mejor sistema de emisindispon

13、ible hoy da con receptorescomercialesSatlite denavegacin,visin comn5 a 20 ns 1013a 10151 a 50 dasIntercontinental Continua Adquisicin auto-mtica de datos.Requiere pospro-cesamiento10 000 a 20 000por emplazamientoGPS yGLONASSMtodo de sincronizacin temporalms exacto de extendida utilizacindisponible h

14、oy da (1992) conreceptores comerciales para lneasde base inferiores a 8 000 kmSatlitemeteorolgico,emisin100 s No recomendadopara transferenciade frecuenciaRegional(huella delsatlite)Continua Automtica 4 000 a 5 000 Satlite geoesta-cionario opera-cional del medioambiente (GOES)Puede no estar disponib

15、le durante eleclipse del satliteRec. UIT-R TF.1011-1 3CUADRO 1 (Continuacin)TipoCapacidad tpicade exactitud detiempo en relacincon el UTCCapacidad tpicade transferenciade frecuenciaCobertura Disponibilidad Facilidad de usoCoste relativoaproximado para elusuario (en dlaresde los EstadosUnidos, 1992)E

16、jemplode sistemaComentarios (1992)Otros satlitesde emisingeoestacionarios20 s5 1010Regional(huella delsatlite)Continua Automtica 4 000 INSAT Puede no estar disponible durante eleclipse del satliteSatlite decomunicacin,bidireccional1 a 10 ns 1014a 1015Regional(huella delsatlite)Continua (con elhorari

17、o previsto)La adquisicin dedatos puede serautomtica (depen-diendo del satlite).Se requiere pos-procesamiento50 000 poremplazamientoExisten redesnorteamericanasy europeasMtodo operacional ms exacto en laactualidadCdigo horariotelefnico,bidireccional1 a 10 ms 108(a lo largode 1 da)Alcancede llamadatel

18、efnicoContinua Automtica 100 Europa yAmrica del NorteLa lnea telefnica debe tener elmismo trayecto en ambos sentidos.Supone compatibilidad de compu-tadores y de soporte lgicoFibra ptica 10 a 50 ps 1016a 1017Local inferiora 50 kmContinua Automtica Transmisor y re-ceptor 30k dlaresde los EstadosUnidos

19、 poraparato y costesde cable y deinstalacinsubterrneaDedicado atransferencia defrecuencias patrnEl cable debe de estar estabilizadoen temperatura (por ejemplo, 1,5 msubterrneo)100 ns 1013a 1014(a lo largode 1 da)Larga distancia2 000 kmContinua Automtica No aplicable.El equipo formaparte de un sis-te

20、ma de comuni-cacin especficoJerarqua digitalsincrona (JDS)Parte de un sistema de comunicacindigitalEnlace demicroondas1 a 10 ns 1014a 1015Local Continua Automtica 50 000 a 75 000 Sensible a las condiciones atmosfri-cas y a los efectos multitrayecto. Debeser bidireccional para conseguir unaexactitud

21、y estabilidad determinadasCable coaxial 1 a 10 ns 1014a 1015Local Continua Automtica 5 a 30 por metro Sensible a la temperatura, relacin deonda estacionaria (ROE), humedad,presin baromtrica4 Rec. UIT-R TF.1011-1Notas especiales relativas a los diversos mtodos de difusin/comparacinDebe llamarse la at

22、encin sobre el hecho de que para conseguir las exactitudes indicadas, se necesita a menudocalibracin del equipo de usuario.Emisiones en ondas decamtricasMuchos de los servicios de emisin en ondas decamtricas utilizan frecuencias internacionalmente atribuidas al efecto a2,5, 5, 10, 15, 20 y 25 MHz. O

23、tros servicios de ondas decamtricas utilizan frecuencias de otras bandas a fin de reducirla interferencia mutua. Estos servicios proporcionan una exactitud de funcionamiento escasa, pero ofrecen ventajas talescomo amplia cobertura geogrfica, comodidad de utilizacin (para un nivel de exactitud de 1 s

24、) y equipo de usuariobarato. La Recomendacin UIT-R TF.768 contiene informacin detallada sobre los formatos, horarios de emisin y otrascaractersticas de la mayor parte de los servicios de tiempo y frecuencia en ondas decamtricas.Emisiones en ondas kilomtricasLas emisiones de este tipo tiles para apli

25、caciones de tiempo y frecuencia son: diversos servicios dedicados de tiempo y frecuencia que operan en la banda 40-80 kHz; y emisiones de sistemas de radionavegacin, tales como estaciones Loran-C a 100 kHz, que proporcionan transmi-siones altamente estabilizadas y sincronizadas. Los servicios dedica

26、dos de tiempo y frecuencia incluyenmodulaciones de fase y/o amplitud que proporcionan informacin completa de hora y fecha en forma codificada.Existe un gran nmero de estaciones Loran-C, principalmente en el hemisferio septentrional. Las ventajasprincipales son una buena exactitud de tiempo y frecuen

27、cia, disponibilidad de receptores relativamente baratos ycomodidad de utilizacin. Un inconveniente es la aparicin no detectada de deslizamientos de ciclo, que rebajan laexactitud. La Recomendacin UIT-R TF.768 contiene informacin detallada sobre formatos, horarios de emisin yotras caractersticas de m

28、uchas transmisiones en ondas kilomtricas.Emisiones en ondas mtricasLas emisiones en ondas mtricas en la gama 10-30 kHz son de utilidad sobre todo en aplicaciones de frecuencia.Caractersticas de propagacin estable y cobertura de larga distancia hacen de estas seales tiles para comparaciones defrecuen

29、cias al nivel 1 1011o mejor. Las emisiones en ondas mtricas no contienen normalmente informacincompleta de la hora del da. La Recomendacin UIT-R TF.768 contiene informacin detallada sobre formatos, horariosde emisin y otras caractersticas de algunas transmisiones de utilidad en ondas mtricas.Radiodi

30、fusin de televisinSe han ensayado diferentes mtodos para utilizar emisiones de televisin para la difusin de tiempo y frecuencia, y paraestablecer comparaciones entre los mismos; algunos de estos mtodos estn actualmente en uso. Incluyen la insercin deinformacin codificada de tiempo y frecuencia en la

31、 seal de televisin, la estabilizacin de frecuencias portadoras detelevisin y de impulsos de sincronizacin, y la recepcin por visin comn de una transmisin de televisin nica enuna zona local. El mtodo ms comnmente utilizado hoy da es el mtodo de visin comn, que permite la comparacinde sistemas de temp

32、orizacin dentro de una zona de cobertura de estacin local con una exactitud aproximada deunos 10 ns.Satlite de navegacin (radiodifusin)Esta tcnica emplea la recepcin directa de informacin de temporizacin procedente de los sistemas de satlites denavegacin tales como el sistema mundial de determinacin

33、 de la posicin (GPS) y el sistema GLONASS. Se incluyeinformacin en las seales de satlite que permite al usuario compensar aproximadamente los retardos de propagacin yaplicar correcciones para diferencias entre el reloj del satlite local y el UTC. Son posibles exactitudes mejores que500 ns para el ti

34、empo y de 1 1012para comparaciones de frecuencia, incluso en presencia de degradacin inten-cionada de las seales, conocida como disponibilidad selectiva. Las principales ventajas son: disponibilidad universal delos receptores comerciales; cobertura mundial desde mltiples satlites (21-24 por sistema)

35、; explotacin automtica; granexactitud y utilizacin de patrones atmicos a bordo.Rec. UIT-R TF.1011-1 5Satlite de navegacin (visin comn)Con esta tcnica se observa el mismo satlite GPS o GLONASS desde dos emplazamientos de temporizacin diferentesprecisamente al mismo tiempo. Al sustraer los resultados

36、de ambos emplazamientos se eliminan los efectos del reloj delsatlite y se compensan al menos parcialmente los errores de efemrides. La degradacin intencionada de las seales delsatlite puede o no degradar las comparaciones de tiempo de visin comn, dependiendo de la forma en que seimplementen. Son pos

37、ibles, en ejercicios de rutina, incertidumbres de comparacin de tiempo mejores que 20 ns paraemplazamientos muy separados. Este mtodo ofrece una mejor exactitud que el mtodo directo, pero exige disposicionesde coordinacin especiales entre los emplazamientos que se comparan. El Bureau international d

38、es poids et mesures(BIPM) publica horarios para permitir la coordinacin requerida. Para obtener una incertidumbre de 1015, se requierentiempos de integracin de hasta 50 das.Satlite meteorolgicoDesde 1974 se han utilizado dos satlites geoestacionarios operacionales del medio ambiente (GOES) para difu

39、ndir uncdigo de tiempo UTC a la regin de Amrica del Norte y del Sur y de las reas ocenicas circundantes. Se transmitecontinuamente informacin completa de hora y fecha, as como informacin de posicin de los satlites para que hayacompensacin automtica de retardos de trayecto por parte del receptor del

40、usuario. Normalmente pueden obtenerseincertidumbres de menos de 100 s. La cobertura geogrfica con los satlites GOES puede quedar algo limitada ms allde Amrica del Norte y del Sur hasta que la constelacin de satlites se rellene con satlites ms nuevos, previstos parael periodo 1994-1995.Otros satlites

41、 de radiodifusin geoestacionariosSe han utilizado otros sistemas de satlites para transmitir seales horarias en un modo unidireccional. Actualmente, lossatlites multifuncin INSAT transmiten un cdigo horario completo a una zona de cobertura situada dentro y en tornoal subcontinente indio. Se incluye

42、tambin informacin de posicin de los satlites en el formato, permitiendo a losusuarios que disponen de receptores automticos compensar el retardo de trayecto con una exactitud de unos 20 s.Satlites de comunicaciones (modo bidireccional)Actualmente, el intercambio bidireccional de seales de temporizac

43、in a travs de satlites de comunicacin ofrece latcnica ms exacta para comparar emplazamientos de temporizacin distantes entre s. Se ha obtenido gran experienciaen todo el mundo con esta tcnica, y un nmero creciente de centros de temporizacin estn utilizando, o preparndose ahacerlo, esta tcnica de tra

44、nsferencias de tiempo internacional, operacional hasta un nivel de exactitud que se acerca a1 ns. Entre las ventajas se cuentan la elevada capacidad de exactitud y la disponibilidad de muchos satlites decomunicacin adecuados en todas las regiones del mundo. Entre los inconvenientes figuran la necesi

45、dad de que losusuarios transmitan y reciban seales de temporizacin y los costes relativamente altos de los equipos. A los niveles deexactitud ms elevados, la calibracin cuidadosa de los retardos del equipo de estacin en tierra es un requisito difcil,pero necesario. Estn siendo desarrollados, para ap

46、licaciones de temporizacin, mdems de transferencia de tiempoespecializados, optimizados para alta exactitud y estabilidad. Se necesitan 10 das de integracin para obtener laexactitud 1015.Cdigo horario telefnicoVarios centros de temporizacin de Amrica del Norte y Europa han establecido servicios dest

47、inados a difundirinformacin horaria codificada por lneas telefnicas en modo automatizado. Los computadores y otros sistemasautomatizados suelen estar programados para: marcar los nmeros de dichos servicios a medida que los necesiten, recibirun cdigo horario ASCII, reiniciar el reloj local y corregir

48、 automticamente el retardo de trayecto correspondiente atravs del sistema telefnico. La compensacin del retardo de trayecto puede efectuarse utilizando el equipo del centrode temporizacin o en el emplazamiento del usuario. Son posibles en muchos casos exactitudes de 1 a 10 ms. Entre lasventajas figuran la sencillez, coste muy bajo para el usuario e idoneidad para sistemas automatizados. El principalinconveniente es la limitada exactitud.6 Rec. UIT-R TF.1011-1Fibra ptica (local)Se utilizan hoy da d