ALS162 — это французская длинноволновая радиостанция стандартной частоты , которая используется для распространения среди населения национального юридического времени столичной Франции. TéléDiffusion de France транслировала сигнал времени ALS162 , предоставленный лабораториями времени LNE-SYRTE [1] и LNE-LTFB под ответственностью ANFR (государственного органа по радиочастотам), с длинноволнового передатчика Allouis на частоте 162 кГц, мощностью 800 кВт. [2]
Сигнал текущего времени генерируется чрезвычайно точными атомными цезиевыми часами и модулируется по фазе на частоте 162 кГц (длина волны 1 850,570 7284 м ) сигнал несущей таким образом, чтобы его не было слышно при прослушивании сигнала с использованием обычных длинноволновых приемников . Служба фазово-модулированных сигналов времени ALS162 требует более сложного приемника, чем популярная немецкая служба сигналов времени с амплитудной модуляцией DCF77 , но гораздо более мощный передатчик (в 16 раз превышающий мощность DCF77 в 50 кВт) обеспечивает гораздо большую дальность действия - 3500 км.
Передача сигнала практически непрерывна, однако каждый вторник с 08:00 до 12:00 регулярно происходят плановые перерывы для проведения технического обслуживания и испытаний. [3]
В здании передатчика находятся двое атомных часов цезия, которые используются для генерации сигнала времени и контролируются с помощью системы SYREF и измерений общего вида GPS для приведения в соответствие с официальной французской шкалой времени UTC (OP). Точность сигнала времени ALS162 не должна превышать 1 миллисекунду . [4] Мониторинг сигнала ALS162 проводится совместно LNE-SYRTE, LNE-LTFB и торговой организацией France Horlogerie, а результаты измерений публикуются в режиме реального времени. [1] Ежемесячные бюллетени мониторинга, такие как H 649 сигнала ALS162 относительно измерений в январе 2022 года, показывают, были ли достигнуты цели по точности. [5] Сигнал времени имеет решающее значение для более чем 300 000 устройств (часов в общественных местах, информационных панелей, светофоров, уличного освещения, паркоматов и т. д.), установленных на французских предприятиях и государственных предприятиях, таких как Французские железные дороги ( SNCF ), электроэнергетические компании. дистрибьютор Enedis , аэропорты, больницы, муниципалитеты и т. д., которые зависят от сигнала во Франции и за рубежом. [6] [1] [7]
Передатчик ранее был известен как TDF , FI или France Inter , потому что сигнал ранее был наиболее известен благодаря радиовещанию сигнала France Inter AM . Передача аудио (звукового) сигнала прекратилась в конце 2016 года, но передатчик Аллуи продолжает использоваться для распространения сигнала времени и других цифровых сигналов. [7] [8] [9] С 2017 года передатчик переименован в ALS162 . Позывной ALS162 означает ALS = передатчик Аллуи, 162 = частота: 162 кГц. [9]
В 1977 году к передачам был добавлен нынешний фазомодулированный сигнал времени. Частота вещания, ранее 164 кГц, была изменена на 163,840 кГц (5-я гармоника общей частоты 32768 Гц, используемой большинством кварцевых часов ), чтобы стать более удобным стандартом частоты. [10]
В 1980 году были установлены первые атомные часы для регулирования несущей частоты . [10]
1 февраля 1986 года частота была изменена на нынешнее значение 162 кГц (по-прежнему точно контролируемый стандарт частоты), чтобы довести ее до кратности 9 кГц в соответствии с Женевским планом частот 1975 года .
До 2017 года период плановых прерываний сигнала для технического обслуживания и испытаний приходился на вторник с 01:03 до 05:00. [10]
Раньше сигнал составлял 1000 кВт и увеличился до 2000 кВт в 1981 году, но был снижен до 1500 кВт в 2011 году, 1100 кВт в 2017 году и впоследствии до 800 кВт в феврале 2020 года в целях экономии средств. [2] [11] [12] [13]
TéléDiffusion de France (TDF) использует длинноволновую передающую станцию с амплитудной модуляцией . Сигналы времени передаются путем фазовой модуляции несущей на ± 1 радиан за 0,1 с каждую секунду, кроме 59-й секунды каждой минуты. Этот шаблон модуляции повторяется для обозначения двоичного типа.
Двоичное кодирование данных даты и времени в течение секунд с 15 по 18 и с 20 по 59 идентично кодировке DCF77 ; цифры минуты, часа, дня месяца, дня недели, месяца и года передаются каждую минуту с 21-й по 58-ю секунду в соответствии с французской юридической шкалой времени. Передаваемое время является местным временем предстоящей минуты.
Также, как и в DCF77, бит 20 всегда равен 1, бит 18 указывает, что местное время — UTC+1 (CET), бит 17 указывает, что местное время — UTC+2 (CEST), а бит 16 указывает, что переход на местное время займет место в конце текущего часа. Бит 15 зарезервирован для указания ненормальной работы передатчика.
В качестве расширения кода DCF77 бит 14 устанавливается во время государственных праздников (14 июля, Рождество и т. д.), а бит 13 устанавливается за день до государственных праздников. [14]
Биты 7–12 не используются и всегда передаются как 0.
Биты с 3 по 6 обеспечивают дополнительную проверку ошибок; они кодируют общее количество установленных битов ( вес Хэмминга ) битов с 21 по 58. Поскольку сюда входят биты четности , сумма всегда четна. Кроме того, хотя в этом диапазоне 38 бит, они могут быть не все установлены. Возможные значения — четные числа от 4 (во вторник 04.01.2000, 00:00) до 24 (в воскресенье 27.07.2000, 17:37).
В отличие от DCF77, бит 19 не используется для предупреждений о дополнительных секундах , но всегда равен нулю. Вместо этого бит 1 используется для предупреждения о положительной дополнительной секунде в конце текущего часа, [15] и бит 2 используется для предупреждения о (очень маловероятной) отрицательной дополнительной секунде. [16] В случае дополнительной секунды между битами 2 и 3 вставляется дополнительный нулевой бит. Предполагается, что он вставляется в 23:59:03, в течение 59-й минуты часа (в течение которой временная метка минуты :00 передается), так что все минутные маркеры транслируются в правильное время, но для дополнительной секунды в конце декабря 2016 года она, очевидно, была вставлена в 23:58:03. [16]
Относительная неопределенность несущей частоты, передаваемой ALS162 , составляет 2 × 10–12 в течение 24-часового периода и 1 × 10–13 в течение 30 дней. [5]
Один элемент сигнала состоит из фазы несущей, сдвинутой линейно на +1 рад за 25 мс (известная как «линейное изменение A»), затем линейно сдвинутой на -2 рад в течение 50 мс («линейное изменение B»), а затем снова линейно сдвинутой на +1 рад еще на 25 мс («рампа C»), возвращая фазу к нулю. Каждую секунду всегда отправляется один элемент сигнала в диапазоне от 0 до 58. Два элемента сигнала отправляются последовательно, чтобы представить двоичный элемент; в противном случае он интерпретируется как двоичный ноль. Во время линейного изменения B исходного элемента сигнала точная точка, в которой фаза сигнала находится на нуле, представляет собой вершину секунды UTC. Поскольку фаза является интегралом частоты, эта треугольная фазовая модуляция со скоростью 40 рад/с соответствует прямоугольной частотной модуляции с отклонением 20/ π ≈ 6,37 Гц.
Таким образом, как средняя фаза, так и среднее отклонение частоты равны нулю. Дополнительные несинхронные данные передаются посредством фазовой модуляции в течение оставшейся части каждой секунды. Но второму маркеру (и биту данных) всегда предшествуют 100 мс без какой-либо фазовой модуляции. Сигнал вообще не модулируется по фазе в течение 59-й секунды после минуты.
Благодаря людям из Agence Nationale des Fréquences (ANFR) и Французской часовой лаборатории (CFHM) я получил копию Norme Française NF C 90-002 от августа 1988 года, описывающую формат сигнала времени TDF.
Биты объявления дополнительной секунды фактически являются вторым (для положительной дополнительной секунды) и третьим (для отрицательной) битами минуты.
Положительная дополнительная секунда должна быть вставлена путем добавления дополнительного бита 0 после третьего бита последней минуты часа.