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カンブリアにある Anthorn VLF 送信機の位置を示す地図。NPLの時刻は、カンブリア州アンソーン近郊のアンソーンラジオ局から放送される無線信号であり、英国の国家時刻基準となっている。[1]時刻信号は、送信所に設置された3つの原子時計から生成され、テディントンにある英国国立物理学研究所（NPL）が維持する時間標準に基づいている。[2]このサービスは、NPLとの契約に基づき、バブコックインターナショナル（旧プロバイダーのVTコミュニケーションズを買収）によって提供されている。これは、旧ビジネス・イノベーション・技能省によって資金提供された。[1] [3] 2017年現在、 NPLマネジメントリミテッド（NPLML）はビジネス・エネルギー・産業戦略省（BEIS）の所有であり、NPLは公社として運営されている。[4][アップデート]
この信号はMSF信号（以前はラグビークロックとも呼ばれていた）とも呼ばれ、60kHzの高精度な周波数で放送されており、英国全土、および北欧と西欧の多くの地域で受信できる。信号の搬送周波数は60kHzで10分の2以内の誤差で維持されており、ラジオ局のセシウム原子時計によって制御されている。 [1]
歴史
ラグビーのラジオ局は、 1926年に郵便局によって初めて運用され、コールサインはGBRであった。1927年12月19日から、世界中で受信可能な王立天文台からの15.8kHzの時報信号を放送した。これは、10:00と18:00 GMTまでの5分間に306のパルスで構成され、各分の初めに長いパルスがあった。 1967年に周波数シフトキーイングが追加されたため、この信号を周波数基準として使用することが難しくなった。モールス信号で「GBR GBR TIME」というコールサインが先頭に付いた時報信号は、03:00、09:00、15:00、21:00の前の5分間に送信された。19.6kHzの送信機GBZは、GBRがメンテナンスのために放送を停止しているときに予備として使用された。[5]結局、GBRからの時刻信号は1986年11月に終了し、周波数基準としては使用されなくなりました。[6]
MSF 信号は 1950 年に開始され、以下に説明する送信パターンに従っています。当初は 2.5、5、10 MHz の周波数基準を提供することが意図されていましたが、当初は日中に時折のみでした。最初は 15 分ごとに「MSF MSF MSF」(MSF はモールス信号で「-- ··· ··--」) というモールス信号で始まり、「こちらはイングランド、ラグビーの MSF です。送信中です...」という音声が続きました。[7] 1953 年 5 月から、信号は 1 日 24 時間放送されましたが、他の信号を受信できるように定期的に 5 分間中断されました。60 kHz 信号は 1966 年にようやく 24 時間連続でサービスされるようになり、周波数基準は 1988 年 2 月に廃止されました。[6]
2007年2月27日、NPLはアンソーンからの新しい時刻信号送信のテストを開始しました54°55′N 3°17′W / 54.91°N 3.28°W / 54.91; -3.28。[8]アンソーン局は2007年の開設から2010年にバブコックインターナショナルに買収されるまで、VTコミュニケーションズによって運営されていました。[9]
移転した施設の正式な開所式は2007年4月1日に行われ、サービスの名称は「NPLからの時刻」となり、ラグビーからの信号は永久にオフになった。[10] [11]場所の変更とそれに伴う信号強度の変化により、MSF信号を使用するように設計された一部の機器が、信号を使用できなくなる可能性がある。これは、最適な感度になるように設計されておらず、無計画に配置された家庭用機器で多く見られる。[要出典] 現在、アンソーンからの信号は、地中海の位置ではまだ使用可能であるが、ラグビーよりも弱い。
「MSFシグナル」と「ラグビークロック」
1950年に時刻信号が開始されてから2007年4月1日まで、この信号はウォリックシャー州ラグビー近郊のラグビーラジオ局から送信されていた。[6] [12]送信機の元々の場所から、この時計は「ラグビー時計」と呼ばれていた。[13] 2007年にカンブリアに移転した後、NPLは現在この信号を正式に「NPLからの時刻」と呼んでいる。[12]
ラグビー送信機のコールサインはMSFであった。ここで「M」は英国に割り当てられたITUプレフィックスの1つであり、「SF」の文字は文書化された理由もなく割り当てられた。この結果、「MSF信号」という一般的な用語が生まれ、これは現在もNPLで使用されている。 [6]このサービスの公式履歴には「ラグビーは基準変調標準周波数の送信に関する追加的な義務を与えられた」とあるが、コールサイン「MSF」についての実際の説明は示されていない。[14] NPLによると、コールサインは「マスター標準周波数」として記憶できるように選択されたようであり、MSFは略語として意図されたものではない。[15]
送信と受信
送信信号の有効放射電力は17kWで、周波数は60kHz、誤差は10分の2以内である。[1]信号強度は送信機から100km（60マイル）離れたところで10mV/m以上、1,000km（600マイル）離れたところで100μV/m以上であり、英国全土でこの強度以上で受信できる。[12]この信号は北ヨーロッパと西ヨーロッパでも受信可能であり、広く使用されている。[1]
ラグビーでは、送信機は60kWの無線周波数電力を生成した（主電源70kWを使用）。高さ180メートル（590フィート）のT型アンテナは、上部の直径が500メートル（1640フィート）あった。アンテナの垂直部分から信号が放射されるため、受信強度は全方向で同様であった（ほぼ全方向性であった）。[6]
用途
正確な時刻が求められる専門的な用途に加えて、 NPL信号を使用したデジタルとアナログの両方の表示を備えた電波時計（腕時計を含む）が広く使用されています。（同様の時計は、標準時間送信を備えた他の地域で利用可能です。）ユーザーに関する限り、それらは他の時計と同じ機能と設定を備えた単なる時計であり、常に正しい時刻を表示し、サマータイムに合わせて修正されます。
プロトコル
高速コード
MSF が初めて導入された 1950 年当時は、コード化されたデータはなく、秒と分マーカーのみで構成されていました。1974 年には、時間を指定するために 100 ビット/秒のバイナリ コードの短いバーストが分マーカーに挿入されました。1977 年には、1 分間に 1 ビット/秒で時間をコード化する低速コードが導入されました (詳細は以下を参照)。1998 年には、元の高速コードが削除され、低速コードと単純な分マーカーが残りました。[16]
遅いコード
現在、信号は次のようにエンコードされています。
MSF送信機は、現在の時刻と日付をエンコードするために、毎秒の初め近くに短い間隔でオフにされます（オンオフキーイング）。60kHzキャリアの立ち上がり時間と立ち下がり時間は、アンテナと送信機の組み合わせによって決まります。[17]
各 UTC 秒は 100 ミリ秒の「オフ」で始まり、その前に少なくとも 500 ミリ秒の搬送波が続きます。秒マーカーは、協定世界時 (UTC) に対して ±1 ミリ秒以上の精度で送信されます。協定世界時自体は、経度 0 度で実際に観測される平均太陽時である世界時 (UT1) の ±0.9 秒以内です。
分の最初の秒は、秒 00 として示され、キャリアがオフの 500 ミリ秒の期間で始まり、分マーカーとして機能します。
1 分間の残りの 59 秒 (例外的に 60 秒または 58 秒) は、常に少なくとも 100 ミリ秒の「オフ」で始まり、その後にそれぞれ 100 ミリ秒のデータ ビットが 2 つ続き、少なくとも 700 ミリ秒のキャリアで終わります。
- ビットAは2番目のビットの100～200ms後に送信される。
- ビットBは2番目のビットの200～300ms後に送信される。
負極性ビット信号
Carrier ONビット値 0 を表します。Carrier OFFビット値 1 を表します。
各秒を 100 ミリ秒の 10 個と見なすと、分マーカーは として送信され1111100000、その他の秒はすべて として送信されます1AB0000000。
1 秒あたり 2 つのデータ ビットが送信されますが、タイム コードにはそのうちの 1 つだけが可変であるという特性があります。つまり、ゼロ以外の B ビットは、対応する A ビットが固定値である場合にのみ送信されます。
01～16 秒は、現在の分の原子時と天文時の差 (DUT1) に関する情報を伝え、残りの秒は時刻と日付のコードを伝えます。
時刻と日付のコード情報は、対応する分マーカーの43 秒前(うるう秒がない場合は、前の分の 17 秒前) から始まり、常に英国常用時間 (冬時間は UTC、夏時間は UTC+1 時間) で示されます。
01B～08B の連続ビットが 1 に設定され、+0.1 秒から +0.8 秒までの正の DUT1 値を示します。たとえば、DUT1 ≥ 0.5 秒の場合、ビット 05B が設定されます。09B～16B の連続ビットが 1 に設定され、-0.1 秒から -0.8 秒までの負の DUT1 値を示します。たとえば、DUT1 ≤ -0.3 秒の場合、ビット 11B が設定されます。
うるう秒の場合、16秒目と17秒目の間にゼロビットが挿入されます。 [17] 負のうるう秒の場合、16秒目は削除されます。負のうるう秒はDUT1が正の場合にのみ発生するため、ビット9Bから16Bはゼロになります。
ビット 17A ～ 51A は、最上位ビットを先頭にして、次の分の時間を2 進化 10 進数でエンコードします。ビット 17A から、10 年の位を表す 4 ビット、年を表す 4 ビット、10 か月の位を表す 1 ビット、月を表す 4 ビット、10 日の位を表す 2 ビット、日を表す 4 ビット、曜日の位を表す 3 ビット (0 は日曜日)、10 時間の位を表す 2 ビット、時間の位を表す 4 ビット、10 分の位を表す 3 ビット、および分の位を表す 4 ビットが続きます。
ビット 52A ～ 59A は、分の境界を識別する別の方法を提供します。このシーケンスは、01111110A ビットの他の場所には現れません。BCD エンコードのため、A ビットの他の場所に現れる 1 ビットは、最大で 5 つまでです (7 月 30 日または 31 日の場合はビット 27A ～ 31A、7 で終わる日が土曜日の場合はビット 33A ～ 37A)。したがって、これら 6 つの連続する 1 ビットは、分の終わりを一意に識別します。
ビット 54B ～ 57B は、タイム コードの奇数パリティを提供します。4 つのパリティ ビットは、それぞれ年 (8 ビット)、月と日 (11 ビット)、曜日 (3 ビット)、時刻 (13 ビット) をカバーします。
ビット 58B は、放送時間がサマータイムであることを示します。ビット 53B は、サマータイム ビットが変更されることを警告します。これは、変更の 1 時間 7 秒前から始まり、変更の 7 秒前、つまり最初に変更されたビット 58B の 5 秒前まで、連続 61 分間設定されます。このビット自体は、時間変更の瞬間の 2 秒前 (正確には 1.7 ～ 1.8 秒前) に送信されます。
現在の信号形式の欠点
MSFは、平均して年に1回未満しか発生しないうるう秒について、事前に明示的な警告を放送しません。 [3] 唯一の兆候は、うるう秒の1分前のタイムコードの前のパディングビット数の変化です。したがって、うるう秒のアナウンスを事前に受信機に手動で入力しない限り、自律的なMSF受信機がうるう秒後にUTCとの同期を取り戻すまでに時間がかかる場合があります（特にうるう秒の時点で受信が安定していない場合）。
DCF77と同様に、この時刻信号はサマータイムの変更を1時間前にのみ警告します。[17]
停電
MSFは通常は継続的に放送していますが、定期メンテナンスや臨時メンテナンスのために放送が中断されることもあります。NPLのウェブサイトTimeでは、今後の定期メンテナンスによる放送停止や臨時放送停止に関する情報が報告されています。[9]
参照
参考文献
- ^ abcde 「NPL Time Metrology」。英国国立物理学研究所。2013年6月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年2月8日閲覧。
- ^ 「MSF The Time from NPL」(PDF)。英国国立物理学研究所。2007年10月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年4月6日閲覧。
{{cite web}}: CS1 メンテナンス: 不適切 URL (リンク) - ^ ab Thomas, Roger (2014年7月)。「MSFとNPL」。ラジオユーザー。イギリス、ボーンマス：PW Publishing Ltd：47–49。ISSN 1748-8117 。
- ^ 「NPLとは何か?」国立物理学研究所。2015年6月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年10月9日閲覧。
- ^ Gerd Klawitter (1980).時刻信号局一覧（第9版）. pp. 30–31.
- ^ abcde 「NPL T&F: FAQs」。英国国立物理学研究所。2009年6月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年1月23日閲覧。
- ^ 「NPL Time Reference FAQ」。NPL。2014年4月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年1月20日閲覧。
- ^ Kelly Eve (2007年2月28日). 「Time Begins in Anthorn Village」. News & Star . Carlisle. 2007年8月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年2月28日閲覧。
- ^ ab 「MSF Radio Time Signal」。国立物理学研究所。2019年7月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年5月1日閲覧。一般情報および技術情報、受信問題に関するアドバイス、信号停止や定期メンテナンスに関する最新情報
- ^ Pallab Ghosh (2006年5月10日). 「ラジオ信号の時代は変わる」BBCニュースオンライン. 2007年1月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年3月28日閲覧。
- ^ 「時刻変更は時代の終わりを告げる」BBCニュースオンライン2007年3月25日 オリジナルより2007年3月27日時点のアーカイブ。 2007年3月28日閲覧。
- ^ abc 「Time Has Moved」。英国国立物理学研究所。2007年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年4月6日閲覧。
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- ^ 「ラグビーラジオ局の公式歴史」。2004年12月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2005年1月5日閲覧。
- ^ 「NPL FAQ「MSF とは何の略ですか?」」。2014 年 4 月 22 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年 1 月 20 日閲覧。
- ^ National Physical Laboratory (2010年3月25日). “What is the MSF fast code? (FAQ-Time)”. 2018年9月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年9月22日閲覧。
- ^ abc 「MSF 60 kHz 時刻および日付コード」(PDF)。NPL時刻および周波数サービス。国立物理学研究所。2007 年 7 月。TAF001v06。2008年 7 月 28 日時点のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。2008 年5 月 26 日閲覧。
外部リンク
- ラグビーラジオ局の公式歴史
- ラグビーラジオの歴史、M ジョンストン、1976 1910 年からの歴史。
- アンソーンへのMSF移転に関するプレスリリース
- 国立物理学研究所 – 移転に関する広報リーフレット
- 国立物理学研究所 – MSF ラジオ時刻信号
- 国立物理学研究所 – MSF の停止