Time Server ทำงานอย่างไร? ทำไมต้องใช้ดาวเทียม GPS?

Time Server ทำงานอย่างไร? ทำไมต้องใช้ดาวเทียม GPS?

NTP Server

Time Server ทำงานอย่างไรนั้น สำหรับการการอ้างอิงสัญญาณนาฬิกาจากเครื่องแม่ข่าย Clock Synchronization Server นั้น เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นตัว NTP Server (Network Time Protocol) หรือ Master Clock นั่น จะมีระดับการอ้างอิงเวลาอยู่ที่ Stratum 1 ซึ่งเทียบเวลามาจากสัญญาณดาวเทียมนำร่องในระบบต่างๆ GNSS (Global Navigation Satellite System) ซึ่งในประเทศไทย จะนิยมอ้างอิงอยู่ 2 ระบบคือ GPS (Global Positioning System) ของอเมริกา และ GLONASS (Globalnaya navigatsionnaya sputnikovaya sistema ) ซึงเป็นของรัสเซีย นอกจาก 2 ระบบนี้ ก็ยังมี GALIELO, BEIDOU ที่เป็นระบบดาวเทียมนำร่องบนโลกนี้

Navigation orbits
วงโคจรของดาวเทียมนำล่องระบบต่างๆ เช่น GPS, GLONASS, GALILEO

โดยตัวรับสัญญาณดาวเทียมที่ว่านี้ เราจะเรียกว่าสายอากาศ หรือ Antenna ไม่ใช่เสาอากาศนะครับ ส่วนใหญ่จะเรียกผิดกัน ซึ่งเจ้าสายอากาศนี้ ภายในจะมีตัว GNSS Receiver ติดตั้งอยู่ เพื่อใช่รับสัญญาณดาวเทียม โดยสัญญาณดาวเทียมที่เรารับได้นั้นก็จะขึ้นอยู่กับตัว GNSS Recever ว่าจะรับสัญญาณของดาวเทียมดวงไหนได้ เช่น GNSS Receiver ของ GPS หรือ GLONASS เมื่อเราได้สัญญาณ Clock จากดาวเทียมแล้วก็จะมีกระบวนการแปลงสัญญาณเหล่านี้ให้เป็นแบบที่เราต้องการ เช่น 1PPS, IRIG-B, UTC เพื่อนำไปใช้ต่อไป

สำหรับการอ้างอิงเวลาของ Time Server หรือ NTP Server นั้นจะเป็นการอ้างอิงสัญญาณเวลาแบบ UTC (Universal Time Coordinated) ซึ่งเป็นเวลามาตรฐานที่เราใช้อ้างอิงในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) โดยประเทศไทยจะอยู่ที่ Time Zone UTC+7

ที่นี้พอพูดถึงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) ก็จะต้องพูดถึงการสื่อสารกันระหว่างตัวคอมพิวเตอร์ หรือเครือง Clients ภายในระบบ ซึ่งจะอาศัย Protocol ในการสื่อสาร ซึ่งเราคุยกันผ่านระบบ IP Network นั่นก็คือ IPv4 หรือ IPv6 โดยเจ้า NTP Server นั้น ก็จะอาศัย Protocol NTP (Network Time Protocol) หรือ SNTP (Simple Network Time Protocol) RFC2030 ซึ่งมีอยู่หลาย Version ซึ่งแต่ละ Version ก็จะมีการปรับปรุงมาตรฐานต่างๆ เช่น ความปลอดภัย การเข้ารหัส
ปัจจุบัน NTP Version 2, 3, 4 จะเป็นตัวที่เราใช้ในการสื่อสารระหว่าตัว Client กับตัว Server ซึ่งตัว Stratum 0 ก็จะเป็นระบบดาวเทียม GNSS ที่อ้างอิงเวลามาตรฐานกับบระบบควบคุมภาคพื้นดิน และ Stratum 1 ก็จะเป็นตัว NTP Server จากนั้นก็จะเป็นตัวคอมพิวเตอร์ ที่มาอ้างอิงเวลา Time Synchronization กับตัว NTP server นี้ ซึ่งจากปัญหาเรื่องของ network latency ทำให้การอ้างอิงเวลาโดยใช้ network time protocol (NTP) มีค่าความเที่ยงตรงอยู่ที่หน่วยมิลลิวินาที แต่สำหรับผลิตภัณฑ์ของ Elproma Eletronics ในรุ่น NTS-3000, NTS-4000, NTS-5000 ของเรา สามารถพัฒนาขีดความสามารถให้รองรับความเที่ยงตรง (Time Accuracy) ได้สูงถึงระดับไมโครวินาที