โปรโตคอล IRIG คือ? What is IRIG Protocol?
โปรโตคอล IRIG หรือ Inter-Range Instrumentation Group คือ มาตรฐานรหัสเวลา Time code ที่นำมาใช้สำหรับการส่งข้อมูลเวลาที่ถูกพัฒนาขึ้นมาโดยคณะทำงานด้านโทรคมนาคมของ Inter-Range Instrumentation Group รหัสเวลาหรือ time code เหล่านี้ใช้เพื่อส่งข้อมูลเวลาในรูปแบบที่ต้องการความแม่นยำ รวมถึงมีมาตรฐานรองรับ เช่น ใช้ในการวัดและส่งข้อมูลทางไกล Telemetry การทหาร Military อวกาศ Space และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ Scientific เป็นต้น ซึ่งในปัจจุบันโปรโตคอล IRIG ยังมีใช้อยู่ในระบบจ่ายไฟฟ้า สถานีส่ง แต่ก็เริ่มมีการปรับเปลี่ยนมาใช้เป็น PTP Protocol กันบ้างแล้ว
คุณสมบัติที่สำคัญของโปรโตคอล IRIG
- รูปแบบรหัสเวลา Time Code Formats โดยทั่วไปรหัสเวลา IRIG จะถูกจัดประเภทเป็นรูปแบบต่างๆ เช่น IRIG-A, IRIG-B, IRIG-E, IRIG-G และ IRIG-H ซึ่งตัว IRIG-B นั้นจะเป็นรูปแบบที่ใช้บ่อยที่สุดในบ้านเรา โดยตัวโปรโตคอล IRIG แต่ละรูปแบบจะแตกต่างกันไปตามความละเอียด Resolution อัตราบิต Bit rate และวิธีการเข้ารหัส Encoding method ซึ่งจะถูกปรับให้เหมาะกับการใช้งานและข้อกำหนดที่แตกต่างกัน
- ส่วนประกอบของ IRIG Time Code จะประกอบไปด้วยข้อมูลต่างๆ ดังนี้
- Year, Day, Hour, Minute, Second โดยเรียงลำดับจาก ปี วัน ชั่วโมง นาที วินาที ซึ่งจำเป็นการเข้ารหัสข้อมูลวันที่และเวลา
- Control Bits ใช้สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมหรือวัตถุประสงค์ในการซิงโครไนซ์
- Parity Bits ใช้สำหรับการตรวจจับข้อผิดพลาด
- วิธีการมอดูเลต Modulation Methods หรือการนำข้อมูลรวมเข้ากับตัวคลื่นพาหะ ซึ่งมีอยู่ 3 รูปแบบคือ
- การมอดูเลตแบบแอมพลิจูด (AM) ใช้การเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดของสัญญาณเพื่อเข้ารหัสข้อมูลเวลา ซึ่งให้สัญญาณเป็นแบบอนาล็อก
- การมอดูเลตแบบปรับความกว้างพัลส์ (PWM) เข้ารหัสข้อมูลตามความกว้างของพัลส์ ซึ่งให้สัญญาณเป็นแบบอนาล็อก
- การมอดูเลตแบบเลื่อนระดับ DC (DCLS) ใช้การเปลี่ยนแปลงระดับแรงดันไฟฟ้าเพื่อเข้ารหัสข้อมูลเวลา ซึ่งให้สัญญาณเป็นแบบดิจิทัล
รูปแบบ IRIG การกำหนดรหัส IRIG
ชื่อของรูปแบบรหัส IRIG ประกอบด้วยตัวอักษรตัวเดียวบวกตัวเลข 3 หลักที่ตามมา ตัวอักษรหรือตัวเลขแต่ละตัวแสดงถึงคุณลักษณะของรหัส IRIG ที่เกี่ยวข้อง ตารางต่อไปนี้ประกอบด้วยรูปแบบรหัสมาตรฐานที่กำหนดในมาตรฐาน IRIG 200-98:
| IRIG A | IRIG B | IRIG D | IRIG E | IRIG G | IRIG H |
| A000 | B000 | D001 | E001 | G001 | H001 |
| A003 | B003 | D002 | E002 | G002 | H002 |
| A130 | B120 | D111 | E111 | G141 | H111 |
| A132 | B122 | D112 | E112 | G142 | H112 |
| A133 | B123 | D121 | E121 | H121 | |
| D122 | E122 | H122 |
ชื่อรูปแบบโค้ดประกอบด้วยตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง
| First letter:
Rate Designation |
A
B D E G H |
1,000 PPS ( 1 ms count )
100 PPS ( 10 ms count ) 1 PPM ( 1 minute count ) 10 PPS ( 0.1 second count ) 10,000 PPS ( 0.1 ms count ) 1 PPS ( 1 second count ) |
| 1st Digit:
Form Designation |
0
1 |
DC Level Shift (DCLS), width coded, no carrier
Sine wave carrier, amplitude modulated |
| 2nd Digit:
Carrier Resolution |
0
1 2 3 4 |
No carrier(DCLS)
100 Hz / 10 millisecond resolution 1 kHz / 1 millisecond resolution 10 kHz / 100 microsecond resolution 100 kHz / 10 microsecond resolution |
| 3rd Digit:
Coded Expressions |
0
1 2 3 4* 5* 6* 7* |
BCD TOY, CF, SBS
BCD TOY, CF BCD TOY BCD TOY, SBS BCD TOY, BCD YEAR, CF, SBS BCD TOY, BCD YEAR, CF BCD TOY, BCD YEAR BCD TOY, BCD YEAR, SBS |
BCD: Binary Coded Decimal
CF: Control Functions
SBS: Straight Binary Seconds
TOY: Time of Year
รายละเอียดโปรโตคอล IRIG-B ที่มีใช้กันอยู่ในสถานีไฟฟ้า
- รูปแบบรหัสเวลา Time Code Formats ตัว IRIG-B จะส่งข้อมูลด้วยอัตราบิต 100 พัลส์ต่อวินาที Bits rate (ความถี่ 100 Hz) โดยแต่ละบิตแทนช่วงเวลา 10 ms ซึ่งเมื่อเราเอาจำนวนบิตคูณกับช่วงเวลา 100 x 10ms = 1000ms หรือ 1 วินาที ซึ่งข้อมูลเวลาจะอยู่ในรูปแบบ Binary Coded Decimal (BCD)
- วิธีการมอดูเลต Modulation Methods ของโปรโตคอล IRIG-B จะมีอยู่ 2 รูปแบบ ตือ
- การมอดูเลตแบบแอมพลิจูด (IRIG-B AM) ซึ่งใช้ความถี่พาหะ 1 kHz
- การมอดูเลตแบบเลื่อนระดับ DC (IRIG-B DCLS)
โปรโตคอล IRIG มีความสำคัญในงานด้านต่างๆ ที่ต้องการการซิงโครไนซ์เวลาที่แม่นยำและการประทับเวลาที่แม่นยำ ซึ่งเป็นวิธีการมาตรฐานในการกระจายข้อมูลเวลาไปยังระบบและแอปพลิเคชันต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง IRIG-B มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีความเรียบง่าย ความแม่นยำ สำหรับ Elproma เอง ก็มีตัว Time & Frequency Distribution รุ่น TFD-100 series Modular Time & Frequency Distribution/Generating Unit ซึ่งสามารถแจกจ่ายเวลาให้กับระบบที่ต้องการรับเวลาผ่านโปรโตคอลต่างๆ เช่น IRIG DCLS, IRIG-A AM, IRIG-B AM โดยตัว TFD-100 เอง จะอ้างอิงเวลากับ NMEA183 GNSS หรือ 1PPS Code
