Código de tiempo IRIG

Los códigos de tiempo del grupo de instrumentación entre rangos , comúnmente conocidos como códigos de tiempo IRIG , son formatos estándar para la transferencia de información de sincronización. Los estándares de frecuencia atómica y los receptores GPS diseñados para la sincronización precisa suelen estar equipados con una salida IRIG. Estos estándares fueron creados por el Grupo de Trabajo de Telecomunicaciones del Grupo de Instrumentación entre Rangos (IRIG) del ejército estadounidense, el organismo de normalización del Consejo de Comandantes de Rangos . El trabajo en estos estándares comenzó en octubre de 1956 y los estándares originales fueron aceptados en 1960.

Los formatos originales se describieron en el documento IRIG 104-60, posteriormente revisado y reeditado en agosto de 1970 como el documento IRIG 104-70, que ese mismo año se elevó a la categoría de estándar, el estándar IRIG 200-70. La versión más reciente del estándar es el estándar IRIG 200-16, de agosto de 2016.

Los diferentes códigos de tiempo definidos en la norma tienen designaciones alfabéticas. A, B, D, E, G y H son los estándares definidos actualmente por la norma IRIG 200-04.

La principal diferencia entre los códigos radica en su frecuencia, que varía entre un pulso por minuto y 10.000 pulsos por segundo.

Los bits se modulan sobre una portadora. Un sufijo de tres dígitos especifica el tipo y la frecuencia de la portadora, así como la información opcional que se incluye:

Tipo de modulación

0. Desplazamiento de nivel de CC (DCLS) ( codificación por ancho de pulso sin portadora)
1. Portadora de onda sinusoidal ( modulada en amplitud )
2. Manchester moduló

Frecuencia portadora

0. Sin operador (DCLS)
1. 100  Hz (resolución de 10 ms)
2. 1  kHz (resolución de 1 ms)
3. 10  kHz (resolución de 100 μs)
4. 100  kHz (resolución de 10 μs)
5. 1  MHz (resolución de 1 μs)

Expresiones codificadas

El día del año, las horas, los minutos y (para algunos formatos) los segundos y las fracciones en formato decimal codificado en binario (BCD) siempre se incluyen. Los componentes opcionales son:

• Número de año (00–99; el siglo no está codificado)
• Funciones de control (CF) definidas por el usuario que ocupan bits no definidos por IRIG.
• "Segundos binarios rectos (SBS)", un contador binario de 17 bits que cuenta de 0 a 86399.

Los tipos son:

0. BCD, CF, SBS
1. BCD, CF
2. BCD
3. BCD, SBS
4. BCD, Año BCD, CF, SBS
5. BCD, Año_BCD, CF
6. BCD, Año BCD
7. BCD, Año BCD, SBS

Los números de identificación de señal reconocidos para cada formato, según la norma 200-04, son los siguientes:

Así, el número de identificación de la señal completa consta de una letra y tres dígitos. Por ejemplo, la señal designada como B122 se descifra de la siguiente manera: Formato B, onda sinusoidal (modulada en amplitud),  portadora de 1 kHz y expresión codificada BCDTOY.

El estándar más utilizado es IRIG B, luego IRIG A y probablemente IRIG G. Las estaciones de radio WWV , WWVH y WWVB del NIST utilizan formatos de código de tiempo derivados directamente de IRIG H.

Por ejemplo, uno de los formatos más comunes, IRIG B122:

El IRIG B122 transmite cien pulsos por segundo sobre una  portadora sinusoidal de 1 kHz modulada en amplitud, codificando la información en BCD. Esto significa que se transmiten 100 bits de información cada segundo. El intervalo de tiempo del estándar IRIG B es de 1 segundo, lo que implica la transmisión de un cuadro de datos de información horaria cada segundo. Este cuadro de datos contiene información sobre el día del año (1-366), las horas, los minutos y los segundos. No se incluyen los números de año, por lo que el código de tiempo se repite anualmente. No se proporcionan anuncios de segundos intercalares . Aunque la información se transmite solo una vez por segundo, un dispositivo puede sincronizar su hora con gran precisión con el dispositivo transmisor mediante un bucle de enganche de fase (PLL) para sincronizarse con la portadora. Los dispositivos comerciales típicos se sincronizan con una precisión de 1 microsegundo utilizando códigos de tiempo IRIG B.

El código de tiempo IRIG se compone de tramas repetitivas, cada una de las cuales contiene 60 o 100 bits. Los bits están numerados del 0 al 59 o al 99.

Al inicio de cada intervalo de bit, el código de tiempo IRIG habilita una señal (envía una portadora, eleva el nivel de la señal de CC o transmite bits Manchester 1). La señal se desactiva (la portadora se atenúa al menos 3 veces, el nivel de la señal de CC se reduce o se transmiten bits Manchester 0) en uno de los tres momentos durante el intervalo de bit:

• Después de 0,2 de un tiempo de bit, para codificar un 0 binario
• Después de 0,5 de un tiempo de bit, para codificar un binario 1
• Después de 0,8 de un tiempo de bit, para codificar un bit marcador.

El bit 0 es el bit marcador de trama P _r . Cada décimo bit, comenzando con el bit 9, 19, 29, ..., 99, también es un bit marcador, conocido como identificador de posición P ₁ , P ₂ , ..., P ₉ , P ₀ . Por lo tanto, dos bits marcadores consecutivos (P ₀ seguido de P _r ) marcan el inicio de una trama. La trama codifica el tiempo del flanco ascendente del bit marcador de trama.

Todos los demás bits son bits de datos, que se transmiten como 0 binario si no tienen ninguna otra función asignada.

Generalmente, se utilizan grupos de 4 bits para codificar dígitos BCD. Los bits se asignan en formato little-endian dentro de los campos.

• Los bits 1 a 4 codifican los segundos, y los bits 6 a 8 codifican las decenas de segundos (0 a 59).
• Los bits 10 a 13 codifican los minutos, y los bits 15 a 17 codifican las decenas de minutos (0 a 59).
• Los bits 20-23 codifican las horas, y los bits 25-26 codifican las decenas de horas (0-23).
• Los bits 30-33 codifican el día del año , los bits 35-38 codifican las decenas de días y los bits 40-41 codifican los cientos de días (1-366).
• Los bits 45–48 codifican décimas de segundo (0–9).
• Los bits 50-53 codifican los años, y los bits 55-58 codifican las decenas de años (0-99).
• Los bits 80–88 y 90–97 codifican los "segundos binarios directos" desde las 00:00 del día actual (0–86399, no BCD).

En IRIG G, los bits 50-53 codifican las centésimas de segundo, y los años se codifican en los bits 60-68.

No todos los formatos incluyen todos los campos. Obviamente, aquellos formatos con tramas de 60 bits omiten los campos binarios de segundos, y los dígitos que representan divisiones menores a un tiempo de trama (todo lo que sea inferior a horas, en el caso de IRIG D) siempre se transmiten como 0.

No se incluyen bits de paridad ni de verificación. La detección de errores se puede lograr comparando tramas consecutivas para comprobar si codifican marcas de tiempo consecutivas.

Los campos de 9 bits no asignados entre bits marcadores consecutivos están disponibles para "funciones de control" definidas por el usuario. Por ejemplo, el estándar IEEE 1344 define funciones para los bits 60 a 75.

El estándar IRIG 212-00 define un código de tiempo diferente, basado en la comunicación serial asíncrona de estilo RS-232 . El código de tiempo consta de caracteres ASCII , cada uno transmitido como 10 bits:

• 1 bit de inicio
• 7 bits de datos
• 1 bit de paridad impar
• 1 bit de parada

El indicador de puntualidad es el borde delantero del primer bit de arranque.

El código de tiempo IRIG J-1 consta de 15 caracteres (tiempos de bit de 150), que se envían una vez por segundo a una velocidad de transmisión de 300 baudios o superior:

<SOH>DDD:HH:MM:SS<CR><LF>

• SOH es el código ASCII de "inicio de encabezado", con valor binario 0x01.
• DDD es la fecha ordinal (día del año), del 1 al 366.
• HH, MM y SS son la hora del inicio del bit.
• El código finaliza con un par CR+LF .

Al finalizar el código de tiempo, la línea serial permanece inactiva hasta el inicio del siguiente código. No hay tiempo de inactividad entre otros caracteres.

El código de tiempo IRIG J-2 consta de 17 caracteres (tiempos de bit de 170), que se envían 10 veces por segundo a una velocidad de transmisión de 2400 baudios o superior:

<SOH>DDD:HH:MM:SS.S<CR><LF>

Es lo mismo, excepto que se incluyen las décimas de segundo.

La especificación completa del código de tiempo tiene la forma "IRIG J- xy ", donde x denota la variante e y denota una velocidad de transmisión de 75×2 ^y .

Las combinaciones que se utilizan normalmente son J-12 a J-14 (300, 600 y 1200 baudios) y J-25 a J-29 (2400 a 38400 baudios).

• Protocolo de tiempo de precisión
• Protocolo de tiempo de red
• Código de tiempo SMPTE

• Grupo de Telecomunicaciones y Sincronización (agosto de 2016), Formatos de código de tiempo serial IRIG (PDF) , Campo de misiles White Sands del Ejército de EE. UU., Nuevo México: Consejo de Comandantes del Campo, estándar IRIG 200-16, archivado del original el 26 de agosto de 2018 , recuperado el 27 de mayo de 2024.{{citation}}: CS1 maint: bot: estado de la URL original desconocido ( enlace )
• Grupo de Telecomunicaciones y Sincronización (noviembre de 2000), Formatos de código de tiempo ASCII asíncrono IRIG J , Campo de misiles White Sands del Ejército de EE. UU., Nuevo México: Consejo de Comandantes de Campo, estándar IRIG 212-00, archivado del original (DOC) el 17 de febrero de 2013 , recuperado el 1 de octubre de 2011.

• Información sobre IRIG  — Página de información sobre IRIG con diagramas
• El sitio web del estándar IRIGB: el sitio dedicado al código de tiempo estándar IRIGB.