Что если GPS выйдет из строя? Национальный институт стандартов и технологий (NIST) и Военно-морская обсерватория США (USNO), которые работают с американскими гражданскими и военными стандартами времени соответственно, работали с двумя компаниями — Monroe, CenturyLink из Луизианы, и Aliso Viejo, California. на базе Microsemi — для определения практической возможности резервного копирования: Коммерческие оптоволоконные телекоммуникационные сети.В системах GPS передача данных может быть непреднамеренно нарушена, например, радиопомехами или погодными условиями в космосе.
Возможны также различные виды преднамеренного вмешательства. Федеральные агентства давно осознали необходимость резервного копирования данных GPS, совокупности нескольких десятков спутников, которые с 1970-х годов предоставляли пользователям информацию о времени и местоположении.Чтобы изучить возможность использования коммерческих телекоммуникационных сетей в качестве резервных для служб времени, текущий эксперимент соединяет шкалы времени NIST в Боулдере, штат Колорадо, с альтернативной шкалой времени USNO на базе ВВС Шривер в Колорадо-Спрингс с помощью оптоволоконного кабеля CenturyLink. кабели.
Две федеральные шкалы времени, расположенные на расстоянии 150 километров друг от друга, представляют собой ансамбли часов, которые генерируют версии международного стандарта времени, всемирного координированного времени (известного как UTC), в реальном времени.В этом эксперименте сигналы времени отправлялись через равные промежутки времени в обоих направлениях между двумя точками. Исследователи измерили разницу между удаленным (переданным) и местным временем.Результаты, только что представленные на конференции, показали, что UTC можно передавать со стабильностью менее 100 наносекунд (нс, или миллиардных долей секунды) — таким образом, достигая первоначальной цели проекта для этой метрики — до тех пор, пока соединение остается непрерывным. . Стабильность означает, насколько хорошо удаленные и локальные часы остаются синхронизированными.
Поскольку сигналы пересылались различными устройствами на каждом пути, они испытывали значительные неравные задержки в двух разных направлениях. Это снизило общую производительность, в результате чего точность не достигла заявленной цели в 1 микросекунду (миллионные доли секунды).
При наличии GPS для калибровки (и, таким образом, корректировки) неравных задержек, передача времени может быть выполнена с сохранением этой калибровки в пределах 100 нс, если GPS «исчезнет», предполагает исследование.«Уровень стабильности 100 нс достаточно хорош, чтобы соответствовать новому телекоммуникационному стандарту», - сказал ведущий автор Марк Вайс, физик-математик из NIST. «Мы продолжим попытки достичь уровня точности в 1 микросекунду, который необходим для критически важных инфраструктур, таких как электроэнергетика».
В документе конференции отмечается, что если оптоволоконная сеть или ее источник питания выйдут из строя и их придется восстанавливать, то для повторной калибровки оптоволоконной цепи потребуется GPS или другая альтернативная привязка времени. Авторы предполагают, что оптоволоконная сеть может служить частичным резервным копированием GPS, а GPS может использоваться для калибровки, чтобы исправить временные задержки. Или, чтобы обеспечить более надежное резервное копирование для GPS, можно использовать два независимых пути к телекоммуникационной сети.
В эксперименте оптоволоконные кабели проходят от NIST и USNO до соответствующих ближайших офисов CenturyLink, где сигналы мультиплексируются в сеть на выделенной длине волны, не переданной другим клиентам. Эксперимент начался в апреле 2014 года и продлится до конца 2016 года.
«Похоже, что существует по крайней мере один коммерческий транспортный механизм, который может служить резервным копированием GPS для передачи времени на уровне 100 нс», — заключает статья. «У нас есть некоторая уверенность в том, что аналогичные результаты будут применяться, если этот метод будет использоваться в качестве услуги по всей стране».Потребность в резервном копировании точного времени возросла вместе с важностью GPS.
Согласно исследованию Счетной палаты правительства в 2013 году, «GPS имеет важное значение для национальной безопасности США и является ключевым компонентом в секторах экономического роста, безопасности и национальной критически важной инфраструктуры». Исследование показало, что неспособность предотвратить сбои в работе GPS может привести к экономическим потерям в миллиарды долларов.