Hoy en día, hay sectores en los que cada microsegundo cuenta. Es el caso por ejemplo del sector de la defensa, aeroespacial, y de la energía. Para las aplicaciones de estos sectores, el estándar de tiempo IRIG (Inter-Range Instrumentation Group) resulta ser el estándar más utilizado. De hecho, permite ofrecer una fiabilidad y precisión a operaciones logísticas complejas, y garantizar la corrección de las mediciones en sistemas de telemetría críticos.
Se suele hablar de protocolo IRIG; pero se trata más bien de una familia de formatos de codificación que define cómo la información de tiempo se debe generar y distribuir entre los diferentes sistemas y aparatos. ¿Qué es la norma IRIG y cómo explorar sus diferentes formatos?
Los estándares de tiempo IRIG
IRIG (Inter-Range Instrumentation Group) es una familia de normas estandarizada por el Range Commanders Council (RCC) en los años 1950. En aquel momento, se necesitaba poder sincronizar las comunicaciones durante las pruebas de misiles. Las primeras normas formales aparecieron en 1956. Hoy en día, el RCC sigue manteniendo al estándar IRIG.
El objetivo de estas normas es permitir la difusión de sellados de tiempo para sincronizar diferentes equipos de red, en la medida en que estas necesidades se hacen cada vez más importantes, tanto en el sector civil como militar. Los equipos se dividen en dos categorías: los generadores y los receptores. Los generadores se encargan de realizar el sellado de tiempo ya sea directamente, o recuperándolo desde una fuente como un GPS o un reloj atómico. Los receptores reciben los datos y los difunden eventualmente.
La última norma IRIG se fecha en 2004. Existe una revisión que data de 2016. Sin embargo, sólo corrige algunos errores menores contenidos en el estándar anterior.
El principio de los estándares de tiempo IRIG consiste en mandar información de sellado de tiempo de forma continua para poder sincronizar los diferentes equipos. Los estándares de tiempo IRIG definen la codificación de la corriente eléctrica para transmitir las tramas de sellado de tiempo. Así, IRIG funciona al enviar impulsos eléctricos en un formato que codifica el sellado de tiempo. Esto hace que estos estándares sean especialmente útiles para un uso en distancias cortas.
Las diferentes normas
Existen numerosos estándares IRIG.
Un estándar se define por una combinación de una letra y de 3 dígitos:
- La letra o formato (A, B, D, E, G o H) representa la velocidad del estándar así como la precisión del sellado de tiempo
- El primer dígito corresponde a la modulación utilizada. Está incluido entre 0 y 2.
- El segundo dígito indica la frecuencia portadora del estándar. Está incluido entre 0 y 5.
- El último dígito representa las variaciones posibles del contenido de la trama de sellado de tiempo. Está incluido entre 0 y 7.
No todas las combinaciones son posibles. Por tanto, a continuación se presenta una tabla que resume los estándares definidos:
| Formato | Modulación | Soporte | Contenido |
|---|---|---|---|
| A | 0,1,2 | 0,3,4,5 | 0,1,2,3,4,5,6,7 |
| B | 0,1,2 | 0,2,3,4,5 | 0,1,2,3,4,5,6,7 |
| D | 0,1 | 0,1,2 | 1,2 |
| E | 0,1 | 0,1,2 | 1,2,5,6 |
| G | 0,1,2 | 0,4,5 | 1,2,5,6 |
| H | 0,1 | 0,1,2 | 1,2 |
Se suele usar una combinación en un sector específico. Por ejemplo, IRIG 106 es el estándar usado para la telemetría aeronáutica.
Los diferentes formatos
Los diferentes formatos del estándar IRIG se denominan A, B, D, E, G y H. La diferencia entre estos estándares reside en la frecuencia de los impulsos de sincronización enviados (la velocidad).
¿Cuál es la diferencia entre los formatos del estándar IRIG?
- El estándar A envía 10 tramas por segundo a una velocidad de un bit por milisegundo
- El estándar B envía una trama por segundo a una velocidad de un bit cada 10 milisegundos
- El estándar D (el más lento) envía una trama por hora a una velocidad de un bit por minuto
- El estándar E envía una trama cada 10 segundos a una velocidad de un bit cada décima de segundo
- El estándar G (el más rápido) envía 100 tramas por segundo a una velocidad de un bit cada décima de milisegundo
- El estándar H envía una trama por minuto a una velocidad de un bit por segundo
Por ello, hace falta elegir el estándar según la precisión requerida y el desfase aceptable entre los distintos equipos. No existe un «mejor» formato, pero más bien un formato más adecuado para una aplicación específica.
| Formato | Velocidad |
|---|---|
| A | 1000 PPS(1) |
| B | 100 PPS |
| D | 1 PPM(2) |
| E | 10 PPS |
| G | 10000 PPS |
| H | 1 PPS |
(1) PPS: Pulso por segundo
(2) PPM: Pulso por minuto
Las diferentes modulaciones
Existen tres tipos de modulación técnica.
| Formato | Descripción |
|---|---|
| 0 | Modulación por ancho de pulso sin frecuencia portadora (DCLS (1)) |
| 1 | Modulación de amplitud en onda portadora sinusoidal |
| 2 | Modulación de Manchester |
(1) DCLS: DC Level Shift
- 0. Modulación por ancho de pulso: se simula una señal analógica mediante circuitos digitales. No hay frecuencia portadora puesto que se utiliza una corriente continua.
- 1. Modulación de amplitud: se modifica la amplitud de una señal sinusoidal para codificar los bits de información.
- 2. Modulación de Manchester: este último tipo de modulación es específico. No tiene ningún componente de CC y utiliza transiciones de señal para transmitir el valor de los bits. Este método presenta varias ventajas, como la posibilidad de acoplarse a la corriente alterna, una mejor relación señal/ruido, y una descodificación más sencilla. Esta técnica ha sido diseñada para funcionar con cables coaxiales o fibra óptica en distancias cortas.
Los diferentes soportes
Para transmitir la información, los estándares IRIG definen las frecuencias portadoras posibles. No todas las frecuencias son adecuadas para todos los formatos de codificación. La siguiente tabla indica las frecuencias autorizadas para cada formato.
| Código | Frecuencia portadora | Resolución |
|---|---|---|
| 0 | / | Velocidad |
| 1 | 100 Hz | 10 ms |
| 2 | 1 kHz | 1 ms |
| 3 | 10 kHz | 0,1 ms |
| 4 | 100 kHz | 10 µs |
| 5 | 1 MHz | 1 µs |
La elección de la frecuencia portadora tiene un impacto en la resolución que afecta directamente a la precisión requerida para la aplicación.
Las diferentes expresiones codificadas
También es posible transmitir diferente información en las tramas de sellado de tiempo.
Así, se puede codificar la hora del año, transmitida en decimal codificado en binario (BCDTOY), el año en decimal codificado en binario (BCDYEAR), una función de control (CF) dejada a discreción del usuario así como el número de segundos transcurridos durante el día (SBS).
El último dígito de la secuencia de 3 dígitos del estándar indica la información codificada. La tabla siguiente resume las diferentes posibilidades.
| Código | Información codificada |
|---|---|
| 0 | BCDTOY(1), SBS(2), CF(3) |
| 1 | BCDTOY, CF |
| 2 | BCDTOY |
| 3 | BCDTOY, SBS |
| 4 | BCDTOY, BCDYEAR(4), SBS, CF |
| 5 | BCDTOY, BCDYEAR, CF |
| 6 | BCDTOY, BCDYEAR |
| 7 | BCDTOY, BCDYEAR, SBS |
(1) BCDTOY: hora en decimal codificado en binario (HH,MM,SS,DDD)
(2) SBS: número de segundos transcurridos durante el día
(3) CF: función de control o suma de verificación
(4) BCDYEAR: año en decimal codificado en binario
El caso específico de IRIG B
La familia de estándares IRIG B es el formato más utilizado, al enviar tramas de 100 bits cada segundo.
La figura a continuación representa una trama IRIG B modulada en una señal eléctrica.
¿Cuáles son las aplicaciones de la norma IRIG?
El tiempo codificado IRIG sigue siendo relevante hoy en día y todavía hay muchas aplicaciones:
- Los sistemas de defensa. Las operaciones militares dependen de la sincronización para coordinar el movimiento de tropas, desplegar los sistemas de armas, y recopilar información.
- La aviación. IRIG se suele usar para la telemetría.
- Centrales y redes energéticas. IRIG se utiliza para sincronizar los relés de protección, los sistemas SCADA y los registradores de perturbaciones para asegurar la integridad y la fiabilidad de la red.
- Las telecomunicaciones. Incluso si protocolos como el NTP o el PTP se suelen utilizar más en las redes de telecomunicaciones, IRIG se utiliza a veces en infraestructuras.
- El sector audiovisual. IRIG se puede utilizar para sincronizar audio y vídeo grabados por diferentes equipos.
- Los sistemas de videovigilancia. IRIG se utiliza para realizar un sellado de tiempo de los vídeos, que servirán como pruebas legales.
- El transporte. Los sistemas de control logístico pueden utilizar IRIG para sincronizar señales, grabaciones y sistemas de seguridad.
Son posibles numerosas aplicaciones, a pesar de la aparición de nuevas tecnologías y nuevos protocolos de sincronización. IRIG mantiene su posición como estándar imprescindible para las aplicaciones que requieren una sincronización de alta precisión.
Con más de 150 años de experiencia en gestión del tiempo y presente en más de 140 países, Bodet Time es el líder francés en sincronización horaria y tiempo frecuencia. La gama de servidores de tiempo Netsilon ofrece generadores y receptores en tiempo codificado IRIG.
