- BPS là hệ thống định vị dựa trên phát sóng có thể thay thế GPS, cung cấp thời gian có độ chính xác cao bằng cách tận dụng tín hiệu ATSC 3.0
- GPS và BPS đạt mức đồng bộ chính xác trong phạm vi 10ns, là một nỗ lực mới tận dụng hạ tầng phát sóng
- Do độ chính xác thời gian rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực như lưới điện, viễn thông và phát sóng, nên BPS đang được chú ý như một phương án thay thế GPS
- BPS đang được triển khai thử nghiệm tại một số đài truyền hình ở Mỹ và có khả năng sẽ được mở rộng thành một tính năng quan trọng của ATSC 3.0 trong tương lai
- Với tính năng TGPIO của Intel, xu hướng là ngay cả bo mạch chủ tiêu dùng cũng có thể đồng bộ thời gian chính xác cao
Công nghệ thời gian mới được phát hiện tại triển lãm phát sóng
- Tác giả đã đến NAB Show để tìm hiểu các công nghệ đồng bộ thời gian dùng trong phát sóng và sản xuất trực tiếp
- Tại đây, tác giả bắt gặp một gian demo so sánh tín hiệu GPS PPS (Pulse Per Second) với tín hiệu truyền hình
- Tín hiệu phát sóng đó là BPS (Broadcast Positioning System) dựa trên ATSC 3.0, cho thấy sai số thời gian trong vòng 10ns so với GPS
- Ban đầu đây là công nghệ khá xa lạ, nhưng tại hiện trường đã có một số diễn giả và chuyên gia hiểu rõ về BPS giới thiệu về nó
BPS là gì?
- BPS là một tiêu chuẩn thử nghiệm cung cấp đồng bộ thời gian chính xác bằng cách tận dụng tín hiệu phát sóng
- Nó dựa trên tín hiệu ATSC 3.0, và khoảng 1.700 đài phát sóng tại Mỹ có khả năng nâng cấp
- Hiện tại mới chỉ có một số ít đài phát sóng vận hành thử nghiệm
- Với vai trò là phương án thay thế GPS, nó có thể trở thành cơ chế dự phòng quan trọng cho viễn thông, truyền thông và lưới điện
- Trong khi tín hiệu GPS dễ bị tấn công như gây nhiễu (jamming), BPS dựa trên phát sóng được kỳ vọng sẽ đóng vai trò bổ sung nhờ sử dụng hạ tầng mặt đất
Mối liên hệ giữa ATSC 3.0 và BPS
- ATSC 3.0 là tiêu chuẩn phát sóng mới dựa trên IP, hiện đang được phát tại một số thành phố dưới tên gọi 'NEXTGEN TV'
- BPS tận dụng cấu trúc của ATSC 3.0 để truyền tải thông tin thời gian chính xác
- Cho đến nay vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm, nhưng đang được khám phá để áp dụng rộng hơn trong tương lai
Ví dụ về đồng bộ thời gian ở cấp phần cứng
- Tại gian hàng ASUS, tác giả phát hiện bo mạch chủ tiêu dùng dựa trên CPU Intel có tích hợp tính năng PPS in/out
- Tính năng này gắn với công nghệ TGPIO (Time-Aware GPIO) của Intel, cho phép kiểm soát thời gian chính xác
- Tác giả cho biết sẽ đề cập chi tiết hơn trong kênh YouTube sau này
Tài liệu để tìm hiểu thêm
5 bình luận
Tôi có thấy một số trạm dừng được lắp thiết bị thu thông tin thảm họa UHD; nếu cái này cũng dùng chuẩn ATSC 3.0 thì để có thể tận dụng BPS cho đúng nghĩa, có lẽ cần phải thu được tín hiệu ngay cả khi độ nhạy tín hiệu thấp.
Ngay cả trong nước cũng có khá nhiều nơi ở các thành phố địa phương không được phủ sóng, vậy thì các thành phố vùng ven ở nước khác chẳng phải còn nghiêm trọng hơn sao? Mình cũng nghĩ phạm vi được phủ sẽ khác với GPS.
Tôi đã tự hỏi sao không dùng NTP, nhưng có vẻ trong phát sóng người ta cần đồng bộ ở mức micro giây.
So sánh ATSC 3.0 BPS với NTP
Nền tảng công nghệ
• BPS: dựa trên sóng phát thanh truyền hình (sử dụng lớp vật lý ATSC 3.0)
• NTP: dựa trên Internet, gói TCP/UDP
Độ chính xác thời gian
• BPS: mức vài micro giây (μs)
• NTP: từ vài mili giây (ms) đến vài chục mili giây
Đường truyền
• BPS: sóng phát sóng truyền hình (kênh mặt đất)
• NTP: Internet (WAN/LAN)
Độ trễ/jitter
• BPS: gần như không có (sóng đã được đồng bộ cho phát sóng)
• NTP: có thể dao động (chịu ảnh hưởng bởi chất lượng mạng)
Nguồn thời gian
• BPS: đài phát sóng tạo ra từ chuẩn độ chính xác cao như GPS
• NTP: khác nhau tùy máy chủ (độ chính xác không đồng đều)
Đối tượng đồng bộ
• BPS: thiết bị thu phát sóng (TV, set-top box, xe hơi, v.v.)
• NTP: máy chủ, máy khách, thiết bị IT thông thường
Chức năng tự ước lượng vị trí
• BPS: có (có thể đồng bộ vị trí + thời gian, có thể thay thế GNSS)
• NTP: không có (chỉ đồng bộ thời gian)
Sử dụng ngoại tuyến
• BPS: có thể (chỉ cần thu được sóng phát sóng là hoạt động)
• NTP: không thể (cần kết nối Internet)
Xác định vị trí bằng phương pháp tam giác đạc
Dùng thời gian để biết khoảng cách
Cần đồng bộ thời gian để biết được thời gian
Ý tưởng là dùng tín hiệu phát sóng để đồng bộ thời gian làm phương án dự phòng cho GPS
Có lẽ sẽ cần ăng-ten lớn để hỗ trợ sóng dài tương đối dài
Có vẻ dùng làm phương án dự phòng thì được?
Nhưng Internet cũng có thể dùng làm phương án dự phòng, nên không rõ có hiệu quả hay không? Dự phòng cho cả hệ thống dự phòng?
Ý kiến Hacker News
Có ý kiến mong rằng trong ATSC 3.0 có thể nhận tín hiệu thời gian BPS một cách cá nhân, tương tự như GPS
ATSC 3.0 không hỗ trợ 4K và yêu cầu phần cứng mới
Có ý kiến cho rằng cần một giải pháp thay thế GNSS đặt trên mặt đất
Có ý kiến cho rằng ngay cả không cần ATSC 3.0 thì độ ổn định ngắn hạn của các bộ dao động dùng cho phát DTV thương mại cũng đã đủ
Các kênh ATSC 3.0 được mã hóa, khiến không thể xem truyền hình miễn phí
Có ý kiến thắc mắc liệu công nghệ này phụ thuộc vào tín hiệu FM hoặc TV, hay chỉ là một ý tưởng ở cấp độ giao thức
Link bài viết liên quan trên HackADay: GPS Broken? Try TV!
Có ý kiến cho rằng khi thiết kế hệ thống định thời dùng ăng-ten hiện có thì sử dụng trạm gốc di động sẽ tốt hơn
Có ý kiến bày tỏ sự ngạc nhiên khi truyền hình quảng bá lại được dùng làm nền tảng cho hệ thống này