- BPS ist ein broadcastbasiertes Positionierungssystem, das GPS ersetzen könnte, und nutzt ATSC-3.0-Signale, um hochpräzises Timing bereitzustellen
- GPS und BPS erreichen eine präzise Synchronisation mit einer Abweichung von unter 10 ns; es ist ein neuer Ansatz auf Basis der Rundfunkinfrastruktur
- Da Timing-Genauigkeit in Bereichen wie Stromnetzen, Telekommunikation und Rundfunk entscheidend ist, rückt BPS als Alternative zu GPS in den Fokus
- BPS wird bei einigen US-Fernsehsendern bereits testweise eingesetzt und könnte künftig zu einer wichtigen Funktion von ATSC 3.0 ausgebaut werden
- Durch Intels TGPIO-Funktion wird präzise Zeitsynchronisation zunehmend auch auf Consumer-Mainboards möglich
Eine neue Timing-Technologie, entdeckt auf einer Broadcast-Messe
- Der Besuch der NAB Show diente dazu, mehr über Zeitsynchronisationstechnologien für Broadcast und Live-Produktion zu erfahren
- Dort wurde ein Demo-Stand entdeckt, der PPS-(Pulse Per Second)-GPS-Signale mit TV-Broadcast-Signalen vergleicht
- Bei diesem Broadcast-Signal handelte es sich um das ATSC-3.0-basierte BPS (Broadcast Positioning System), das eine Zeitabweichung von weniger als 10 ns gegenüber GPS zeigte
- Anfangs war das Thema ungewohnt, doch einige Referenten und Experten vor Ort stellten BPS bereits vor
Was ist BPS?
- BPS ist ein experimenteller Standard, der mithilfe von Broadcast-Signalen eine präzise Zeitsynchronisation bereitstellt
- Er basiert auf ATSC-3.0-Signalen, und rund 1.700 Sender in den USA könnten dafür aufgerüstet werden
- Derzeit wird das System nur bei wenigen Sendern testweise betrieben
- Als Alternative zu GPS könnte es eine wichtige Backup-Rolle für Telekommunikation, Medien und Stromnetze spielen
- Während GPS-Signale anfällig für Angriffe wie Jamming sind, nutzt das broadcastbasierte BPS terrestrische Infrastruktur und wird daher als sinnvolle Ergänzung betrachtet
Die Verbindung zwischen ATSC 3.0 und BPS
- ATSC 3.0 ist ein neuer IP-basierter Broadcast-Standard und wird in einigen Städten unter dem Namen "NEXTGEN TV" ausgestrahlt
- BPS nutzt die Struktur von ATSC 3.0, um präzise Zeitinformationen zu übertragen
- Bislang befindet sich das System noch in der Testphase, doch weitere Einsatzmöglichkeiten werden untersucht
Beispiele für Zeitsynchronisation in Hardware
- Am ASUS-Stand wurde entdeckt, dass Consumer-Mainboards auf Intel-CPU-Basis mit PPS-in/out-Funktion ausgestattet sind
- Diese Funktion steht im Zusammenhang mit Intels Technik TGPIO (Time-Aware GPIO) und ermöglicht präzise Timing-Steuerung
- Weitere Details sollen später auf dem YouTube-Kanal behandelt werden
Materialien zum Weiterlesen
5 Kommentare
Ich habe gesehen, dass an einigen Haltestellen UHD-Empfänger für Katastropheninformationen installiert wurden. Wenn auch das nach dem ATSC-3.0-Verfahren läuft, müsste für eine richtige Nutzung von BPS wohl auch bei geringer Signalempfindlichkeit ein Empfang möglich sein.
Auch im Inland gibt es in Provinzstädten etliche Gebiete ohne Abdeckung; ist das in den Randgebieten anderer Länder nicht noch schlimmer? Ich denke auch, dass sich der Abdeckungsbereich von dem von GPS unterscheiden könnte.
Ich hatte mich gefragt, warum man nicht NTP verwendet, aber im Rundfunk braucht man offenbar Synchronisierung im Mikrosekundenbereich.
Vergleich ATSC 3.0 BPS vs. NTP
Technische Grundlage
• BPS: basiert auf Rundfunkwellen (verwendet die physikalische Schicht von ATSC 3.0)
• NTP: internetbasierte TCP/UDP-Pakete
Zeitgenauigkeit
• BPS: im Bereich von einigen Mikrosekunden (μs)
• NTP: einige Millisekunden (ms) bis mehrere zehn Millisekunden
Übertragungsweg
• BPS: ausgestrahlte Rundfunkwellen (terrestrischer Kanal)
• NTP: Internet (WAN/LAN)
Latenz/Jitter
• BPS: nahezu nicht vorhanden (synchronisierte Rundfunkwellen)
• NTP: kann schwanken (abhängig von der Netzwerkqualität)
Timing-Quelle
• BPS: vom Sender auf Basis hochpräziser Referenzen wie GPS erzeugt
• NTP: je nach Server unterschiedlich (uneinheitliche Genauigkeit)
Ziel der Synchronisierung
• BPS: Rundfunkempfänger (TVs, Set-Top-Boxen, Fahrzeuge usw.)
• NTP: Server, Clients und allgemeine IT-Geräte
Eigene Positionsbestimmung
• BPS: ja (Positions- und Zeitsynchronisierung möglich, kann GNSS ersetzen)
• NTP: nein (nur Zeitsynchronisierung)
Offline-Nutzung
• BPS: möglich (funktioniert, solange Rundfunkempfang vorhanden ist)
• NTP: nicht möglich (Internetverbindung erforderlich)
Die Position wird per Triangulation bestimmt
Zur Ermittlung der Entfernung wird Zeit verwendet
Um die Zeit zu kennen, ist eine Zeitsynchronisation erforderlich
Die Idee ist, Rundfunksignale zur Zeitsynchronisation als GPS-Backup zu nutzen
Um die vergleichsweise langen Langwellen zu unterstützen, wäre wohl eine große Antenne nötig
Als Backup scheint es brauchbar zu sein?
Allerdings kann auch das Internet als Backup genutzt werden, daher ist fraglich, wie nützlich das wäre. Ein Backup für das Backup?
Hacker-News-Kommentare
Es gibt die Meinung, dass man über ATSC 3.0 ähnlich wie bei GPS privat BPS-Zeitsignale empfangen können sollte
ATSC 3.0 unterstützt kein 4K und erfordert neue Hardware
Es gibt die Meinung, dass eine bodengestützte Alternative zu GNSS notwendig ist
Es gibt die Meinung, dass auch ohne ATSC 3.0 die Kurzzeitstabilität der für kommerzielle DTV-Sender verwendeten Oszillatoren ausreicht
ATSC-3.0-Kanäle sind verschlüsselt, wodurch kostenloses Free-TV-Schauen unmöglich wird
Es gibt die Frage, ob das System auf FM- oder TV-Signalen basiert oder ob es sich um eine Idee auf Protokollebene handelt
Link zu einem verwandten Artikel bei HackADay: GPS Broken? Try TV!
Es gibt die Meinung, dass es bei der Entwicklung eines Zeitmesssystems mit bestehenden Antennen besser wäre, Mobilfunkbasisstationen zu verwenden
Es gibt die Meinung, dass es überraschend ist, dass Broadcast-TV als Grundlage dieses Systems verwendet wurde