เทคโนโลยีทางเลือกแทน GPS ที่แทบไม่มีใครเคยได้ยิน: BPS

 (jeffgeerling.com)
11 คะแนน โดย GN⁺ 2025-04-14 | 5 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • BPS คือ ระบบระบุตำแหน่งบนพื้นฐานการออกอากาศ ที่สามารถใช้แทน GPS ได้ โดย อาศัยสัญญาณ ATSC 3.0 เพื่อให้การกำหนดเวลาที่มีความแม่นยำสูง
  • GPS และ BPS สามารถซิงก์กันได้อย่างแม่นยำภายใน 10ns และเป็นความพยายามรูปแบบใหม่ที่ใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานการออกอากาศ
  • เนื่องจาก ความแม่นยำของเวลาเป็นสิ่งสำคัญ ในหลายภาคส่วน เช่น โครงข่ายไฟฟ้า การสื่อสาร และการออกอากาศ ทำให้ BPS กำลังได้รับความสนใจในฐานะ ทางเลือกแทน GPS
  • ขณะนี้ BPS ถูกนำมาทดลองใช้ในสถานีโทรทัศน์บางแห่งในสหรัฐฯ และมีความเป็นไปได้ว่าจะขยายเป็นฟีเจอร์สำคัญของ ATSC 3.0 ในอนาคต
  • ผ่านฟีเจอร์ TGPIO ของ Intel แนวโน้มกำลังมุ่งไปสู่การซิงก์เวลาความแม่นยำสูงได้แม้บนเมนบอร์ดสำหรับผู้บริโภค

เทคโนโลยีการกำหนดเวลาแบบใหม่ที่ค้นพบในงานแสดงอุตสาหกรรมกระจายเสียง

  • ผู้เขียนไปเยือนงาน NAB Show เพื่อเรียนรู้เทคโนโลยีการซิงก์เวลาที่ใช้ในงานออกอากาศและการผลิตสด
  • พบเดโมบูธที่เปรียบเทียบสัญญาณ GPS แบบ PPS(Pulse Per Second) กับสัญญาณออกอากาศทางทีวี
  • สัญญาณออกอากาศดังกล่าวคือ BPS(Broadcast Positioning System) ที่ทำงานบน ATSC 3.0 และมีความคลาดเคลื่อนของเวลาไม่เกิน 10ns เมื่อเทียบกับ GPS
  • แม้ตอนแรกจะไม่คุ้นชื่อ แต่มีวิทยากรและผู้เชี่ยวชาญบางคนที่รู้จัก BPS มาแนะนำเทคโนโลยีนี้ภายในงาน

BPS คืออะไร?

  • BPS เป็นมาตรฐานเชิงทดลองที่ใช้สัญญาณออกอากาศเพื่อมอบการซิงก์เวลาที่แม่นยำ
  • ทำงานบนพื้นฐานของสัญญาณ ATSC 3.0 และ มีสถานีออกอากาศราว 1,700 แห่งในสหรัฐฯ ที่สามารถอัปเกรดได้
  • ปัจจุบันยังมีเพียงไม่กี่สถานีที่ใช้งานในเชิงทดลอง
  • ในฐานะทางเลือกแทน GPS จึงมีศักยภาพเป็นระบบสำรองที่สำคัญต่อการสื่อสาร สื่อ และโครงข่ายไฟฟ้า
  • ขณะที่สัญญาณ GPS เปราะบางต่อการโจมตีอย่างการรบกวนสัญญาณ (jamming) นั้น BPS ที่อิงโครงสร้างพื้นฐานภาคพื้นดินจึงถูกคาดหวังให้ทำหน้าที่เป็นเทคโนโลยีเสริม

ความเชื่อมโยงระหว่าง ATSC 3.0 กับ BPS

  • ATSC 3.0 เป็นมาตรฐานการออกอากาศแบบใหม่ที่ทำงานบน IP และมีการส่งสัญญาณในบางเมืองภายใต้ชื่อ 'NEXTGEN TV'
  • BPS ใช้ประโยชน์จากโครงสร้างของ ATSC 3.0 เพื่อพยายาม ส่งมอบข้อมูลเวลาที่แม่นยำ
  • จนถึงตอนนี้ยังอยู่ในขั้นทดสอบ แต่กำลังมีการสำรวจความเป็นไปได้ในการใช้งานที่กว้างขึ้นในอนาคต

ตัวอย่างการซิงก์เวลาในฮาร์ดแวร์

  • ที่บูธ ASUS ผู้เขียนพบว่า เมนบอร์ดสำหรับผู้บริโภคที่ใช้ CPU ของ Intel มีฟังก์ชัน PPS in/out ในตัว
  • ฟังก์ชันนี้เชื่อมโยงกับเทคโนโลยีของ Intel ที่ชื่อ TGPIO(Time-Aware GPIO) ทำให้ควบคุมเวลาได้อย่างแม่นยำ
  • รายละเอียดเพิ่มเติมจะถูกนำเสนอในช่อง YouTube ในภายหลัง

แหล่งข้อมูลสำหรับศึกษาเพิ่มเติม

บทความที่เกี่ยวข้อง

5 ความคิดเห็น

 
bju2000 2025-04-15

ผมเห็นว่ามีการติดตั้งเครื่องรับข้อมูลภัยพิบัติ UHD ไว้ที่ป้ายบางแห่งเหมือนกัน ถ้านี่ก็เป็นระบบแบบ ATSC 3.0 เช่นกัน เพื่อให้ใช้งาน BPS ได้อย่างเหมาะสมก็น่าจะต้องสามารถรับสัญญาณได้แม้ในระดับความไวสัญญาณต่ำ
 
dbs0829 2025-04-14

แม้แต่ในประเทศเราก็ยังมีหลายพื้นที่ในเมืองต่างจังหวัดที่ครอบคลุมไม่ถึงนะครับ/ค่ะ เมืองชานนอกของประเทศอื่นคงหนักกว่านี้อีกใช่ไหม? ก็เลยคิดว่าพื้นที่ครอบคลุมของมันน่าจะต่างจาก GPS ด้วยครับ/ค่ะ
 
seunggi 2025-04-14

ตอนแรกก็สงสัยว่าทำไมไม่ใช้ NTP แต่ดูเหมือนว่าในการกระจายเสียงต้องการการซิงก์ระดับไมโครวินาที

การเปรียบเทียบ ATSC 3.0 BPS กับ NTP
พื้นฐานทางเทคนิค
• BPS: อิงสัญญาณกระจายเสียง (ใช้ physical layer ของ ATSC 3.0)
• NTP: อิงอินเทอร์เน็ตแพ็กเก็ต TCP/UDP
ความแม่นยำของเวลา
• BPS: ระดับหลายไมโครวินาที (μs)
• NTP: ระดับหลายมิลลิวินาที (ms) ไปจนถึงหลายสิบมิลลิวินาที
เส้นทางการส่งผ่าน
• BPS: สัญญาณที่ออกอากาศ (ช่องภาคพื้นดิน)
• NTP: อินเทอร์เน็ต (WAN/LAN)
ความหน่วง/จิตเตอร์
• BPS: แทบไม่มี (สัญญาณกระจายเสียงที่ซิงก์กัน)
• NTP: ผันแปรได้ (ขึ้นอยู่กับคุณภาพเครือข่าย)
แหล่งกำเนิดเวลา
• BPS: สถานีออกอากาศสร้างจากมาตรฐานอ้างอิงความแม่นยำสูง เช่น GPS
• NTP: แตกต่างกันไปตามแต่ละเซิร์ฟเวอร์ (ความแม่นยำไม่สม่ำเสมอ)
อุปกรณ์เป้าหมายของการซิงก์
• BPS: เครื่องรับสัญญาณกระจายเสียง (TV, set-top box, รถยนต์ ฯลฯ)
• NTP: เซิร์ฟเวอร์ ไคลเอนต์ และอุปกรณ์ IT ทั่วไป
ความสามารถในการประเมินตำแหน่งด้วยตัวเอง
• BPS: มี (ซิงก์ได้ทั้งตำแหน่ง + เวลา จึงอาจใช้แทน GNSS ได้)
• NTP: ไม่มี (ซิงก์ได้เฉพาะเวลา)
การใช้งานแบบออฟไลน์
• BPS: ได้ (ทำงานได้ถ้ารับสัญญาณกระจายเสียงได้)
• NTP: ไม่ได้ (ต้องเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต)
 
kandk 2025-04-14

ใช้การระบุตำแหน่งด้วยวิธีไตรแองกูเลชัน
ใช้เวลาเพื่อคำนวณระยะทาง
การจะรู้เวลาจำเป็นต้องมีการซิงก์เวลา
แนวคิดคือจะใช้สัญญาณกระจายเสียงมาซิงก์เวลาเพื่อเป็นระบบสำรองของ GPS

น่าจะต้องใช้เสาอากาศขนาดใหญ่เพื่อรองรับคลื่นยาวที่มีความยาวคลื่นค่อนข้างมาก
ถ้าใช้เป็นระบบสำรองก็น่าจะพอใช้ได้?
แต่ในเมื่ออินเทอร์เน็ตก็ใช้เป็นระบบสำรองได้เหมือนกัน จะมีประโยชน์มากแค่ไหนนะ? สำรองของระบบสำรองอีกที?
 
GN⁺ 2025-04-14
ความเห็นจาก Hacker News

  • มีความเห็นว่าหวังว่าจะสามารถรับสัญญาณเวลา BPS แบบส่วนบุคคลได้จาก ATSC 3.0 คล้ายกับ GPS

    • ATSC 3.0 มีช่องทางส่งกลับเฉพาะที่รวมมาเพื่อเฝ้าติดตามกิจกรรมของผู้ใช้สำหรับวัตถุประสงค์ด้านการตลาด
    • อุตสาหกรรมกระจายเสียงต้องการการส่งมอบสื่ออัจฉริยะและโมเดลบริการที่ยืดหยุ่น เพื่อเพิ่มผลตอบแทนจากการลงทุนในเครือข่ายให้สูงสุด
    • มีผลการวิจัยว่าการโต้ตอบระหว่างผู้ใช้จะเป็นฟีเจอร์สำคัญในบริการสื่อยุคถัดไป
    • ขณะนี้ยังอยู่ในขั้นทดลอง และมีหอส่งสัญญาณที่เปิดใช้งานอยู่เพียงแห่งเดียวในเนวาดา
    • มีแผนจะกระตุ้นให้ผู้แพร่ภาพติดตั้งอุปกรณ์จับเวลาเพิ่มเติม โดยขึ้นอยู่กับความสำเร็จของ ATSC 3.0
    • เป้าหมายคือการสร้างระบบที่สามารถทำงานได้โดยอิสระจาก GPS
    • ข้อดีของ BPS คือยังครอบคลุมได้ในระดับหนึ่งภายในอาคาร และทนต่อการรบกวนได้ดีกว่า GPS
    • เคยมีเดโมที่ใช้ eLoran เพื่อกระจายเวลาในเนวาดาไปยังสถานีส่งสัญญาณนอกลาสเวกัส

  • มีความเห็นว่า ATSC 3.0 ไม่รองรับ 4K และต้องใช้ฮาร์ดแวร์ใหม่

    • มีแรงจูงใจไม่เพียงพอให้ผู้บริโภคซื้อทีวีหรือกล่องแปลงสัญญาณใหม่
    • ให้ความรู้สึกว่าจะเป็นเหมือนการทยอยเปิดตัว HD Radio

  • มีความเห็นว่าจำเป็นต้องมีทางเลือกภาคพื้นดินแทน GNSS

    • สหรัฐฯ และประเทศสมาชิก NATO ได้ยกเลิกระบบภาคพื้นดินไปแล้ว แต่รัสเซียและจีนยังคงใช้อยู่
    • การรบกวนและการ spoofing ของ GPS เพิ่มขึ้น และจำเป็นต้องมีมาตรการรับมือสำหรับการบินพลเรือน

  • มีความเห็นว่าแม้ไม่มี ATSC 3.0 ความเสถียรระยะสั้นของออสซิลเลเตอร์ที่ใช้กับการส่งสัญญาณ DTV เชิงพาณิชย์ก็เพียงพอแล้ว

    • Rosum เคยใช้เทคโนโลยีนี้ในปี 2005

  • ช่องสัญญาณ ATSC 3.0 ถูกเข้ารหัส และทำให้ไม่สามารถรับชมการออกอากาศฟรีได้อีก

    • มีความเห็นว่าน่าเสียดายที่การตัดสินใจนี้ได้รับการอนุมัติ

  • มีความเห็นที่สงสัยว่าระบบนี้พึ่งพาสัญญาณ FM หรือ TV หรือเป็นแนวคิดในระดับโปรโตคอล

    • มีความเห็นว่าหากใช้เสาสัญญาณเซลลูลาร์ที่มีอยู่เดิม ก็คงไม่จำเป็นต้องมีวิทยุแบบใหม่
    • มีข้อสงสัยว่าทำไมมันจึงแม่นยำกว่าการระบุตำแหน่งด้วยการวัดสามเหลี่ยมจากเสาสัญญาณมือถือ และเรื่องปัญหา multipath เมื่อนำไปใช้ภายในอาคาร

  • ลิงก์บทความที่เกี่ยวข้องจาก HackADay GPS Broken? Try TV!

  • มีความเห็นว่าในการออกแบบระบบจับเวลาที่ใช้เสาอากาศเดิม น่าจะใช้สถานีฐานเซลลูลาร์จะดีกว่า

    • เครือข่ายเซลลูลาร์ครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่และให้เวลาเครือข่ายอยู่แล้ว
    • ตัวรับสัญญาณเซลลูลาร์สมัยใหม่เป็น software-defined radio จึงเลือกช่องสัญญาณได้

  • มีความเห็นว่าแปลกใจที่ใช้โทรทัศน์ภาคพื้นดินเป็นฐานของระบบนี้

    • เดิมคิดว่าโทรทัศน์ออกอากาศกำลังได้รับความนิยมน้อยลงทั่วโลก