- WWVB, en Colorado, es una estación de radio con la que NIST sigue transmitiendo la hora actual a 60 kHz, y sirve de base para que los relojes de radio ajusten la hora automáticamente
- La baja frecuencia de 60 kHz tiene un ancho de banda muy reducido, por lo que solo puede enviar aproximadamente un dígito binario por segundo, y transmitir la hora actual toma 1 minuto
- Los relojes de radio en Estados Unidos reciben una transmisión de 1 minuto más o menos una vez al día para ajustar su hora interna, y la corrigen según la zona horaria definida por el usuario
- WWVB no conoce la ubicación ni la zona horaria del receptor, por lo que la hora exacta que se muestra se genera combinando la señal transmitida con la configuración de zona horaria del reloj
- La comodidad de los relojes automáticos depende de una infraestructura gubernamental que transmite la hora continuamente y de aportes invisibles construidos sobre ella
Cómo WWVB transmite la hora
- En Colorado hay una estación de radio que transmite la hora actual
- Esa estación es WWVB, y el National Institute of Standards and Technology la usa para transmitir la hora actual
- La frecuencia de transmisión es 60 kHz, y la emisión continúa de día y de noche
- 60 kHz está en una banda de baja frecuencia, por lo que su ancho de banda es muy reducido
- Puede enviar aproximadamente un dígito binario por segundo
- Para transmitir la hora actual se necesita un minuto completo
Cómo los relojes de radio ajustan la hora
- Los relojes de radio en Estados Unidos usan la transmisión de WWVB para ajustar la hora
- El reloj lee una transmisión de 1 minuto más o menos una vez al día y se configura con esa hora
- WWVB no sabe en qué zona horaria está el usuario
- El reloj corrige la hora transmitida según la zona horaria configurada por el usuario
- La razón por la que un reloj de radio conoce la hora actual exacta sin que una persona tenga que configurarla manualmente es que lee la hora desde una señal de radio abierta
Infraestructura del tiempo en la vida cotidiana
- Este método es un ejemplo de cómo resolver el problema de que un reloj deba ajustar su propia hora mediante una estación de radio que transmite continuamente la hora actual
- El funcionamiento de la vida cotidiana está construido sobre aportes invisibles dejados por quienes vinieron antes
1 comentarios
Opiniones de Hacker News
No diría que soy especialmente patriótico, pero esta reacción sí que se siente bastante estadounidense.
Quizá sea precisamente por ese patriotismo que los estadounidenses afirman que algo es suyo sin siquiera verificar si no es un invento estadounidense. Casi no leen nada de fuera de sus fronteras: https://en.wikipedia.org/wiki/Time_from_NPL_(MSF)
Radio 4 también querría decir algo: https://en.wikipedia.org/wiki/Greenwich_Time_Signal
La mayoría de las fuentes sitúan la transmisión en Navesink, New Jersey, pero el reloj de referencia estaba en el United States Naval Observatory (USNO), en Washington, DC. Las transmisiones horarias regulares comenzaron el 9 de agosto de 1904 en el Boston Navy Yard y, para fines de 1905, la Marina ya enviaba señales horarias desde bases en varias ciudades, como Norfolk, Newport, Cape Cod, Key West, Portsmouth y Mare Island, en California.
PDF: https://tf.nist.gov/general/pdf/2131.pdf
Otras fuentes también dicen que fue el 9 de agosto de 1905.
Recibir esa señal es bastante divertido. Es fácil construir un receptor de 198 KHz y, por ejemplo, si se mezcla con una señal de 200 KHz y se procesa el tono de audio resultante de 2 Khz, se puede recuperar el flujo de datos y la señal horaria.
[0] https://www.bbc.co.uk/rd/publications/rdreport_1984_19
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Radio_teleswitch
Si fuera algo estadounidense moderno, probablemente sería de propiedad privada y con fines de lucro, la calidad seguiría bajando, y varios proveedores de servicios incompatibles entre sí competirían por atraer a la gente a sus propios ecosistemas cerrados.
https://en.wikipedia.org/wiki/Packet_switching
Es cierto que EE. UU. hizo cosas enormes, como el alunizaje o el primer estándar de TV a color retrocompatible, pero es difícil ver esto como uno de esos casos.
En Europa, parece que todo el mundo sabía que incluso los relojes de pulsera se ajustaban por radio. Al menos en Alemania, esos relojes eran muy comunes desde los 80, y la gente mayor recordará con claridad los anuncios de Junghans que salían en la TV. Esa señal se transmitía desde varias décadas antes, lo cual no sorprende si se piensa que las redes ferroviarias y aéreas necesitaban una hora común: https://en.wikipedia.org/wiki/DCF77
En ese entonces tampoco era algo muy de “tecnología de punta”. En realidad, resolvieron el problema con prácticamente el método más simple disponible en ese momento, y cuesta imaginar uno todavía más simple. También me da curiosidad cuáles serían ejemplos de tecnologías que “no se pueden tocar con la mano o que no zumban por radio”.
Por eso pensé que la idea podría haber surgido de forma independiente en varias regiones. También me da curiosidad la expresión “forever”. La señal en sí será muy robusta, pero me pregunto si la política estadounidense algún día podría decidir que las transmisiones horarias por radio ya no tienen valor y suspenderlas.
Me da más curiosidad la parte de que el ancho de banda apenas alcanza para transmitir un solo dígito binario por segundo
Parece claro que se puede codificar bastante más que 1 bps en una señal de 60 kHz, así que me intriga por qué eligieron esa codificación. Hay más detalles aquí: https://en.wikipedia.org/wiki/WWVB#Modulation_format
Normalmente, la portadora de 60 kHz de WWVB, con 70 kW ERP, baja 17 dB al inicio de cada segundo UTC, quedando en 1.4 kW ERP, y vuelve a la potencia máxima en algún momento dentro de ese segundo. La duración de la baja potencia codifica uno de tres símbolos: 0.2 segundos es el bit de datos 0, 0.5 segundos es el bit de datos 1, y 0.8 segundos es un “mark” no de datos para entramado
Esto parece ser codificación IRIG H de los años 50, y parece diseñada para ser fácil de decodificar, pero me pregunto con qué se suponía que la iban a decodificar
Cuanto más rápido se modula una señal, más se esparce en el espectro. Es una compensación entre frecuencia y tiempo. Las señales horarias operan en la parte baja de la banda de onda larga, alrededor de 40 a 120 kHz, así que abajo hay unos 100 kHz de espectro
Pero transmitir una señal de onda larga de banda ancha así no es nada sencillo. En Europa, para cubrir áreas grandes con radiodifusión AM de unos 5 a 10 kHz, se usan transmisores de 1 a 2 MW. Para cubrir todo un continente con una señal digital de banda ancha de 100 kHz quizá harían falta entre 10 y 50 MW y unas 3 estaciones transmisoras. Parece posible, y tal vez se podría meter algo así como 1 megabit por segundo
Una opción menos ambiciosa, de unos cientos de bytes por segundo usando alrededor de 1 kHz de espectro, también parece viable. Funcionaría incluso dentro de elevadores o en lo profundo de estacionamientos subterráneos, y podría enviar un flujo digital de alertas de emergencia, señales horarias, etc. No sería mucho más complejo que un transmisor de señal horaria; solo necesitaría una modulación más sofisticada
Creo que también había aplicaciones industriales más antiguas que se sincronizaban con esta tecnología
Lo interesante es que hoy las tarjetas de sonido de PC ya son lo bastante rápidas como para recibir directamente señales como WWVB, DCF77 y MSF con una tarjeta de sonido. Basta conectar un cable largo o un circuito sintonizado a la entrada de la tarjeta de sonido y aplicar un poco de procesamiento digital de señales. Muestrear a 192 kHz facilita recibir este tipo de señales
[0] https://en.wikipedia.org/wiki/Communication_with_submarines
Normalmente se venden con el nombre de “atomic clocks”
Cuando pienso en la hora en EE. UU. hoy en día, lo primero que se me viene a la mente es GPS
La función de sincronización horaria de GPS ahora cumple el papel que antes tenían WWVB, DCF77 y JJY. La precisión es mucho mayor, aunque, por supuesto, la complejidad del receptor también es mayor [1]
No sé sobre WWVB y JJY, pero el DFC77 alemán usa no solo modulación AM sino también FM, lo que permite una mejor exactitud
[1] https://www.hopf.com/dcf77-gps_en.php#chapter3
Hay varias estaciones de este tipo, y NIST las mantiene y opera. Dos de ellas estuvieron a punto de cerrar hace poco por problemas de presupuesto
https://www.radioworld.com/global/why-wwv-and-wwvh-still-mat...
https://www.nist.gov/pml/time-and-frequency-division/time-di...
Uso todos los días un reloj de pulsera Citizen “AT” [1]. Se sincroniza a diario con WWVB a las 2 de la madrugada, así que no solo da la hora perfecta, sino que además se recarga con luz y no necesita cambio de batería
Gracias a esas dos cosas, para mí es el reloj sin mantenimiento perfecto, y además tiene buen diseño
[1] https://www.citizenwatch.com/us/en/collection/mens-atomic-ti...
Con GPS, varios sensores y hasta una linterna realmente útil, no puedo renunciar a ese valioso espacio en la muñeca solo por agregar un poco de estética. Por suerte, con una correa aftermarket se ve bastante bien
Lamentablemente, WWVB resultó dañada. A la medianoche del 7 de abril de 2024, la antena sur quedó desactivada por daños causados por fuertes vientos
Ahora transmite solo con la antena norte, a una potencia reducida de 30 kW. Se esperaba que esta situación continuara “indefinidamente”, al parecer por falta de presupuesto para reparaciones
Según la actualización del 20 de mayo de 2024, las piezas necesarias para reparar el triatic de la antena sur ya están en fabricación y envío. La fecha estimada de finalización de la reparación se fijó provisionalmente para finales de junio de 2024. Sin embargo, se indica que es un calendario estimado y que podría cambiar según diversos factores
Si quieres escuchar este sonido sin comprar equipo de radio, hay muchos sitios públicos de KiwiSDR que permiten escuchar 60 kHz. Solo tienes que elegir la decodificación AM y sintonizar esa frecuencia
http://kiwisdr.com/public/
Muchos de ellos tienen límites de usuarios y de tiempo. WWVB también puede escucharse en 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz y 15 MHz
Tengo un amigo con una antena long wire de 300 pies. Hace unas semanas, después de reparar un receptor antiguo compatible con VLF, ese amigo sintonizó WWVB por mí y pude tachar un punto de mi lista de deseos
Fue interesante escuchar pitidos de distintas duraciones, y la señal era mucho más clara de lo esperado en las afueras de Chicago. Incluso después de que surgiera el problema con la antena de allá
Recuerdo que, cuando era adolescente, mi padre compró un reloj solar de pulsera que recibía DCF77, la versión de Europa occidental de WWVB, y ajustaba la hora por sí solo. Estábamos en Alemania, y también aplicaba automáticamente el horario de verano
Aunque mi reloj de cuarzo no solía darme problemas por batería agotada ni por tener la hora muy desajustada, esa función siempre me pareció realmente genial :)