HBG (Zeitzeichensender)

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Der Zeitzeichensender HBG ist ein Zeitübertragungsdienst des Bundesamtes für Metrologie und Akkreditierung (METAS) in der Schweiz. Dieser Langwellensender strahlt die gesetzliche schweizerische Zeit (Mitteleuropäische Zeit MEZ bzw. Mitteleuropäische Sommerzeit MESZ) aus und wird zur Synchronisation von Funkuhren verwendet.

Das Format der ausgestrahlten Zeitzeichen ist weitgehend kompatibel mit dem deutschen Zeitzeichensender DCF77.

Der Name HBG ist das Rufzeichen des Senders.

[Bearbeiten] Sender

Der Sender wurde 1966 in Prangins am Genfersee in Betrieb genommen. Die Trägerfrequenz beträgt 75 kHz (Langwelle) und wird mit einer Sendeleistung von 20 kW über eine Rundstrahlantenne abgestrahlt. Als Antennenanlage wird eine T-Antenne, die zwischen zwei 1931 errichteten freistehenden Stahlfachwerktürmen mit je 125 Metern Höhe gespannt ist, verwendet. Beide Türme sind geerdet und verfügen am Boden über eine Ausdehnung von 10 * 10 Metern. Die Reichweite der Bodenwelle beträgt etwa 500 km und umfasst die gesamte Schweiz sowie Teile der Nachbarländer. In diesem Bereich ist ein einwandfreier Empfang gewährleistet, auch im Innern von Gebäuden und meist sogar im Untergeschoss. Im Bereich von 500 km bis 1000 km kann der Empfang durch Interferenzen mit der Raumwelle beeinträchtigt werden, ab 1000 km überwiegt dann die Raumwelle.

HBG sendet im 24-Stunden-Betrieb. Die ausgestrahlten Zeitzeichen können uneingeschränkt und kostenlos genutzt werden.

[Bearbeiten] Zeit und Frequenz

Das Bundesamt für Metrologie und Akkreditierung (METAS) hat die gesetzliche Aufgabe, die grundlegenden Masseinheiten zur Verfügung zu stellen, darunter auch die Sekunde gemäss Internationalem Einheitensystem SI. Zu diesem Zweck betreibt das Labor für Zeit und Frequenz des Bundesamtes mehrere Atomuhren, die als Frequenz- und Zeitnormale dienen. Aus diesen Atomuhren wird auch die gesetzliche Schweizer Zeit errechnet.

Der Sender HBG übermittelt nicht nur die Schweizer Zeit, sondern auch eine sehr genaue Frequenz: Die Trägerfrequenz des Senders wird ebenfalls aus diesen Atomuhren abgeleitet und kann deshalb innerhalb 2·10^-12 auf 75 kHz gehalten werden.

[Bearbeiten] Format der Zeitzeichen

Übertragene Informationen
Sekunde	codierte Information
0 bis 15	Reserve (nicht definiert)
16	Vorankündigung Wechsel Zonenzeit MEZ/MESZ
17/18	0/1=MEZ, 1/0=MESZ
19	Vorankündigung Schaltsekunde
20	Startbit, immer 1
21 bis 27	Minute
28	Paritätsbit für Bits 21 bis 27
29 bis 34	Stunde
35	Paritätsbit für Bits 29 bis 34
36 bis 41	Monatstag
42 bis 44	Wochentag
45 bis 49	Monat
50 bis 57	Jahr
58	Paritätsbit für Bits 36 bis 57

Zu Anfang jeder Sekunde wird das Trägersignal kurz unterbrochen (On-Off Keying). Dieser Sekundenpuls fehlt in der letzten Sekunde jeder Minute (d.h. in Sekunde 59), um den Anfang einer neuen Minute zu signalisieren. Dafür wird in der ersten Sekunde der neuen Minute (Sekunde 0) ein Doppelpuls gesendet. Ein Dreifachpuls anstelle des Doppelpulses kennzeichnet den Anfang einer neuen Stunde, ein Vierfachpuls den Anfang eines neuen Tages.

In unregelmässigen Abständen muss eine Schaltsekunde eingeschoben werden, um die koordinierte Weltzeit UTC wieder an die (von der Erdrotation abhängige) Weltzeit UT1 anzugleichen. In diesen Fällen ist die betroffene Minute 61 Sekunden lang, die Schaltsekunde wird am Ende (als Sekunde 60) angehängt und erhält ebenfalls keinen Sekundenpuls.

In den Sekundenpulsen werden zusätzliche Angaben zu Datum und Zeit codiert: Kurze Sekundenpulse von 100 ms Dauer bedeuten eine binäre 0, längere Sekundenpulse von 200 ms Dauer eine binäre 1 (Pulsbreitenmodulation). Auf diese Weise können in jeder Minute 59 bit Information übertragen werden. Die genaue Struktur dieses minütlichen Datentelegramms ist in der nebenstehenden Tabelle enthalten.

Die übertragenen Informationen lassen sich in einige Klassen unterteilen:

Vorankündigungen: Ist das Bit gesetzt, wird am Ende der laufenden Stunde eine Schaltsekunde angehängt bzw. die Zonenzeit zwischen MEZ und MESZ umgeschaltet.
Zahlen: Diese sind im BCD-Format und werden mit dem niederwertigsten Bit zuerst gesendet (Little-Endian-Format). Die erhaltenen Bits haben folglich die Wertigkeit 1, 2, 4, 8, 10, 20, 40, 80. Bei jeder Zahl sind nur so viele Bits eingeplant, wie der Wertebereich erfordert, beispielsweise 7 bit für die Minute (Bereich 0 bis 59), aber nur 6 bit für die Stunde (Bereich 0 bis 23).
Wochentag: Die empfangene Zahl wird gemäss ISO 8601 interpretiert: 1= Montag, 2= Dienstag bis 7= Sonntag
Paritätbits: Die Paritätsbits ergänzen die Summe der angegebenen Datenbits auf eine gerade Zahl (gerade Parität) und dienen der Fehlererkennung.