DCF77

DCF77 — позывной длинноволнового передатчика точного времени и частоты, обеспечивающий функционирование, среди прочего, часов с автоматической синхронизацией (англ. radio controlled), а также систем телеметрии в Европе.

Основные положения

Передатчик DCF77 находится в Майнфлингене, Германия (в 25 км к юго-востоку от Франкфурта-на-Майне) и работает на частоте 77,5 кГц с мощностью 50 кВт.

Информационный сигнал передаётся каждую минуту с 0-й по 58-ю секунды.^[2] Опознавательный позывной DCF77 внесён в список IFRB, посылается трижды в час (два раза подряд) в коде Морзе (между 20-й и 32-й секундами 19-й, 39-й и 59-й минут). Аббревиатура состоит из индексов D — Deutschland, C — передатчик в длинноволновом диапазоне, F — Франкфурт, число 77 обозначает несущую частоту в 77,5 кГц.

Передатчик эксплуатируется подразделением Дойче Телеком. Сигнал состоит в ведении Физико-технического федерального учреждения в Брауншвайге. Посылался с 1959 года как сигнал эталонной частоты, с 1973 года стал содержать данные о дате и времени.

Сведения о точном времени формируются на основании данных, полученных от трёх атомных часов, погрешность составляет меньше одной секунды в один миллион лет. Сигнал точного времени, транслируемый передатчиком DCF77, является официальным в ФРГ.

Приём сигнала DCF77, в зависимости от времени суток и года, может быть осуществлён на максимальном расстоянии от 1900 км (днём) до 2100 км (ночью). Известны случаи приёма сигнала передатчика DCF77 на территории Канады и Урала.

В ночь с 19 на 20 февраля 2024 года сигнал DCF77 был принят под Иркутском в посёлке Молодёжный - настенные немецкие часы Junghans, корректирующиеся строго по DCF77, перевелись на 7 часов назад от местного времени. В Иркутске стояла ясная ночь с температурой на улице -37 градусов Цельсия. Расстояние от Майнфлингена до точки приёма по прямой - 6152,5 км.

Описание сигнала

Передаётся амплитудно-манипулированный сигнал, содержащий данные в двоично-десятичной форме (по 1 биту данных в каждой секунде сигнала). Девиация частоты за 1 сутки < 10⁻¹², за 100 суток — < 2 · 10⁻¹².

Посылаемый в течение минуты пакет данных^[2]^[3] содержит сведения о погоде, сигнале тревоги, летнем/зимнем времени (в UTC+1 (MEZ/MESZ)), дату (в том числе день недели) и пр.

Дополнительно содержится информация о начале и конце действия летнего времени, о сбоях в системе.

Биты данных сигнала формируются путём уменьшения амплитуды несущей до 15 % в начале каждой секунды на 0,1 с («0») или на 0,2 с («1»). Продолжительность передачи всей последовательности — 59 секунд. Значения битов:

0	начало; всегда 0
1–14	Информация о погоде компании Meteotime, а также информацию о гражданской защите
15	R: 0=обычная, 1=запасная антенна (с 2003 года)
16	A1: 1=предупреждение о смене часового пояса (передаётся в течение часа)
17, 18	Z1,Z2: зимнее/летнее время. 0,1=MEZ (Центральноевропейское время, зимнее); 1,0=MESZ (Центральноевропейское летнее время)
19	A2: предупреждение о наличии коррекции секунд (передаётся в течение часа)
20	S: стартовый бит для данных о времени; всегда 1
21–24	единицы минут (веса 1, 2, 4, 8)
25–27	десятки минут (веса 1, 2, 4)
28	P1: бит чётности для битов 21-27
29–32	единицы часов (веса 1, 2, 4, 8)
33–34	десятки часов (веса 1, 2)
35	P2: бит чётности для битов 29-34
36–39	единицы дня месяца (веса 1, 2, 4, 8)
40–41	десятки дня месяца (веса 1, 2)
42–44	день недели (веса 1, 2, 4)Понед. - 1, воскр. - 7.
45–48	единицы месяца (веса 1, 2, 4, 8)
49	десятки месяца (вес 1)
50–53	единицы года текущего века (веса 1, 2, 4, 8)
54–57	десятки года текущего века (веса 1, 2, 4, 8)
58	P3: бит чётности для битов 36-57
59	не передаётся (амплитуда не уменьшается, кроме случая с коррекцией секунд: 59 - "0", 60 - амплитуда не уменьшается)

Примечания

Коррекция секунд — дополнительная или отсутствующая секунда, вводится или исключается для согласования UTC и UT1 (см. секунда координации).
Биты A1 и A2 передаются в соответствующих случаях для предупреждения автоматики часов-приёмника, которая может заблокировать неожиданное изменение течения времени, сочтя его помехой или ошибкой.
Нетрудно видеть, что числовые данные передаются в десятичной системе поразрядно (BCD).
Сигнал не имеет возможности аутентификации и легко может быть подделан.
Кодированный сигнал, передающийся на текущую минуту, содержит данные о времени, действительные в последующей минуте после передачи, т. е. в сигнале, транслируемом в 14:30, будет зашифровано время 14:31.

Погодные данные

С ноября 2006 года в сигнал включены данные о погоде в 60 регионах Европы^[4], что даёт возможность приёма прогноза погоды сроком на 4 дня. Данные передаются с помощью проприетарного протокола Meteo Time Protokoll, стоимость лицензии включена в стоимость декодера. Метеоданные поставляет швейцарская фирма Meteo Time GmbH. Информация отображается в виде символов (до 15 символов): облачность, сила и направление ветра (8 баллов и 9 направлений) и текстовой информации: вероятность осадков в процентах, штормовые и специальные предупреждения о грозовой активности, возможности гололёда, содержании озона и дисперсии пыли в воздухе.

Другие страны

Похожие службы точного времени существуют в других странах. Например, в России (RWM, RBU, RTZ и другие), США (WWVB, WWV), Великобритании (MSF), Японии (JJY), Китае (BPC, BPL), на Тайване. Содержание и форматы сигналов никак не стандартизированы и зависят от станции. До 6 сентября 2012 года подобная станция (HBG) работала в Швейцарии на частоте 75 кГц.

Приём в России

Россия не входит в зону обслуживания этого передатчика. Приём радиостанции DCF77 в России возможен, но затруднён. Чем ближе к западной границе России, тем выше вероятность приёма радиостанции DCF77. На открытой в сторону радиостанции местности (отсутствие вблизи высоких домов, холмов) приём будет лучше. Более высокое расположение приёмника (высокий этаж, холм) также способствует улучшению приёма. На европейской части России приём DCF77 почти везде возможен три и более раз в неделю в ночное время при условии низкого уровня местных помех. У западных границ России при использовании высоконаправленных и узкополосных антенн приём возможен и в дневное время. При сочетании нескольких благоприятных факторов приём возможен на очень большом удалении, например, за Уральскими горами, благодаря двойному скачку волны. Обычно это может случиться холодными зимними ночами в период максимальной солнечной активности (высокое число Вольфа) и при низком уровне местных помех.

Приём затруднён или невозможен из-за следующих факторов:

- удалённость от передатчика (низкая напряжённость электромагнитного поля);

- периодические глубокие замирания сигнала (приём происходит, как правило, отражённой от ионосферы волной, отражённая волна образуется в тёмное время суток между заходом и восходом Солнца и подвержена большой переменной интерференции);

- высокий уровень бытовых и индустриальных помех в месте приёма;

- экранирующие способности зданий, сооружений и рельефа местности (высокие обрывы, глубокие каньоны, ущелья, холмы, пещеры и пр.);

- постоянные помехи от воздушных фидеров второго канала проводного радио, работающего на частоте 78 кГц (поэтому приём DCF77, синхронизация различных часов, метеостанций, других устройств в крупных городах и вблизи них возможен лишь в ночное время с 0:05 до 5:50, когда выключены передатчики второго канала проводного радио).

В арктических и субарктических территориях России приём может быть заблокирован полярным сиянием.

Радиостанция передаёт текущие параметры центральноевропейского (среднеевропейского) времени UTC+1 (в прошлом также летнего центральноевропейского (среднеевропейского) времени UTC+2), поэтому при синхронизации времени с этой радиостанцией на некоторых устройствах на территории России может устанавливаться неверное время, а после его коррекции вручную оно будет постоянно изменяться при очередной синхронизации. Для отображения корректного времени в устройстве необходимо настроить часовой пояс и отключить возможность автоматического перехода на летнее время. В случае отсутствия таких настроек лучше отказаться от синхронизации времени по DCF77.

Примечания

↑ Reichweite (нем.). Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). — «Verbreitung von DCF77 Signalen in Europa: Die in 2000 km normalerweise erreichbare Feldstärke des DCF77 Signals ist für handelsübliche DCF77 Empfänger ausreichend». Дата обращения: 12 апреля 2012. Архивировано из оригинала 3 июня 2012 года.
↑ ¹ ² Описание структуры сигнала (рисунок) Архивная копия от 12 сентября 2015 на Wayback Machine (англ.).
↑ Описание структуры сигнала DCF-77 Архивная копия от 16 июля 2012 на Wayback Machine (англ.).
↑ Карта регионов в Европе для передачи метеоданных Архивная копия от 29 сентября 2007 на Wayback Machine (нем.).

Ссылки

Подробное описание на сайте PTB (англ.).

См. также

[1] Reichweite (нем.). Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). — «Verbreitung von DCF77 Signalen in Europa: Die in 2000 km normalerweise erreichbare Feldstärke des DCF77 Signals ist für handelsübliche DCF77 Empfänger ausreichend». Дата обращения: 12 апреля 2012. Архивировано из оригинала 3 июня 2012 года.

[autogenerated1-2] ¹ ² Описание структуры сигнала (рисунок) Архивная копия от 12 сентября 2015 на Wayback Machine (англ.).

[3] Описание структуры сигнала DCF-77 Архивная копия от 16 июля 2012 на Wayback Machine (англ.).

[4] Карта регионов в Европе для передачи метеоданных Архивная копия от 29 сентября 2007 на Wayback Machine (нем.).

[1]

[2]

[3]

[4]