Référence de temps et de fréquence pour

Station au sol par satellite et station de télécommunications mobiles

Satellite Ground Station Mobile Telecom Station

Les stations au sol par satellite modernes nécessitent des références de temps et de fréquence très fiables et précises pour garantir un fonctionnement sûr et efficace des sous-systèmes critiques tels que la télémétrie, le suivi, la commande (TT&C), la synchronisation radar, les convertisseurs de fréquence et le traitement des données de mission. Chaque sous-système doit partager une référence temporelle commune-cohérente en phase pour corréler les événements, synchroniser la capture de données et coordonner les transmissions RF.

De même, les stations de base de télécommunications mobiles nécessitent un timing précis pour la synchronisation des opérateurs, la gestion des transferts et les services basés sur la localisation dans les réseaux 4G/5G. Les stations de base fonctionnant en mode Time Division Duplex (TDD) dépendent d'un alignement temporel serré pour éviter les interférences entre les transmissions en liaison montante et en liaison descendante.

Cette note d'application décrit une architecture de synchronisation de temps et de fréquence entièrement redondante utilisant nos équipements de temps et de fréquence, offrant une commutation transparente, des sorties de fréquence stables et une distribution à grande échelle-pour les stations au sol par satellite et les environnements de télécommunications mobiles.

Configuration système requise

Une station au sol ou un système de chronométrage de télécommunications doit offrir les capacités suivantes :

• Une référence GNSS-disciplinée stable et précise pour la synchronisation du système

• Redondance automatique en cas de panne d'équipement ou de perte de signal

• Distribution de 1 PPS, 10 MHz, IRIG-B et NTP/PTP sur plusieurs sous-systèmes.

• Détection rapide des défauts et commutation fiable

• Prise en charge des longs parcours de câbles, des environnements EMI-lourds et des chemins de distribution isolés

• Continuité de synchronisation pendant les pannes du GNSS via un maintien d'oscillateur à haute stabilité-

Produits recommandés

Serveur de référence de temps et de fréquence GS5500

Le GS5500 intègre un récepteur de synchronisation BeiDou/GPS de haute-précision qui discipline et verrouille la phase-la source d'horloge interne-haute performance (oscillateur à cristal ou rubidium, sélectionnable par l'utilisateur-) aux signaux satellite. Il produit 1PPS, 10 MHz, IRIG-B(DC) et prend en charge la distribution de temps réseau NTP et PTP (IEEE 1588v2). Lorsque la référence GNSS externe est perdue, l'appareil passe automatiquement en mode de maintien interne, maintenant ainsi la précision de la sortie.

Serveur de temps GS5620B Rubidium

Pour les applications nécessitant une capacité de maintien étendue dans des environnements GNSS-refusés, le GS5620B offre une stabilité de fréquence basée sur le rubidium-avec une précision de maintien supérieure à 1 microseconde par jour. Il constitue une source de synchronisation de secours idéale ou une référence principale pour les installations distantes avec une visibilité satellite intermittente.

Distributeur de commutation redondant GS5227 1PPS/10 MHz

Le GS5227 accepte deux entrées 1PPS et 10 MHz avec capacité de commutation automatique ou manuelle. Il permet une détection rapide des défauts et une commutation entre des sources de synchronisation redondantes, garantissant une fourniture de référence ininterrompue aux sous-systèmes critiques.

Amplificateur de distribution GS6601A 10 MHz

Cet appareil distribue une seule entrée de 10 MHz à 12 canaux de sortie isolés avec une excellente cohérence de phase. Chaque canal de sortie est tamponné indépendamment, évitant ainsi les problèmes d'inadéquation d'impédance et garantissant l'intégrité du signal sur tous les sous-systèmes connectés.

Amplificateur de distribution GS6605A 1PPS

Le GS6605A fournit une distribution 1PPS sur 12-canaux avec un écart de phase inter-canaux inférieur à 1 nanoseconde. Il prend en charge les niveaux de sortie TTL et LVTTL, sélectionnables par canal ou globalement, répondant aux diverses exigences d'entrée du sous-système.

Module GS5002 GPSDO

Pour les applications intégrées nécessitant une synchronisation GNSS-disciplinée compacte, le module GS5002 GPSDO fournit des sorties 1 PPS et 10 MHz avec un faible bruit de phase. Il peut être intégré directement dans un équipement personnalisé ou utilisé comme référence d'oscillateur local dans les sous-systèmes RF.

Architecture du système

L'architecture se compose de trois couches : la couche source de référence, la couche de commutation et de distribution et la couche d'accès au sous-système.

Au niveau de la couche source de référence, deux unités GS5500 (ou une GS5500 et une GS5620B) fonctionnent en parallèle en tant que source A et source B. Chaque unité reçoit des alimentations d'antenne GNSS indépendantes et génère des sorties disciplinées 1PPS, 10 MHz et IRIG-B. Les deux unités alimentent les modules de distribution redondants.

Au niveau de la couche de commutation et de distribution, le commutateur redondant GS5227 gère le basculement automatique entre les deux sources. Le GS6601A distribue 10 MHz aux équipements RF, tandis que le GS6605A distribue 1PPS aux sous-systèmes numériques. Le GS5500 fournit également PTP/NTP sur le réseau local de la station.

Au niveau de la couche d'accès au sous-système, les signaux sont transmis aux contrôleurs d'antenne, aux analyseurs de spectre, aux générateurs de signaux, aux processeurs de bande de base, aux modems, aux systèmes d'enregistrement et aux équipements de test. Chaque sous-système reçoit une synchronisation cohérente de phase-, permettant une corrélation précise des événements et un alignement des données.

Source	Type de signal	Distributeur	Consommateurs typiques
GS5500	1 PPS (TTL/LVTTL)	GS6605A	Contrôleurs d'antenne, unités de bande de base, systèmes d'enregistrement
GS5500	10 MHz (sinusoïdal)	GS6601A	Convertisseurs RF, analyseurs de spectre, générateurs de signaux
GS5500	IRIG-B(DC)	GS6606	Ordinateurs de mission, affichages de temps, systèmes d'automatisation
GS5500	PTP/NTP	Commutateur réseau	Serveurs informatiques, systèmes de surveillance, consoles de gestion
GS5620B	1 PPS + 10 MHz	GS5227	Référence de sauvegarde pour tous les sous-systèmes

Recommandations d'intégration

Pour des performances optimales, les directives d'intégration suivantes sont recommandées :

• Utilisez un câble coaxial à phase-stable (RG-223 ou supérieur) pour les circuits de distribution à 10 MHz dépassant 30 mètres.

• Utilisez une paire torsadée blindée (RS-422) pour 1 PPS et IRIG-B sur des distances supérieures à 100 mètres.

• Installez des antennes GNSS redondantes espacées d'au moins 5 mètres pour atténuer les interférences en mode commun-.

• Configurez le GS5500 pour la commutation automatique de source avec notification d'interruption SNMP au NMS.

• Vérifiez l'alignement de phase entre toutes les sorties 1PPS à l'aide d'un compteur d'intervalles de temps lors de la mise en service.

Conclusion

Cette architecture redondante fournit un système de référence de temps et de fréquence extrêmement robuste, précis et maintenable, adapté aux opérations critiques des stations au sol et des télécommunications. Utilisant deux sources de temps GS5500 et des modules de distribution redondants, l'installation bénéficie d'une redondance complète du signal, de références GNSS-disciplinées à haute-stabilité, d'une distribution de sortie isolée à grande-, ainsi que d'une supervision et de diagnostics complets. Cette configuration est bien adaptée-aux stations au sol de satellites, aux opérations de lancement, aux centres de suivi, aux stations de base 5G et aux infrastructures de synchronisation-critiques.