Kommerzielle Atomuhr hält Zeit über zwei Monate auf 100 ns genau

Kompaktes, autonomes Zeitnormal auf Cäsium-Basis Kommerzielle Atomuhr hält Zeit über zwei Monate auf 100 ns genau

15.06.2023 Quelle: Pressemitteilung 2 min Lesedauer

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In vielen Anwendungen muss das Timing oder die Frequenz präzise synchronisiert sein. Meist geschieht dies über Satellitennavigationssysteme wie GPS – und sollten die ausfallen, kann eine jetzt von Microchip vorgestellte neue Cäsium-Atomuhr monatelang autonom die Zeit halten.

Hält die Zeit über zwei Monate auf 100 ns genau: Die neue kommerzielle Cäsium-Atomuhr 5071B von Microchip(Bild: Microchip Technology) — Hält die Zeit über zwei Monate auf 100 ns genau: Die neue kommerzielle Cäsium-Atomuhr 5071B von Microchip
(Bild: Microchip Technology)

Von Mobiltelefonen und Bankgeschäften bis hin zu komplexen Unterwasser-Verteidigungsmissionen: In vielen dieser Anwendungen kommt es entscheidend auf synchronisierte, präzise Timing- und Frequenzlösungen an, um Daten wie vorgesehen sichern und verarbeiten zu können. Meist bilden hier globale Satellitennavigationssysteme (GNSS) die Basis für diese genaue Zeit und Frequenz, doch GNSS sind anfällig für Jamming- und Spoofing-Angriffe.

Eine Backup-Lösung stellt Microchip nun mit der neuen kommerziellen Cäsium-Atomuhr 5071B vor, die eine langfristige und präzise Zeit- und Frequenzlösung für verschiedene Branchen wie Telekommunikation, Rechenzentren, Messtechnik, Luftfahrt oder Verteidigung bietet –und im Falle von GNSS-Störungen monatelang autonom die Zeit halten kann.

Kompakte Backup-Lösung für hochgenaue Zeit

Im 19-Zoll-Rackmount-Gehäuse mit drei Höheneinheiten (3U) stellt die Uhr eine kompakte Lösung dar, die sie sich im Vergleich zu deutlich größeren stationären bzw. Labor-Alternativen leicht transportieren und sichern lässt. Im Vergleich zum Vorgängermodell 5071A verfügt die 5071B über aktualisierte Elektronik, um möglicher Veralterung oder nicht-RoHS-konformen Schaltkreisen entgegenzuwirken. Das neue Modell erfüllt jetzt vollständig die RoHS-Richtlinie und ist damit in Regionen mit entsprechenden Vorschriften einsetzbar.

Die Uhr bietet eine Holdover-Zeitspanne von 100 ns für mehr als zwei Monate und hält die Systemsynchronisation aufrecht, wenn GNSS-Signale wie GPS nicht verfügbar sind. Damit könnte beispielsweise ein 5G-Netzwerk monatelang ohne GNSS voll funktionsfähig bleiben.

Als Cäsium-Strahlrohr-Atomuhr ohne deterministische Langzeit-Frequenzdrift bietet die 5071B eine absolute Frequenzgenauigkeit von 5x10-13 oder 500 Billiardstel unter allen spezifizierten Umgebungsbedingungen über die gesamte Lebensdauer des Produkts. Diese Genauigkeit ermöglicht es Systemen in der Satellitenkommunikation, über sehr kleine Frequenzbänder zu senden und zu übertragen, ohne während der gesamten Lebensdauer des Produkts aus dem Band zu driften.

Kontinuierlicher Betrieb bei GNSS-Ausfällen

Im Einsatz kann die 5071B zum Beispiel die kritische Kommunikation zwischen einem Flugzeug und der Flugverkehrskontrolle aufrechterhalten und besser synchronisieren. Die Flugsicherung in den USA nutzt Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) und Wide Area Multilateration (WAM), um die Position von Flugzeugen im gesamten nationalen Luftraum genau zu lokalisieren. Die Stabilität der 5071B ermöglicht dabei eine genauere Ortung und einen kontinuierlichen Betrieb bei GNNS-Ausfällen.

Die Cäsium-Atomuhr 5071B ist ab sofort im 3U-19-Zoll-Rackmount-Gehäuse in zwei Leistungsstufen erhältlich und wird durch Microchips Software-Tool Clockstudio bezüglich der Steuerung und Überwachung von Daten unterstützt. (cg)

Makroskopischer Tischaufbau komplexer Lasersysteme in einer optischen Atomuhr. (Bild: Ulrich Rosowski, Heinrich Heine University of Düsseldorf)

Eindruck von Experimenten, die mit einem Straßenfahrzeug durchgeführt wurden, wobei das Prototypsystem im Green Village auf dem Campus der TU Delft eingesetzt wurde. (Bild: TU Delft)

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