Merkezi Saat ( Central Clock ) Sistemlerinin  Önemi ve Uygulamaları

 

Gökhan Aktaş , Özcan Kaya

 

Zaman… Günümüzün en önemli değeri.

Zaman kadar zamanı doğru tanımlamak gelişen teknoloji ile artık yüksek hızlılık büyük bir ihtiyaç. Fakat hız eş zamanlı olarak kontrol edilemezse büyük problemler yaratacaktır. Örneğin günümüzde en çok rağbet gören şehir içi ulaşım aracı olan metrolar veya hava limanları veya hızlı trenler… Tüm sistemler birbirine bağlı gerçek zamana (Real-time) göre çalışmak zorundadır.  Aynı hat üzerinde o kadar fazlalar ki… Birinde oluşabilecek en ufak bir zamanlama hatası büyük bir felaketlerle sonuçlanması kaçınılmaz olurdu.

Başka bir örnekle hastane gibi insan hayatının söz konusu olduğu yerlerde, ameliyat yapan operatör doktorlar zamana karşı yarışmaktalar. Tüm tıbbi donanımın da bu yarışta doktora eş zamanlı olarak yardımı hayati önem taşımaktadır. Endüstriyel tesisler, ilaç fabrikaları gibi zaman kıstasının önemli olduğu birçok örnek saymak mümkün.

Herhangi bir zincirleme olayda saliseler mertebesinde olay-zaman ilişkisi ve sıralaması kaza analizi vb. hukuki anlamda da önem kazanabilmektedir. Yukarıda anlatılan örneklerde de olduğu gibi günümüzde kullanılan birçok hayati sistemlerin hassas bir biçimde birbiriyle eş zamanlı çalışması çok büyük “yaşamsal” önem taşımaktadır. İşte tam bu noktada, “Merkezi Tarih / Saat Sunucuları” bu amaca hizmet etmek üzere tasarlanmışlardır.

Merkezi Tarih / Saat Sunucuları nedir?

Merkezi Tarih / Saat Sunucuları, bir merkezden kendisine bağlı olan mekanik ya da elektronik saatlerin eş zamanlı çalışmasını sağlayan, yine aynı şekilde kendisine bağlı olan bir bilgisayar network ağındaki tüm cihazların tarih ve saatlerini eşitlemeye yarayan cihazlardır. Eşitlenen tüm saat ve cihazlar saniye noktasına kadar aynı tarih ve saati gösterirler.

İhtiyaca göre sunucunun üzerindeki herhangi bir donanımın arızalanmasına karşın tam yedekli olarak üretilebilen bu sistemler, kendilerini de başka tarih saat sunucularıyla birçok farklı saat protokolleri kullanarak eşitleyebilme yeteneğine sahiptirler. Bu eşitlemeyi, dünya çevresindeki uydulardan her saniye yayınlanan tarih saat bilgisini bir GPS modül ve anteni sayesinde uydulardan sağlanan konum/tarih/saat (NMEA) bilgilerini algılayabildikleri gibi atomik saatlerden internet ortamında yayınlanan tarih saat verileri ile de yapabilmektedir.





Merkezi Saat Sistemleri yolcu bilgilendirme sistemlerinde de efektif olarak kullanılır. Havaalanları, otobüs ve tren terminalleri gibi yerlerde, ana ait tarih saat bilgisi ile birlikte kalkış ve varış saatlerini gösterir tabelalar müşterinin istediği ölçü ve özelliklerde üretici firma tarafından özel olarak tasarlanabildiği gibi, stadyumlara özel skorbord gibi çözümler de yapılabilmektedir. Ayrıca otopark sistemleri için de çözümler bulunmaktadır.

Günümüzde merkezi saatler birkaç protokolde tarih/zaman sunucusu olarak çalışabilmektedir.

Bu protokoller aşağıdadır.



1)Impulse (Tetiklemeli) Sistemler

En eski saat sistemi olan bu sistemler, merkezi saat sunucusu tarafından her saniye ya da dakikada bir 24 Volt pals göndererek devamında bağlı bulunan mekanik yâda elektronik slave saatleri tetiklerler. Seçilen metoda göre (saniye / dakika pals) slave saatler aynı anda tetiklendiği için her zaman aynı zamanı gösterirler. Örnek olarak bir metro istasyonu veya havalimanı yolcu bekleme salonlarında bulunan mekanik saatler genellikle bu yöntemle çalışmaktadır.

2)NTP (Network Time Protocol)

Bu sistemler, “UDP 123” portunu kullanarak  değişken gecikmeye sahip paket anahtarlamalı ağlar üzerindeki bilgisayar veya gömülü (embedded) cihaz saatlerinin eş zamanlanmasının sağlanması için kullanılan bir protokoldür. Protokol, jitter buffer kullanımı sayesinde özellikle değişken gecikmenin etkilerine karşı dirençli olacak şekilde tasarımlanmıştır. Bir merkezi saat sunucusu network ağında bulunan ve NTP client modunu destekleyen sınırsız sayıdaki cihazı eş zamanlayabilir. Ayrıca POE (power of Ethernet) desteği olan analog ve dijital saatlerin de ayrıca besleme kablosuna ihtiyaç duymaksızın kullanımı mümkündür.

4)IRIG Time Code

IRIG zaman kodları, ABD Kara Kuvvetleri Komutanlık Konseyi (RCC) üyesi olan Inter-Range Enstrümantasyon Grubu (IRIG) tarafından geliştirildi. Standart ilk olarak 1960 yılında yayınlandı ve RCC'nin Telekomünikasyon ve Zamanlama Grubu (TTG) tarafından birkaç güncellendi. En son sürüm, Eylül 2004'te güncellenen IRIG standart 200-04 "IRIG Seri Zaman Kodu Biçimleri" dir. IRIG zaman kodları kullanım alanlarına göre 6 farklı tipte üretilmiştir. IRIG-B, bu formatlardan en fazla kullanılan sürümüdür. IRIG formatları ve pals aralıkları aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.

4)Wireless Sistemler

Merkezi saat sunucuları bazı ek cihazlarla kablosuz sistem olarak ta uygulanabilir.  Böylelikle kablo çekilmesinin imkânı olmadığı yerlerde bu sistemler çözüm sağlayabilmektedir. Açık alanda 200 metreye kadar çalışabilen bu sistemler kullanılan bölgeye göre, sinyalin kaç duvar veya betonarme blok arasından geçeceği, blokların veya duvarların  kalınlığı ve cinsine göre bu mesafeler kısalırlar. Bu gibi durumlarda sinyal kuvvetlendirici (repeater) üniteler kullanılarak açık ya da kapalı alanlarda mesafeler uzatılabilmektedir.