在學校的上課下課生活作息,都是靠鐘聲來進行, 學校的時鐘系統, 最普遍接觸到的, 就是上下課的鐘聲, 在古早年代這是要靠校工敲噹噹噹, 巡迴在校園裡面定時—敲鐘. 當然, 在數位科技的年代, 這個敲鐘早就被自動電腦系統取代了, 配合學校的廣播系統, 加上數位鐘聲, 就可以預先訂好上下課時間, 電腦就會自動透過廣播系統傳出鐘聲。
提到鐘聲,得說下你我熟知的這個上下課鐘聲,來,在這裡聽一遍。我們曾經在這篇世界最著名的時鐘 – 倫敦大笨鐘 Big Ben裡面提到,英國西敏寺的大笨鐘,沒錯,這些學校的鐘聲,你聽了幾十年,就是著名的英國西敏寺大笨鐘聲。可以在這裡聽一遍西敏寺的大笨鐘聲,也可以比較一下學校常用的鐘聲。
整個報時鐘聲系統,多半是跟學校的廣播系統做在一起,當然有各式各樣複雜的廣播功能會加在裡面,例如說可以分區廣播、擴大機、麥克風音質等等,不過回到鐘聲的系統,最關鍵你要問的,就是這個關係到全校師生作息的打鐘系統,它的時間信號來源到底準不準?
現代化電子打鐘系統回到它的核心,就是定時器跟數位鐘聲。定時器決定時間,數位鐘聲系統發出鐘聲,然後透過校園廣播傳出。因此,關鍵就是定時器的時間,它的標準是什麼?
我們曾經介紹過標準時間訊號的來源,有GPS對時、NTP網路對時、電波對時。對學校打鐘廣播系統的定時器,基本上適合採用GPS對時跟NTP網路對時,而電波對時則適合在教室端使用。
電子石英定時器
普通的定時器,價格便宜的產品它都是用本身的內建時鐘,就像是電子手錶一樣,內建電子石英鐘,然後手動去調整。石英鐘的原理我們在這篇文章介紹過,一般來說石英鐘誤差一天在一秒之內,一個月±15秒(其實就是30秒)。一年的話就會差個五、六分鐘。這對於考試分秒必爭的學子來說,這可是沒法接受的誤差,因此學校的定時器,就需要經常去調整誤差時間。就是打電話到117報時台,然後很快速的調整定時器時間。這樣的手動調整方法,就跟你家調鬧鐘一樣,不用想也知道問題很大,鬧鐘可以這樣調,學校廣播的鐘聲哪能這麼調。所以這定時器,就得要有能夠自動校正時間的對時訊號來源。
但如果說預算真的是有限,只能購買電子石英定時器,那肯定要在定時器放置的房間牆上掛個自動對時電波鐘,起碼可以透過電波鐘呈現標準時間,然後不定時的來查看定時器的時間是否正確。
GPS 對時
ALFASO法詩計時曾經在這篇文章裡面,詳細解釋了GPS對時的原理跟應用。
學校打鐘廣播系統,理想的時間訊號來源就是正確度最高的GPS,透過衛星定位系統傳送精確度度極高的原子鐘時間信號,經過GPS衛星接收器之後,傳送到學校報時廣播系統定時器,這又可以確保定時器的時間絕對正確,然後可以依照標準時間發出上下課鐘聲廣播。
NTP 網路對時
ALFASO法詩計時的部落格文章,也對NTP網路對時有過完整的說明,如果對於這樣技術不明白的人,可以回顧一下。
雖然說網路對時主要都是提供給電腦系統對時,由於電腦技術的成熟,許多電子產品背後都是內嵌式電腦作業系統,外表看起來不像電腦,但裡面跑的是微軟Windows或是Linux系統。對這樣的電腦內嵌式廣播系統,它的對時方式就可以用NTP網路對時了,以學校單位的需求只要到秒精確即可,不需要到精度更高微秒等,因此可以直接連接中華電信研究所時間與頻率國家標準實驗室,所提供的國家標準時間NTP服務器,也可以設定國外的NTP服務器,例如美國海軍觀測實驗室NTP作為備援輔助。
總結
對學校來說,廣播打鐘系統是必要的配備,而定時器在整個打鐘系統中扮演著重要角色。從最簡單便宜的電子石英定時器,它每個月有±15秒誤差,如果搭配在牆上掛法詩電波鐘,那麼至少可以經常確認是否時間有誤差。
如果經費足夠,那就是看採購的設備是屬於可外接GPS對時,或者是本身是跑電腦內嵌作業系統,可以接網路做對時。GPS最準確,不過由於GPS通常要裝在屋頂,還要拉線到廣播系統的機房,整體費用會比較高。而學校裡都會有網路,因此連接上NTP接收網路對時訊號不是問題,在精確度上也足夠上下課打鐘所用。