Nøyaktighet i tidsbesparende atomklokker og tidsservere
Postet av Stuart on September 25th, 2008
Utviklingen av atomur gjennom hele det tjue århundre har vært grunnleggende for mange av teknologiene vi bruker hver dag. Uten atomur ville mange av innovasjonene i det tjuende århundre ganske enkelt ikke eksistere.
Satellittkommunikasjon, global posisjonering, datanettverk og til og med Internett ville ikke kunne fungere som vi er vant til hvis det ikke var atomklokker og deres ultra-presisjon i tidevann.
Atomklokkene er utrolig nøyaktige kronometre som ikke mister et sekund i millioner av år. Til sammenligning kan digitale klokker miste en sekund hver uke, og de mest intrikatiske nøyaktige mekaniske klokkene mister enda mer tid.
Årsaken til atomurens utrolige presisjon er at den er basert på en oscillasjon av et enkelt atom. En svingning er bare en vibrasjon på et bestemt energinivå i tilfelle de fleste atomklokker de er basert på resonansen til cesiumatomet som oscillerer nøyaktig 9,192,631,770 ganger hvert sekund.
Mange teknologier stole nå på atomklokker for deres uberørte nøyaktighet. Det globale posisjonssystemet er et godt eksempel. GPS-satellitter har alle om bord en atomur og det er denne tidsinformasjonen som brukes til å utarbeide posisjonering. Fordi GPS-satellitter kommuniserer ved hjelp av radiobølger, og de reiser med lysets hastighet (180,000 miles et sekund i et vakuum), kan små unøyaktigheter i tiden gjøre posisjonering unøyaktig av hundrevis av miles.
Et annet program som krever bruk av atomur er i datanettverk. Når datamaskiner snakker med hverandre over hele kloden, er det viktig at de alle bruker samme tidkilde. Hvis de ikke gjorde det, ville tidsfølsomme transaksjoner som Internett-shopping, online-reservasjoner, børsen og til og med sende en e-post være nesten umulig. E-postmeldinger ville ankomme før de ble sendt, og det samme elementet på et Internett-shoppingområde kunne selges til mer enn én person.
Av denne grunn er en global tidsskala kalt UTC (Koordinert Universal Time) basert på tiden som atomklokker er blitt utviklet. UTC leveres til datanettverk via timeservere. De fleste tidsservere bruker NTP (nettverksprotokoll) for å distribuere og synkronisere nettene.
NTP-servere tid kan motta UTC-tid fra en rekke kilder, vanligvis kan atomklokker ombord på GPS-systemet brukes som en UTC-kilde av en tidsserver som er koblet til en GPS-antenne.
En annen metode som er ganske vanlig brukt av NTP tidsservers er å benytte langvarig radiotransmisjon kringkastet av flere landes nasjonale fysikklaboratorier. Mens det ikke er tilgjengelig overalt og ganske mottakelig for lokal topografi, gir sendingene en sikker måte å motta timing kilden på.
Hvis ingen av disse metodene er tilgjengelige, kan en UTC-tidkilde mottas fra Internett, selv om nøyaktighet og sikkerhet ikke er garantert.
Dette innlegget ble skrevet av Stuart
