Å telle tiden er ikke like rett frem som de fleste tror. Faktisk selve spørsmålet, "hva er klokka?" er et spørsmål som selv moderne vitenskap kan mislykkes i å svare på. Tid, ifølge Einstein, er relativ; Det går forbi forandringer for ulike observatører, påvirket av slike ting som fart og tyngdekraften.

Selv når vi alle lever på samme planet og opplever tidsforsinkelsen på en lignende måte, kan det være vanskeligere å fortelle tiden. Vår opprinnelige metode for bruk av jordens rotasjon er siden blitt oppdaget å være unøyaktig da Månens tyngdekraften fører til at noen dager er lengre enn 24 timer og noen få blir kortere. Faktisk da de tidlige dinosaurene roaming jorden en dag var bare 22 timer lang!

Mens mekaniske og elektroniske klokker har gitt oss noen grad av nøyaktighet, har vår moderne teknologi krevd langt mer nøyaktige tidsmålinger. GPS, Internett-handel og flytrafikk er bare tre bransjer som ble delt andre timing er utrolig viktig.

Så hvordan holder vi øye med tiden? Bruk av jordens rotasjon har vist seg upålitelig, mens elektriske oscillatorer (kvartsklokker) og mekaniske klokker bare er nøyaktige til et sekund eller to per dag. Dessverre for mange av våre teknologier kan en annen unøyaktighet være altfor lang. I satellittnavigasjon kan lyset reise 300,000 km på litt over et sekund, noe som gjør den gjennomsnittlige sat nav-enheten ubrukelig dersom det var et sekund med unøyaktighet.

Løsningen for å finne en nøyaktig metode for måling av tid har vært å undersøke svært småkvantemekanikken. Kvantemekanikk er studiet av atomet og dets egenskaper og hvordan de samhandler. Det ble oppdaget at elektroner, de små partiklene at baneatomer forandret banen som de bane og frigjort en presis mengde energi når de gjør det.

Når det gjelder cesium-atom, skjer dette nesten ni milliarder ganger i sekundet, og dette nummeret endrer aldri og kan derfor brukes som en ultra pålitelig metode for å holde oversikt over tid. Cesiumatomer bruker din atomklokker, og faktisk er den andre nå definert som litt over 9 milliarder sirkler av stråling av cesiumatomet.

Atomklokkene er grunnlaget for mange av våre teknologier. Hele verdensøkonomien er avhengig av dem med tiden som er videreført NTP-servere tid på datanettverk eller strålet ned av GPS-satellitter; Å sikre hele verden holder den samme, nøyaktige og stabile tiden.

En offisiell global tidsplan, Coordinated Universal Time (UTC), er utviklet takket være atomklokker slik at hele verden kan løpe samtidig til noen tusenedeler av et sekund fra hverandre.

A tidsserver er et vanlig kontorverktøy, men hva er det for?

Vi er alle vant til å ha en annen tid fra resten av verden. Når Amerika våkner, går Honk Kong til sengs, hvorfor verden er delt inn i tidssoner. Selv i samme tidssone kan det fortsatt være forskjeller. På fastlands-Europa er for eksempel de fleste land en time foran Storbritannia på grunn av Storbritannias sesongklokkebytte.

Men når det gjelder global kommunikasjon, kan det ha problemer med å ha forskjellige tidspunkter over hele verden, spesielt hvis du må gjennomføre tidsfølsomme transaksjoner som å kjøpe eller selge aksjer.

For dette formål var det klart ved den tidlige 1970 at det var nødvendig med en global tidsskala. Det ble introdusert på 1 januar 1972 og ble kalt UTC - Koordinert universell tid. UTC holdes av atomur, men er basert på Greenwich Meantime (GMT - ofte kalt UT1) som er en tidsskala basert på jordens rotasjon. Dessverre varierer jorden i sin tur, slik at UTC står for dette ved å legge til et sekund en eller to ganger i året (Leap Second).

Mens det er kontroversielt for mange, er det nødvendig med sprang sekunder av astronomer og andre institusjoner for å hindre dagen i å drive noe ellers ville det være umulig å utarbeide stjernens posisjon i natthimmelen.

UTC er nå brukt over hele verden. Ikke bare er det den offisielle globale tidsskalaen, men brukes av hundretusenvis av datanettverk over hele verden.

Datanettverk bruker a nettverkstidsserver for å synkronisere alle enheter på et nettverk til UTC. De fleste tidsservere bruker protokollen NTP (Network Time Protocol) for å distribuere tid.

NTP-tidsservere mottar tiden fra atomur ved enten langbølge-radiotransmisjoner fra nasjonale fysikklaboratorier eller fra GPS-nettverket (Global Positioning System). GPS satellitter alle har en ombord atomur som stråler tiden tilbake til jorden. Selv om dette tidssignalet ikke er strengt talt UTC (det er kjent som GPS-tid) på grunn av overføringens nøyaktighet, blir det lett omgjort til UTC ved hjelp av en GPS NTP server.

Atomsklokker brukes til tusenvis av applikasjoner over hele verden. Fra å kontrollere satellitter for å til og med synkronisere et datanettverk ved hjelp av a NTP serveratomklokker har forandret måten vi styrer og styrer tiden på.

Med hensyn til nøyaktighet er en atomur uovertruffen. Digitale kvarts klokker kan holde nøyaktig tid i en uke, ikke å miste mer enn et sekund, men en atomur kan holde tid i millioner av år uten å drive så mye.

Atomklokkene arbeide med prinsippet om kvantesprang, en gren av kvantemekanikk som sier at et elektron; en negativt ladet partikkel, vil bane en kjerne av et atom (senteret) i en bestemt renhet eller et nivå. Når den absorberer eller frigjør nok energi, i form av elektromagnetisk stråling, vil elektronen hoppe til et annet plan - kvantespringet.

Ved å måle frekvensen av den elektromagnetiske strålingen som svarer til overgangen mellom de to nivåene, kan tidsforsinkelsen registreres. Cesiumatomer (cesium 133) er foretrukket for timing, da de har 9,192,631,770-sykluser av stråling i hvert sekund. Fordi energienivåene i cesium-atomet (kvantestandardene) alltid er like og er så høyt, er cesium-atomuret utrolig nøyaktig.

Den vanligste form for atomur som brukes i verden i dag er cesiumfontenen. I denne typen klokke projiseres en sky av atomer opp i et mikrobølgekammer og får lov til å falle ned under tyngdekraften. Laserbjelker reduserer disse atomene og overgangen mellom atomets energinivå måles.

Den neste generasjonen av atomklokker blir utviklet, bruk ionfeller i stedet for en fontene. Ioner er positivt ladede atomer som kan bli fanget av et magnetfelt. Andre elementer som strontium blir brukt i disse neste generasjonsklokker, og det anslås at den potensielle nøyaktigheten av et strontiumionfeltklokkeslett kan være 1000 ganger det for de nåværende atomklokkene.

Atomsklokker benyttes av alle slags teknologier; satellittkommunikasjon, Global Positioning System og til og med Internett-handel er avhengig av atomur. De fleste datamaskiner synkroniseres indirekte med en atomur ved å bruke en NTP server. Disse enhetene mottar tiden fra en atomur og distribuerer rundt sine nettverk og sikrer nøyaktig tid på alle enheter.

Atomklokkene er høydepunktet for tidsbesparende enheter. Moderne atomklokker kan holde tid til en slik nøyaktighet at de i 100,000,000 år (100 millioner) ikke mister de enda et sekund i tide. På grunn av dette høye nøyaktighetsnivået er atomurene grunnlaget for verdens tidsskala.

For å tillate global kommunikasjon og tidsfølsomme transaksjoner som kjøp av stabler og deler en global tidsskala, basert på tiden som ble forklart av atomur, ble utviklet i 1972. Denne tidsskalaen, koordinert universell tid (UTC) styres og kontrolleres av International Bureau of Weights and Measures (BIPM) som bruker en konstellasjon av over 230 atomklokker fra 65 laboratorier over hele verden for å sikre høy grad av nøyaktighet.

Atomklokker er basert på atomets grunnleggende egenskaper, kjent som kvantemekanikk. Kvantemekanikk antyder at et elektron (negativt ladet partikkel) som kretser et atoms kjernen, kan eksistere i forskjellige nivåer eller baneplaner, avhengig av om de absorberer eller frigjør den riktige mengden energi. Når en elektron har absorbert eller gitt ut nok energi i kan "hoppe" til et annet nivå, er dette kjent som et kvantespring.

Frekvensen mellom disse to energitilstandene er det som brukes til å holde tid. De fleste atomklokker er basert på cesiumatomet som har 9,192,631,770-perioder av stråling som svarer til overgangen mellom de to nivåene. På grunn av nøyaktigheten av cesiumklokker, vurderer BIPM nå et sekund som skal defineres som 9,192,631,770-sykluser av cesiumatomet.

Atomsklokker brukes i tusenvis av forskjellige applikasjoner hvor presis timing er viktig. Satellittkommunikasjon, flytrafikkontroll, internetthandel og legeforeninger krever at atomklokker holder tid. Atomklokker kan også brukes som en metode for synkronisere datanettverk.

Et datanettverk som bruker en Ntp tid kan enten bruke en radiotransmisjon eller signaler som sendes av GPS-satellitter (Global Positioning System) som en tidskilde. NTP-programmet (eller demonen) vil da sørge for at alle enhetene på det nettverket synkroniseres med tiden som forklart av atomuret.

Ved å bruke en NTP server Synkronisert til en atomur kan et datanett kjøre identisk koordinert universell tid som andre nettverk, slik at tidsfølsomme transaksjoner kan gjennomføres fra hele verden.

NTP-servere brukes av datanettverk som en tidsreferanse for synkronisering. en NTP server er virkelig en kommunikasjonsenhet som mottar tiden fra en atomur og distribuerer den. NTP-servere som mottar en direkte atomur tid er kjent som stratum 1 NTP servere.

En stratum 0-enhet er en atomur selv. Disse er svært dyre og delikate maskinstykker og finnes bare i storskala fysikklaboratorier. Dessverre er det mange regler for hvem som kan få tilgang til en stratum 1-server på grunn av båndbreddehensyn. De fleste stratum 1 NTP-servere er satt opp av universiteter eller andre ideelle organisasjoner, og må derfor begrense hvem som får tilgang til dem.

Heldigvis kan stratum 2-tidsservere tilby anstendig nok nøyaktighet som en tidkilde, og en hvilken som helst enhet som mottar et tidssignal, kan selv brukes som en tidsreferanse (en mottakstid fra en stratum 2-enhet er en stratum 3-server. Enheter som mottar tid fra en stratum 3-server er lag 4-enheter og så videre).

Ntp.org, er det offisielle hjemmet til NTP-bassengprosjektet og langt det beste stedet å gå for å finne en offentlig NTP-server. Det er to lister over offentlige servere tilgjengelig i bassenget; primære servere, som viser stratum 1 servere (de fleste er lukket tilgang) og sekundære som er alle stratum 2 servere.

Når du bruker en offentlig NTP-server, er det viktig å overholde tilgangsregler, da det ikke kan føre til at serveren blir tilstoppet med trafikk, og hvis problemene vedvarer, slettes muligens, ettersom de fleste offentlige NTP-servere er satt opp som generøse handlinger.

Det er noen viktige poeng å huske når du bruker en tidkilde fra over Internett. For det første kan Internett-tidkilder ikke godkjennes. Autentisering er et innebygd sikkerhetsmåte som brukes av NTP, men utilgjengelig over nettet. For det andre, å bruke en Internett-tidkilde krever en åpen port i brannmuren. Et hull i en brannmur kan brukes av ondsinnede brukere og kan føre til at et system er sårbart for angrep.

For de som krever en sikker timing kilde eller når nøyaktighet er svært viktig, en dedikert NTP server som mottar et tidssignal fra enten langbølge-radiotransmisjoner eller husleinettverket.

De WWVB-tidssignal er en dedikert radiosending som gir en nøyaktig og pålitelig kilde til USAs sivile tid, basert på den globale tidsskalaen UTC (Coordinated Universal Time), blir WWVB-signalet sendt og vedlikeholdt av USAs NIST-laboratorium (National Institute for Standards and Tid).

WWVB-tidssignalet kan utnyttes av alle som krever nøyaktig timinginformasjon, selv om hovedbruken er som kilde til UTC-tid for administratorer som synkroniserer et datanettverk med en radioklokke. Radio klokker er virkelig et annet begrep for a nettverkstidsserver som bruker en radiotransmisjon som en tidskilde.

De fleste radiobaserte nettverkstidsservere bruker NTP (Network Time Protocol) for å distribuere tidsinformasjonen i hele nettverket.

WWVB-signalet sendes fra Fort Collins, Colorado. Det er tilgjengelig 24 timer om dagen over det meste av USA og Canada, selv om signalet er sårbart for forstyrrelser og lokal topografi. Brukere av WWVB-tjenesten mottar overveiende et "bølgebølge" -signal. Det er imidlertid også en gjenværende "himmelbølge" som reflekteres av ionosfæren og er mye sterkere om natten; Dette kan resultere i et totalt mottatt signal som er enten sterkere eller svakere.

WWVB-signalet bæres med en frekvens på 60 kHz (til innenfor 2-deler i 1012) og styres av en cesium-atomur basert på NIST

Signalets feltstyrke overstiger 100 μV / m (mikrovolt en meter) i en avstand på 1000 km fra Colorado - som dekker mye av USA.

WWVB-signalet er i form av en enkel binær kode som inneholder informasjon om tid og dato WWVB-tid og datokode inneholder følgende opplysninger: år, måned, dag i måned, ukedag, time, minutt, sommertid nært forestående).

Tid har alltid spilt en viktig rolle i sivilisasjonen. Forståelse og overvåkningstid har vært en av menneskets pre-yrker siden forhistorien, og evnen til å holde oversikt over tid var like viktig for de gamle som det er for oss.

Våre forfedre trengte å vite når den beste tiden var å plante avlinger eller når de skulle samles for religiøse feiringer og å vite at tiden betyr at det er det samme som alle andres.

Tidssynkronisering synkronisering~~POS=HEADCOMP er nøkkelen til nøyaktig tidsbesparelse, ettersom det å arrangere en hendelse på en bestemt tid bare er verdt hvis alle kjører samtidig. I den moderne verden, som virksomheten har flyttet fra et papirbasert system til en elektronisk, er betydningen av tidssynkronisering og søket etter stadig bedre nøyaktighet enda viktigere.

Datanettverk kommuniserer nå med hverandre fra hele verden som utfører milliarder dollar verdt transaksjoner hvert sekund, millisekundens nøyaktighet er nå en del av forretningssuksess.

Datanettverk kan bestå av hundrevis og tusenvis av datamaskiner, servere og rutere, og mens de alle har en intern klokke, med mindre de er synkronisert perfekt sammen, kan et mylder av potensielle problemer oppstå.

Sikkerhetsbrudd, datatap, hyppige krasjer og sammenbrudd, svindel og kundens troverdighet er alle mulige farer ved dårlig datatidsynkronisering. Datamaskiner stole på tid som det eneste referansepunktet mellom hendelser og mange applikasjoner og prosesser er tidsavhengig.

Selv uoverensstemmelser mellom noen millisekunder mellom enheter kan forårsake problemer spesielt i verden av global finans hvor millioner blir oppnådd eller tapt på et sekund. Av denne grunn styres de fleste datanettverk av a tidsserver. Disse enhetene mottar et tidssignal fra en atomur. Dette signalet distribueres deretter til alle enheter på nettverket, slik at alle maskiner har samme tid.

De fleste synkroniseringsenheter styres av dataprogrammet NTP (Network Time Protocol). Denne programvaren kontrollerer regelmessig hver enhetens klokke for drift (sakte eller akselererende fra ønsket tid) og korrigerer det, slik at enhetene aldri svinger fra den synkroniserte tiden.

Tidssynkronisering er nå en integrert del av nettverksadministrasjonen. Nettverk som ikke er synkronisert til UTC-tid (Coordinated Universal Time) blir isolert; kan ikke behandle tidsfølsomme transaksjoner eller kommunisere sikkert med andre nettverk.

UTC-tid har blitt utviklet for å tillate hele kloden å kommunisere under en enkelt tidsramme, og den er basert på tiden som ble fortalt av atomklokkene.

For å synkronisere til UTC-tid, kobler mange nettverksadministratorer til en Internett-tidkilde og antar at de mottar en sikker kilde til UTC-tid. Det er imidlertid fallgruver til dette og ethvert nettverk som krever sikkerhet, bør ALDRI bruke Internett som en tidskilde:

1. For å bruke en Internett-tidkilde må en port videresendes i brannmuren. Dette "hullet" for å tillate at tidsinformasjonen går gjennom, kan benyttes av noen andre også.
2. NTP (Network Time Protocol) har et innebygd sikkerhetsmåte som kalles godkjenning som sikrer at en tidkilde er akkurat som den sier det er, kan dette ikke utnyttes over Internett.
3. Internett timing kilder er helt unøyaktig. En undersøkelse av Nelson Minar fra MIT (Massachusetts Institute of Technology) oppdaget at mindre enn halvparten var nær nok til UTC-tid for å bli beskrevet som pålitelig (noen hvor minutter og enda timer ute!).
4. Avstand over Internett kan gjøre enda en ekstremt nøyaktig Internett-timingskilde ubrukelig som avstanden til klienten kan føre til forsinkelse.
5. En dedikert tidsserver vil bruke en radio av GPS-tidssignal som kan revideres for å garantere nøyaktigheten, gi sikkerhet og juridisk beskyttelse. Internett timing kilder kan ikke.

dedikert NTP-servere tid gir ikke bare større beskyttelse og sikkerhet enn Internett-tidskilder. De tilbyr også uberørt nøyaktighet med både GPS- og tid- og frekvensradiooverføringer (som MSF, DCF eller WWVB) nøyaktig innen noen få millisekunder UTC-tid.

GPS tidsservere er nettverkstidsservere som mottar et tidssignal fra GPS-nettverket og distribuerer det blant alle enheter på et nettverk som sikrer at hele nettverket er synkronisert.

GPS er en ideell tidskilde som et GPS-signal er tilgjengelig hvor som helst på kloden. GPS står for Global Positioning System, GPS-nettverket eies av det amerikanske militæret og styres og drives av den amerikanske luftvåpen (romfløyen). Det er imidlertid siden slutten av 1980 blitt åpnet opp til verdens sivile befolkning som verktøy for å hjelpe navigasjonen.

GPS-nettverket er faktisk en konstellasjon av 32-satellitter som bane jorden, de gir egentlig ikke posisjoneringsinformasjon (GPS-mottakere gjør det), men overfører et timingsignal fra deres atomklokker ombord.

Dette timing-signalet er det som brukes til å utarbeide en global posisjon ved triangulerende 3-4-timingssignaler. En mottaker kan finne ut hvor langt og dermed stillingen du er fra en satellitt. I hovedsak er en global posisjonerings-satellitt bare en omløpende klokke, og det er denne informasjonen som sendes ut som kan hentes av en GPS-tidsserver og distribueres blant et nettverk.

Mens strengt tatt GPS-tid ikke er den samme som den globale tidsskala UTC (koordinert universell tid), a GPS tidsserveren vil automatisk konvertere tidsformatet til UTC.

En GPS-tidsserver kan gi uberørt nøyaktighet med nettverk som kan opprettholde nøyaktighet innen noen få millisekunder av UTC.