Atomsklokker er et vidunder sammenlignet med andre former for tidtakere. Det ville ta over 100,000 år for en atomur til å miste et sekund i tide, som er svimlende, spesielt når du sammenligner det med digitale og mekaniske klokker som kan drive så mye om dagen.

Men atomklokkene Det er ikke praktiske deler av utstyret å ha rundt kontoret eller hjemme. De er store, dyre og krever at laboratorieforholdene fungerer effektivt. Men å bruke en atomur er rettferdig nok, spesielt som atomiske tidtakere liker NIST (Statens institutt for standarder og tid) og NPL (National Physical Laboratory) kringkaste tiden som fortalt av deres atomur på kortbølgeradio.

NIST sender signalet, kjent som WWVB fra Boulder, Colorado, og det sendes på ekstremt lav frekvens (60,000 Hz). Radiobølgene fra WWVB-stasjonen kan dekke alle kontinentale USA, pluss mye av Canada og Mellom-Amerika.

NPL-signalet sendes i Cumbria i Storbritannia, og det overføres langs liknende frekvenser. Dette signalet, kjent som MSF, er tilgjengelig over hele Storbritannia, og lignende systemer er tilgjengelige i andre land som Tyskland, Japan og Sveits.

Radiostyrte atomklokker mottar disse lange bølgesignalene og korrigerer seg i henhold til hvilken drift klokken registrerer. Datanettverk utnytter også disse atomklocksignalene og bruker protokollen NTP (Network Time Protocol) og dedikert NTP-servere tid å synkronisere hundrevis og tusenvis av forskjellige datamaskiner.

Selv om det finnes flere protokoller tilgjengelig for tidssynkronisering, blir mesteparten av nettverkstid synkronisert med enten NTP eller SNTP.

Nettverkstidsprotokoll (NTP) og Simple Network Time Protocol (SNTP) har eksistert siden starten av Internett (og i tilfelle NTP, flere år på forhånd) og er langt de mest populære og utbredte tidssynkroniseringsprotokollene.

Men forskjellen mellom de to er liten og bestemmer hvilken protokoll som er best for a ntp tid server eller et bestemt tidssynkroniseringsprogram kan være plagsomt.

Som navnet antyder, SNTP er en forenklet versjon av Network Time Protocol, men spørsmålet blir ofte spurt: 'Hva er forskjellen?'

Hovedforskjellen mellom de to versjonene av protokollen er i algoritmen som brukes. NTPs algoritme kan spørre flere referanse klokker en beregning som er den mest nøyaktige.

SNTP-bruk for lavprosesseringsenheter - den passer til mindre kraftige maskiner, krever ikke NTP høy nøyaktighet. NTP kan også overvåke eventuelle offset og jitter (små variasjoner i bølgeform som følge av spenningsforsyningsfluktuasjoner, mekaniske vibrasjoner eller andre kilder) mens SNTP ikke gjør det.

En annen stor forskjell er i måten de to protokollene justerer for drift i nettverksenheter. NTP vil øke hastigheten på eller senke en systemur for å matche tiden til referanse klokken kommer inn i NTP server (slewing) mens SNTP bare vil gå fremover eller bakover systemuret.

Denne trinnringen av systemtiden kan forårsake potensielle problemer med tidsfølsomme applikasjoner, spesielt i trinnet er det ganske stort.

NTP brukes når nøyaktighet er viktig, og når tiden kritiske applikasjoner er avhengige av nettverket. Den komplekse algoritmen er imidlertid ikke egnet til enkle maskiner eller de med mindre kraftige prosessorer. SNTP derimot passer best for disse enklere enhetene, da det tar opp mindre datamaskiner, men det er ikke egnet for en hvilken som helst enhet der nøyaktigheten er kritisk eller hvor tiden kritiske applikasjoner er avhengige av nettverket.

Å kjøpe riktig tid til nettverkssynkronisering er bare mulig takket være atomur. Sammenlignet med standard timing enheter og atomur er millioner av ganger mer nøyaktige med de nyeste designene som gir nøyaktig tid til innen et sekund i et 100,000-år.

Atomklokker bruker uendelig resonans av atomer under forskjellige energitilstander for å måle tiden som gir et atomfelt som forekommer nesten 9 milliarder ganger i sekundet når det gjelder cesiumatomet. Faktisk er resonansen av cesium nå den offisielle definisjonen av et sekund som har blitt vedtatt av det internasjonale enhetssystemet (SI).

Atomsklokker er baseklokker som brukes til den internasjonale tiden, UTC (Koordinert universell tid). Og de gir også grunnlag for NTP-servere å synkronisere datanettverk og tidssensitive teknologier som de som brukes av flytrafikkontroll og andre tidssensitive applikasjoner på høyt nivå.

Å finne en atomurkilde for UTC er en enkel prosedyre. Spesielt med tilstedeværelsen av online tidskilder som de som tilbys av Microsoft og National Institute for Standards og Tid (windows.time.com og nist.time.gov).

Men disse NTP-servere er det som er kjent som stratum 2-enheter som betyr at de er koblet til en annen enhet som igjen får tiden fra en atomur (med andre ord en brukt kilde til UTC).

Selv om nøyaktigheten av disse stratum-2-serverne er ubestridelig, kan det påvirkes av avstanden klienten er fra tidsserverne, de er også utenfor brannmuren, noe som betyr at enhver kommunikasjon med en online-tidsserver krever en åpen UDP (User Datagram Protocol) port for å tillate kommunikasjonen.

Dette kan forårsake sårbarheter i nettverket, og brukes ikke av denne grunnen i ethvert system som krever fullstendig sikkerhet. En sikrere (og pålitelig) metode for å motta UTC er å bruke en dedikert Ntp tid. Disse tidssynkroniseringsenhetene mottar tiden direkte fra atomklokker, enten sendes på langbølge av steder som NIST eller NPL (Nasjonalt fysisk laboratorium - Storbritannia). Alternativt kan UTC stammer fra GPS-signalet som sendes av satellittkonstellasjonen i GPS-nettverket (Global Positioning System).

En av verdens mest nøyaktige atomklokker skal lanseres i bane og knyttes til den internasjonale romstasjonen (ISS) takket være en avtale undertegnet av det franske rombyrået.

Den atomiske klokken PHARAO (Projet d'Horloge Atomique paret Refroidissement d'Atomes en Orbite) er festet til ISS i et forsøk på å teste Einsteins teori om forholdsvis nøyaktig, samt øke nøyaktigheten av koordinert universell tid (UTC) blant annet geodesi eksperimenter.

PHARAO er en neste generasjon cesium atomur med en nøyaktighet som tilsvarer mindre enn et sekunds drift hvert 300,000 år. PHARAO skal lanseres av European Space Agency (ESA) i 2013.

Atomsklokker er de mest nøyaktige tidevarselene som er tilgjengelig for menneskeheten, men de er mottakelige for endringer i gravitasjons-trekk, som forutsatt av Einsteins teori, da tiden selv er slewed av jordens trekk. Ved å plassere denne nøyaktige atomur i bane, blir virkningen av jordens tyngdekraft mindre, slik at PHARAO kan være mer nøyaktig enn jordbasert klokke.

Samtidig som atomklokkene er ikke nytt for bane, så mange satellitter; inkludert GPS-nettverket (Global Positioning System) inneholder atomklokker, vil PHARAO imidlertid være blant de mest nøyaktige klokkene som lanseres i rommet, slik at den kan brukes til langt mer detaljert analyse.

Atomklokker har eksistert siden 1960, men deres økende utvikling har banet vei for mer og mer avanserte teknologier. Atomklokker danner grunnlag for mange moderne teknologier fra satellittnavigasjon, slik at datanettverk kan kommunisere effektivt over hele verden.

Datanettverk motta tidssignaler fra atomur av NTP-servere tid (Network Time Protocol) som nøyaktig kan synkronisere et datanettverk innen noen få millisekunder av UTC.

Vi kunne ikke leve våre liv uten dem. De påvirker nesten alle aspekter av vårt daglige liv, og mange av teknologiene som vi tar for gitt i dagens verden, kunne bare ikke fungere uten dem. Faktisk, hvis du leser denne artikkelen på Internett, er det en sjanse for at du bruker en akkurat nå.

Uten å vite det styrer atomklokker oss alle. Fra Internett; til mobilnett og satellittnavigasjon uten atomklokker vil ingen av disse teknologiene være mulig.

Atomklokker styrer alle datanettverk ved hjelp av protokollen NTP (nettverkstid protokoll) og nettverk tidsservere, datasystemer rundt om i verden forblir i perfekt synkronisering.

Og de vil fortsette å gjøre det i flere millioner år som atomklokker er så nøyaktige at de kan opprettholde tid til innen et sekund i godt over 100 millioner år. Imidlertid atomklokkene kan gjøres enda mer nøyaktig og et fransk team av forskere planlegger å gjøre nettopp det ved å lansere en atomur i rommet.

Atomsklokker er begrenset til deres nøyaktighet på jorden på grunn av virkningene av hans gravitasjonssprekk av planeten i tide; som Einstein foreslo at tiden selv er forvrengt av tyngdekraften, og denne klingingen senker tiden på jorden.

Imidlertid skal en ny type atomur som heter PHARAO (Projet d'Horloge Atomique-paret Refroidissement d'Atomes en Orbit) plasseres ombord på ISS (internasjonal romstasjon) utenfor rekkevidde fra de verste effektene av jordens gravitasjonstrekk.

Denne nye typen atomur vil tillate hyper nøyaktig synkronisering med andre atomklokker, her på jorden (som i virkeligheten vil gjøre synkronisering til en NTP server enda mer presis).

Pharao forventes å nå nøyaktighet på rundt ett sekund hvert 300 millioner år og vil tillate ytterligere fremskritt i tidsrelevante teknologier.

Windows 7 er den siste avgiften i Microsoft-operativsystemfamilien. Etterfulgt av den mye malignerte Windows Vista, har Windows 7 en mye varmere mottakelse fra kritikere og forbrukere.

Tidsynkronisering på Windows 7 er ekstremt rett frem som protokollen NTP (Network Time Protocol) er innebygd i Windows 7, og operativsystemet synkroniserer automatisk datamaskinens klokke ved å koble til Microsoft-tidstjenesten time.windows.com.

Dette er nyttig for mange hjemmebrukere, men synkroniseringen over Internett er ikke sikker nok til et datanettverk av følgende grunn:

For å koble til en hvilken som helst Internett-tidskilde, for eksempel time.windows.com, må et innlegg stå åpent i brannmuren. Som med hvilken som helst åpen port i en nettverksbrannmur, kan dette brukes som et inngangspunkt for en ondsinnet bruker eller noen skadelig programvare.

Tidsynkroniseringsanlegget i Windows 7 kan slås av og er ganske enkelt å gjøre ved å åpne dialogboksen for tids og dato, og fjerne merket fra synkroniseringsboksen.

Tidssynkronisering på et nettverk er imidlertid viktig, så hvis Internett-tidstjenesten er slått av, må den byttes ut med en sikker og nøyaktig tidskilde.

Den beste måten å gjøre dette på er å bruke en tidskilde som er ekstern til nettverket (og brannmuren).

Den enkleste, sikreste og mest nøyaktige måten å synkronisere et Windows 7-nettverk på, er å bruke en dedikert NTP server. Disse enhetene bruker en tidsreferanse fra enten en radiofrekvens (vanligvis distribuert av nasjonale fysikklaboratorier som Storbritannias NPL og America's NIST) eller fra GPS-satellittnettverket.

Fordi begge disse referansekildene kommer fra atomurkilder, er de utrolig nøyaktige, og et Windows 7-nettverk som består av hundrevis av maskiner kan synkroniseres til noen få millisekunder av den globale tidsskala UTC (Koordinert Universal Time) ved å bruke bare en Ntp tid.

Tidsynkronisering kan være en hodepine for mange nettverksadministratorer som forsøker å synkronisere et nettverk for første gang. Det er mange fallgruver som en uvitende nettverksadministrator kan komme inn i når du forsøker å få hver maskin på et nettverk til å synkronisere til samme tid.

Det første problemet mange nettverksadministratorer gjør er valget av tidskilden. UTC (Koordinert universell tid) er en global tidsskala og brukes over hele verden som grunnlag for tidssynkronisering som det ikke stole på tidssoner som gjør det globale samfunnet i stand til å basere seg på en timescale.

UTC styres også av en konstellasjon av atomur som sikrer dens nøyaktighet; Det er imidlertid regelmessig justert for å sikre at det samsvarer med gjennomsnittlig soltid ved tilsetning av sprang sekunder som er lagt til for å motvirke den naturlige bremsing av jordens rotasjon.

UTC er lett tilgjengelig som en tidsreferanse fra en rekke kilder. Internett er et populært sted for å motta en UTC-tidskilde. Imidlertid er en Internett-tidskilde plassert gjennom nettverksbrannmuren, og sikkerhetsproblemer kan oppstå ved å måtte forlate UDP-porten for å motta tidsforespørsler.

Internett-tidskilder kan også være unøyaktige, og da NTPs eget sikkerhetssystem, kjent som NTP-godkjenning, ikke kan fungere over Internett, kan det oppstå flere sikkerhetsproblemer.

En langt bedre løsning for å få en kilde til UTC er å bruke enten Global Positioning System (GPS) eller langbølgetradiotransmisjonene som sendes av flere nasjonale fysikklaboratorier som NIST i USA og Storbritannia NPL.

dedikert NTP-servere tid kan motta disse sikre og autentiserte signaler og distribuere dem mellom alle enheter på et nettverk.

Satellittnavigasjonssystemer, eller sat nav, har forandret måten vi navigerer rundt i veiene. Borte er de dagene da reisende måtte ha en hanske boks full av kart og borte også er behovet for å stoppe og spør en lokal for retninger.

Satellittnavigasjon betyr at vi nå går fra punkt A til punkt B trygg på at våre systemer vil ta oss dit og mens lørnavsystemer ikke er idiotsikker (vi må alle ha lest historiene om folk som kjører over klipper og i elver osv.), Det har sikkert revolusjonert vår wayfinding.

For tiden er det bare ett Global Navigational Satellite System (GNSS) det amerikanske løp Global Positioning System (GPS). Selv om et rivaliserende europeisk system (Galileo) er satt til å gå online en gang etter 2012 og både et russisk (GLONASS) og kinesisk (COMPASS) -system utvikles.

Alle disse GNSS-nettverkene vil imidlertid operere med samme teknologi som ansatt hos GPS, og faktisk bør dagens GPS-systemer kunne benytte disse fremtidige systemene uten mye endring.

GPS-systemet er i utgangspunktet en konstellasjon av satellitter (for tiden er det 27). Disse satellittene inneholder hver om bord en atomur (faktisk to er på de fleste GPS-satellitter, men i formålet med denne forklaringen må bare en bli vurdert). Signalene som sendes fra GPS-satellitten inneholder flere deler av informasjon sendt som et heltall:

* Tiden meldingen ble sendt

* Satellittens orbitalstilling (kjent som ephemeris)

* Den generelle systemhelsen og banene til de andre GPS-satellittene (kjent som almanakken)

En satellittnavigasjonsmottaker, typen som finnes på bilens dashbopard, mottar denne informasjonen, og ved hjelp av timinginformasjonen utregnes den nøyaktige avstanden fra mottakeren til satellitten. Ved å bruke tre eller flere av disse signalene, kan den nøyaktige posisjonen trianguleres (fire signaler er faktisk nødvendig når høyden over havnivået også skal utarbeides).

Fordi triangulasjonen går ut når tidssignalet ble sendt og hvor lang tid det tok å komme til mottakeren, må signalene være utrolig nøyaktige. Selv et sekund av unøyaktighet kan se navigasjonsinformasjonen ut, men tusenvis av kilometer som lys, og derfor radiosignaler, kan reise nesten 300,000 km hvert sekund.

For tiden kan GPS-satellittnettverket gi navigasjonsnøyaktighet til innenfor 5-målere som går for å vise hvordan nøyaktige atomklokker kan være.

Det ser ut til at nesten alle bilens dashbord har en GPS-mottaker plassert oppå toppen. De har blitt utrolig populære som navigasjonsverktøy, med mange som stoler på dem utelukkende for å jobbe seg rundt veinettet.

De Global Positioning System har eksistert i ganske mange år nå, men ble opprinnelig konstruert og bygget for amerikanske militære applikasjoner, men ble utvidet for sivil bruk etter et flyselskaps katastrofe.

Selv om det er utrolig nyttig og praktisk et verktøy, er GPS-systemene relativt enkle i driften. Navigasjonen jobber med å bruke en konstellasjon av 30 eller så satellitter (det er mange flere som er omløpende, men ikke lenger operative).

Signalene sendt fra satellittene inneholder tre deler av informasjonen som mottas av Sat nav-enhetene i våre biler.

Denne informasjonen inkluderer:

* Tiden meldingen ble sendt

* Satellittens orbitalstilling (kjent som ephemeris)

* Den generelle systemhelsen og banene til de andre GPS-satellittene (kjent som almanakken)

Måten navigasjonsinformasjonen utarbeides på, er å bruke informasjonen fra fire satellitter. Tiden signalene forlot hver av satellittene er registrert av satellittmottakeren og avstanden fra hver satellitt blir deretter utarbeidet ved hjelp av denne informasjonen. Ved å bruke informasjonen fra fire satellitter er det mulig å finne ut nøyaktig hvor satellittmottakeren er, denne prosessen kalles triangulering.

Men å trene nøyaktig hvor du er i verden, stole på fullstendig nøyaktighet i tidssignaler som sendes av satellittene. Som signaler som GPS-reisen ved lysets hastighet (omtrent 300,000 km et sekund gjennom et vakuum), kan en unntak av engang se posisjoneringsinformasjon ut av 300 kilometer! For tiden er GPS-systemet nøyaktig til fem meter som viser hvor nøyaktig timingsinformasjonen som sendes av satellittene er.

Dette høye nøyaktighetsnivået er mulig fordi hver GPS-satellitt inneholder atomur. Atomklokkene er utrolig nøyaktig å stole på de ubøyelige oscillasjonene av atomer for å holde tid - faktisk vil hver GPS-satellitt kjøre i over en million år før den vil skyve med så mye som et sekund (sammenlignet med den gjennomsnittlige elektroniske klokken som vil skyte med et sekund i en uke eller to)

På grunn av dette høye nøyaktighetsnivået kan atomklockene ombord GPS-satellitter brukes som kilde til nøyaktig tid for synkronisering av datanettverk og andre enheter som krever synkronisering.

Motta dette tidssignalet krever bruk av a NTP GPS-server som vil synkronisere med satellitten og distribuere tiden til alle enheter på et nettverk.

Windows 7, det nyeste operativsystemet fra Microsoft er også deres første operativsystem som automatisk synkroniserer PC-klokken til en Internett-kilde til UTC-tid (Koordinert universell tid). Fra det øyeblikket en Windows 7-datamaskin er slått på og er koblet til Internett, vil den be om tidssignaler fra Microsoft-tidstjenesten - time.windows.com.

Mens for mange hjemmebrukere dette vil spare dem for å sette inn og korrigere klokken mens den går, for virksomhetsbrukere kan det være problematisk at internettkilder ikke er sikre og mottar en tidskilde gjennom UDP-porten på brannmuren, kan føre til sikkerhetsbrudd, og som Internett-tidskilder ikke kan godkjennes av NTP (Network Time Protocol) signaler kan bli kapret av ondsinnede brukere.

Denne Internett-tidskilden kan deaktiveres ved å åpne klokkeslett og dato dialogboksen, og åpne fanen Internet-tid, klikke på "Endre innstillingsknappen" og fjerne merket for "Synkroniser med en Internett-tidsserver<alternativ. '

Selv om dette ikke er sikker på at ingen uønsket trafikk kommer gjennom brannmuren, vil det også bety at Windows 7-maskinen ikke blir synkronisert til UTC, og dens tidsprosess vil være avhengig av hovedkortet, som til slutt vil drive.

For å synkronisere et nettverk av Windows 7-maskiner til en nøyaktig og sikker kilde til UTC, er den mest praktiske og enkleste løsningen å plugge inn en dedikert NTP tidsserver. Disse kobles direkte til en ruteren eller bytte og aktiverer sikker mottak av en atomklocketidskilde.

NTP-servere tid bruk det svært nøyaktige og sikre GPS-signalet (Global Positioning System) som er tilgjengelig overalt på planeten eller flere lokaliserte langbølgesignaler som overføres av flere nasjonale fysikklaboratorier som NIST og NPL.