Holder styr på tid har vært som en integrert del av å hjelpe menneskelig sivilisasjon til å utvikle seg. Det kan hevdes at det største skrittet som menneskeheten tok, var i utviklingen av oppdrett, slik at mennesker kunne frigjøre mer tid til å utvikle sofistikerte kulturer.

Oppdrett var imidlertid fundamentalt avhengig av tidsprosessen. Crops er sesongmessige og vet når man skal plante dem er nøkkelen til all hagebruk. Det antas at gamle monumenter som Stonehenge var forseggjort kalendere som hjalp de gamle å identifisere de korteste og lengste dagene (solstice).

Etter hvert som menneskelig sivilisasjon utviklet seg, ble det stadig viktigere å fortelle stadig mer nøyaktig tid. Og å identifisere årets dager var en ting, men å beregne hvor langt inn i en dag var en annen.

Timing var ekstremt unøyaktig frem til middelalderen. Folk vil stole på sammenligninger av tid som en tidsreferanse, for eksempel hvor lang tid det tok å gå en kilometer eller tidspunktet på dagen, ble estimert fra når solen var høyest (middag).

Heldigvis betydde utviklingen av klokker i midten av det siste årtusen at for første gang mennesker kunne fortelle med en viss grad av presisjon tidspunktet på dagen. Etter hvert som klokker utviklet seg, ble deres nøyaktighet og sivilisasjon effektivere da hendelser kunne synkroniseres mer nøyaktig.

Når elektroniske klokker kom til slutten av forrige århundre, ble nøyaktigheten ytterligere økt og ny teknologi begynte å utvikle seg, men det var ikke før oppstarten av atomur at den moderne verden virkelig tok form.

Atomklokker har gjort det mulig for teknologier som satellitter, datanettverk og GPS-sporing som de er så nøyaktige - til innen et sekund hvert hundre millioner år.

Atomklokkene ble til og med oppdaget å være enda mer nøyaktige enn jordens rotasjon som varierer, takket være Månens tyngdekraft og ekstra sekunder må legges til lengden på en dag - Spranget andre.

Atomsklokker betyr at en global tidsskala som er nøyaktig innen en tusen sekund er blitt utviklet kalt UTC - Koordinert universell tid.

Datanettverk for å kommunisere med hverandre fra hele verden i perfekt synkronisering til UTC hvis de bruker en Ntp tid.

En NTP-server synkroniserer et helt datanettverk innen noen få millisekunder av UTC-tid, slik at globale kommunikasjoner og transaksjoner blir mulig.

Atomsklokker er fortsatt under utvikling. De siste strontiumklokkene er lovende nøyaktighet innen et sekund hvert milliard år.

Tidsservere kommer i flere former og størrelser. Den primære forskjellen mellom de fleste dedikerte tidsservere er slik de mottar en tidskilde.

Noen tidsservere bruker nasjonale tids- og frekvensoverføringer som sendes på langbølge mens andre bruker GPS-nettverket.

Noen tidsservere er utformet for å være rackmonterbare, perfekt for det gjennomsnittlige U-systemet av rack, slik at strengen kan monteres tett inn i ditt eksisterende rack.

Andre tidsservere er ikke mer enn små bokser som kan være diskret gjemt.

Her er en liste over førsteklasses serverprodusenter:

Galleon Systems

Elproma

Symmetricom

Meinberg

Tidsverktøy

De NTP server eller nettverkstidsserver som det ofte kalles er kulminasjonen av århundrer med horologi og kronologi. Historien om å holde oversikt over tid har ikke vært så glatt som du kanskje tror.

Hvilken måned var den russiske oktoberrevolusjonen? Jeg er sikker på at du har gjettet at det er et lure spørsmål, faktisk hvis du sporer dagene tilbake til oktober-revolusjonen som forandret formen til Russland i 1917, finner du det ikke startet til november!

En av de første beslutningene som bolsjevikkerne, som hadde vunnet revolusjonen, valgte å gjøre, var å bli med resten av verden ved å ta opp den gregorianske kalenderen. Russland var sist til å adoptere kalenderen, som fortsatt er i bruk over hele verden i dag.

Denne nye kalenderen var mer sofistikert som den juliske kalenderen som det meste av Europa hadde brukt siden det romerske imperiet. Dessverre gjorde ikke den juliske kalenderen nok nok skuddår, og ved århundreskiftet hadde dette betydd at årstidene hadde drevet, så mye at når Russland endelig vedtok kalenderen etter onsdag, 31 januar 1918 dagen etter ble torsdag, 14 februar 1918.

Så mens oktoberrevolusjonen skjedde i oktober i det gamle systemet, til den nye gregorianske kalenderen, betydde det at det hadde skjedd i november.

Mens resten av Europa vedtok denne mer nøyaktige kalenderen tidligere enn russerne, måtte de også korrigere sesongdrift, slik at i 1752 da Storbritannia endret systemer mistet de elleve dager, som ifølge den populistiske maleren av tiden, Hogarth, forårsaket rioters å kreve retur av deres tapt elleve dager.

Dette problemet med unøyaktighet i å holde oversikt over tid var antatt å være løst i 1950s når den første atomklokkene ble utviklet. Disse enhetene var så nøyaktige at de kunne holde tid for en million år uten å miste et sekund.

Det ble imidlertid snart oppdaget at disse nye kronometrene faktisk var for nøyaktige - sammenlignet med jordens rotasjon uansett. Problemet var at mens atomklokker kunne måle lengden på en dag til nærmeste millisekund, er en dag aldri den samme lengden.

Årsaken er at Månens tyngdekraft påvirker jordens rotasjon som forårsaker en wobble. Denne wobble har den effekten av å bremse ned og fremskynde Jordens spinn. Hvis ingenting ble gjort for å kompensere for dette, så vil tiden til atomklokker (International Atomic Time-TAI) og tiden basert på jordens rotasjon brukt av bønder, astronomer og deg og jeg (Greenwich Meantime-GMT) drive det som til slutt middag ville bli midnatt (om enn i tusen årtusener).

Løsningen har vært å utarbeide en tidsskala som er basert på atomtiden, men står også for denne vriden av jordens rotasjon. Løsningen ble kalt UTC (Koordinert Universal Time) og regner for Jordens variabel rotasjon ved å ha "sprang sekunder" til og med lagt til. Det har vært over tretti sprang sekunder lagt til UTC siden starten i 1970s.

UTC er nå en global tidsskala som brukes over hele verden av datanettverk for å synkronisere også. De fleste datanettverk bruker a NTP server å motta og distribuere UTC-tid.

NTP tidsskalaen er basert på UTC (Coordinated Universal Time), som er en global sivil tidsskala som er basert på International Atomic Time (TAI), men står for nedbremsing av jordens spinn ved å intermitterende legge til "sprang sekunder".

Dette er gjort for å sikre at UTC holdes sammen med GMT (Greenwich Meantime, ofte referert til som UT1). Manglende å regne for at Jordens bremse i sin rotasjon (og sporadisk fart) ville bety at UTC skulle falle ut av synkronisering med GMT og middag, da solen er tradisjonelt, vil det høyeste i himmelen skyte. Faktisk hvis sprang sekunder ikke ble lagt til slutt ville middag falle ved midnatt og omvendt (om enn i flere årtusener).

Ikke alle er glade med sprang sekunder, det er de som føler at tilførsel av sekunder for å holde jordens rotasjon og UTC-inline er ingenting annet enn en fudge. Men hvis du ikke gjør det, kan slike ting som astronomiske observasjoner umulige som astronomer trenger å vite nøyaktig posisjonering av stjernene, og bønder er også avhengige av jordens rotasjon.

De NTP klokke representerer tid på en helt annen måte enn menneskene oppfatter tid. I stedet for å formatere tid til minutter, timer, dager, måneder og år bruker NTP et kontinuerlig tall som representerer antall sekunder som har gått siden 0h 1 januar 1900. Dette er kjent som prime epoken.

Sekundene som regnes fra prime epoken fortsetter å stige, men vikler rundt hvert 136 år. Første omgang vil finne sted i 2036, 136 år siden prime epoken. For å håndtere dette NTP vil bruke et epoke heltall, så når sekunder tilbakestilles til null, representerer heltalet 1 den første epoken, og negative heltall representerer epoken før prime epoken.

Tidsservere som mottar sin tid fra GPS-systemet, mottar faktisk ikke UTC, hovedsakelig fordi GPS-nettverket var i utvikling før første sprang andre, men de er basert på TAI. GPS-tiden konverteres imidlertid til UTC av GPS-tidsserveren.

Radiotransmisjonssendingen fra nasjonale fysikklaboratorier som MSF, DCF eller WWVB er alle basert på UTC, og tidsserverne trenger ikke å gjøre noen konvertering.

Atomsklokker har eksistert siden 1950s. De har gitt utrolig nøyaktighet i tidevannet med de fleste moderne atomklokker, og taper ikke et sekund i tide i en million år.

Takket være atomklokker har mange teknologier blitt mulige og har forandret måten vi lever våre liv på. Satellittkommunikasjon, satellittnavigasjon, internettkjøp og nettverkskommunikasjon er bare mulig takket være atomklokker.

Atomsklokker er grunnlaget for verdens globale tidsskala Universal Coordinated Time (UTC) og er referansen som mange datanettverk bruker som en tidskilde for å distribuere blant sine enheter ved hjelp av NTP (Network Time Protocol) og en tidsserver.

Atomklokkene er basert på atom cesium-133. Dette elementet har tradisjonelt blitt brukt i atomklokker som dets resonans eller vibrasjoner i en bestemt energitilstand, eller ekstremt høy (over 9 milliarder) og kan derfor gi høye nøyaktighetsnivåer.

Nye typer atomklokker er imidlertid i horisonten som vil skryte enda mer nøyaktighet med neste generasjon atomklokker, hverken å vinne eller miste et sekund i 200 millioner år.

Neste generasjon atomklokker stole ikke lenger på cesiumatomet, men bruker elementer som kvikksølv eller strontium, og i stedet for å bruke mikrobølger som cesiumklokkene, bruker disse nye klokkene lys som har høyere frekvenser.

Strontiums resonans overstiger også over 430 trillion, som er langt bedre enn de 9.2-milliarder vibrasjoner som cesium klarer.

Foreløpig atomklokker kan benyttes av datasystemer ved å bruke enten en radio eller GPS-klokke eller dedikert Ntp tid. Disse enhetene kan motta tidssignalet som overføres av atomur og distribuere dem mellom nettverksenheter og datamaskiner.

Nasjonal institutt for standarder og teknologi (NIST) har imidlertid avslørt en miniatyr atomur som måler bare 1.5 millimeter på en side og om 4 millimeter høy. Den bruker mindre enn 75 tusendeler av en watt, og har en stabilitet på omtrent en del i 10 milliarder, tilsvarende en klokke som hverken vil vinne eller miste mer enn et sekund i 300 år.

I fremtiden kan disse enhetene integreres i datasystemer, erstatte gjeldende klokkeslett i sanntidsklokke, som er notorisk unøyaktige og kan drive.

Koordinert universell tid (UTC - fra den franske Temps Universel Coordonné) er en internasjonal tidsskala basert på tiden som ble fortalt av atomklokker. Atomklokkene er nøyaktig til innen et sekund i flere millioner år. De er så nøyaktige at International Atomic Time, tiden som er relayed av disse enhetene, er enda mer nøyaktig enn jordens rotasjon.

Jordens rotasjon påvirkes av månens tyngdekraft og kan derfor sakte eller øke hastigheten. Av denne grunn må International Atomic Time (TAI fra den franske Temps Atomique International) ha "Leap seconds" lagt til for å holde den på linje med den opprinnelige tidsskala GMT (Greenwich meantime) også referert til som UT1, som er basert på soltiden .

Denne nye tidsskala kjent som UTC er nå brukt over hele verden slik at datanettverk og kommunikasjon kan gjennomføres på motsatte sider av kloden.

UTC styres ikke av et enkelt land eller administrasjon, men et samarbeid med atomur over hele verden som sikrer politisk nøytralitet og økt nøyaktighet.

UTC overføres på mange måter over hele verden, og brukes av datanettverk, flyselskaper og satellitter for å sikre nøyaktig synkronisering uansett hvilket sted på jorden.

I USA sendte NIST (National Institute of Standards and Technology) UTC UTC fra atomklokken i Fort Collins, Colorado. Nasjonalfysikklaboratoriene i Storbritannia og Tyskland har lignende systemer i Europa.

Internett er også en annen kilde til UTC-tid. Over tusen tidsservere Over Internett kan brukes til å motta en UTC-tidskilde, selv om mange ikke er presise nok for de fleste nettverksbehov.

En annen, sikker og mer nøyaktig måte å motta UTC på er å bruke signaler som overføres av USAs Global Positioning System. Satellittene til GPS-nettverket inneholder alle atomklokker som brukes til å aktivere posisjonering. Disse klokkene overfører tiden som kan mottas ved hjelp av en GPS-mottaker.

Mange dedikert tidsservere er tilgjengelige som kan motta en UTC-tidskilde fra enten GPS-nettverket eller Nasjonale fysikklaboratoriums overføringer (som alle sendes på 60 kHz longwave).

De fleste tidsservere bruker NTP (Network Time Protocol) til å distribuere og synkronisere datanettverk til UTC-tid.

De fleste har hørt om atomklokkene, deres nøyaktighet og presisjon er velkjente. En ato0mic klokke har potensial til å holde tid i flere hundre millioner år og ikke miste et sekund i drift. Drift er prosessen hvor klokker taper eller får tid på grunn av unøyaktigheter i mekanismene som får dem til å fungere.

Mekaniske klokker, for eksempel, har eksistert i hundrevis av år, men selv den dyreste og godt utviklede vil drive minst et sekund om dagen. Mens elektroniske klokker er mer nøyaktige, vil de også drive rundt om lag en sekund i uken.

Atomklokker har ingen sammenligning når det gjelder tidsbesparelse. Fordi en atomur er basert på oscillasjon av et atom (i de fleste tilfeller cesium 133-atom) som har en nøyaktig og endelig resonans (cesium er 9,192,631,770 hvert sekund), gjør dette nøyaktig innen en milliardedel av et sekund (en nanosekund) .

Selv om denne typen nøyaktighet er uten sidestykke, har den gjort mulige teknologier og innovasjoner som har forandret verden. Satellittkommunikasjon er bare mulig takket være atomvaktens tid, så er satellittnavigasjon. Som lysets hastighet (og dermed radiobølger) reiser over over 300,000km et sekund, kan en unøyaktighet på et sekund se et navigasjonssystem være hundre tusen miles ut.

Presis nøyaktighet er også viktig i mange moderne dataprogrammer. Global kommunikasjon, spesielt finansielle transaksjoner, må gjøres nøyaktig. I Wall Street eller London børsen kan et sekund se verdien av aksjeoppgang eller fall av millioner. Online reservasjon krever også nøyaktigheten og perfekt synkronisering bare atomklokker kan gi ellers billetter kan bli solgt mer enn en gang, og kontantmaskiner kan ende opp med å betale ut lønnene dine to ganger hvis du fant en minibank med en langsom klokke.

Selv om dette kan høres ønskelig til de mer uærlige av oss, tar det ikke mye fantasi å forstå hvilke problemer en mangel på nøyaktighet og synkronisering kan føre til. Av denne grunn er det utviklet en internasjonal tidsskala basert på tiden som ble forklart av atomur.

UTC (Samordnet universell tid) er den samme overalt og kan utgjøre nedbremsing av jordens rotasjon ved å legge til hopp sekunder for å holde UTC inline med GMT (Greenwich Meantime). Alle datanettverk som deltar i global kommunikasjon må synkroniseres til UTC. Fordi UTC er basert på tidspunktet for atomklokker er det den mest presise tidsskala mulig. For et datanettverk for å motta og holde synkronisert til UTC, trenger det først tilgang til en atomur. Disse er dyre og store deler av utstyr og er vanligvis bare å finne i storskala fysikklaboratorier.

Heldigvis kan tiden til disse klokkene fortsatt bli mottatt av a nettverkstidsserver visne ved å benytte tid og frekvens lange bølgesendinger overført av nasjonale fysikklaboratorier eller fra GPS (Global Positioning System). NTP (nettverksprotokoll) kan deretter distribuere denne UTC-tiden til nettverket og bruke tidssignalet til å holde alle enhetene på nettverket perfekt synkronisert til UTC.

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.