Det globale posisjonssystemet er en av de mest brukte teknologiene i den moderne verden. Så mange mennesker stole på nettverket for enten satellittnavigasjon eller tidssynkronisering. De fleste trafikanter bruker nå en form for GPS- eller mobiltelefonnavigasjon, og profesjonelle drivere er nesten helt avhengige av dem.

Og det er ikke bare navigering som GPS er nyttig for. Fordi GPS-satellitter inneholder atomklokker, er det tidssignaler disse klokkene setter ut som brukes av satellittnavigasjonssystemer for å nøyaktig utarbeide posisjonering. De brukes som en primær kilde til tid for en lang rekke tidssensitive teknologier.

Trafikklys, CCTV-nettverk, minibanker og moderne datanettverk krever alle nøyaktige kilder for å unngå drift og for å sikre synkronitet. De fleste moderne teknologier, for eksempel datamaskiner, inneholder interne tidstykker, men disse er bare enkle kvartsoscillatorer (lignende type klokke som brukes i moderne klokker) og de kan drive. Ikke bare fører dette til at tiden langsomt blir unøyaktig, når enhetene er tilkoblet sammen, kan denne driften etterlate maskiner som ikke kan samarbeide da hver enhet kan ha en annen tid.

Det er her GPS-nettverket kommer inn, i motsetning til andre former for nøyaktige tidskilder, er GPS tilgjengelig hvor som helst på planeten, er sikker (for et datanettverk mottas det eksternt til brannmuren) og utrolig nøyaktig, men GPS har en distinkt ulempe.

Mens det er tilgjengelig overalt på planeten, er GPS-signalet ganske svakt, og for å få et signal, enten det gjelder tidssynkronisering eller navigasjon, er det nødvendig med en klar utsikt over himmelen. Av denne grunn er GPS-antennen avgjørende for at du får et signal av god kvalitet.

Som GPS-antenne må gå utendørs, det er viktig at det ikke bare er vanntett, kan fungere i regnet og andre værelementer, men også motstandsdyktig mot temperaturvariasjonen som oppleves gjennom året.

En av de viktigste årsakene til GPS NTP server feil (tidsservere som mottar GPS-tidssignaler og distribuerer dem rundt et nettverk ved hjelp av Network Time Protocol) er en feilaktig eller sviktende antenne, slik at du sikrer at GPS-antennen er vanntett og motstandsdyktig mot sesongmessige temperaturendringer, kan eliminere risikoen for fremtidssignal svikt.

Vanntett GPS-antenne

En ny atomur som er nøyaktig som produsert, har blitt utviklet av University of Tokyo, som er så nøyaktig at den kan måle forskjeller i jordens gravitasjonsfelt, rapporterer journal Nature Photonics.

Mens atomklokker er svært nøyaktige, og brukes til å definere den internasjonale tidsskala UTC (Koordinert universell tid), som mange datanettverk stole på for å synkronisere deres NTP-servere til, de er begrensede i deres nøyaktighet.

Atomsklokke bruker oscillasjonene av atomer som sendes ut under forandringen mellom to energitilstander, men for tiden er de begrenset av Dick-effekten, hvor støy og interferens generert av lasere som brukes til å lese frekvensen av klokken, gradvis påvirker tiden.

De nye optiske gitterklokkene, utviklet av professor Hidetoshi Katori og hans team ved University of Tokyo, løser dette problemet ved å fange de oscillerende atomer i et optisk gitter produsert av et laserfelt. Dette gjør klokken ekstremt stabil og utrolig nøyaktig.

Faktisk er klokken så nøyaktig at professor Katori og hans team tyder på at det ikke bare kan være at fremtidige GPS-systemer blir nøyaktige til noen få inches, men kan også måle forskjellen i jordens tyngdekraft.

Som oppdaget av Einstein i hans spesielle og generelle relativitetsteorier, påvirkes tiden av styrken av gravitasjonsfeltene. Jo sterkere tyngdekraften til en kropp, jo mer tid og rom er bøyd, noe som reduserer tiden.

Professor Katori og hans team tyder på at dette betyr at deres klokker kan brukes til å finne oljeinnsatser under jorden, ettersom oljen har en lavere tetthet, og derfor har en svakere tyngdekraft enn stein.

Til tross for Dick Effect, brukte tradisjonelle atomklokker for tiden UTC og å synkronisere datanettverk via NTP-servere tid, er fortsatt svært nøyaktige og vil ikke skyve med et sekund i løpet av 100,000 år, fortsatt nøyaktig nok til de fleste presise tidskrav.

Men for et århundre siden var det mest nøyaktige klokken tilgjengelig et elektronisk kvartsklokke som ville skyte med en sekund om dagen, men da teknologien utviklet flere og mer nøyaktige tidstykker var nødvendig, så i fremtiden er det høyst mulig at denne nye generasjonen av atomklokker vil være normen.

Som produsent av NTP-servere tid, synkroniserer datanettverk og holder dem nøyaktige innen noen få millisekunder av internasjonal UTC-tid (Coordinated Universal Time), tror vi ofte at vi kan holde ganske bra tidspor.

Tiden er imidlertid opphørt unnvikende og er ikke den faste enheten vi ofte antar, det er faktisk tid, og tiden som er fortalt på jorden, er ikke konstant og påvirkes av alle mulige ting.

Siden Einsteins berømte ligning, E = MC² det er blitt anerkjent at tiden ikke er konstant, og at den eneste konstanten i universet er maksimal lyshastighet. Tid, som Einstein oppdaget, påvirkes av tyngdekraften, noe som gjør at tiden på jorden går litt langsommere enn tiden i dypt rom, på samme måte på planetariske kropper med større masse enn jord, går tiden enda tregere.

Tiden senkes når du nærmer deg veldig høye hastigheter også. Tidens egenskap, kjent som tidsutvidelse, ble oppdaget av Einstein, og betyr at tiden nesten står stille (og gjør interstellar reise en mulighet for science fiction-forfattere) i nærheten av lysets hastighet.

I alminnelighet, på jorda, er disse forskjellene i tid ikke følt, og faktisk er bremsningen av tiden forårsaket av jordens tyngdekraften så liten, det er nødvendig med meget nøyaktige atomklokker å måle det.

Men tiden vi bruker til å styre våre liv, påvirkes også av andre faktorer. Siden mennesker først utviklet seg, har vi vært vant til en dag som varer like over 24 timer. Men lengden på en dag på jorden er ikke løst, og har endret seg de siste milliarder årene.

Hver dag på jorden skiller seg fra den forrige til den neste. Ofte er disse forskjellene små, men år etter år legger endringene seg til, siden påvirkning av månens tyngdekraft og tidevannskrefter virker som en bremse på jordens rotasjon.

For å takle dette må den globale tidsskala UTC (Koordinert universell tid) justeres for å forhindre at dagen går ut av synkronisering (og vi kommer opp med middag om natten og midnatt i løpet av dagen - selv om den nåværende bremsing av jorden , dette ville ta mange tusen år).

Justeringen i vår tid kalles sprang sekunder som legges til enten en eller to ganger i året til UTC. Alle som bruker en Ntp tid (Network Time Protocol) for å synkronisere deres datanettverk, trenger ikke å bekymre deg, da NTP-servere automatisk vil regne for disse endringene.

Den siste og tragiske jordskjelvet som har forlatt så mye ødeleggelser i Japan har også fremhevet et interessant aspekt om måling av tid og rotasjonen av jorden.

Så kraftig var jordskjelvet 9.0 magnitude, er det faktisk skiftet Earth aksen ved 165mm (6½ inches) i henhold til NASA.

Skjelvet, en av de mektigste følt på Erath det siste årtusener, endret fordeling av planetens masse, forårsaker Jorden roterer rundt sin akse som litt raskere og derfor forkorte lengden på hver dag som vil følge.

Heldigvis er denne endringen så minutters det er ikke merkbar i våre daglige aktiviteter som Jorden bremset med mindre enn et par mikrosekunder (litt over en milliondel av et sekund), og det er ikke uvanlig for naturlige hendelser for å bremse ned hastigheten på jordens rotasjon.

Faktisk, siden utviklingen av atomklokken i 1950 tallet, det har blitt realisert jordens rotasjon er aldri kontinuerlig og faktisk har økt meget svakt, mest sannsynlig i milliarder av år.

Disse endringene i jordas rotasjon, og lengden på en dag, er forårsaket av effekten av de bevegelige hav, vind og gravitasjonskreftene fra månen. Faktisk har det vært anslått at før menneskene kom på jorden, lengden på en dag i løpet av jura alder (40-100 millioner år siden) lengden av en dag var bare 22.5 timer.

Disse naturlige endringer i jordrotasjonen og lengden på en dag, er bare merkbar for oss takket være den nøyaktige natur atomklokkene som har å gjøre rede for disse endringene for å sikre at den globale tidsskala UTC (Coordinated Universal Time) ikke drive bort fra gjennomsnittlig solar tid (med andre ord formiddagen trenger for å holde seg når solen er høyest i løpet av dagen).

For å oppnå dette, er ekstra sekunder av og til legges inn på UTC. Disse ekstra sekunder er kjent som spranget sekunder og over tretti er lagt til UTC siden 1970 tallet.

Mange moderne datanettverk og teknologier avhengige UTC å holde enheter synkronisert, vanligvis ved å motta en tid signal via en dedikert NTP tidsserver (Network Time Protocol).

NTP-servere tid er utviklet for å imøtekomme disse spranget sekunder, slik at datasystemer og teknologier for å forbli nøyaktig, presis og synkronisert.

Når vi ønsker å vite hvor lang tid det er veldig enkelt å se på en klokke, se eller en av de utallige enheter som viser tiden som våre mobiltelefoner eller datamaskiner. Men når det gjelder å sette av tiden, vi er avhengige av internett, talende klokke eller noen andre nattevakt; Men hvordan vet vi disse klokker er rett, og hvem er det som sørger for at tiden er nøyaktig i det hele tatt?

Tradisjonelt har vi basert tid på jorden i forhold til rotasjon av planet-24 timer på en dag, og hver time delt inn i minutter og sekunder. Men, når atomklokkene ble utviklet i 1950 tallet ble det snart klart at Jorden var ikke en pålitelig kronometer og at lengden på en dag varierer.

I den moderne verden, med global kommunikasjon og teknologi som GPS og internett, er nøyaktig tid svært viktig, slik at det er en tidsskala som holdes virkelig nøyaktig er viktig, men hvem er det som styrer global tid, og hvor nøyaktig er det, egentlig?

Global tid er kjent som UTC-Coordinated Universal Time. Den er basert på den tiden fortalt av atomklokkene men gjør kvoter for unøyaktighet av jordens spinn ved å ha sporadiske spranget sekunder legges til UTC å sikre at vi ikke får inn i en posisjon der tiden driver og ender opp med å ha noe forhold til dagslys eller natten (slik at midnatt er alltid på dagen og middag er i dag).

UTC er styrt av en konstellasjon av forskere og atomklokkene over hele verden. Dette gjøres av politiske grunner, slik at ingen land har full kontroll over den globale tidsskalaen. I USA, National Institute for Standards og Time (NIST), hjelper regulerer UTC og kringkaste en UTC-tid signal fra Fort Collins i Colorado.

Mens i Storbritannia, National Physical Laboratory (NPL) gjør det samme, og sender sin UTC signal fra Cumbria, England. Andre fysikk laboratorier over hele verden har lignende signaler, og det er disse laboratoriene som sikrer UTC er alltid nøyaktig.

For moderne teknologi og datanettverk, disse UTC-overføringer aktivere datasystemer over hele verden som skal synkroniseres sammen. Programvaren NTP (Network Time Protocol) Brukes til å fordele disse tidssignaler til hver maskin, noe som sikrer perfekt synkronitet, mens NTP-servere tid kan motta radiosignalene kringkastet av fysikk laboratorier.

Tidsvakt og nøyaktighet er viktig i løpet av våre daglige liv. Vi trenger å vite hvilken tid hendelser skjer for å sikre at vi ikke går glipp av dem, vi må også ha en kilde til nøyaktig tid for å forhindre at vi blir sent. og datamaskiner og annen teknologi er like avhengige av tinn som vi er.

For mange datamaskiner og tekniske systemer er tiden i form av en tidsstempel den eneste konkrete tingen en maskin må identifisere når hendelser skal oppstå, og i hvilken rekkefølge. Uten tidsstempel kan en datamaskin ikke utføre noen oppgaver, selv om lagring av data er umulig uten at maskinen vet hvilken tid det er.

På grunn av denne avhengigheten av tid har alle datasystemer innebyggede klokker på kretskortene. Vanligvis er disse kvartsbaserte oscillatorer, som ligner på elektroniske klokker som brukes i digitale armbåndsur.

Problemet med disse systemklokker er at de ikke er veldig nøyaktige. Jo, for å fortelle tiden for menneskelige formål er de presise nok; Imidlertid krever maskiner ganske ofte høyere nøyaktighet, spesielt når enhetene synkroniseres.

For datanettverk er synkronisering avgjørende fordi ulike maskiner som forteller forskjellige tider kan føre til feil og feil i nettverket for å utføre enkle oppgaver. Det vanskelig med nettverkssynkronisering er at systemet klokker som brukes av datamaskiner for å holde tiden kan drive. Og når forskjellige klokker dirigerer med forskjellige mengder, kan et nettverk snart komme til disarray, da forskjellige maskiner holder forskjellige tider.

Av denne grunn er disse systemklokkene ikke avhengig av å gi synkronisering. I stedet brukes en langt mer nøyaktig type klokke: atomur.

Atomsklokker driver ikke (minst ikke mer enn et sekund i en million år), og det er også ideelt å synkronisere datanettverk også. De fleste datamaskiner bruker programvareprotokollen NTP (Network Time Protocol) som bruker en enkelt atomur tid kilde, enten fra over internett, eller mer sikkert, eksternt via GPS eller radiosignaler, der det synkroniserer hver maskin på et nettverk til.

Fordi NTP sikrer at hver enhet holdes nøyaktig til denne kildetiden og ignorerer de upålitelige systemklokkene, kan hele nettverket holdes synkronisert til hver maskin i fraksjoner av et sekund av hverandre.

Mens mange av oss er klar over GPS (Global Positioning System) som navigasjonsverktøy, og mange av oss har "sat navs" i våre biler, men GPS-nettverket har en annen bruk som også er viktig for våre daglige liv, men få mennesker innser det.

GPS-satellitter inneholder atomklokker som overfører til jord et nøyaktig tidssignal; Det er denne sendingen som satellittnavigasjonsenheter bruker til å beregne global posisjon. Det er imidlertid andre bruksområder for dette tidssignalet i tillegg til navigering.

Nesten alle datanettverk holdes nøyaktige til en atomur. Dette skyldes at mindre nøyaktigheter i et nettverk kan føre til problemer, fra sikkerhetsproblemer til tap av data. De fleste nettverk bruker en form for NTP (Network Time Protocol) for å synkronisere sine nettverk, men NTP krever at hovedkilden skal synkroniseres med.

GPS er ideell for dette, ikke bare er det en atomklokke kilde, som NTP kan beregne UTC (Koordinert Universal Time) fra, noe som betyr at nettverket vil bli synkronisert til alle andre UTC-nettverk på kloden.

GPS er en ideell kilde til tid som den er tilgjengelig bokstavelig talt overalt på planeten så lenge GPS-antennen har en klar utsikt over himmelen. Og det er ikke bare datanettverk som krever atomurtid, alle slags teknologier krever nøyaktig synkronisering: trafikklys, CCTV-kameraer, flytrafikkontroll, internett-servere, faktisk mange moderne applikasjoner og teknologi uten at vi skjønner, blir holdt sanne ved GPS-tid .

Topp bruk GPS som tidskilde, a GPS NTP server er nødvendig. Disse kobles til rutere, brytere eller annen teknologi og mottar et vanlig tidssignal fra GPS-satellittene. De NTP server Derefter distribuerer denne gangen over nettverket, med protokollen NTP kontrollerer kontinuerlig hver enhet for å sikre at den ikke driver.

GPS NTP-servere er ikke bare nøyaktige, de er også svært sikre. Noen nettverksadministratorer bruker internettidetjenere som en kilde til tid, men dette kan føre til problemer. Ikke bare er nøyaktigheten av mange av disse kildene tvilsom, men signalene kan bli kapret av ondsinnet programvare som kan bryte nettverksbrannmuren og forårsake kaos.

Mange moderne datanettverk kjører nå Microsofts nyeste operativsystemvindu 7, som har mange nye og forbedrede funksjoner, inkludert muligheten til å synkronisere tid.

Når en Windows 7-maskin starter opp, i motsetning til tidligere inkarnasjoner av Windows, prøver operativsystemet automatisk å synkronisere til en tidsserver over Internett for å sikre at nettverket kjører nøyaktig tid. Imidlertid, mens dette anlegget ofte er nyttig for privatbrukere, kan det for virksomhetsnett forårsake mange problemer.

For det første, for å tillate denne synkroniseringsprosessen å skje, må selskapets brannmur ha en åpen port (UDP 123) for å tillate vanlig tidsoverføring. Dette kan forårsake sikkerhetsproblemer som skadelige brukere, og bots kan dra nytte av den åpne porten for å trenge inn i bedriftsnettverket.

For det andre, mens internett tidsservere er ofte ganske nøyaktige, dette kan ofte avhenge av avstanden fra verten, og eventuell latens forårsaket av nettverk eller internettforbindelse kan føre til unøyaktigheter, noe som betyr at systemet ditt ofte kan være mer enn flere sekunder unna den foretrukne UTC-tiden (Koordinert Universal Time ).

Til slutt, som internettkilder er stratum 2-enheter, det vil si at de er servere som ikke mottar en førstehåndskode, men i stedet får en brukt håndkilde fra en stratum 1-enhet (dedikert Ntp tid - Network Time Protocol), som også kan føre til unøyaktighet - disse stratum 2-tilkoblingene kan også være veldig opptatt, slik at nettverket ditt ikke får tilgang til tiden i lengre perioder som kan drive drift.

For å sikre nøyaktig, pålitelig og sikker tid for et Windows 7-nettverk, er det egentlig ingen erstatning enn å bruke din egen stratum 1 NTP-tidsserver. Disse er lett tilgjengelige fra mange kilder og er ikke veldig dyre, men freden i deres sinn er uvurderlig.

Stratum 1 NTP-tidsservere motta et sikkert tidssignal direkte fra en atomurkilde. Tidsignalet er eksternt til nettverket, så det er ingen fare for at det blir kapret eller at det må være åpne porter i brannmuren.

Videre, som tidssignalene kommer fra en direkte atomurkilde, er de meget nøyaktige og har ingen latensproblemer. Signalene som brukes kan enten være via GPS (Global Positioning System satellitter har ombord atomklokker) eller fra radiotransmisjoner som sendes av nasjonale fysikklaboratorier som NIST i USA (sendt fra Colorado), NPL i Storbritannia (sendt form Cumbria) eller deres tyske ekvivalent (fra Frankfurt).

Vi tar det for gitt at en dag er tjuefire timer. Faktisk er kroppens sirkadiske rytme endelig innstilt for å takle en 24-time-dag. En dag på jorden var imidlertid ikke alltid 24 timer lang.

I jordens tidlige dager var en dag utrolig kort - bare fem timer lang, men i løpet av juraperioden, da dinosaurer roamed jorden, hadde en dag forlenget til rundt 22.5 timer.

Selvfølgelig nå, en dag er 24-timer og har vært siden menneskene utviklet seg, men hva har forårsaket denne gradvis forlengelsen. Svaret ligger hos månen.

Månen pleide å være mye nærmere jorden og effekten av dens tyngdekraft var derfor mye sterkere. Når månen driver tidevannssystemer, var disse mye sterkere i jordens tidlige dager, og konsekvensen var at jordens rotasjon senket, tugging av månens tyngdekraft og tidevannskrefter på Jorden, som virker som en bremse på rotasjonen av planeten.

Nå er månen lengre unna, og fortsetter å bevege seg bort enda lenger, men virkningen av månen er fremdeles følt på jorden, med en konsekvens at jordens dag fortsatt sakker seg, om enn liten.

Med moderne atomklokkene, er det nå mulig å ta hensyn til denne bremsingen og den globale tidsskala som brukes av de fleste teknologier for å sikre tidssynkronisering, UTC (Koordinert universell tid), må ta hensyn til denne gradvise bremsningen, ellers på grunn av den ekstreme nøyaktigheten av atomklokker, ville til slutt dagen falle inn i natten mens jorden forsinket, og vi justerte ikke våre klokker.

På grunn av dette, en eller to ganger i året, legges et ekstra sekund til den globale tidsskalaen. Disse spring-sekunder, som de er kjent, har blitt lagt til siden 1970 er da UTC ble først utviklet.

For mange moderne teknologier hvor millisekundnøyaktighet er nødvendig, kan dette forårsake problemer. Heldigvis med NTP-servere tid (Network Time Protocol) disse sprang sekunder regnskapsføres automatisk, slik at noen teknologier er koblet til en NTP server trenger ikke å bekymre deg for denne uenigheten.

NTP-servere brukes av tidssensitiv teknologi og datanettverk over hele verden for å sikre presis og nøyaktig tid hele tiden, uansett hva himmellegemene gjør.

Nesten hver enhet synes å ha en klokke festet til det i disse dager. Datamaskiner, mobiltelefoner og alle de andre gadgets vi bruker er alle gode kilder til tid. Sikre at uansett hvor du er en klokke er aldri så langt unna - men det var ikke alltid slik.

Klokke gjør, i Europa, startet rundt det fjortende århundre da de første enkle mekaniske klokker ble utviklet. Disse tidlige enhetene var ikke veldig nøyaktig, mister kanskje opptil en halv time om dagen, men med utviklingen av Pendler disse enhetene ble stadig mer nøyaktig.

Imidlertid var ikke de første mekaniker al klokker de første mekaniske innretninger som kunne fortelle og forutsi tid. Ja, det synes europeerne var over femten hundre år for sent med sin utvikling av tannhjul, hjul og mekaniske klokker, som i antikken hadde lenge siden kom dit først.

Tidlig i det tjuende århundre en messing maskin ble oppdaget i et forlis (Antikythera vraket) av Hellas, som var en enhet så komplisert som en hvilken som helst klokke laget i Europa opp i middelalderperioden. Mens Antikythera mekanismen er strengt tatt ikke en klokke - det er designet for å forutsi banen til planeter og årstider, solformørkelser og selv de gamle OL - men er like presis og komplisert som sveitsiske klokker produsert i Europa i det nittende århundre.

Mens europeerne måtte lære på nytt fremstilling av slike presise maskiner, har klokke making flyttet på seg dramatisk siden da. I de siste hundre årene eller så har vi sett fremveksten av elektroniske klokker, ved hjelp av krystaller som kvarts å holde tiden, til fremveksten av atomklokkene som bruker resonans av atomer.

Atomklokkene er så nøyaktige at de ikke vil drive med enda et sekund i hundre tusen år som er fenomenal når du tenker på at selv kvarts digitale klokker vil drive flere sekunder na dag.

Mens noen mennesker vil noensinne har sett et atomur som de er klumpete og kompliserte enheter som krever team av mennesker til å holde dem i drift, har de fortsatt styrer våre liv.

Mye av den teknologien vi kjenner som internett og mobiltelefon nettverk, er alle styrt av atomuret. NTP-servere tid (Network Time Protocol) brukes til å motta atomur signaler ofte kringkastet av store fysikklaboratorier eller fra GPS (Global Positioning System) satellittsignaler.

NTP-servere deretter fordele tiden rundt et datanettverk justere systemet klokker på individuelle maskiner for å sikre at de er nøyaktige. Vanligvis kan et nettverk av hundrevis og kanskje tusenvis av maskiner skal holdes synkronisert sammen til et atomur tidskilde ved hjelp av en enkelt Ntp tid, Og holde dem nøyaktig innenfor noen få millisekunder av hverandre (noen tusendels sekund).