Arkiver for kategorien "timekeepers"

Atomic Clock Synchronization gjort enkelt med en NTP Time Server

Fredag, januar 22nd, 2010

Atomklokkene er det ultimate innen tidevannsenheter. Deres nøyaktighet er utrolig, fordi en atomur ikke vil drive så mye som et sekund i løpet av en million år, og når dette sammenlignes med de nest beste kronometrene, som for eksempel elektronisk klokke som kan drive med et sekund om en uke, en atomur er utrolig mer presis.

Atomsklokker brukes over hele verden og er hjertet i mange moderne teknologier som gjør det mulig for en rekke applikasjoner som vi tar for gitt. Internett-handel, satellittnavigasjon, flytrafikkontroll og internasjonal bank er alle bransjer som er avhengige av

De styrer også verdens tidsskala, UTC (Koordinert Universal Time), som holdes sant ved en konstellasjon av disse klokkene (selv om UTC må justeres for å imøtekomme bremsing av jordens rotasjon ved å legge til hopp sekunder).

Datamaskiner er ofte pålagt å kjøre synkronisert til UTC. Denne synkroniseringen er viktig i nettverk som utfører tidsfølsomme transaksjoner eller krever høy sikkerhet.

Et datanettverk uten tilstrekkelig tidssynkronisering kan forårsake mange problemer, blant annet:

Tap av data

  • Vanskeligheter med å identifisere og logge feil
  • Økt risiko for sikkerhetsbrudd.
  • Kan ikke gjennomføre tidsfølsomme transaksjoner

Derfor må mange datanettverk synkroniseres til en kilde til UTC og holdes så nøyaktig som mulig. Og selv om atomklokker er store voluminøse enheter som holdes innenfor fysikklaboratorier, er det utrolig enkelt å bruke dem som kilden til tid.

Network Time Protocol (NTP) er en programvareprotokoll utviklet utelukkende for synkronisering av nettverk og datasystemer og ved bruk av a dedikert NTP-server tiden fra en atomur kan mottas av tidsserveren og distribueres rundt nettverket ved hjelp av NTP.

NTP-servere bruke radiofrekvenser og mer generelt GPS-satellittene signaler for å motta atomuretidingssignalene som deretter spredes over hele nettverket med NTP regelmessig å justere hver enhet for å sikre at den er så nøyaktig som mulig.

Husker du spranget andre i år?

Tirsdag, januar 12th, 2010

Når du regnet ned på nyttårsaften for å markere begynnelsen av neste år, begynte du på 10 eller 11? De fleste revelers ville ha telt ned fra ti, men de ville ha vært for tidlig i år, da det var et ekstra sekund lagt til i fjor - spranget andre.

Sprang sekunder settes normalt inn en eller to ganger i året (normalt på nyttårsaften og i juni) for å sikre den globale tidsskalaen UTC (Koordinert universell tid) sammenfaller med den astronomiske dagen.

Sprang sekunder har blitt brukt siden UTC ble først implementert, og de er et direkte resultat av vår nøyaktighet i tidsprosessen. Problemet er det moderne atomklokkene er langt mer nøyaktige timekeeping enheter enn selve jorden. Det ble lagt merke til at atomklokker først ble utviklet slik at lengden på en dag, en gang syntes å være nøyaktig 24 timer, varierte.

Variasjonene er forårsaket av jordens rotasjon som påvirkes av jordens tyngdekraft og tidevannskrefter, som alle minsker sakte jordens rotasjon.

Denne rotasjonssakket, mens det bare er lite, hvis det ikke er sjekket, vil UTC-dagen snart gå inn i den astronomiske natten (om enn i flere tusen år).

Beslutningen om det er behov for en Leap Second er oppgave av International Earth Rotation Service (IERS), men Leap Seconds er ikke populære hos alle, og de kan forårsake potensielle problemer når de blir introdusert.

UTC brukes av NTP-servere tid (Network Time Protocol) som en tidsreferanse for å synkronisere datanettverk og annen teknologi, og forstyrrelsen Leap sekunder kan forårsake, blir sett på som ikke verdt bryet.

Imidlertid sier andre, som astronomer, at det ikke er mulig å holde UTC i tråd med den astronomiske dagen, noe som gjør studien av himlene nesten umulig.

Det siste spranget som er satt inn før dette var i 2005, men det har vært totalt 23 sekunder lagt til UTC siden 1972.

Å håndtere tiden over hele verden

Tirsdag, januar 5th, 2010

Uansett hvor vi er i verden, trenger vi alle å kjenne tiden på et tidspunkt i dagen, men mens hver dag varer i samme tid uansett hvor du er på jorden, blir ikke samme tidsskala brukt globalt.

Det upraktiske at australierne måtte våkne opp på 17.00 eller de som i USA måtte begynne å jobbe på 14.00, ville utelukke en enkelt tidsskala, selv om ideen ble diskutert da Greenwich ble kåret til den offisielle prime meridianen (der datelinjen offisielt er) for verden noen 125 år siden.

Mens ideen om en global tidsplan ble avvist av de ovennevnte grunnene, ble det senere bestemt at 24 langsgående linjer ville splitte verden opp i forskjellige tidssoner. Disse vil utgå fra GMT rundt med de på den motsatte siden av planeten er + 12 timer.

Imidlertid med 1970s vekst i global kommunikasjon betydde at en universell tidsskala endelig ble vedtatt og fortsatt er i stor grad i dag til tross for at mange mennesker aldri har hørt om det.

UTC, koordinert universell tid, er basert på GMT (Greenwich Meantime), men holdes av en konstellasjon av atomur. Det står også for variasjoner i jordens rotasjon med ytterligere sekunder kjent som "sprang sekunder" lagt en gang to ganger i året for å motvirke nedbremsing av jordens spinn forårsaket av gravitasjon og tidevannskrefter.

Mens de fleste aldri har hørt om UTC eller bruker det direkte, påvirkes dets innflytelse på våre liv i unødvendig med datanettverk alle synkronisert til UTC via NTP-servere tid (Network Time Protocol).

Uten denne synkroniseringen til en enkelt tidsskala vil mange av teknologiene og applikasjonene vi tar for gitt i dag være umulig. Alt fra global handel på aksjer og aksjer til internett shopping, e-post og sosialt nettverk er bare gjort mulig takket være UTC og Ntp tid.

Europeisk tidssynkronisering med DCF-77

Søndag, januar 3rd, 2010

DCF 77-signalet er en langbølgetransmisjonssending ved 77 KHz fra Frankfurt i Tyskland. DCF-77 overføres av Physikalisch-Technische Bundesanstalt, det tyske nasjonale fysikklaboratoriet.

DCF-77 er en nøyaktig kilde til UTC-tid og genereres av atomur som sikrer sin presisjon. DCF-77 er en nyttig kilde til tid som kan brukes over hele Europa av teknologier som trenger en nøyaktig tidsreferanse.

Radiostyrede klokker og nettverk tidsservere motta tidssignalet og i tilfelle tidsservere distribuere dette tidssignalet over et datanettverk. Det meste datanettverket bruker NTP til å distribuere DCF 77-tidssignalet.

Det er fordeler ved å bruke et signal som DCF for tidssynkronisering. DCF er langbølge og er derfor utsatt for interferens fra andre elektriske enheter, men de kan trenge inn i bygninger som gir DCF-signalet en fordel i forhold til den andre kilden til UTC-tid som vanligvis er tilgjengelig - GPS (Global Positioning System) - som krever en åpen visning av himmel for å motta satellittoverføringer.

Andre langbølge-radiosignaler er tilgjengelige i andre land som ligner DCF-77. I Storbritannia sendes MSF-60-signalet av NPL (National Physical Laboratory) fra Cumbria, mens i USA sender NIST (National Institute of Standards and Time) WVBB-signalet fra Boulder, Colorado.

NTP-servere tid er en effektiv metode for å motta disse lange bølgekraftene og deretter bruke tidskoden som en synkroniseringskilde. NTP-servere kan motta DCF, MSF og WVBB, så vel som mange av dem også kan motta GPS-signalet også.

UTC Hvilken tid er det?

Onsdag, desember 30th, 2009

Fra de tidlige dagene til den industrielle revolusjonen, da jernbanelinjer og telegrafer spredte seg over tidssoner, ble det klart at det var nødvendig med en global tidsskala som ville tillate det samme tidspunkt å bli brukt uansett hvor du var i verden.

Det første forsøket på en global tidsskala var GMT - Greenwich Meantime. Dette var basert på Greenwich Meridian hvor solen er direkte over på 12 middagstid. GMT ble valgt, hovedsakelig på grunn av påvirkning fra det britiske imperiet på resten om kloden.

Andre tidsskalaer hadde blitt utviklet slik britisk jernbanetid, men GMT var første gang et virkelig globalt system av tid ble brukt over hele verden.

GMT var som global tidsskala gjennom første halvdel av det tjuende århundre, selv om folk begynte å referere til som UT (Universal Time).

Men når atomklokker ble utviklet i midten av det tjuende århundre ble det snart klart at GMT ikke var nøyaktig nok. En global tidsskala basert på tiden som ble fortalt av atomklokker, var ønsket å representere disse nye nøyaktige kronometrene.

International Atomic Time (TAI) ble utviklet for dette formålet, men problemer med å bruke atomklokker ble snart synlige.

Det ble antatt at jordens revolusjon på sin akse var en eksakt 24-timer. Men takket være atomklokker ble det oppdaget at jordens spinn varierer, og siden 1970 har senket seg. Denne bremsing av jordens rotasjon måtte regnes for ellers kunne avvikene bygge seg opp, og natten ville sakte drifte inn i dag (om enn i tusen årtusener).

Coordinated Universal Time ble utviklet for å motvirke dette. Basert på både TAI og GMT, tillater UTC at bremsing av jordens rotasjon skjer ved å legge til hopp sekunder hvert år eller to (og noen ganger to ganger i året).

UTC er nå en virkelig global tidsplan og er vedtatt av nasjoner og teknologier over hele verden. Datanettverk er synkronisert til UTC via nettverk tidsservere og de bruker protokollen NTP for å sikre nøyaktighet.

Radio kontrollerte klokker Atomic klokker på Shortwave

Lørdag, desember 26th, 2009

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.

Atomsklokke som skal festes til International Space Station

Onsdag, desember 16th, 2009

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.

IEEE 1588 Time Protocol løfter mer nøyaktig tidssynkronisering

Søndag, desember 6th, 2009

Til tross for å være rundt i over tjue år, har den nåværende favoriserte tidprotokollen av de fleste nettverk, NTP (Network Time Protocol), noe konkurranse.

For tiden brukes NTP til å synkronisere datanettverk ved hjelp av nettverk tidsservere (NTP-servere). For øyeblikket kan NTP synkronisere et datanettverk til noen få millisekunder.

Precision Time Protocol (PTP) eller IEEE 1588 er utviklet for lokale systemer som krever meget høy nøyaktighet (til nano-andre nivå). For tiden er denne typen nøyaktighet utenfor egenskapene til NTP.

PTP krever et master- og slaveforholdsskip i nettverket. En to-trinns prosess er nødvendig for å synkronisere enheter ved hjelp av IEEE 1588 (PTP). For det første må bestemmelsen av hvilken enhet som er mesteren kreves da offsetene og det naturlige nettverksforsinkelsen blir målt. PTP bruker Best Master Clock-algoritmen (BMC) for å fastslå hvilken klokke på nettverket som er mest nøyaktig og det blir master mens alle andre klokker blir slaver og synkroniseres med denne mesteren.

IEEE (Institutt for elektriske og elektroniske ingeniører) beskriver IEEE 1588 eller (PTP) som designet for å "fylle en nisje ikke godt betjent av en av de to dominerende protokollene, NTP og GPS. IEEE 1588 er utviklet for lokale systemer som krever svært høye nøyaktigheter utover de som kan oppnås ved bruk av NTP. Den er også designet for applikasjoner som ikke kan bære prisen på en GPS-mottaker ved hver knutepunkt, eller for hvilke GPS-signaler er utilgjengelige. "(Sitert i Wikipedia)

PTP kan gi nøyaktighet til noen få nanosekunder, men denne type nøyaktighet kreves ikke av de fleste nettverksbrukere, men målet bruk av PTP ser ut til å være mobilt bredbånd og andre mobile teknologier, da PTP støtter tidssvarende informasjon, brukt av fakturering og service nivå avtale rapporteringsfunksjoner i mobilnett.

Fakta om tid

Torsdag, juli 2nd, 2009

Fra armbåndsur til atomklokker og NTP-tidsservere, forståelsen av tid har blitt avgjørende for mange moderne teknologier som satellittnavigasjon og global kommunikasjon.

Fra tidsperspektivet til tyngdekraftseffekter i tide, har tiden mange rare og fantastiske fasetter som forskere bare begynner å forstå og utnytte. Her er noen interessante, rare og uvanlige fakta om tiden:

• Tiden er ikke skilt fra rom, men tiden utgjør hva Einstein kalte fire dimensjonal romtid. Mellom tid kan romtiden svekkes av tyngdekraften, noe som betyr at tiden reduserer jo større gravitasjonsinnflytelsen. Takk til atomklokkene, kan tiden på jorden måles ved hver påfølgende tommers over jordens overflate. Det betyr at hver kropps føtter er yngre enn hodet når tiden går sakte jo lavere til bakken du får.

• Tid er også påvirket av hastighet. Den eneste konstanten i universet er lysets hastighet (i et vakuum) som alltid er det samme. På grunn av Einsteins kjente relativitetsteorier, som reiser i nærheten av lysets hastighet, ville en reise til en observatør som hadde tatt tusenvis av år gått innen sekunder. Dette kalles tidsutvidelse.

• Det er ingenting i moderne fysikk som forbyr tidsreiser både fremover og bakover i tid.

• Det er 86400 sekunder på en dag, 600,000 på en uke, mer enn 2.6 millioner i en måned og mer enn 31 millioner om året. Hvis du bor for å være 70 år gammel, vil du ha levd gjennom over 5.5 milliarder sekunder.

• En nanosekund er en milliarddel av et sekund eller omtrent den tiden det tar for lys å reise rundt 1 fot (30 cm).

• En dag er aldri 24 timer lang. Jordens rotasjon går gradvis opp, noe som betyr at den globale tidsskala UTC (koordinert universell tid) må ha sprang sekunder lagt til en eller to ganger i året. Disse sprang sekunder blir automatisk regnskapsført i hvilken som helst klokkesynkronisering som bruker NTP (Network Time Protocol), for eksempel a dedikert NTP tidsserver.

Velge en tidskilde hva du skal gjøre og hva du ikke skal gjøre

Fredag ​​juni 12th, 2009

Tidssynkronisering synkronisering~~POS=HEADCOMP er avgjørende for mange av de applikasjonene vi gjør over Internett i disse dager; Internett-banktjenester, online-bestilling og til og med nettauksjoner alle krever nettverkssynkronisering.

Manglende å sikre at serverne er tilstrekkelig synkronisert ville bety at mange av disse programmene ville være umulige å oppnå; sete reservasjoner kunne bli solgt mer enn en gang, lavere bud kunne vinne internett auksjoner og det ville være mulig å trekke deg livsparasjoner fra banken to ganger hvis de ikke hadde tilstrekkelig synkronisering (bra for deg ikke for banken).

Selv datanettverk som på grunn av det ikke er avhengige av tidsfølsomme transaksjoner, må også være tilstrekkelig synkronisert, da det kan være nesten umulig å spore feil eller beskytte systemet mot ondsinnede angrep hvis tidsstemplene er forskjellige på ulike maskiner på nettverket .

Mange organisasjoner velger å bruke Internett-tidsservere som en kilde til UTC (Koordinert Universal Time) - atomuret kontrollert global tidsskala. Selv om det er mange sikkerhetsproblemer ved å gjøre det slik at det går et hull i brannmuren for å kommunisere med tidsserveren og ikke ha noen godkjenning for tidssynkroniseringsprotokollen NTP (Network Time Protocol).

Men ved å si at mange nettverksadministratorer fortsatt velger å bruke online tidsservere som en UTC-kilde, uavhengig av sikkerhetsimplikasjonene, selv om det er andre problemer administratorer bør være oppmerksomme på. På internett er det to typer tidsserver - stratum 1 og stratum 2. Stratum 1-servere mottar et tidssignal direkte fra en atomur mens stratum 2-servere mottar et tidssignal fra en stratum 1-server. De fleste Internett-stratum 1-servere er stengt - utilgjengelig for de fleste administratorer, og det kan være noe mangel på nøyaktighet ved bruk av en stratum 2-server.

For den mest nøyaktige, sikre og presise timingsinformasjonen eksterne NTP-tidsservere er det beste alternativet, da disse er stratum 1-enheter som kan synkronisere hundrevis av maskiner på et nettverk til nøyaktig samme UTC-tid.