Nøyaktig tid er viktig i den moderne verden av internettbank, online-auksjoner og global finans. Ethvert datanettverk som er involvert i global kommunikasjon må ha en nøyaktig kilde til den globale tidsskala UTC (Coordinated Universal Time) for å kunne snakke med andre nettverk.

Motta UTC er enkelt nok. Den er tilgjengelig fra flere kilder, men noen er mer pålitelige enn andre:

Internett-tidskilder

Internett er oversvømt med tidskilder. Disse varierer i pålitelighet og nøyaktighet, men noen klarerte organisasjoner som NIST (National Institute of Standards and Time) og Microsoft. Det er imidlertid ulemper med internettidskilder:

Pålitelighet - Etterspørselen etter internettkilder til UTC betyr ofte at det kan være vanskelig å få tilgang til dem

Nøyaktighet - De fleste internettidetjenere er stratum 2-enheter, noe som betyr at de stole på en tidskilde selv. Ofte kan feil oppstå, og mange kilder til tid kan være svært unøyaktige.

Sikkerhet - Kanskje det største problemet med internettkilder er risikoen de stiller til sikkerhet. For å motta et tidsstempel fra over Internett må brannmuren ha en åpning for å tillate signalene å passere gjennom; Dette kan føre til at skadelige brukere utnytter.

Radio refererte tidsservere.

En sikker metode for å motta UTC-tidsstemmer er tilgjengelig ved hjelp av a Ntp tid som kan motta radiosignaler fra laboratorier som NIST og NPL (Nasjonalt fysisk laboratorium. Mange land har disse utsendte tidssignaler som er svært nøyaktige, pålitelige og sikre.

GPS-tidsservere

En annen kilde for dedikerte tidsservere er GPS. Den store fordelen med a GPS NTP tidsserver er at tidskilden er tilgjengelig overalt på planeten med en klar utsikt over himmelen. GPS-tidsservere er også svært nøyaktige, pålitelige og like sikre som radio refererte tidsservere.

Når du setter klokken på kanskje den talende klokken eller tiden på internett, har du noen gang lurt på hvem det er som setter disse klokkene og sjekker at de er nøyaktige?

Det er ingen enkelt master klokke som brukes til verdens tid, men det er en konstellasjon av klokker som brukes som grunnlag for et universelt tidsstyringssystem kjent som UTC (Coordinated Universal Time).

UTC gjør det mulig for alle verdens datanettverk og annen teknologi å snakke med hverandre i perfekt synkronitet som er viktig i den moderne verden av internetthandel og global kommunikasjon.

Men som nevnt kontrollerer UTC ikke ned til en mesterklokke, i stedet en serie av svært presise atomklokker basert i forskjellige land, alle jobber sammen for å produsere en tidskilde som er basert på den tiden de fortalte dem alle.

Disse UTC timekeepers inkluderer slike bemerkelsesverdige organisasjoner som USAs National Institute of Standards and Time (NIST) og Storbritannias nasjonale fysiske laboratorium (NPL) blant andre.

Disse organisasjonene hjelper ikke bare til at UTC er så nøyaktig som mulig, men de gir også en kilde til UTC-tid tilgjengelig for verdens datanettverk og -teknologi.

For å motta tiden fra disse organisasjonene, a Ntp tid (Network Time Server) er nødvendig. Disse enhetene mottar sendingene fra steder som NIST og NPL via langbølge radiotransmisjoner. De NTP server Distribuerer deretter tidssignalet over et nettverk, justerer individuelle systemklokker for å sikre at de er like nøyaktige til UTC som mulig.

En enkelt dedikert NTP-server kan synkronisere et datanettverk med hundrevis og til og med tusenvis av maskiner og nøyaktigheten av et nettverk som stammer fra UTC-tid fra kringkastingene fra NIST og NPL vil også være svært presis.

NIST-tidssignalet er kjent som WWVB og sendes fra Boulder Colorado i hjertet av USA mens Storbritannias NPL-signal sendes i Cumbria i Nord-England og er kjent som Leger Uten Grenser - Andre land har lignende systemer, inkludert DSF signal sendt ut av Frankfurt, Tyskland.

GPS-systemet er kjent for de fleste. Mange biler har nå en GPS-satellittnavigasjonsenhet i sine biler, men det er mer til Global Positioning System enn bare å finne.

Global Positioning System er en konstellasjon av over tretti satellitter som spinner rundt om i verden. GPS-satellittnettverket er utformet slik at det til enhver tid er minst fire satellitter overhead - uansett hvor du er på kloden.

Ombord på hver GPS-satellitt er det en svært presis atomur, og det er informasjonen fra denne klokken som sendes via GPS-sendingene, som ved hjelp av triangulasjon (ved hjelp av signal fra flere satellitter) kan en satellittnavigasjonsmottaker utdanne posisjonen din.

Men disse ultra presise timingsignalene har en annen bruk, ukjent for mange brukere av GPS-systemer. Fordi timingen signaler fra GPS atomklokker er så presise, de gir en god tid til å synkronisere alle slags teknologier - fra datanettverk til trafikkameraer.

For å utnytte GPS-timingssignalene, brukes en GPS-tidsserver ofte. Disse enhetene bruker NTP (Network Time Protocol) for å distribuere GPS timing kilde til alle enheter på NTP-nettverket.

NTP kontrollerer jevnlig tiden på alle systemene på nettverket og justerer den tilsvarende hvis den har drevet til hva den opprinnelige GPS-timingkilden er.

Siden GPS er tilgjengelig hvor som helst på planeten, gir det en veldig praktisk tidskilde for mange teknologier og applikasjoner som sikrer at det som er synkronisert med GPS-timingskilden, forblir så nøyaktig som mulig.

En enkelt GPS NTP server kan synkronisere hundrevis og tusenvis av enheter, inkludert rutere, PCer og annen maskinvare som sikrer at hele nettverket kjører perfekt koordinert tid.

Atomklokkene er uten tvil de mest nøyaktige tidsbrikkene på planetens overflate. Faktisk er nøyaktigheten av en atomur i uforlignelig med andre kronometer, klokke eller klokke.

Mens en atomur ikke vil miste enda et sekund i tide i tusenvis av tusen år, vil du få en gjennomsnittlig digital klokke kanskje et øyeblikk på noen få dager, som etter noen uker eller måneder vil bety at klokken din kjører sakte eller raskt etter flere minutter.

Det samme kan også sies for systemklokken som styrer datamaskinen din. Den eneste forskjellen er at datamaskiner stole enda tyngre på tiden enn vi selv gjør.

Nesten alt en datamaskin gjør er avhengig av tidsstempler, fra å lagre arbeid for å utføre programmer, feilsøking og til og med e-post, er alle avhengige av tidsstempler som kan være et problem hvis klokken på datamaskinen din kjører for fort eller sakte, da feil ganske ofte kan oppstå, spesielt hvis du kommuniserer med en annen datamaskin eller enhet.

Heldigvis er de fleste PCer enkelt synkronisert til en atomur, noe som betyr at de kan være nøyaktige da disse kraftige tidsbegrensede enheter, slik at eventuelle oppgaver som utføres av PCen, kan være i perfekt synkronisering med hvilken enhet du kommuniserer med.

I de fleste PC-operativsystemer er en innebygd protokoll (NTP) tillater PCen å kommunisere med en tidsserver som er koblet til en atomur. I de fleste versjoner av Windows åpnes dette via dato og klokkeslettkontrollinnstilling (dobbeltklikk på klokken nederst til høyre).

For forretningsmaskiner eller nettverk som krever sikker og nøyaktig tidssynkronisering, er nettverksserverne imidlertid ikke bare sikre eller nøyaktige for å sikre at nettverket ditt ikke er sårbart for sikkerhetsfeil.

Imidlertid NTP-servere tid som mottar tiden direkte fra atomurene er tilgjengelige som kan synkronisere hele nettverk. Disse enhetene mottar en kringkastet tidsstempel distribuert av enten nasjonale fysikklaboratorier eller via GPS-satellittnettverket.

NTP-servere aktivere hele nettverket til alle har nøyaktig synkronisert tid som er like nøyaktig og sikker som det er menneskelig mulig.

Atomklokkene er mye undervurderte teknologier deres utvikling har revolusjonert måten vi lever og arbeider på, og har gjort mulige teknologier som ville være umulige uten dem.

Satellittnavigasjon, mobiltelefoner, GPS, internett, flytrafikk, trafikklys og til og med CCTV-kameraer er avhengige av ultra presis tidevarsel av en atomur.

Nøyaktigheten til en atomur er uforlignelig med andre tiders holdbarhet, da de ikke drifter med enda et sekund i hundretusener av år.

Men atomklokker er store følsomme enheter som trenger team av erfarne teknikere og optimale forhold som de som finnes i et fysikklaboratorium. Så hvordan har alle disse teknologiene nytte av høy presisjon av en atomur?

Svaret er ganske enkelt, kontrollerne av atomklokker, vanligvis nasjonale fysikklaboratorier, kringkastet via langbølgeradio, signalene som deres ultralette klokker produserer.

For å motta disse tidssignalene, servere som bruker tidssynkroniseringsprotokollen NTP (Network Time Protocol) er ansatt for å motta og distribuere disse tidsstemplene.

NTP-servere tid, ofte referert til som nettverksservere, er en sikker og nøyaktig metode for å sikre at teknologi går i gang med nøyaktig atomklokkeslett. Disse tidssynkroniseringsenhetene kan synkronisere enkelte enheter eller hele nettverk av datamaskiner, rutere og andre enheter.

NTP-servere som bruker GPS-signaler til å motta tiden fra atomur-satellittene, blir også ofte brukt. Disse NTP GPS tidsservere er like nøyaktige som de som mottar tiden fra fysikklaboratorier, men bruker den svakere, synkende GPS-signal som deres kilde.

GPS er ikke den eneste teknologien som er avhengig av atomur. De høye nøyaktighetsnivåene som leveres av atomklokkene brukes i andre viktige teknologier som vi tar for gitt hver dag.

Luft trafikk kontroll Ikke bare er alle fly og flyruter nå utstyrt med GPS for å muliggjøre piloter og bakkepersonell å kjenne sin eksakte plassering, men atomklokker brukes også av flytrafikstyrere som trenger presise og nøyaktige målinger og tid mellom fly.

Trafikklys og veiskonferansesystemer - Trafikklys er et annet system som er avhengig av atomurtidspunktet. Nøyaktighet og synkronisering er viktig for trafikklyssystemer, da små feil i synkronisering kan føre til dødelige ulykker.

Congestion-kameraer og andre systemer som parkeringsmåler bruker også atomur som grunnlag for deres tidsprosess, da dette forhindrer juridiske problemer ved utstedelse av strafferett.

CCTV - Closed-tv er en annen storskala bruker av atomklokker. CCTV-kameraer brukes ofte i kampen mot kriminalitet, men som bevis er de ineffektive i en domstol, med mindre timinginformasjonen på CCTV-kameraet kan bevises å være nøyaktig. Unnlatelse av å gjøre det kan føre til at kriminelle unngår påtalemyndighet fordi på tross av identifiseringen av kameraet, kan bevis på at det var på tidspunktet og datoen for lovbrudd ikke klargjøres uten nøyaktighet og synkronisering.

Internett - Mange av programmene vi nå overlater til internett, er bare gjort mulig takket være atomklokker. Internett-handel, internettbank og selv online auksjonshus trenger alle nøyaktig og synkronisert tid.

Tenk deg å ta besparelsene fra bankkontoen din bare å finne ut at du kan trekke dem tilbake fordi en annen datamaskin har en langsommere klokke eller forestille budgivning på et internett-auksjonssted bare for å få budet avvist av et bud som kom før din, fordi det ble laget på en datamaskin med en langsommere klokke.

Å bruke atomur som kilde til tid er relativt rett frem for mange teknologier. Radiosignaler og til og med GPS-overføringene kan brukes som kilde til atomurtid og for datasystemer, protokollen NTP (Network Time Protocol) vil sikre at alle størrelser i nettverket synkroniseres perfekt sammen. dedikert NTP-servere tid brukes over hele verden i teknologier og applikasjoner som krever presis tid.

Atomklokkene er de mest nøyaktige timekeeping enheter kjent for mannen. Der nøyaktighet er uforlignelig med andre klokker og kronometre i det mens selv den mest sofistikerte elektroniske klokken vil drive med en sekund hver uke eller to, mest moderne atomklokker kan fortsette å løpe i tusenvis av år og ikke miste selv en brøkdel av et sekund.

Nøyaktigheten av en atomur er nede på det de bruker som grunnlag for tidsmåling. I stedet for å stole på en elektronisk strøm som går gjennom en krystall som en elektronisk klokke, bruker en atomur en hyperfineovergang av et atom i to energistater. Selv om dette kan høres komplisert, er det bare en ufullstendig reverberation som "ticks" over 9 milliarder ganger hvert sekund, hvert sekund.

Men hvorfor slik nøyaktighet virkelig er nødvendig og hvilke teknologier er atomklokker ansatt i?

Det er ved å undersøke teknologiene som benytter atomklokker som vi kan se hvorfor slike høye nøyaktighetsnivåer kreves.

GPS - Satellittnavigasjon

Satellittnavigasjon er en stor industri nå. Når bare en teknologi for militæret og aviatorene, er GPS satellittnavigasjon nå brukt av trafikanter over hele verden. Imidlertid er navigasjonsinformasjonen som leveres av satellittnavigasjonssystemer som GPS, avhengig av nøyaktigheten av atomurene.

GPS fungerer ved å triangulere flere timingsignaler som distribueres fra atomur ombord på GPS-satellittene. Ved å trene når tidssignalet ble utgitt fra satellitten, kan satellittnavigasjonsmottakeren bare hvor langt det er fra satellitten, og ved å bruke flere signaler, beregne hvor det er i verden.

På grunn av disse tidssignalene går det med lysets hastighet, bare ett sekunds unøyaktighet i tidssignalene kan føre til at posisjonsinformasjonen blir tusenvis av miles ut. Det er testament til nøyaktigheten av GPS atomklokker som for øyeblikket er en satellittnavigasjonsmottaker, er nøyaktig innen fem meter.

Atomuret er ikke en ny oppfinnelse. Utviklet i 1950, har den tradisjonelle cesiumbaserte atomuret gitt oss nøyaktig tid i et halvt århundre.

De cesium atomur har blitt grunnlaget for vår tid - bokstavelig talt. De Internasjonalt system av enheter (SI) definerer et sekund som et visst antall oscillasjoner av atomet cesium og atomurene styrer mange av teknologiene som vi lever med daglig bruk: Internett, satellittnavigasjon, flytrafik og trafikklys for å nevne Noen.

Imidlertid er den siste utviklingen i optiske kvanteklover som bruker enkeltatomer av metaller som aluminium eller strontium tusenvis av ganger mer nøyaktige enn tradisjonelle atomklokker. For å sette dette i perspektiv, kan den beste cesium atomuren som brukes av institutter som NIST (National Institute for Standards and Time) eller NPL (National Physical Laboratory) for å styre verdens globale tidsskala UTC (Koordinert universell tid), er nøyaktig innen et sekund hvert 100 millioner år. Imidlertid er disse nye kvanteoptiske klokkene nøyaktige til et sekund hvert 3.4 milliard år - nesten så lenge jorden er gammel.

For de fleste er deres eneste møte med en atomur mottatt sin tidssignal er a nettverkstidsserver or NTP-enhet (Network Time Protocol) med det formål å synkronisere enheter og nettverk, og disse atomur-signalene genereres ved hjelp av cesiumklokker.

Og til verdens forskere kan enige om et enkelt atom for å erstatte cesium og en enkelt klokke design for å holde UTC, vil ingen av oss kunne dra nytte av denne utrolige nøyaktigheten.

Som med fremskrittet av datateknologi som synes å øke eksponentielt i evnen hvert år, ser atomklokker også ut til å øke dramatisk i sin nøyaktighet år etter år.

Nå, de pionerene av atomur teknologi, USAs National Institute of Standards Time (NIST), har annonsert at de har klart å produsere en atomur med nøyaktighet to ganger det av klokker som har gått før.

Klokken er basert i et enkelt aluminiumatom, og NIST hevder at det kan forbli nøyaktig uten å miste et sekund i over 3.7 milliarder år (omtrent samme tid som livet har eksistert jorden).

Den forrige mest nøyaktige klokken ble utarbeidet av den tyske Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) og var en optisk klokke basert på et strontiumatom og var nøyaktig til et sekund på over en milliard år. Denne nye atomklokken fra NIST er også en optisk klokke, men er basert på aluminiumatomer, som ifølge NISTs forskning med denne klokken er langt mer nøyaktig.

Optiske klokker bruker lasere til å holde atomer fortsatt og avvike fra de tradisjonelle atomklokkene som brukes av datanettverk NTP-servere (Network Time Protocol) og annen teknologi som er basert på fontener. Ikke bare bruker disse tradisjonelle fontenen klokker cesium som deres tidsbevisende atom, men i stedet for lasere bruker de superkjølte væsker og støvsuger for å kontrollere atomer.

Takket være arbeidet av NIST, PTB og Storbritannias NPL (Nasjonalt fysisk laboratorium) atomklokker fortsetter å ekspansjonelt, men disse nye optiske atomklokker basert på atomer som aluminium, kvikksølv og strontium er langt fra å bli brukt som grunnlag for UTC (Koordinert universell tid).

UTC styres av en konstellasjon av cesium fontenen klokker som samtidig nøyaktig til et sekund i 100,000 år er langt mindre presis enn disse optiske klokker og er basert på teknologi over femti år gammel. Og dessverre til verdens vitenskaps-fellesskap kan bli enige om et atom- og urdesign som skal brukes internasjonalt, vil disse presise atomklokkene bare forbli en leksaks i det vitenskapelige samfunn.

Enhver nettverksadministrator vil fortelle deg hvor viktig det er tidssynkronisering er for et moderne datanettverk. Datamaskiner stole på tiden for nesten alt, spesielt i dagens alder av elektronisk handel og global kommunikasjon der nøyaktighet er viktig.

Hvis du ikke klarer å sikre at datamaskiner blir nøyaktig synkronisert sammen, kan det føre til alle slags problemer: datatap, sikkerhetsproblemer, ikke klarer å gjennomføre tidsfølsomme transaksjoner og feilsøking, kan alle skyldes mangel på eller ikke tilstrekkelig tidssynkronisering.

Men å sikre at hver datamaskin på et nettverk har nøyaktig samme tid, er enkel takket være to teknologier: atomuret og NTP server (Network Time Protocol).

Atomklokkene er ekstremt nøyaktige kronometre. De kan holde tid og ikke drive så mye av et sekund i tusenvis av år, og det er denne nøyaktigheten som har gjort mulige teknologier og applikasjoner som satellittnavigasjon, netthandel og GPS.

Tidssynkronisering for datanettverk styres av nettverksserveren, vanligvis referert til som NTP-serveren etter tidssynkroniseringsprotokollen de bruker, Network Time Protocol.
Når det gjelder å velge en tidsserver, er det egentlig bare to ekte typer - radio referansen Ntp tid og GPS NTP tidsserver.

Radio referanse tidsservere mottar tiden fra lang bølge overføring kringkastet av fysikk laboratorier som NIST i Nord-Amerika eller NPL i Storbritannia. Disse overføringene kan ofte hentes i hele opprinnelseslandet (og utover), selv om lokal topografi og interferens fra andre elektriske enheter kan forstyrre signalet.

GPS tidsservere, derimot, bruker satellittnavigasjonssignalet som sendes fra GPS-satellitter. GPS-overføringene genereres av atomklokker ombord på satellittene, slik at de er en svært nøyaktig tidskilde akkurat som atomklokken generert tid kringkastet av fysikklaboratoriene.

Bortsett fra ulempen med å ha en takantennantenn (GPS fungerer ved synsfelt, så et klart syn på himmelen er avgjørende), kan GPS oppnås bokstavelig talt overalt på planeten.

Som begge typer tidsserver kan gi en nøyaktig kilde til pålitelig tid, avgjørelsen av hvilken type tidsserver som skal baseres på tilgjengeligheten av lange bølgesignaler, eller om det er mulig å installere en GPS-antenne på taket.