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.

NTP (Network Time Protocol) er kanskje den eldste og mest brukte protokollen som brukes av datamaskiner, og likevel er det sannsynligvis den minst forstått.

NTP brukes av nesten alle datamaskiner, nettverk og andre enheter som er involvert i kommunikasjon over internett eller interne nettverk. Den ble utviklet i de aller tidligste stadiene av internett da det ble tydelig at en metode for å sikre nøyaktighet over avstand var nødvendig.

Protokollen fungerer ved å velge en enkeltkilde, hvorav NTP har evne til å etablere nøyaktigheten og påliteligheten til, som den deretter distribuerer rundt hver enhet på NTP-nettverket.

Hver enhet kontrolleres jevnlig mot denne referanseklokken og justeres dersom det oppdages drift. En versjon av NTP er nå distribuert med nesten alle operativsystemer slik at enhver maskin kan synkroniseres til en enkeltkilde.

Tydeligvis hvis hvert nettverk i verden valgte en annen tidskilde som referanse, vil årsaken til all denne synkroniseringen gå tapt.

Heldigvis er en global tidsskala basert på et internasjonalt konsortium av atomklokker blitt utviklet for å gi en enkeltkilde for global synkronisering.

UTC (Coordinated Universal Time) brukes av datanettverk over hele verden som en tidsreferanse, noe som betyr at en enhet som er synkronisert til UTC med NTP, faktisk blir synkronisert med hvert nettverk som bruker UTC som basetid.

Det finnes mange forskjellige metoder som NTP kan få tilgang til UTC-tid. Internett er et vanlig sted, selv om dette gir sikkerhet og brannmurproblemer. En sikrere (og nøyaktig) metode er å bruke en dedikert Ntp tid Det tar tid fra eksterne kilder som GPS-nettverket (GPS fungerer ved å kringkaste et tidsur for atomur klokke som enkelt kan konverteres til UTC med en NTP server).

Med NTP, en dedikert tidsserver og tilgang til UTC kan et helt nettverk synkroniseres til noen få millisekunder av universell tid, noe som gir et sikkert og nøyaktig nettverk som kan fungere i fullstendig synkronisering med andre nettverk over hele verden.

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.

Synkronisering er viktig for de fleste datanettverk. Timestamps er den eneste referansen en datamaskin kan bruke til å analysere når og hvis prosesser eller applikasjoner er fullført. Synkroniserte tidsstempler er også avgjørende for sikkerhet, feilsøking og feilsøking.

Unnlatelse av å holde et nettverk tilstrekkelig synkronisert kan føre til alle slags problemer. Programmer mislykkes i gang, tidsfølsomme transaksjoner vil mislykkes, og feil og datatap vil bli vanlig.

Imidlertid sikrer synkronisering uansett størrelsen på nettverket rett frem og ikke kostbart, takk til dedikert nettverksserver og tidsprotokollen NTP.

Nettverkstidsprotokoll (NTP)

NTP har eksistert enda lenger enn Internett, men er den mest brukte synkroniseringsprotokollen tilgjengelig. NTP er gratis å bruke og gjør synkronisering veldig rett frem. Det fungerer ved å ta en enkelt kilde (eller flere) og distribuere den mellom nettverket. Det vil opprettholde høye nøyaktighetsnivåer selv når det mister det opprinnelige tidssignalet og kan dømme på hvor nøyaktig hver gang referanse.

NTP Time Server

Disse kommer i flere former. For det første er det en rekke virtuelle tidsservere over Internett som distribuerer tid gratis. Men da de er internettbaserte, tar et nettverk en risiko for at en brannmurport åpnes for denne kommunikasjonen. Også det er ingen kontroll over tidssignalet, så hvis det går ned (eller blir ustabilt eller helt unøyaktig) kan nettverket ditt forlates uten tilstrekkelig synkronisering.

dedikert NTP-servere tid bruk GPS eller radio referanser for å motta tiden. Dette er langt sikrere og som GPS og radiosignaler som WWVB (fra NIST) genereres av atomklokker der nøyaktighet er uten sidestykke.

Fordi NTP-protokollen er hierarkisk, betyr det også at bare en dedikert tidsserver må brukes til et nettverk, uansett størrelse, da andre enheter på nettverket kan fungere som tidsservere etter at de har rece9ved tiden fra primærsystemet NTP server.

De National Physical Laboratory har annonsert planlagt vedlikehold denne uken (torsdag), noe som betyr at MSF60kHz-tiden og frekvenssignalet vil bli midlertidig slått av for at vedlikeholdet skal kunne utføres i sikkerhet på Anthorn-radiostasjonen i Cumbria.

Normalt varer disse planlagte vedlikeholdsperiodene bare noen få timer og bør ikke forårsake noen forstyrrelser for noen som stole på MSF-signalet for tidsapplikasjoner.
NTP (Network Time Protocol) passer godt til disse midlertidige tapene av signal og lite hvis ingen drift skulle oppleves av noen Ntp tid bruker.

Imidlertid er det noen brukere på høyt nivå av nettverksservere eller kan ha bekymringer om nøyaktigheten av teknologien i løpet av disse planlagte perioder uten signal. Det er en annen løsning for å sikre et kontinuerlig, sikkert og like nøyaktig tidssignal blir alltid brukt.

GPS, mest brukt til navigering og wayfinding det faktisk en atomur basert teknologi. Hver av GPS-satellittene sender et signal fra deres innebygde atomur som brukes av satellittnavigasjonsenheter som utarbeider plasseringen gjennom triangulering.

Disse GPS-signalene kan også mottas av a GPS NTP tidsserver. Akkurat som MSF eller andre radiosignal-tidsservere mottar det eksterne signalet fra Anthorn-senderen, kan GPS-tidsserverne motta dette nøyaktige og eksterne signalet fra satellittene.

I motsetning til radiosendingene må GPS aldri gå ned, selv om det noen ganger kan være umulig å motta signalet som en GPS-antenne, trenger et klart syn på himmelen, og derfor bør det helst være på taket.

For de som ønsker å gjøre dobbelt så sikker, er det aldri en periode når et signal ikke mottas av NTP serveren dual time server kan bli brukt. Disse plukker opp både radio og GPS-overføringer, og NTP-demonen ombord beregner den mest nøyaktige tiden fra begge deler.

En økning i GPS-angrepene har forårsaket noe bekymring blant det vitenskapelige samfunn. GPS, mens et svært nøyaktig og pålitelig system for overføring av tid og posisjonsinformasjon, er avhengig av svært svake signaler som hindres av forstyrrelser fra jorden.

Både utilsiktet forstyrrelse som fra piratstasjoner eller forsettlig bevisst «jamming» av kriminelle er fortsatt sjeldne, men som teknologi som kan hemme GPS-signaler blir mer tilgjengelig, forventes situasjonen å bli verre.

Og mens effektene av signalfeil i GPS-systemet kan ha åpenbare resultater for folk som bruker den til navigasjon (som slutter på feil sted eller går seg vill), kan det få mer alvorlige og dype konsekvenser for teknologiene som er avhengige av GPS for tiden signaler.

Som så mange teknologier stoler nå på GPS timing signaler fra telefonnett, internett, bank- og trafikklys og til og med våre strømnettet kan signalfeil uansett hvor kort det er, føre til alvorlige problemer.

Hovedproblemet med GPS-signalet er at det er svært svakt og som det kommer fra rombundne satellitter, kan lite gjøres for å øke signalet, slik at en hvilken som helst lignende frekvens som sendes i et lokalt område, lett kan drukne ut GPS.

Imidlertid er GPS ikke den eneste nøyaktige og sikre metoden for å motta tiden fra en atomurkilde. Mange nasjonale fysikklaboratorier fra hele verden sender atomklokkesignaler via radiobølger (vanligvis lang bølge). I USA sendes disse signalene av NIST (National Institute for Standards and Time (kjent som WWVB) mens det i Storbritannia er MSF-signalet kringkastet av NPL (Nasjonalt fysisk laboratorium).

Dobbeltservere som kan motta begge signalene er tilgjengelige og er et sikrere bud for ethvert høyteknologisk selskap som ikke har råd til å risikere å miste et tidssignal.

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.