Fra satellittnavigasjon til Ntp tidatomklokker brukes over hele verden.

Vi er alle vant til at våre klokker løper et minutt eller to raskt eller sakte. Det merkelige minuttet påvirker imidlertid ikke våre liv for mye, og vi kan komme forbi. For noen teknologier og applikasjoner er det imidlertid behov for et langt større nøyaktighetsnivå. Atomklokker er de mest presise tidsbesparende enhetene på jorden. De ble oppfunnet over femti år siden da det ble oppdaget at oscillasjonene av bestemte atomer ved bestemte energinivåer aldri endret og vibrerte ved en så høy frekvens (over 9 billioner ganger hvert sekund for cesium).

Moderne atomur er så nøyaktige at de ikke vil miste så mye som et sekund i 100 millioner år, men hvem på jorden vil trenge en slik nøyaktighet? Atomklokker gir grunnlag for mange moderne applikasjoner og teknologier, og har også hjulpet oss i forståelsen av det fysiske universet.

Atomklokker danner grunnlaget for GPS satellittnavigasjonssystemet som vi bruker i våre biler. Signalene fra atomklokkene ombord på satellittene er det som brukes til å triangulere nøyaktig posisjonering. Det kan bare gjøres på grunn av tidssignalets svært presise karakter. En unntak av unøyaktigheten av a GPS-klokke kan se posere informasjon ut av 100,000 km som lys kan reise så langt i den tiden.

Atomsklokker har også blitt brukt som metode for å teste teorier av Einstein og andre. Ved hjelp av atomklokker kan vi nøyaktig måle tyngdekraften og måten det påvirker tiden på. Moderne klokker er så nøyaktige at forskere selv kan måle forskjellen i tyngdekraft (og dermed tid) ved hver påfølgende tommers over jordens overflate. De kan også brukes til å måle langsomme bevegelsesprosesser som kontinental drift eller de små endringer i jordens rotasjon.

Andre applikasjoner der nøyaktighet er avgjørende, er også avhengig av atomklokker som flytrafikkontroll hvor nøyaktig natur muliggjør sikker overvåking av flytrafikken. Veitrafikkanlegg som trafikklys er i økende grad bruker tidsservere koblet til atomklokker for å sikre perfekt synkronisering. Selv internett er avhengig av atomklokker, særlig når det brukes til tidsfølsomme transaksjoner som bank, handel med aksjer og aksjer og til og med online setereservering. Uten nøyaktighet i tide vil ikke slike applikasjoner være mulige, da det også kan oppstå feil som for eksempel dobbeltbestilles seter, aksjer solgt før de ble kjøpt.

Datanettverk synkronisere til atomur ved å bruke nettverkstidsservere. Ofte bruker disse enhetene protokoll NTP og motta atomur klokken fra enten GPS-systemet eller en radiotransmisjon. NTP-tidsservere overvåker og justerer alle klokkene på enheter på et datanettverk for å matche atomuretiden.

NTP-tidsserveren er et mye misforstått stykke utstyr. De er ganske enkle enheter i den forstand at de brukes til tidssynkronisering, mottar en ekstern kilde til tiden som deretter distribueres gjennom et datanettverk ved hjelp av NTP (Network Time Protocol).

Men med en myriade av "gratis" tidsservere som er tilgjengelige på internett, tar mange nettverksadministratorer beslutning om at NTP-tidsservere ikke er nødvendige utstyr og at nettverket deres kan klare seg uten det. Imidlertid er det et stort antall fallgruver i å stole på internett som en tidsreferanse; Microsoft og USAs fysikklaboratorium NIST (National Institute of Standards and Time) anbefaler på det sterkeste eksterne NTP-tidsservere snarere enn internettleverandører.

Her er hva Microsoft sier:
"Vi anbefaler at du konfigurerer den autoritative Time Server for å samle tiden fra en maskinvarekilde. Når du konfigurerer autoritativ tidsserver å synkronisere med en Internett-tidskilde, er det ingen autentisering. "

Autentisering er et sikkerhetsmål som implementeres av NTP for å sikre at tidssignalet som sendes kommer fra hvor det hevdes å komme fra. Autentisering er med andre ord den første forsvarslinjen for å beskytte mot ondsinnede brukere. Det er også andre sikkerhetsproblemer ved bruk av internett som en tidskilde, da enhver kommunikasjon med en Internett-tidskilde skal kreve at TCP / IP-porten blir åpen i brannmuren, kan dette også manipuleres av ondsinnede brukere.

NIST kjenner igjen betydningen av NTP-tidsserver systemer for forebygging og påvisning av sikkerhetstrusler i deres veiledning til datasikkerhetsloggadministrasjon de foreslår:
"Organisasjoner bør bruke tidssynkroniseringsteknologier, for eksempel Network Time Protocol (NTP) servere når det er mulig, for å holde loggkildenes klokker i samsvar med hverandre."

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.

Måling av tidsforsinkelsen har vært en opptakt av mennesker siden begynnelsen av sivilisasjonen. I stor grad innebærer målingstid å bruke en form for repeterende syklus for å finne ut hvor mye tid som er gått. Tradisjonelt har denne repeterende syklusen vært basert på himlens bevegelse, for eksempel en dag som er en revolusjon av jorden, en måned som en hel bane av jorden ved månen og et år som jordens bane rundt solen.

Etter hvert som vår teknologi har utviklet seg, har vi vært i stand til å måle tiden i mindre og mindre trinn fra solceller som tillot oss å telle timene, mekaniske klokker som lar oss overvåke minuttene. Elektroniske klokker som lar seg for første gang, registrerer nøyaktig sekunder til strømmen alder av atomklokker hvor tiden kan måles til nanosekunden.

Med fremgangen i kronologi som har ført til teknologier som NTP klokker, tidsservere, atomklokker, GPS-satellitter og moderne global kommunikasjon, kommer med et annet conundrum: Når starter en dag og når slutter den.

De fleste antar en dag er 24 timer lang og at den går fra midnatt til midnatt. Men atomklokker har avslørt for oss at en dag ikke er 24 timer, og faktisk varierer lengden på en dag (og øker faktisk gradvis over tid).

Etter at atomklokker ble utviklet, var det en samtale fra mange sektorer for å komme opp med en global tidsskala. En som bruker ultra presis natur av atomur å måle sin forbigående men også en som tar hensyn til jordens rotasjon. Manglende å regne for variabel karakter av en dags lengde ville bety at noen statisk tidsskala vil til slutt løpe med dagen sakte drivende til natt.

For å kompensere for dette har verdens globale tidsskala, kalt UTC (koordinert universell tid), lagt til flere sekunder (sprang sekunder) for å sikre at det ikke er noen drift. UTC-tiden holdes sant ved en konstellasjon av atomklokker og den benyttes av moderne teknologier som NTP-tidsserveren som sikrer datanettverk alle løper nøyaktig samme presise tid.

Etter suksess av danske forskere som jobber sammen med NIST (National Institute for Standards and Time), som avduket verdens mest nøyaktige atomur tidligere i år; Tysk forsker har gått inn i løpet for å bygge verdens mest presise klokke.

Forskere ved Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) i Tyskland bruker nye metoder for spektroskopi for å undersøke atom- og molekylære systemer og håper å utvikle en klokke basert rundt et enkelt aluminiumatom.

bro atomklokkene brukes til satellittnavigasjon (GPS), som referanser for datanettverk NTP-servere og flytrafikkontroll har tradisjonelt vært basert på atomcesium. Den neste generasjonen atomklokker, som den som ble avdekket av NIST, som hevdes å være nøyaktig til innen et sekund hvert 300 million år, bruker imidlertid atomer fra andre materialer som strontium, som forskere hevder, kan være potensielt mer nøyaktige enn cesium .

Forskere ved PTB har valgt å bruke enkle aluminiumatomer og tror at de er på vei til å utvikle den mest nøyaktige klokken noen gang og tro at det er stort potensial for en slik enhet for å hjelpe oss å forstå noen av de mer kompliserte aspekter av fysikk.

Den nåværende avlingen av atomurene tillater teknologier som satellittnavigering, flytrafikstyring og nettverkssynkronisering ved hjelp av NTP-servere men det antas at økningsnøyaktigheten til neste generasjon atomklokker kan brukes til å avsløre noen av de mer gåtefulle kvaliteter av kvanteforskning som strengteori.

Forskere hevder at de nye klokkene vil gi en slik nøyaktighet at de selv vil kunne måle minuttforskjellene i tyngdekraften til hver centimeter over havnivået.

Å telle tiden kan virke som en enkel affære i disse dager med antall enheter som viser tiden til oss og med den utrolige nøyaktigheten til enheter som atomklokker og nettverk tidsservere Det er ganske enkelt å se hvordan kronologi er tatt for gitt.

Nanosekundens nøyaktighet som styrer teknologier som GPS-systemet, flytrafikkontroll og NTP server systemer (Network Time Protocol) er langt fra første gangs brikker som ble oppfunnet og drevet av solens bevegelse over himmelen.

Sun dials var faktisk de første ekte klokka, men de hadde tydeligvis deres ulemper - som for eksempel ikke jobbet om natten eller i overskyet vær, men å kunne fortelle tiden ganske nøyaktig var en fullstendig innovasjon til sivilisasjonen og hjulpet for mer strukturerte samfunn.

Å stole på himmellegemer for å holde oversikt over tid som vi har gjort i tusenvis av år, ville imidlertid ikke vise seg å være et pålitelig grunnlag for å måle tiden som ble oppdaget av oppfinnelsen av atomur.

Før atomklokker ga elektroniske klokker det høyeste nivået av nøyaktighet. Disse ble oppfunnet ved slutten av forrige århundre, og mens de var mange ganger mer pålitelige enn mekaniske klokker, drev de fremdeles og ville miste et sekund eller to hver uke.

Elektroniske klokker arbeidet med å bruke oscillasjoner (vibrasjoner under energi) av krystaller som kvarts, men atomklokker bruker resonansen til individuelle atomer som cesium, som er så høyt antall vibrasjoner per sekund det gjør det utrolig nøyaktige (moderne atomur Ikke kjør med enda et sekund hver 100 millioner år).

Når denne typen tid fortelle nøyaktigheten ble oppdaget, ble det klart at vår tradisjon for å bruke jordens rotasjon som et middel til å fortelle tid ikke var like nøyaktig som disse atomklokker. Takket være deres nøyaktighet ble det snart oppdaget at jordens rotasjon ikke var presis og ville sakte og øke hastigheten (per minuttbeløp) hver dag. For å kompensere for dette er verdens globale tidsskala UTC (Coordinated Universal Time) har flere sekunder lagt til det en eller to ganger i året (Leap sekunder).

Atomklokker gir grunnlag for UTC som brukes av tusenvis av NTP-servere å synkronisere datanettverk til.

Kronologi - studiet av tid - har gitt vitenskap og teknologi med noen utrolige innovasjoner og muligheter. Fra atomklokkene, NTP-servere og GPS-systemet har sann og nøyaktig kronologi endret verdens form.

Tid og måten det regnes på, har vært en bekymring for menneskeheten siden de tidligste sivilisasjonene. Tidlige kronologer brukte sin tid på å prøve å etablere kalendere, men dette viser seg å være mer komplisert enn først trodde først og fremst fordi jorden tar kvart om dagen mer enn 365-dager for å bane solen.

Etablering av det riktige antall sprangdager var en av de første utfordringene, og det tok flere forsøk på kalendere til den moderne gregorianske kalenderen ble vedtatt av kloden.

Når det kom til overvåkningstid på et mindre nivå, ble det gjort store fremskritt ved Galileo Galilei hvem ville ha bygget den første pendulklokken hvis bare hans død ikke hadde avbrutt hans planer. Pendler ble endelig oppfunnet av Christiaan Huygens og ga det første sanne glimt av nøyaktig overvåking av tiden gjennom dagen.

De neste trinnene i kronologi kunne ikke finne sted skjønt før vi hadde en bedre forståelse av tiden selv. Newton (Sir Isaac) hadde de første ideene og hadde ideen tiden var absolutt "og ville flyte" jevnt "for alle observatører. Dette ville ha vært en åpenbar ide til Newton, da mange av oss betrakter tiden som uendret, men det var Einstein i sin spesielle relativitetsteori som foreslo at tiden faktisk ikke var konstant og ville skille seg fra alle observatører.

Det var Einsteins ideer som viste seg riktig, og hans tid og rommodell banet vei for mange av de moderne teknologiene vi tar for gitt i dag, for eksempel atomuret.

Men kronologien stopper ikke der, tidtakerne er stadig på jakt etter måter å øke nøyaktigheten med moderne atomklokker så nøyaktig at de ikke vil miste et sekund i millioner av år.

Det er også andre bemerkelsesverdige tall i den moderne verden av kronologi. Professor David Mills fra University of Delaware utviklet en protokoll i 1980 for å synkronisere datanettverk.

Hans nettverkstid protokoll (NTP) brukes nå i datasystemer og nettverk over hele verden via NTP-servere tid. A NTP server sikrer at datamaskiner på motsatte sider av kloden kan kjøre nøyaktig samme tid.

Det er en av verdens mest ikoniske landmerke. Stående stolt over parlamentet, feirer Big Ben sin 150th bursdag. Likevel, til tross for å leve i en alder av atomur og NTP-servere tid, det er en av de mest brukte timepieces i verden med hundrevis av tusenvis av londonere som stoler på sine klokkeslett for å sette sine klokker på.

Big Ben er faktisk navnet på hovedklokken inne i klokken som skaper kvartalet timetid, men klokken begynte ikke å chimere når klokken ble bygget først. Klokka begynte å holde tid på 31 May 1859, mens klokken ikke slår for første gang til juli 11.

Noen hevder at klokken tolv tonn ble oppkalt etter Sir Benjamin Hall Chief Commissar of Works som jobbet med klokkeprosjektet (og ble sagt som en mann med stor omkrets). Andre hevder at klokken var oppkalt etter heavyweight boxer Ben Caunt som kjempet under moniker Big Ben.

Femtoners klokke mekanisme fungerer som en gigantisk armbåndsur og blir såret tre ganger i uken. Dens nøyaktighet hvis du er innstilt ved å legge til eller fjerne gamle pennier på pendelen som er ganske langt fjernet fra nøyaktigheten som moderne atomur og NTP server systemer genererer med nær nanosekund presisjon.

Mens Big Ben er klarert av titusenvis av londonere for å gi nøyaktig tid, blir den moderne atomur brukt av millioner av oss hver dag uten å innse det. Atomklokker er grunnlaget for GPS satellittnavigasjonssystemene vi har i våre biler, de holder også internett synkronisert ved hjelp av Ntp tid (Network Time Protocol).

Ethvert datanettverk kan synkroniseres med en atomur ved å bruke en dedikert NTP server. Disse enhetene mottar tiden fra en atomur, enten via GPS-systemet eller spesialiserte radiotransmisjoner.

Kjernevåpen, datamaskiner, GPS, atomklokkene og carb dating - det er mye mer til atomer enn du tror.

Siden begynnelsen av det tjuende århundre har menneskeheten vært besatt av atomer og minutier av vårt univers. Mye av første del av forrige århundre ble menneskeheten besatt av å utnytte atomens skjulte kraft, avslørt for oss av Albert Einsteins arbeid og fullført av Robert Oppenheimer.

Det har imidlertid vært mye mer til vår utforskning av atomen enn bare våpen. Studien av atomene (kvantemekanikk) har vært grunnlaget for de fleste av våre moderne teknologier som datamaskiner og Internett. Det er også i forkant av kronologi - måling av tid.

Atomet spiller en nøkkelrolle i både tid og tidsprognose. Atomklokken, som brukes over hele verden av datanettverk som bruker NTP-servere og andre tekniske systemer som flykontroll og satellittnavigasjon.

Atomklokkene arbeid ved å overvåke ekstremt høyfrekvente svingninger av enkelte atomer (tradisjonelt cesium) som aldri endres ved bestemte energitilstander. Som cesiumatomer resonerer over en 9 milliarder ganger hvert sekund og endrer aldri den sin frekvens det gjør m svært nøyaktig (taper mindre enn et sekund hver 100 millioner år)

Men atomer kan også brukes til å trene ikke bare nøyaktig og presis tid, men de kan også brukes til å etablere alder av objekter. Carbon dating er navnet gitt til denne metoden som måler naturlig forfall av karbonatomer. Alle av oss er hovedsakelig laget av karbon og som andre elementer karbon "decays" over tid hvor atomene mister energi ved å utsende ioniserende partikler og stråling.

I noen atomer som uran skjer dette veldig raskt, men andre atomer som jern er svært stabile og forfall veldig, veldig sakte. Karbon, mens det decays raskere enn jern er fortsatt sakte å miste energi, men energitapet er nøyaktig over tid, så ved å analysere karbonatomer og måle deres styrke kan det ganske nøyaktig fastslås når karbon opprinnelig dannet.

Følgende Nylige medierapporter På grunn av manglende investering i USAs globale navigasjonssatellitsystem - GPS (Global Positioning System) og den potensielle feilen i navigasjonsmottakere de siste årene, vil tidssynkroniseringsspesialister, Galleon Systems, forsikre alle sine kunder om at eventuelle feil i GPS-en nettverket vil ikke påvirke dagens GPS NTP tid servere.

Nylige medierapporter etter en undersøkelse fra den amerikanske regjeringens ansvarskontor (GAO), som konkluderte med dårlig styring og mangel på investering, betydde at det nåværende antall 31 operasjonelle satellitter kan falle til under 24 til tider i 2011 og 2012, noe som vil hemme nøyaktigheten.

Imidlertid Storbritannias nasjonale fysiske laboratorium er overbevist om at eventuelle potensielle problemer med GPS-navigasjonsanleggene ikke vil påvirke tidsinformasjon som benyttes av GPS NTP-servere.

En talsmann for Storbritannias Nasjonalt Fysisk Laboratorium bekreftet at tidsinformasjonen skulle være upåvirket av en eventuell fremtidig satellittsvikt.

"Det antas å være en 20% risiko for at i 2011-2012 kan antall satellitter i GPS-konstellasjonen til tider falle under 24.

"Hvis det skulle skje, kan det være en liten reduksjon i stillingsnøyaktigheten til GPS-mottakere i noen perioder, og særlig de kan ta lengre tid å skaffe seg en fikse på noen steder når de først slås på. Men selv da ville effekten være en forringelse av ytelsen, i stedet for fullstendig funksjonsfeil.

"En GPS timing mottaker er usannsynlig å bli påvirket betydelig siden, når den har bestemt sin posisjon når den er slått på, viser hver satellitt den gir nyttig informasjon om timing. En liten reduksjon i antall satellitter i sikte bør ikke forringe ytelsen mye. "