Global tidssynkronisering kan virke som et moderne behov, vi lever alligevel i en global økonomi. På internettet er globale finansmarkeder og computernetværk adskilt af oceaner og kontinenter, der holder alle synkroniserende, et afgørende aspekt af den moderne verden.

Alligevel begyndte et behov for global synkronitet meget tidligere end computerens alder. International standardisering af vægt og foranstaltninger begyndte efter den franske revolution, da decimalsystemet blev introduceret, og en platinestang og -vægt, der repræsenterer måleren og kilometret, blev installeret i Archives de la République i Paris.

Paris blev til sidst det centrale leder af det internationale system af enheder, hvilket var fint for vægte og foranstaltninger, da repræsentanter fra forskellige lande kunne besøge hvælvene for at kalibrere deres egne basismålinger; Men når det drejede sig om at standardisere tiden, med den øgede brug af transatlantisk rejse efter damperen og derefter flyet blev tingene vanskelige.

Dengang var de eneste ure mekaniske og pendeldrevne. Ikke alene ville den baseklokke, der var beliggende i Paris, drive dagligt, men enhver rejsende fra den anden side af verden, der ønsker at synkronisere til den, skulle besøge Paris, tjekke tiden på hvælvet ur og derefter bære deres eget ur tilbage over Atlanterhavet - uundgåeligt ankommer med et ur, der havde drevet måske flere minutter, da klokken kom tilbage.

Med opfindelsen af ​​det elektroniske ur blev flyet og de transatlantiske telefoner tingene lettere; Men selv elektroniske ure kan drev flere sekunder om dagen, så situationen ikke var perfekt.

Disse dage, takket være atomurets opfindelse, har SI-standarden (UTC: Coordinated Universal Time) så lidt drift, selvom et 100,000-år ikke ville se uret tabe et sekund. Og synkronisering til UTC kunne ikke være enklere, uanset hvor du er i verden - takket være NTP (Network Time Protocol) og NTP-servere.

Nu bruger du GPS-signaler eller transmissioner, der udgives af organisationer som NIST (National Institute for Standards and Time-WVBB broadcast) og NPL (National Physical Laboratory-MSF broadcast) og bruger NTP servere, hvilket sikrer, at du er synkroniseret til UTC, er det nemt.

NTP servere som Galleon's NTS 6001 GPS modtager et atomur tid signal og distribuerer det omkring et netværk, der holder hver enhed inden for et par millisekunder af UTC.

Galleons NTS 6001 GPS Time Server

Statens institut for standarder og teknologi (NIST) er en af ​​verdens førende atomkloklaboratorier, og er den førende amerikanske tidsmyndighed. En del af en konstellation af nationale fysiklaboratorier, NIST, hjælper med at sikre verdenens atomur tid standard UTC (Koordineret Universal Time) holdes nøjagtig og er tilgængelig for det amerikanske folk til at bruge som en tidsstandard.

Forskellige teknologier er afhængige af UTC-tid. Alle maskiner på et computernetværk er normalt synkroniseret til UTC-kilden, mens teknologier som ATM, lukket fjernsyn (CCTV) og alarmsystemer kræver en kilde til NIST-tid for at forhindre fejl.

En del af, hvad NIST gør, er at sikre, at kilder til UTC-tid er let tilgængelige for teknologierne at udnytte, og NIST tilbyder flere midler til at modtage deres tidsstandard.

Internettet

Internettet er den nemmeste metode til at modtage NIST-tid, og i de fleste Windows-baserede operativsystemer er NIST-tidens standardadresse allerede inkluderet i tids- og datoindstillingerne, hvilket giver nem synkronisering. Hvis det ikke er tilfældet, at synkronisere til NIST, skal du simpelthen dobbeltklikke på systemuret (nederste højre hjørne) og indtaste NIST-serverens navn og adresse. En komplet liste over NIST Internet-servere, her:

Internettet er imidlertid ikke et særligt sikkert sted at modtage en kilde til NIST-tid. Enhver internetkilde kræver og åbner port i firewall (UDP port 123) for at tidssignalet skal komme igennem. Selvfølgelig kan ethvert hul i en firewall føre til sikkerhedsproblemer, så heldigvis giver NIST en anden metode til at modtage deres tid.

NTP tid servere

NIST, fra deres sender i Colorado, sender et tidssignal, som hele Nordamerika kan modtage. Signalet, der genereres og holdes sandt af NIST atomure, er yderst nøjagtigt, pålideligt og sikkert, modtaget eksternt til firewallen ved at bruge en WWVB timeserver (WWVB er kaldesignal for NIST-tidssignalet).

Når den først er modtaget, vil protokollens NTP (Network Time Protocol) bruge NIST-tidskoden og distribuere den rundt om netværket og sikre, at hver enhed holder sig til det, idet der løbende foretages justeringer for at klare driften.

wwvb NTP tid servere er nøjagtige, sikre og pålidelige og et must-have for nogen seriøs om sikkerhed og nøjagtighed, der ønsker at modtage en kilde til NIST tid.

Efter at have lidt jordskælv, en katastrofal tsunami og en atomulykke har Japan haft en forfærdelig start på året. Nu, uger efter disse frygtelige hændelser, er Japan ved at genoprette, genopbygge deres beskadigede infrastruktur og forsøge at indeholde nødsituationerne i deres ramte atomkraftværker.

Men for at tilføje skændselsbeskadigelse er mange af de japanske teknologier, der er afhængige af en præcis atomkloksignaler, begyndt at drive, hvilket fører til problemer med synkronisering. Ligesom i Det Forenede Kongerige udsendte Japans National Institut for Information, Kommunikation og Teknologi en standard for atomur tid med radiosignal.

Japan har to signaler, men mange japanske NTP-servere stole på signalet udsendt fra Mount Otakadoya, som ligger 16 kilometer fra den ramte Daiichi kraftværk i Fukushima, og falder inden for 20 km ekskluderingszone pålagt, når anlægget begyndte at lække.

Konsekvensen er, at teknikere har været ude af stand til at deltage i tidssignalet. Ifølge National Institute of Information, Communications og Technology, som normalt sender 40-kilohertz-signalet, ophørte udsendelserne en dag efter det massive Tohoku jordskælv ramte regionen på 11 marts. Embedsmænd på instituttet sagde, at de ikke har nogen idé om, hvornår tjenesten kan genoptages.

Radiosignaler, der sender tidsstandarder, kan være modtagelige for problemer af denne art. Disse signaler oplever ofte fejl til reparation og vedligeholdelse, og signalerne kan være udsatte for interferens.

Da flere og flere teknologier er afhængige af atomurtidspunktet, herunder de fleste computernetværk, kan denne modtagelighed forårsage stor bekymring blandt teknologiledere og netværksadministratorer.

Heldigvis er der et mindre sårbart system til at modtage tidsstandarder, der er lige så præcist og er baseret på atomur tid-GPS.

Global Positioning System, der almindeligvis anvendes til satellitnavigering, indeholder atomur tid information, der bruges til at beregne positionering. Disse tidssignaler er tilgængelige overalt på planeten med udsigt over himlen, og da det er rumbaseret, er GPS-signalet ikke modtageligt for udfald og hændelser som i Fukushima.

Som producent af NTP tid servere, synkronisere computernetværk og holde dem nøjagtige inden for få millisekunder af international UTC-tid (koordineret universal tid), tror vi ofte, at vi kan holde et godt stykke tid.

Tiden er imidlertid ophørt undvigende og er ikke den faste enhed, vi ofte antager, det er faktisk tid, og den tid, der er sagt på Jorden, er ikke konstant og påvirkes af alle mulige ting.

Siden Einsteins berømte ligning, E = MC² det er blevet erkendt, at tiden ikke er konstant, og at den eneste konstant i universet er lysets maksimale hastighed. Tid, som Einstein opdagede, er påvirket af tyngdekraft, hvilket gør tiden på Jorden kører lidt langsommere end tiden i dyb rum, ligeledes på planetariske kroppe med større masse end Jorden, tiden går endnu langsommere.

Tiden går langsommere, når du nærmer dig også meget hurtige hastigheder. Tidens egenskab, kendt som tidsudvidelse, blev opdaget af Einstein og betyder, at tiden tæt på lysets hastighed næsten står stille (og gør interstellær rejse mulighed for science fiction-forfattere).

I almindelighed oplever disse forskelle i tid, og det er ikke så meget, at tidenes nedbringelse forårsaget af jordens tyngdekraft er så minut, at der kræves meget præcise atomure til at måle det.

Men den tid, vi bruger til at styre vores liv, påvirkes også af andre faktorer. Siden mennesker først udviklede sig, har vi været vant til en dag, der varede lige over 24 timer. Men længden af ​​en dag på Jorden er ikke rettet, og har ændret sig i de sidste par milliarder år.

Hver dag på jorden adskiller sig fra den foregående til den næste. Ofte er disse forskelle små, men år efter år tilføjer forandringerne, da månens tyngdekraft og tidevandskræfter påvirker jordens drejning.

For at klare dette skal den globale tidsskala UTC (Koordineret Universal Time) justeres for at forhindre dagen i at gå ud af synkronisering (og vi slutter med middag om natten og midnat om dagen - selvom Jordens nuværende aftagning , det ville tage mange tusind år).

Justeringen i vores tid er kendt som spring sekunder, der tilføjes enten en eller to gange om året til UTC. Enhver bruger en NTP tidsserver (Network Time Protocol) for at synkronisere deres computernetværk, behøver du ikke bekymre dig, da NTP-servere automatisk vil tage højde for disse ændringer.

Det nylige og tragiske jordskælv, der har forladt så meget ødelæggelse i Japan, har også fremhævet et interessant aspekt ved måling af tid og jordens rotation.

Så kraftfuldt var jordskælvet 9.0 magnitude, det skiftede faktisk Jordaksen ved 165mm (6½ inches) ifølge NASA.

Skælvet, en af ​​de mest magtfulde følelser på Erath i de sidste årtusinder, ændrede fordeling af planetens masse, hvilket forårsager, at Jorden roterer på sin akse lidt hurtigere og derfor forkorter længden af ​​hver dag, der vil følge.

Heldigvis er denne ændring så lille, at det ikke er mærkbart i vores daglige aktiviteter, da jorden sænket med mindre end et par mikrosekunder (lidt over en milliont sekund), og det er ikke usædvanligt, at naturlige begivenheder sænker hastigheden af ​​jordens rotation.

Faktisk er udviklingen af ​​atomuret i 1950'erne blevet realiseret, at Jordens rotation ikke er kontinuerlig og faktisk har været stigende meget lidt, sandsynligvis i milliarder af år.

Disse ændringer i jordens rotation og længden af ​​en dag skyldes virkningerne af de bevægende oceaner, vinden og gravitationstræk af månen. Faktisk er det blevet anslået, at før menneskene ankom på Jorden, var længden af ​​en dag i Jurassic perioden (40-100 millioner år siden) en dags længde kun 22.5 timer.

Disse naturlige ændringer i jordens rotation og længden af ​​en dag er kun synlige for os takket være den præcise karakter af atomure som er nødt til at redegøre for disse ændringer for at sikre, at den globale tidsplan UTC (Koordineret Universal Time) ikke glider væk fra den gennemsnitlige soltid (med andre ord, middag skal forblive, når solen er højest i løbet af dagen).

For at opnå dette tilføjes ekstra sekunder til UTC. Disse ekstra sekunder er kendt som spring sekunder, og over tredive er blevet tilføjet til UTC siden 1970'erne.

Mange moderne computernetværk og teknologier er afhængige af UTC for at holde enhederne synkroniseret, normalt ved at modtage et tidssignal via en dedikeret NTP-tidsserver (Network Time Protocol).

NTP tid servere er designet til at rumme disse spring sekunder, hvilket gør det muligt for computersystemer og teknologier at forblive præcise, præcise og synkroniserede.

Timekeeping og nøjagtighed er vigtig i løbet af vores daglige liv. Vi har brug for at vide, hvor tidlige hændelser der sker for at sikre, at vi ikke går glip af dem, vi skal også have en kilde til præcis tid for at forhindre os i at være forsinkede; og computere og anden teknologi er lige så afhængige af tanden som vi er.

For mange computere og tekniske systemer er tiden i form af en tidsstempel den eneste håndgribelige ting, en maskine skal identificere, når hændelser skal forekomme, og i hvilken rækkefølge. Uden en tidsstempel er en computer ude af stand til at udføre nogen opgaver, selvom det er muligt at gemme data, uden at maskinen ved, hvilken tid det er.

På grund af denne afhængighed i tide har alle computersystemer indbyggede ure på deres printkort. Fælles er disse kvartsbaserede oscillatorer, svarende til de elektroniske ure, der anvendes i digitale armbåndsure.

Problemet med disse system ure er, at de ikke er meget præcise. Jo, for at fortælle tiden til menneskelige formål er de præcise nok; Imidlertid kræver maskiner ganske ofte en højere grad af nøjagtighed, især når enheder synkroniseres.

For computernetværk er synkronisering afgørende, da forskellige maskiner, der fortæller forskellige tidspunkter, kan føre til fejl og fejl i netværket til at udføre lige simple opgaver. Det svære med netværkssynkronisering er, at systemet ure bruges af computere for at holde tid kan drev. Og når forskellige ure diver af forskellige mængder, kan et netværk snart falde i disarray, da forskellige maskiner holder forskellige tider.

Af denne grund er disse systemklokker ikke afhængige af at tilvejebringe synkronisering. I stedet anvendes en langt mere præcis type ur: atomur.

Atomcykler drev ikke (mindst ikke mere end et sekund i en million år) og er også ideelle til at synkronisere computernetværk også. De fleste computere bruger softwareprotokollen NTP (Network Time Protocol), der bruger en enkelt atomur tid kilde, enten fra internettet eller mere sikkert eksternt via GPS eller radiosignaler, hvor det synkroniserer hver maskine på et netværk til.

Fordi NTP sikrer, at hver enhed holdes nøjagtig til denne kildetid og ignorerer de upålidelige systemklokker, kan hele netværket holdes synkroniseret med hver maskine inden for fraktioner af et sekund af hinanden.

Mange moderne computernetværk kører nu Microsofts nyeste Windows 7-operativsystem, som har mange nye og forbedrede funktioner, herunder evnen til at synkronisere tiden.

Når en Windows 7-maskine startes op, modsiger operativsystemet automatisk i modsætning til tidligere inkarnationer af Windows til en tidsserver på tværs af internettet for at sikre, at netværket kører korrekt tid. Men selvom denne facilitet ofte er nyttig for private brugere, kan det medføre mange problemer for forretningsnettet.

For det første for at tillade denne synkroniseringsproces at ske, skal firmanavnet have en åben port (UDP 123) for at tillade den regelmæssige tidsoverførsel. Dette kan medføre sikkerhedsproblemer som ondsindede brugere, og bots kan udnytte den åbne port for at trænge ind i virksomhedens netværk.

For det andet, mens internettet tidsservere er ofte ret præcise, det kan ofte afhænge af din afstand fra værten, og enhver latens forårsaget af netværk eller internetforbindelse kan yderligere medføre unøjagtigheder, hvilket betyder, at systemet ofte kan være mere end flere sekunder væk fra den foretrukne UTC-tid (Koordineret Universal Time ).

Endelig er der som internetkilder stratum 2-enheder, det vil sige, at de er servere, der ikke modtager en førstehåndskodekode, men i stedet modtager en brugte håndkilde fra en stratum 1-enhed (dedikeret NTP tidsserver - Network Time Protocol), som også kan føre til unøjagtighed - disse stratum 2-forbindelser kan også være meget travlt og forhindre, at dit netværk får adgang til tiden i længere perioder med risiko for drift.

For at sikre nøjagtig, pålidelig og sikker tid til et Windows 7-netværk er der virkelig ingen erstatning end at bruge din egen stratum 1 NTP-tidsserver. Disse er let tilgængelige fra mange kilder og er ikke meget dyre, men den ro i sindet, de giver, er uvurderlig.

Stratum 1 NTP-tidsservere modtag et sikkert tidssignal direkte fra en atomurkilde. Tidsignalet er eksternt til netværket, så der er ingen fare for at det bliver kapret eller nødvendigt at have åbne porte i firewallen.

Da tidssignalerne kommer fra en direkte atomurkilde, er de desuden meget nøjagtige og lider ikke nogen latensproblemer. De anvendte signaler kan enten være via GPS (Global Positioning System satellitter har ombord atomklokker) eller fra radiotransmissioner udsendt af nationale fysiklaboratorier som NIST i USA (udsendt fra Colorado), NPL i Storbritannien (transmitteret form Cumbria) eller deres tyske tilsvarende (fra Frankfurt).

Næsten alle enheder synes at have et ur knyttet til det i disse dage. Computere, mobiltelefoner og alle de andre gadgets, vi bruger, er alle gode kilder til tiden. Sikre, at uanset hvor du er et ur, er det aldrig langt væk - men det var ikke altid sådan.

Urproduktionen i Europa startede omkring det fjortende århundrede, da de første simple mekaniske ure blev udviklet. Disse tidlige enheder var ikke meget præcise, og de tabte måske op til en halv time om dagen, men med udviklingen af ​​pendler blev disse enheder mere og mere præcise.

Imidlertid var de første mekaniske al-klokker ikke de første mekaniske enheder, der kunne fortælle og forudsige tid. Det ser faktisk ud til, at europæere var over femten hundrede år for sent med deres udvikling af tandhjul, tandhjul og mekaniske ure, som de gamle tidligere var kommet for første gang.

I begyndelsen af ​​det tyvende århundrede blev en messing maskine opdaget i et skibbrud (Antikythera wreck) ud for Grækenland, hvilket var en enhed som kompleks som enhver ur lavet i Europa op i middelalderen. Mens Antikythera-mekanismen ikke er strengt et ur - det var designet til at forudsige kredsløb af planeter og årstider, solformørkelser og endog de gamle olympiske lege - men er lige så præcis og kompliceret som schweiziske ure fremstillet i Europa i det nittende århundrede.

Mens europæere måtte genvinde fremstillingen af ​​sådanne præcise maskiner, har urproduktionen været dramatisk siden da. I de sidste hundrede år har vi set fremkomsten af ​​elektroniske ure ved hjælp af krystaller som kvarts for at holde tid til fremkomsten af ​​atomur, der anvender atomernes resonans.

Atomiske ure er så nøjagtige, at de ikke vil drive med endnu et sekund i hundrede tusind år, hvilket er fænomenalt, når man overvejer at selv kvarts digitale ure vil drive flere sekunder efter dag.

Mens få mennesker nogensinde har set et atomur, da de er klare og komplicerede enheder, der kræver hold af mennesker til at holde dem i drift, styrer de stadig vores liv.

Meget af de teknologier, vi er bekendt med som internet- og mobilnetværk, styres alle af atomur. NTP tid servere (Network Time Protocol) bruges til at modtage atomur-signaler, der ofte udsendes af store fysiklaboratorier eller fra satellitsignalerne GPS (Global Positioning System).

NTP-servere Derefter distribuere tiden omkring et computernetværk, der justerer systemets ure på individuelle maskiner for at sikre, at de er korrekte. Typisk kan et netværk af hundreder og endda tusindvis af maskiner holdes synkroniseret sammen til en atomur tid kilde ved hjælp af en enkelt NTP tidsserver, og hold dem nøjagtige til inden for få millisekunder af hinanden (få tusindedele af et sekund).

At komme fra A til B har været en primær bekymring for samfund lige siden de første veje blev bygget. Uanset om det er hest, vogn, tog, bil eller fly - transport er det, der giver samfundene mulighed for at vokse, blomstre og handle.

I dagens verden er vores transportsystemer meget komplekse på grund af det store antal mennesker, der alle forsøger at komme et sted - ofte på lignende tidspunkter som rushtid. At holde motorveje, motorveje og jernbaner kører kræver en del sofistikeret teknologi.

Trafiklys, hastighedskameraer, elektroniske advarselsskilte og jernbanesignaler og punktsystemer skal synkroniseres for sikkerhed og effektivitet. Eventuelle tidsforskelle mellem trafiksignaler kan for eksempel føre til trafikkøer bag visse lys, og andre veje forbliver tomme. På jernbanerne, hvis punkterne styres af et unøjagtigt ur, når togene ankommer, kan systemet være uforberedt eller ikke har skiftet linjen - hvilket fører til katastrofe.

På grund af behovet for sikker, præcis og pålidelig tidssynkronisering på vores transportsystemer, synkroniseres den teknologi, der styrer dem, ofte til UTC ved hjælp af atomur klokke tidsservere.

De fleste tidsservere, der styrer sådanne systemer, skal være sikre, så de gør brug af Network Time Protocol (NTP) og modtage en sikker tidsoverførsel enten ved at bruge atomur på GPS-satellitterne (Global Positioning System) eller ved at modtage en radiotransmission fra et fysiklaboratorium som NPL (National Physical Laboratory) eller NIST (National Institute of Standards and Time).

Dermed er alle trafik- og jernbanestyringssystemer, der opererer på det samme netværk, nøjagtige med hinanden til inden for få millisekunder af denne atomur-genererede tid og NTP tid servere som holder dem synkroniseret sikrer de, at de forbliver på den måde, hvilket gør minutjusteringer til hvert systemur for at klare driften.

NTP-servere bruges også af computernetværk for at sikre, at alle maskiner synkroniseres sammen. Ved at bruge en NTP-tidsserver på et netværk reduceres sandsynligheden for fejl og sikrer, at systemet holdes sikkert.

Del et

Med moderne NTP-servere (Network Time Protocol) synkronisering gøres let. Ved at modtage signaler fra GPS eller radiosignaler som MSF eller WWVB kan computernetværk bestående af hundreder af maskiner nemt synkroniseres sammen, hvilket sikrer problemfri netværksopdeling og præcis tidsstempling.

Moderne NTP tid servere er afhængige af atomklokker, nøjagtige til milliarder af dele af et sekund, men atomklokker har kun eksisteret i de sidste tres år og synkronisering har ikke altid været så let.

I de tidlige dage af kronologi var ure mekaniske i naturen slet ikke meget præcise. De første tidstykker kunne køre op til en time om dagen, så tiden kunne afvige fra byuret til byuret, og de fleste mennesker i landbrugsbaseret samfund betragtede dem som en nyhed, der stod i stedet for solopgang og solnedgang for at planlægge deres dage.

Men efter den industrielle revolution blev handel vigtigere for samfundet og civilisationen, og dermed behovet for at vide, hvad tiden var; folk havde brug for at vide, hvornår de skulle gå på arbejde, hvornår de skulle forlade og med jernbanens fremkomst, præcis tid blev endnu mere afgørende.

I de tidlige dage, hvis industrien, blev arbejdere ofte vågnet for arbejde af folk, der blev betalt for at vække dem. Kendt som "knocker-uppers." På baggrund af fabrikkens tidspunkter ville de gå rundt i byen og trykke på folks vinduer og advare dem til starten af ​​dagen, og fabrikkens hootere signaliserede begyndelsen og slutningen af ​​skiftene.

Men da handel udviklet tid blev endnu mere afgørende, men som det ville tage et århundrede eller deromkring for mere præcise timepieces at udvikle (indtil i hvert fald opfindelsen af ​​elektroniske ure), blev andre metoder udviklet.

At følge…