Holder styr på tid har været som en integreret del af at hjælpe den menneskelige civilisation til at udvikle sig. Det kunne argumenteres for, at det største skridt, mennesket tog, var i udviklingen af ​​landbruget, så mennesker kunne frigøre mere tid til at udvikle sofistikerede kulturer.

Landbruget var dog fundamentalt afhængig af timekeeping. Afgrøder er sæsonbestemte og at vide, hvornår de skal plantes, er nøglen til al gartneri. Det antages, at gamle monumenter som Stonehenge var udførlige kalendere, der hjalp de ældre til at identificere de korteste og længste dage (solstice).

Efterhånden som den menneskelige civilisation udviklede sig, blev det mere og mere vigtigt at fortælle mere og mere præcis tid. Og at identificere årets dage var en ting, men at beregne, hvor langt ind i en dag var en anden.

Timing var ekstremt unøjagtig indtil middelalderen. Folk ville stole på sammenligninger af tid som en tidsreference, som hvor lang tid det tog at gå en kilometer eller tidspunktet på dagen ville blive estimeret fra, da solen var højst (middag).

Heldigvis betød udviklingen af ​​ure i midten af ​​det sidste årtusinde, at mennesker for første gang kunne fortælle med en vis grad af præcision tidspunktet på dagen. Efterhånden som klokker udviklede sig, blev deres nøjagtighed og civilisation mere effektiv, da begivenheder kunne synkroniseres mere præcist.

Da elektroniske ure ankom ved århundredeskiftet, blev nøjagtigheden yderligere øget, og nye teknologier begyndte at udvikle sig, men det var først indtil stigningen af atomur at den moderne verden virkelig tog form.

Atomiske ure har muliggjort teknologier som satellitter, computernetværk og GPS tracking, da de er så præcise - inden for et sekund hvert hundrede millioner år.

Atomklockerne blev endda opdaget at være endnu mere præcise end jordens spin, der varierer, takket være Månens tyngdekraften og ekstra sekunder skal tilføjes til længden af ​​en dag - springet andet.

Atomiske ure betyder, at en global tidsskala, der er nøjagtig inden for en tusindedel af sekunder, er udviklet kaldet UTC - Coordinated Universal Time.

Computer netværk til at kommunikere med hinanden fra hele verden i perfekt synkronisering til UTC, hvis de bruger en NTP tidsserver.

En NTP-server synkroniserer et helt computernetværk inden for et par millisekunder af UTC-tid, hvilket tillader globale kommunikation og transaktioner.

Atomcykler er stadig ved at blive udviklet. De seneste strontiumklokker er lovende nøjagtighed inden for et sekund hver milliard år.

Tids servere kommer i flere former og størrelser. Den primære forskel mellem de fleste dedikerede tidsservere er, sådan som de modtager en timing-kilde.

Nogle tidsservere anvender nationale tids- og frekvensoverførsler, der udsendes på langbølge, mens andre bruger GPS-netværket.

Nogle tidsservere er designet til at være rackmonterbare, der passer perfekt til det gennemsnitlige U-system, der gør det muligt at adskille snoren i dit eksisterende rack.

Andre tidsservere er ikke mere end små bokse, der kan diskret være skjult.

Her er en liste over top-time-serverproducenter:

Galleon Systems

Elproma

Symmetricom

Meinberg

Tidsværktøjer

Det NTP-server eller netværks tidsserver som det ofte kaldes er kulminationen af ​​århundreder af horologi og kronologi. Historien om at holde øje med tiden har ikke været så glat som du måske tror.

Hvilken måned var den russiske oktoberrevolution? Jeg er sikker på at du har gættet, at det er et trick spørgsmål, faktisk hvis du sporer dagene tilbage til oktoberrevolutionen, der ændrede formen af ​​Rusland i 1917, finder du det ikke begyndte til november!

En af de første beslutninger, bolsjevikkerne, der havde vundet revolutionen, valgte at lave, var at slutte sig til resten af ​​verden ved at optage den gregorianske kalender. Rusland var sidst at vedtage kalenderen, som stadig er i brug over hele verden i dag.

Denne nye kalender var mere sofistikeret, at den juliske kalender, som det meste af Europa havde brugt siden Romerriget. Desværre tillod den juliske kalender ikke nok springår, og ved århundredeskiftet havde det betydet, at årstiderne havde drevet, så meget, at når Rusland endelig vedtog kalenderen efter onsdag, 31 januar 1918 den følgende dag blev torsdag, 14 februar 1918.

Så mens oktoberrevolutionen fandt sted i oktober i det gamle system, til den nye gregorianske kalender, betød det, at det havde fundet sted i november.

Mens resten af ​​Europa vedtog denne mere præcise kalender tidligere end russerne, måtte de også korrigere sæsondriften, så i 1752, da Storbritannien ændrede systemer, mistede de elleve dage, hvilket ifølge den populistiske maleren af ​​tiden Hogarth forårsagede røvere til kræve tilbagevenden af ​​deres tabte elleve dage.

Dette problem med unøjagtighed ved at holde styr på tiden blev anset for at blive løst i 1950'erne, når den første atomure blev udviklet. Disse enheder var så præcise, at de kunne holde tid i en million år uden at tabe et sekund.

Det blev imidlertid hurtigt opdaget, at disse nye kronometre faktisk var for præcise - sammenlignet med jordens rotation i hvert fald. Problemet var, at mens atomklokker kunne måle længden af ​​en dag til nærmeste millisekund, er en dag aldrig den samme længde.

Årsagen er, at Månens tyngdekraft påvirker Jordens rotation, der forårsager en wobble. Denne wobble har den virkning at bremse ned og fremskynde Jordens spin. Hvis der ikke blev gjort noget for at kompensere for dette, så vil tiden til at forklare atomklokken (International Atomic Time-TAI) og tiden baseret på jordens rotation, som bruges af landmænd, astronomer og dig og jeg (Greenwich Meantime-GMT) middag ville blive midnat (om end i mange årtusinder).

Løsningen har været at udtænke en tidsskala, der er baseret på atomtiden, men tegner også for denne wobble af Jordens rotation. Løsningen blev kaldt UTC (Koordineret Universal Time) og tegner sig for Jordens variabel rotation ved at have 'spring sekunder' tilføjet sporadisk. Der er gået over tredive spring sekunder til UTC siden starten i 1970s.

UTC er nu en global tidsplan, der bruges over hele verden af ​​computernetværk til at synkronisere også. De fleste computernetværk bruger a NTP-server at modtage og distribuere UTC-tid.

NTP-tidsskalaen er baseret på UTC (Koordineret Universal Time), som er en global civil tidskala, der er baseret på International Atomic Time (TAI), men tegner sig for langsommelsen af ​​Jordens spin ved intermitterende at tilføje 'spring sekunder'.

Dette gøres for at sikre, at UTC holdes sammen med GMT (Greenwich Meantime, ofte omtalt som UT1). Hvis man ikke regner med at Jordens aftagende rotation (og lejlighedsvis fremskyndelse) vil betyde, at UTC falder ud af synkronisering med GMT og middag, når solen er traditionelt, vil det højeste i himlen drifte. Faktisk hvis spring sekunder ikke blev tilføjet i sidste ende middag ville falde ved midnat og omvendt (omend i flere årtusinder).

Ikke alle er tilfredse med spring sekunder, der er dem, der føler, at tilføjelse af sekunder for at holde Jordens rotation og UTC inline er intet andet end en fudge. Hvis man undlader at gøre det, ville sådanne ting som astronomiske observationer umulige, da astronomer har brug for at kende den nøjagtige positionering af stjernernes kroppe, og landmænd er også afhængige af jordens rotation.

Det NTP ur repræsenterer tiden på en helt anden måde end den måde mennesker opfatter tid på. I stedet for at formatere tid til minutter, timer, dage, måneder og år bruger NTP et kontinuerligt tal, der repræsenterer antallet af sekunder, der har gået siden 0h 1 januar 1900. Dette er kendt som den primære epoke.

De sekunder, der regnes fra prime epoken, fortsætter med at stige, men ombrydes omkring hvert 136-år. Den første ombrydning finder sted i 2036, 136 år siden den primære epoke. For at håndtere dette NTP vil bruge et æra heltal, så når sekunderne nulstilles til nul, vil heltalet 1 repræsentere den første æra, og negative heltal repræsenterer eraserne før prime epoken.

Time-servere der modtager deres tid fra GPS-systemet modtager faktisk ikke UTC, primært fordi GPS-netværket var ved at blive udviklet inden første skridt andet, men de er baseret på TAI. GPS-tiden konverteres imidlertid til UTC af GPS-tidsserveren.

Radiostransmissionssendingen fra nationale fysiklaboratorier som MSF, DCF eller WWVB er alle baseret på UTC, og tidsserverne behøver derfor ikke at foretage nogen konvertering.

Atomiske ure har eksisteret siden 1950'erne. De har givet utroligt nøjagtighed i timekeeping med de fleste moderne atomure, som ikke taber et sekund i tide i en million år.

Takket være atomklokken er mange teknologier blevet mulige og har ændret den måde, vi lever vores liv på. Satellitkommunikation, satellitnavigation, internet shopping og netværkskommunikation er kun mulig takket være atomur.

Atomiske ure er grundlaget for verdens globale tidsskala Universal Coordinated Time (UTC) og er referencen til, at mange computernetværk bruger som tidskilde til at distribuere blandt sine enheder ved hjælp af NTP (Network Time Protocol) og en tidsserver.

Atomiske ure er baseret på atom cæsium-133. Dette element er traditionelt anvendt i atomkloder som dets resonans eller vibrationer i en bestemt energitilstand eller ekstremt høj (over 9 milliarder) og kan derfor give et højt niveau af nøjagtighed.

Men nye typer af atomure er i horisonten, der vil prale endnu mere nøjagtighed, med den næste generation af atomure, der hverken vinder eller taber et sekund i 200 millioner år.

Den næste generation af atomure er ikke længere afhængig af cæsiumatomet, men bruger elementer som kviksølv eller strontium og i stedet for at bruge mikrobølger som cæsiumklokkerne, bruger disse nye ure lys, der har højere frekvenser.

Strontiums resonans overstiger også over 430 trillion, hvilket er langt bedre end de 9.2-milliarder vibrationer, som cæsium styrer.

I øjeblikket kan atomure anvendes af computersystemer ved hjælp af enten en radio eller et GPS-ur eller dedikeret NTP tidsserver. Disse enheder kan modtage det tidssignal, der overføres af atomur og distribuere dem blandt netværksenheder og computere.

National Institute for Standards and Technology (NIST) har imidlertid afsløret en miniature atomur, der kun måler 1.5 millimeter på en side og omkring 4 millimeter høj. Den bruger mindre end 75 tusindedele af en watt og har en stabilitet på omkring en del i 10 mia., Svarende til et ur, der hverken vil vinde eller tabe mere end et sekund i 300 år.

I fremtiden kunne disse enheder integreres i edb-systemer, der erstatter de nuværende realtidsklokchips, der er berygtede og kan drive.

Koordineret Universal Time (UTC - fra den franske Temps Universel Coordonné) er en international tidsskala baseret på den tid, som atomklockerne fortæller. Atomiske ure er nøjagtige til inden for et sekund i flere millioner år. De er så præcise, at International Atomic Time, den tid, der er gengivet af disse enheder, er endnu mere præcis end jordens spin.

Jordens rotation er påvirket af månens tyngdekraft og kan derfor bremse eller fremskynde. Af denne grund skal International Atomic Time (TAI fra den franske Temps Atomique International) have 'Leap seconds' tilføjet for at holde den på linje med den oprindelige tidsskala GMT (Greenwich i mellemtiden) også kaldet UT1, der er baseret på soltid .

Denne nye tidsskala kendt som UTC bruges nu over hele verden, så computernetværk og kommunikation kan udføres på modsatte sider af kloden.

UTC styres ikke af et enkelt land eller en administration, men et samarbejde af atomur over hele verden, der sikrer politisk neutralitet og også øget nøjagtighed.

UTC overføres på mange måder over hele kloden og udnyttes af computernetværk, flyselskaber og satellitter for at sikre nøjagtig synkronisering, uanset hvilken placering på jorden.

I USA udsendte NIST (National Institute of Standards and Technology) UTC fra deres atomur i Fort Collins, Colorado. De nationale fysiklaboratorier i Storbritannien og Tyskland har lignende systemer i Europa.

Internettet er også en anden kilde til UTC-tid. Over tusind tidsservere på tværs af internettet kan bruges til at modtage en UTC-tidskilde, selvom mange ikke er præcise nok til de fleste netværksbehov.

En anden, sikker og mere præcis metode til at modtage UTC er at bruge de signaler, der sendes af USAs Global Positioning System. Satellitterne i GPS-nettet indeholder alle atomklocker, der bruges til at aktivere positionering. Disse ure overfører den tid, der kan modtages ved hjælp af en GPS-modtager.

Mange dedikerede tidsservere er tilgængelige, der kan modtage en UTC-tidskilde fra enten GPS-netværket eller National Physics Laboratory's transmissioner (som alle udsendes ved 60 kHz longwave).

De fleste tidsservere bruger NTP (Network Time Protocol) til at distribuere og synkronisere computernetværk til UTC-tid.

De fleste har hørt om atomure, deres nøjagtighed og præcision er velkendte. Et ato0mic ur har potentialet til at holde tid i flere hundrede millioner år og ikke tabe et sekund i drift. Drift er processen, hvor ure taber eller får tid på grund af de unøjagtigheder i de mekanismer, der får dem til at arbejde.

Mekaniske ure har for eksempel eksisteret i hundreder af år, men selv de dyreste og velkonstruerede vil drive mindst et sekund om dagen. Mens elektroniske ure er mere præcise, vil de også glide omkring en sekund om ugen.

Atomcykler har ingen sammenligning, når det kommer til tidsbevaring. Fordi et atomur er baseret på oscillation af et atom (i de fleste tilfælde cæsium 133-atom), som har en nøjagtig og endelig resonans (cæsium er 9,192,631,770 hvert sekund), gør det dem nøjagtige inden for en milliardedel af et sekund (en nanosekund) .

Selv om denne type nøjagtighed er uden sidestykke, har den gjort mulige teknologier og innovationer, som har ændret verden. Satellitkommunikation er kun mulig takket være atombevægelsens tid, det er også satellitnavigering. Da lysets hastighed (og dermed radiobølger) bevæger sig over over 300,000 km et sekund, kan et unøjagtigt sekund se et navigationssystem være hundreder af tusinder kilometer ud.

Præcis nøjagtighed er også afgørende i mange moderne computer applikationer. Global kommunikation, især finansielle transaktioner, skal udføres nøjagtigt. I Wall Street eller London børsen kan en anden se værdien af ​​aktieopgangen eller falde med millioner. Online reservation kræver også nøjagtigheden og perfekt synkronisering kun atomure kan give ellers billetter kunne sælges mere end én gang og pengeautomater kunne ende med at betale dine lønninger to gange, hvis du fandt en pengeautomat med en langsom ur.

Selv om dette måske lyder ønskeligt for de mere uærlige af os, tager det ikke meget fantasi at forstå, hvilke problemer en mangel på nøjagtighed og synkronisering kan medføre. Af denne årsag er der udviklet en international tidsskala baseret på den tid, som atomklockerne fortæller.

UTC (Koordineret Universal Time) er den samme overalt og kan tage højde for forsinkelsen af ​​Jordens rotation ved at tilføje spring sekunder for at holde UTC inline med GMT (Greenwich Meantime). Alle computernetværk, der deltager i global kommunikation, skal synkroniseres til UTC. Fordi UTC er baseret på den tid, som atomklockerne fortæller, er det den mest præcise tidsplan mulig. For at et computernetværk skal modtage og holde synkroniseret til UTC, har det først brug for adgang til et atomur. Disse er dyre og store udstyrstyper og findes generelt kun i storskala fysiklaboratorier.

Heldigvis kan den tid, der er sagt af disse ure, stadig modtages af a netværkstidsserver visne ved at benytte tid og frekvens lange bølgesendinger, der sendes af nationale fysiklaboratorier eller fra GPS (Global Positioning System). NTP (netværksprotokol) kan derefter distribuere denne UTC-tid til netværket og bruge tidssignalet til at holde alle enheder på netværket perfekt synkroniseret til UTC.

Udviklingen af ​​atomur gennem hele det tyvende århundrede har været afgørende for mange af de teknologier, vi anvender hver dag. Uden atomur ville mange af det tyvende århundredes nyskabelser simpelthen ikke eksistere.

Satellitkommunikation, global positionering, computernetværk og endda internettet ville ikke kunne fungere på den måde, vi er vant til, hvis det ikke var for atomur og deres ultra-præcision i timekeeping.

Atomiske ure er utroligt nøjagtige chronometre, der ikke taber et sekund i millioner af år. Til sammenligning kan digitale ure tabe et sekund hver uge, og de mest indviklede nøjagtige mekaniske ure taber endnu mere tid.

Årsagen til en atomur's utrolige præcision er, at den er baseret på en oscillation af et enkelt atom. En oscillation er kun en vibration på et bestemt energiniveau i tilfælde af de fleste atomure, de er baseret på resonansen af ​​cæsiumatomet, som oscillerer på nøjagtigt 9,192,631,770 gange hvert sekund.

Mange teknologier stole nu på atomkloder for deres uhyrede nøjagtighed. Det globale positionssystem er et godt eksempel. GPS satellitter alle har ombord et atomur og det er denne timing information, der bruges til at udarbejde positionering. Fordi GPS-satellitter kommunikerer ved hjælp af radiobølger, og de rejser med lysets hastighed (180,000 miles et sekund i et vakuum), kunne små unøjagtigheder i tiden gøre positionering unøjagtig af hundredvis af miles.

En anden applikation, der kræver brug af atomure, er i computernetværk. Når computere taler med hinanden over hele kloden, er det afgørende, at de alle bruger samme tidskilde. Hvis de ikke gjorde det, ville tidsfølsomme transaktioner som internet shopping, online reservationer, børsen og endda sende en email være næsten umulige. E-mails ville ankomme, inden de blev sendt, og det samme emne på et internet-shoppingsted kunne sælges til mere end en person.

Af denne årsag er der udviklet en global tidsskala kaldet UTC (Coordinated Universal Time) baseret på den tid, som atomklockerne fortæller. UTC leveres til computernetværk via timeservere. De fleste tidsservere bruger NTP (netværksprotokol) for at distribuere og synkronisere netværkene.

NTP tid servere kan modtage UTC-tid fra en række kilder, som oftest kan GPS-systemets atomkvarterer bruges som en UTC-kilde af en tidsserver, der er tilsluttet en GPS-antenne.

En anden metode, der er ganske almindeligt anvendt af NTP tidsservers er at udnytte langvarig radiotransmissionssendelse fra flere landes nationale fysiklaboratorier. Mens de ikke er tilgængelige overalt og helt modtagelige for lokal topografi, giver udsendelserne en sikker metode til at modtage timing-kilde.

Hvis ingen af ​​disse metoder er tilgængelige, kan en UTC-tidskilde modtages fra internettet, selv om nøjagtighed og sikkerhed ikke garanteres.