Oscillatorer har været afgørende for udviklingen af ​​ure og kronologi. Oscillatorer er kun elektroniske kredsløb, der producerer et gentagne elektroniske signal. Ofte anvendes krystaller som kvarts til at stabilisere oscillationsfrekvensen,

Oscillatorer er den primære teknologi bag elektroniske ure. Digitale ure og batteridrevne analoge klokke styres alt sammen af ​​et oscillerende kredsløb, der normalt indeholder en kvartskrystal.

Og mens elektroniske ure er mange gange mere præcise end et mekanisk ur, vil en kvartsoscillator stadig køre med et sekund eller to hver uge.

Atomiske ure selvfølgelig er langt mere præcise. De bruger dog stadig oscillatorer, oftest cæsium eller rubidium, men de gør det i en hyperfin tilstand, ofte frosne i flydende nitrogen eller helium. Disse ure i forhold til elektroniske ure vil ikke køre med endnu en million år (og med de mere moderne atomure 100 millioner år).

For at udnytte denne kronologiske nøjagtighed en netværks tidsserver, der bruger NTP (Network Time Protocol) kan bruges til at synkronisere komplette computernetværk. NTP-servere brug et tidssignal fra enten GPS eller langbølge-radio, der kommer direkte fra et atomur (i tilfælde af GPS genereres tiden i et ur ombord på GPS-satellitten).

NTP-servere Kontroller løbende denne tidskilde, og juster derefter enhederne på et netværk for at matche den pågældende tid. I mellem afstemninger (modtagelse af tidskilden) bruges en standardoscillator af tidsserveren til at holde tid. Normalt er disse oscillatorer kvarts, men fordi tidsserveren er i regelmæssig kommunikation med atomuret, siger hvert minut eller to, så er det normalt ikke en normal drift af en kvartsoscillator, da et par minutter mellem afstemninger ikke ville medføre nogen målbar drift.

Fortsættes ...

Selvom der er flere protokoller til rådighed til tidssynkronisering, er størstedelen af ​​netværkstiden synkroniseret med enten NTP eller SNTP.

Network Time Protocol (NTP) og Simple Network Time Protocol (SNTP) har eksisteret siden starten af ​​internettet (og i tilfælde af NTP, flere år på forhånd) og er langt de mest populære og udbredte tidssynkroniseringsprotokoller.

Men forskellen mellem de to er svag og beslutter hvilken protokol der er bedst for a ntp tidsserver eller et bestemt tidssynkroniseringsprogram kan være besværligt.

Som navnet antyder, SNTP er en forenklet version af Network Time Protocol, men spørgsmålet bliver ofte spurgt: 'Hvad er forskellen?'

Hovedforskellen mellem de to versioner af protokollen er i den algoritme, der bruges. NTPs algoritme kan spørge flere referenceklokke en beregning, som er den mest nøjagtige.

SNTP-brug til lavprocessorer - den er velegnet til mindre kraftfulde maskiner, kræver ikke NTP-nøjagtigheden på højt niveau. NTP kan også overvåge enhver forskydning og jitter (små variationer i bølgeform som følge af spændingsforsyningssvingninger, mekaniske vibrationer eller andre kilder), mens SNTP ikke gør det.

En anden stor forskel er, hvordan de to protokoller justerer for drift i netværksenheder. NTP vil fremskynde eller sænke et systemur for at matche tidspunktet for referenceuret, der kommer ind i NTP-server (slewing), mens SNTP simpelthen vil gå frem eller tilbage systemklokken.

Denne stigning i systemtiden kan forårsage potentielle problemer med tidsfølsomme applikationer, især om trinnet er ret stort.

NTP bruges, når nøjagtighed er vigtig, og når tid kritiske applikationer er afhængige af netværket. Den komplekse algoritme passer imidlertid ikke til simple maskiner eller dem med mindre kraftige processorer. SNTP derimod er bedst egnet til disse enklere enheder, da det tager mindre computerressourcer op, men det passer ikke til en enhed, hvor nøjagtigheden er kritisk, eller hvor tid kritiske applikationer er afhængige af netværket.

At købe den korrekte tid til netværkssynkronisering er kun mulig takket være atomur. Sammenlignet med standard timing enheder og atomur er millioner af gange mere præcise med de nyeste designs, der giver præcis tid til inden for et sekund i et 100,000-år.

Atomcykler bruger den uændrede resonans af atomer under forskellige energitilstander for at måle tid, der giver et atomtegn, der forekommer næsten 9 milliarder gange et sekund i tilfælde af cæsiumatomet. Faktisk er resonansen af ​​cæsium nu den officielle definition af et sekund, der er blevet vedtaget af det internationale enhedssystem (SI).

Atomiske ure er de basiske ure, der anvendes til den internationale tid, UTC (Koordineret universeltid). Og de giver også grundlag for NTP-servere at synkronisere computernetværk og tidsfølsomme teknologier som dem, der anvendes af flyvekontrol og andre tidssensitive applikationer på højt niveau.

At finde en atomur kilde til UTC er en simpel procedure. Især med tilstedeværelsen af ​​online-tidskilder som dem, der leveres af Microsoft og National Institute for Standards and Time (windows.time.com og nist.time.gov).

Men disse NTP-servere der er kendt som stratum 2-enheder, der betyder, at de er forbundet til en anden enhed, der igen får tiden fra et atomur (det vil sige en brugt kilde til UTC).

Selv om nøjagtigheden af ​​disse stratum 2-servere er ubestridelig, kan det påvirkes af den afstand, klienten kommer fra tidsserverne, de er også uden for firewallen, hvilket betyder, at enhver kommunikation med en online-tidsserver kræver en åben UDP (User Datagram Protocol) port for at tillade kommunikationen.

Dette kan forårsage sårbarheder i netværket og bruges ikke af denne grund i ethvert system, der kræver fuldstændig sikkerhed. En mere sikker (og pålidelig) metode til at modtage UTC er at bruge en dedikeret NTP tidsserver. Disse tidssynkroniseringsenheder modtager tiden direkte fra atomur enten udsendt på langbølge af steder som NIST eller NPL (National Physical Laboratory - UK). Alternativt kan UTC stamme fra GPS-signalet, der udsendes af konstellationen af ​​satellitter i GPS-netværket (Global Positioning System).

En af verdens mest præcise atomure skal lanceres i kredsløb og vedhæftes til International Space Station (ISS) takket være en aftale underskrevet af det franske rumbureau.

FARAO'en (Projet d'Horloge Atomique par-Orbite) atomuret er fastgjort til ISS'en i et forsøg på at mere præcist teste Einsteins teori om forholdsvis såvel som at øge nøjagtigheden af ​​koordineret universel tid (UTC) blandt andre geodesi eksperimenter.

PHARAO er en næste generation af cesium atomur med en nøjagtighed, der svarer til mindre end et sekunds drift hvert 300,000 år. PHARAO skal lanceres af Den Europæiske Rumorganisation (ESA) i 2013.

Atomsklokke er de mest nøjagtige tidskriftsenheder til rådighed for menneskeheden, men de er modtagelige for ændringer i tyngdekraftstræk, som forudsagt af Einsteins teori, da tiden selv er slewed af Jordens træk. Ved at placere denne præcise atomur i kredsløb mindskes virkningen af ​​Jordens tyngdekraft, så PHARAO kan være mere præcis end jordbaseret ur.

Mens atomure er ikke nye til kredsløb, lige så mange satellitter; herunder GPS-netværket (Global Positioning System) indeholder atomur, vil PHARAO imidlertid være blandt de mest præcise ure, der nogensinde er lanceret i rummet, så det kan bruges til langt mere detaljeret analyse.

Atomiske ure har eksisteret siden 1960, men deres stigende udvikling har banet vejen for mere og mere avancerede teknologier. Atomiske ure danner grundlaget for mange moderne teknologier fra satellitnavigation, så computernetværk kan kommunikere effektivt over hele kloden.

Computer netværk modtage tidssignaler fra atomur via NTP tid servere (Network Time Protocol), som nøjagtigt kan synkronisere et computernetværk inden for et par millisekunder af UTC.

Vi kunne ikke leve vores liv uden dem. De påvirker næsten alle aspekter af vores daglige liv, og mange af de teknologier, som vi tager for givet i dagens verden, kunne bare ikke fungere uden dem. Faktisk, hvis du læser denne artikel på internettet, er der en chance for at du bruger en lige nu.

Uden at vide det styrer atomklokker os alle. Fra internettet; til mobilnet og satellitnavigering uden atomur ikke nogen af ​​disse teknologier ville være mulig.

Atomiske ure regulerer alle computernetværk ved hjælp af protokollen NTP (netværkstidsprotokol) og netværk tidsservere, computer systemer rundt omkring i verden forbliver i perfekt synkronisering.

Og de vil fortsætte med at gøre det i flere millioner år, fordi atomurerne er så nøjagtige, at de kan bevare tiden til inden for et sekund i godt over 100 millioner år. Imidlertid atomure kan gøres endnu mere præcis, og et fransk team af forskere planlægger at gøre netop det ved at lancere et atomur i rummet.

Atomsklokker er begrænset til deres nøjagtighed på jorden på grund af virkningerne af hans gravitations-træk af planeten til tiden selv; som Einstein foreslog, at tiden selv er forvrænget af tyngdekraften, og denne vridning sænker tiden på Jorden.

En ny type atomur, der hedder PHARAO (Projet d'Horloge Atomique-parret Refroidissement d'Atomes en Orbit), skal imidlertid placeres ombord på ISS (internationale rumstation) uden for rækkevidde fra de værste virkninger af Jordens gravitationsdrag.

Denne nye type atomur vil tillade hyper præcis synkronisering med andre atomur, her på jorden (som i virkeligheden vil gøre synkronisering til en NTP-server endnu mere præcis).

Pharao forventes at nå nøjagtigheder på omkring et sekund hvert 300 millioner år og vil tillade yderligere fremskridt i tidsafhængige teknologier.

Et af de vigtigste aspekter ved netværk er at holde alle enheder synkroniseret til den korrekte tid. Ukorrekt netværkstid og manglende synkronisering kan spille kaos med systemprocesser og kan føre til utallige fejl og fejlfejlfinding.

Og ikke at sikre, at enheder løbende kontrolleres for at forhindre drift kan også føre til, at et synkroniseret netværk langsomt bliver usynkroniseret og fører til de slags problemer, der er nævnt ovenfor.

Men at sikre et netværk har ikke kun den rigtige tid, men at den tid ikke kører, opnås ved hjælp af tidprotokollen NTP.

Network Time Protocol (NTP) er ikke den eneste tidssynkroniseringsprotokol, men den er langt den mest udbredte. Det er en open source-protokol, men opdateres løbende af et stort fællesskab af internet tidskunder.

NTP er baseret på en algoritme, som kan udarbejde den rigtige og mest præcise tid fra en række kilder. NTP tillader en enkeltkilde at blive brugt af et netværk af hundreder og tusindvis af maskiner, og det kan holde hver enkelt nøjagtige til den tidskilde til inden for få millisekunder.

Den nemmeste måde at synkronisere et netværk med NTP på er at bruge a NTP tidsserver, også kendt som a netværkstidsserver.

NTP-servere bruger en ekstern kilde til tid, enten fra GPS-netværket (Global Positioning System) eller fra udsendelser fra nationale fysiklaboratorier som f.eks. NIST i USA eller NPL i England.

Disse tidssignaler genereres af atomur, som er mange gange mere præcise end klokkerne på computere og servere. NTP vil distribuere denne atomur tid til alle enheder på et netværk, det vil derefter fortsætte med at kontrollere hver enhed for at sikre, at der ikke er drift og korrigering af enheden, hvis der er.

tidssynkronisering er afgørende for mange moderne applikationer. Mens computernetværk alle skal køre i perfekt tid for at forhindre fejl og sikre sikkerhed, kræver andre systemer tidssynkronisering af juridiske årsager.

Gennemsnitlig hastighed kameraer, trafiklys kameraer, CCTV, parkeringsmålere og alarmsystemer for blot at nævne nogle få, alle kræver nøjagtig tidssynkronisering ikke kun for at sikre, at systemerne fungerer korrekt, men også at give et revisions- og retligt spor til brug i retsforfølgning.

Undladelse af at gøre det kan føre til, at systemet er helt ubrugeligt, da enhver juridisk sag baseret på teknologien skal være bevislig.

For eksempel vil et CCTV-netværk, der ikke er synkroniseret, ikke kunne antages til retten, en sagsøgt kunne nemt hævde, at et billede af dem på et kamera ikke kunne være dem, da de ikke var i nærheden på det tidspunkt, og medmindre kamerasystemet kan blive revideret og vist sig at være præcis, så ville rimelig tvivl se enhver sag mod den mistænkte faldt.

Af denne grund kræver systemer som dem, der er nævnt ovenfor, fuldstændig auditabel tidssynkronisering, der kan bevises uden rimelig tvivl i et retssystem.

Et auditabelt system for tidssynkronisering er kun muligt ved at bruge en dedikeret NTP tidsserver (Network Time Protocol). NTP-servere ikke kun give en nøjagtig synkroniseringsmetode, der er nøjagtige til nogle få millisekunder, giver de også en fuld revisionsspor, der ikke kan bestrides.

NTP server systemer brug GPS-netværket eller specialradio-transmissionen til at modtage atomuretiden, som er så præcis, at chancen for at den er endnu et sekund ud fra UTC tid (Universal Coordinated Time) er over 3 milliarder til en, der er endnu større end nøjagtigheden af ​​andre juridiske beviser som DNA.

Sikring af et computernetværk er tidssynkroniseret er afgørende i moderne computernetværk. Synkronisering, ikke kun mellem forskellige maskiner på et netværk, men også hvert computernetværk, der kommunikerer med andre netværk, skal også synkroniseres med dem.

UTC (Coordinated Universal Time) er en global tidsplan, der gør det muligt at synkronisere netværk på andre sider af kloden. Synkronisering af et netværk til UTC er relativt ligetil takket være NTP (Network Time Protocol) softwareprotokollen designet til dette meget formål.

De fleste operativsystemer, herunder den nyeste Microsoft Incarnation Windows 7, har en version af NTP (ofte i en forenklet form kendt som SNTP), der gør det muligt at synkronisere hver enkelt computer og enhed på et netværk med en enkeltkilde.

Hvis du vælger en kilde til denne tidsreference, er det eneste reelle problem med at synkronisere et netværk. Der er tre hovedsteder, hvor UTC-tid kan nøjagtigt modtages fra:

Internettetid

Der er mange kilder til internet tid, og den nyeste version af Windows (Windows 7) synkroniseres automatisk til Microsofts tidsserver time.windows.com, så hvis internet tid er tilstrækkelig Windows 7 brugere behøver ikke ændre deres indstillinger. Men for computernetværk, hvor sikkerhed er et problem, kan internetkilder føre til, at et system er sårbart, da tiden skal modtages via firewallen, hvilket tvinger en UDP-port, der skal stå åben. Dette kan bruges af ondsindede brugere. Desuden er der ingen autentificering med en internetkilde, så timekoden kan kapres, før den kommer til dit netværk.

GPS Time

Tilgængelig bogstavelig talt overalt på kloden giver GPS en 24-time, 365-dag-til-år-kilde til UTC-tid. Leveres eksternt til firewallen via GPS satellitsignalet, tidssynkronisering med GPS er korrekt og sikkert.

Radio Transmissioner

Normalt udsendes af nationale fysik laboratorier som NIST i USA og UK NPL, tidssignalerne modtages via longwave og er også eksterne til firewallen, så de er sikre og præcise.

A Dedikeret NTP-tidsserver kan modtage både radio- og GPS-tidssignal, der garanterer nøjagtighed og sikkerhed.

Tiden styrer vores liv og holder os ajour med det, det er vigtigt, hvis vi vil komme til arbejde på tid, gøre det hjem til middag eller se vores yndlingsprogrammer om aftenen.

Det er også afgørende for edb-systemer. Computere bruger tid som referencepunkt, faktisk er tiden det eneste referencepunkt, som det kan bruge til at skelne mellem to begivenheder, og det er afgørende, at computere, der opererer i netværk, synkroniseres sammen.

Tidsynkronisering er, når alle computere, der er tilsluttet sammen, kører samme tid. tidssynkronisering, men det er ikke nemt at implementere, primært fordi computere ikke er gode tidskunder.

Vi er alle vant til at blive vist nederst til højre på vores computer desktops, men denne gang er normalt genereret af den indbyggede krystaloscillator (normalt kvarts) på bundkortet.

Desværre er disse indbyggede ure udsat for drift, og en computer ur kan miste eller få en anden eller deromkring hver dag. Selv om dette måske ikke lyder så meget, kan det snart akkumulere og med nogle netværk bestående af hundreder og endda tusinder af maskiner, hvis de alle løber forskellige gange, er det ikke svært at forestille sig konsekvenserne; e-mails kan ankomme, inden de sendes, data kan ikke sikkerhedskopieres, filer vil gå tabt, og netværket vil være forvirrende og næsten umuligt at debugere.

For at sikre synkronisering i et netværk skal alle enheder forbinde til en enkeltkilde. NTP (Network Time Protocol) er udformet til dette formål og kan distribuere en tidskilde til alle enheder og sikre, at enhver drift modvirkes.

For ægte nøjagtighed bør enkeltkilden være en kilde til UTC (Koordineret Universal Time), som er en global tidsskala, der bruges på tværs af kontinenter og ikke tager hensyn til tidszoner, hvilket gør det muligt at synkronisere netværk på modsatte sider af Jorden.

En kilde til UTC bør også styres af et atomur, da enhver drift i tiden vil betyde, at dit netværk ikke er synkroniseret med UTC. Langt den nemmeste, mest effektive, sikre, præcise og pålidelige metode til at modtage en atomurkilde til UTC er at bruge a Dedikeret NTP-tidsserver. NTP-servere modtager UTC-tid fra enten GPS-netværket (Global Positioning System) eller fra radiotransmission udsendes af nationale fysiklaboratorier som f.eks. NIST or NPL.

For de af os, der bor i Storbritannien, vil CCTV-kameraet (lukket kredsløbs-tv) være et kendt sted på højgaderne. Over fire millioner kameraer er i drift over de britiske øer, hvor alle større byer overvåges af statsfinansierede kameraer, som har kostet den britiske skatteyder over £ 200 millioner ($ 400 million).

Grundene til brugen af ​​sådan udbredt overvågning er altid blevet erklæret for at forhindre og opdage forbrydelser. Imidlertid hævder kritikere, at der er få beviser for, at CCTV-kameraer har gjort noget for at dæmpe den stigende gadekriminalitet på Storbritanniens gader, og at pengene kunne blive bedre brugt.

Et af problemerne med CCTV er, at mange byer har begge kameraer styret af lokale råd og privatstyrede kameraer. Når det kommer til kriminalitetsdetektering, skal politiet ofte få så mange bevis som muligt, hvilket ofte betyder at kombinere de forskellige lokale myndigheders kontrollerede CCTV-kameraer med de privatstyrede systemer.

Mange lokale myndigheder synkroniserer deres CCTV-kameraer sammen, men hvis politiet skal hente billeder fra en naboskab eller fra et privat kamera, kan de ikke synkroniseres overhovedet, hvis det er tilfældet, synkroniseres helt til en anden tid.

Det er her, hvor CCTV falder ned i kampen mod kriminalitet. Forestil dig, at en mistænkt kriminel er opdaget på et CCTV-kamera, der begår en kriminel handling. Tiden på kameraet kunne sige 11.05pm, men hvad nu hvis politiet følger de mistænkte bevægelser over en by og bruger optagelser fra et privat ejet kamera eller fra andre byer og mens CCTV kameraet, der fangede den mistænkte i akten, kan sige 11.05, den anden kameraet kunne se de mistænkte minutter senere kun for tiden at være endnu tidligere. Du kan forestille dig, at en god forsvarsadvokat drager fuld nytte heraf.

For at sikre deres værd i kampen mod kriminalitet er det afgørende, at CCTV-kameraer er tid synkroniseret ved hjælp af en netværks tidsserver. Disse gange servere sikre, at alle enheder (i dette tilfælde kamera) kører nøjagtig samme tid. Men hvordan sikrer vi at alle kameraer er synkroniseret til samme tidskilde. Nå heldigvis, en global kilden kendt som UTC (koordineret Universal Time) er udviklet til dette præcise formål. UTC styrer computernetværk, flyvekontrol og andre tidsfølsomme teknologier.

Et CCTV kamera ved hjælp af en NTP-server der modtager a UTC-tidskilde fra et atomur vil ikke kun være korrekt, men den tid, der er sagt på enhederne, vil være beviselig i retten og præcis til tusindedel af et sekund (millisekund).