For at modtage og distribuere og godkende UTC-tidskilde er der for øjeblikket to typer af NTP server, den GPS NTP-server og radio refereret NTP server. Mens begge disse systemer distribuerer UTC på identiske måder, varierer den måde, hvorpå de modtager timingoplysningerne.

A GPS NTP tidsserver er en ideel tid og frekvens kilde, fordi det kan give meget præcis tid overalt i verden ved hjælp af relativt billige komponenter. Hver GPS-satellit transmitterer i to frekvenser L2 til militær brug og L1 til brug af civile transmitteret ved 1575 MHz. Lavpris GPS-antenner og -modtagere er nu bredt tilgængelige.

Radiosignalet sendes af satellit kan passere gennem vinduer, men kan blokeres af bygninger, så det ideelle sted for en GPS-antenne er på en tagterrasse med en god udsigt til himlen. Jo flere satellitter det kan modtage fra bedre signal. Dog kan tagmonteret antenner være tilbøjelige til lynnedslag eller andre spænding overspænding så en suppressor stærkt anbefale at blive installeret inline på GPS-kablet.

Kablet mellem GPS-antennen og modtageren er også kritisk. Den maksimale afstand, som et kabel kan køre, er normalt kun 20-30 meter, men et højkvalitets koaksialkabel kombineret med en GPS-forstærker, der er placeret in-line for at øge antennens forstærkning, kan tillade mere end 100-målerkabler. Dette kan medføre vanskeligheder ved installation i større bygninger, hvis serveren er for langt fra antennen.

En alternativ løsning er at bruge en radio, der refereres til NTP tidsserver. Disse er afhængige af en række nationale tids- og frekvensradio-transmissioner, som udsendes UTC-tid. I Storbritannien udsendes signalet (kaldet MSF) af National Physics Laboratory i Cumbria, der fungerer som Det Forenede Kongeriges nationale tidsreference, findes der også lignende systemer i USA (WWVB) og i Frankrig, Tyskland og Japan.

En radiobaseret NTP-server består normalt af en rackmonterbar tidsserver og en antenne, der består af en ferritstang inde i en plastikskabe, der modtager radiotiden og frekvensudsendelsen. Den skal altid monteres vandret i en ret vinkel mod transmissionen for optimal signalstyrke. Data sendes i pulser, 60 et sekund. Disse signaler giver UTC-tid til en nøjagtighed af 100-mikrosekunder, men radiosignalet har et begrænset antal og er sårbart for interferens.

Nytårsfest er nødt til at vente endnu et sekund i år, da International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) har besluttet at 2008 skal have Leap Second tilføjet.

IERS annoncerede i juli i juli, at en positiv skridt anden skulle tilføjes til 2008, den første siden dec. 31, 2005. Leap Seconds blev introduceret for at kompensere for uforudsigeligheden af ​​Jordens rotation og at holde UTC (Koordineret Universal Time) med GMT (Greenwich Meantime).

Det nye ekstra sekund vil blive tilføjet den sidste dag i dette år på 23 timer, 59 minutter og 59 sekunder Koordineret Universal Time - 6: 59: 59 pm Eastern Standard Time. 33 Leap Seconds er blevet tilføjet siden 1972

NTP-server Systemer, der styrer tidssynkronisering på computernetværk, styres alle af UTC (Coordinated Universal Time). Når et ekstra sekund tilføjes i slutningen af ​​året, vil UTC automatisk blive ændret som ekstra sekund. #

Hvorvidt a NTP-server modtager et tidssignal fra transmissioner som MSF, WWVB eller DCF eller fra GPS-netværket, vil signalet automatisk bære Leap Second Announcement.

Bemærkning om spring Second fra International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS)

SERVICE INTERNATIONAL DE LA ROTATION TERRESTRE ET DES SYSTEMER DE REFERENCE

SERVICE DE LA ROTATION TERRESTRE
OBSERVATOIRE DE PARIS
61, Av. de l'observatoire xnumx paris (frankrig)
Tlf. : 33 (0) 1 40 51 22 26
FAX: 33 (0) 1 40 51 22 91
e-mail: services.iers@obspm.fr
https://hpiers.obspm.fr/eop-pc

Paris, 4 Juli 2008

Bulletin C 36

Til myndigheder med ansvar for måling og fordeling af tid

UTC TIDSTEG
på 1st i januar 2009

Et positivt spring sekund vil blive introduceret i slutningen af ​​december 2008.
Sekvensen af ​​datoer for UTC anden markører vil være:

2008 December 31, 23h 59m 59s
2008 December 31, 23h 59m 60s
2009 januar 1, 0h 0m 0s

Forskellen mellem UTC og International Atomic Time TAI er:

fra 2006 januar 1, 0h UTC, til 2009 Januar 1 0h UTC: UTC-TAI = - 33s
fra 2009 januar 1, 0h UTC, indtil videre: UTC-TAI = - 34s

Sprang sekunder kan introduceres i UTC i slutningen af ​​december måned

Metoder til at holde styr på tiden har ændret sig gennem historien med stadig større nøjagtighed er katalysatoren for forandring.

De fleste metoder til timekeeping har traditionelt været baseret på Jordens bevægelse omkring Solen. I årtusinder er en dag blevet opdelt i 24 lige dele, der er blevet kendt som timer. At basere vores tidsskalaer på Jordens rotation har været tilstrækkelig til de fleste af vores historiske behov, men som teknologien går videre, er behovet for en stadigt mere præcis tidsplan blevet tydelig.

Problemet med de traditionelle metoder blev tydeligt, da de første virkelig præcise ure - atomuret blev udviklet i 1950s. Fordi disse ure var baseret på frekvensen af ​​atomer og var nøjagtige inden for et sekund hver million år blev det hurtigt opdaget, at vores dag, som vi altid havde antaget som præcis 24 timer, ændret fra dag til dag.

Virkningerne af Månens tyngdekraft på vores oceaner får Jorden til at bremse og fremskynde under sin rotation - nogle dage er længere end 24 timer, mens andre er kortere. Mens denne lille forskel på længden af ​​en dag har haft ringe forskel på vores daglige liv, har denne unøjagtighed konsekvenser for mange af vores moderne teknologier som satellitkommunikation og global positionering.

En tidsplan er blevet udviklet til at håndtere unøjagtighederne i Jordens spin-koordinerede universelle tid (UTC). Den er baseret på den traditionelle 24-timers jordrotation, kendt som Greenwich Meantime (GMT), men tegner sig for de unøjagtigheder i jordens spin ved at have tilføjet (eller subtraheret) såkaldte 'Leap Seconds'.

Som UTC er baseret på den tid, der er angivet af atomure Det er utroligt nøjagtigt og er derfor blevet vedtaget som verdens civile tidsskala og bruges af erhvervslivet over hele kloden.

De fleste computernetværk kan synkroniseres til UTC ved hjælp af en dedikeret NTP tidsserver.

At tælle tiden er ikke lige så lige som de fleste tror. Faktisk selve spørgsmålet, 'hvad er klokken?' er et spørgsmål, at selv moderne videnskab ikke kan svare. Tid, ifølge Einstein, er relativ; det går forbi ændringer for forskellige observatører, påvirket af sådanne ting som hastighed og tyngdekraften.

Selv når vi alle lever på samme planet og oplever tidenes forløb på en lignende måde, kan det være stadig vanskeligere at fortælle tiden. Vores oprindelige metode til at bruge jordens rotation er siden blevet opdaget at være unøjagtig, da Månens tyngdekraft får nogle dage til at være længere end 24 timer og nogle få er kortere. Faktisk da de tidlige dinosaurer roaming jorden en dag var kun 22 timer lang!

Mens mekaniske og elektroniske ure har givet os en vis grad af nøjagtighed, har vores moderne teknologier krævet langt mere præcise tidsmålinger. GPS, Internet handel og flyvekontrol er kun tre industrier blev delt anden timing er utrolig vigtigt.

Så hvordan holder vi styr på tiden? Brug af jordens rotation har vist sig upålidelig, mens elektriske oscillatorer (kvartsklokke) og mekaniske ure er kun nøjagtige til et sekund eller to om dagen. Uheldigvis for mange af vores teknologier kan en anden unøjagtighed være alt for lang. I satellitnavigation kan lyset køre 300,000 km på lidt over et sekund, hvilket gør den gennemsnitlige sat nav-enhed ubrugelig, hvis der var et sekund med unøjagtighed.

Løsningen med at finde en præcis metode til måling af tid har været at undersøge den meget småkvantemekanik. Kvantemekanik er studiet af atomet og dets egenskaber og hvordan de interagerer. Det blev opdaget, at elektroner, de små partikler, som omløbsatomer ændrede den vej, de omkreds og frigjorde en præcis mængde energi, når de gør det.

I tilfælde af cæsiumatomet forekommer dette næsten ni milliarder gange om et sekund, og dette tal ændrer sig aldrig og kan derfor bruges som en ultra pålidelig metode til at holde øje med tiden. Cæsiumatomer bruger din atomur og faktisk er den anden nu defineret som lige over 9 milliarder cyklusser af stråling af cæsiumatomet.

Atomiske ure er grundlaget for mange af vores teknologier. Hele verdensøkonomien er afhængig af dem med den tid, der er genudleveret af NTP tid servere på computernetværk eller stråles ned af GPS-satellitter at sikre hele verden holder den samme, præcise og stabile tid.

En officiel global tidsplan, Coordinated Universal Time (UTC) er udviklet takket være atomklokker, der gør det muligt for hele verden at løbe på samme tid inden for et par tusindedele sekunder af hinanden.

A tidsserver er et fælles kontorværktøj, men hvad er det til?

Vi er alle vant til at have en anden tid fra resten af ​​verden. Når Amerika vågner, går Honk Kong i seng, hvorfor verden er opdelt i tidszoner. Selv i samme tidszone kan der stadig være forskelle. På fastlandet er for eksempel de fleste lande en time foran Storbritannien på grund af Storbritanniens sæsonbestemte urskift.

Men når det kommer til global kommunikation, har forskellige tidspunkter over hele verden problemer, især hvis du er nødt til at foretage tidsfølsomme transaktioner som at købe eller sælge aktier.

Til dette formål var det klart ved de tidlige 1970s, at en global tidsskala var påkrævet. Det blev introduceret på 1 januar 1972 og blev kaldt UTC - Koordineret universeltid. UTC holdes ved atomur men er baseret på Greenwich Meantime (GMT - ofte kaldet UT1), som selv er en tidsplan baseret på Jordens rotation. Uheldigvis varierer jorden i sin tur, så UTC står for dette ved at tilføje et sekund en eller to gange om året (Leap Second).

Selvom kontroversielle til mange, er det nødvendigt at springe sekunder af astronomer og andre institutioner for at forhindre dagen i at drifke ellers ville det være umuligt at udarbejde stjernernes position i nattehimlen.

UTC bruges nu over hele verden. Det er ikke kun det officielle globale tidsskala, men bruges af hundredtusinder af computernetværk over hele verden.

Computernetværk bruger a netværkstidsserver at synkronisere alle enheder på et netværk til UTC. De fleste tidsservere bruger protokollen NTP (Network Time Protocol) til at distribuere tiden.

NTP-tidsservere modtager tiden fra atomur ved enten langbølge-radiotransmissioner fra nationale fysiklaboratorier eller fra GPS-netværket (Global Positioning System). GPS-satellitter har alle et ombord atomur, der stråler tiden tilbage til Jorden. Mens dette tidssignal ikke er strengt taget UTC (det er kendt som GPS-tid) på grund af nøjagtigheden af ​​transmissionen, kan den nemt konverteres til UTC med en GPS NTP-server.

Atomiske ure anvendes til tusindvis af applikationer over hele verden. Fra at styre satellitter til selv at synkronisere et computernetværk ved hjælp af en NTP-serveratomklokker har ændret den måde, hvorpå vi styrer og styrer tiden.

Med hensyn til nøjagtighed er et atomur uovertruffen. Digitale kvartsklokke kan holde præcis tid i en uge og ikke tabe mere end et sekund, men et atomur kan holde tid i millioner af år uden at drive så meget.

Atomiske ure arbejde på princippet om kvantespring, en gren af ​​kvantemekanik, som siger at en elektron; en negativt ladet partikel, kredser en kernen af ​​et atom (midten) i en bestemt slette eller et niveau. Når den absorberer eller frigiver tilstrækkelig energi i form af elektromagnetisk stråling, vil elektronen hoppe til et andet plan - kvantespringet.

Ved måling af frekvensen af ​​den elektromagnetiske stråling svarende til overgangen mellem de to niveauer kan tidsforløbet registreres. Cæsiumatomer (cæsium 133) foretrækkes til timing, da de har 9,192,631,770-cyklusser af stråling i hvert sekund. Fordi energieniveauerne i cæsiumatomet (kvantestandarderne) altid er de samme og er et sådant højt tal, er cæsien atomklokken utrolig præcis.

Den mest almindelige form for atomur, der anvendes i verden i dag, er cæsiumfontenen. I denne type ur projiseres en mol af atomer op i et mikrobølgekammer og får lov at falde ned under tyngdekraften. Laserbjælker sænker disse atomer og overgangen mellem atomets energiniveauer måles.

Den næste generation af atomure er ved at blive udviklet, brug ionfælder i stedet for en springvand. Ioner er positivt ladede atomer, der kan fanges af et magnetfelt. Andre elementer såsom strontium anvendes i disse næste generationsklokke, og det anslås, at den potentielle nøjagtighed af et strontiumionfældningsklok kunne være 1000 gange det nuværende atomklok.

Atomiske ure anvendes af alle mulige teknologier; satellit kommunikation, Global Positioning System og endda internet handel er afhængig af atomur. De fleste computere synkroniseres indirekte med et atomur ved hjælp af a NTP-server. Disse enheder modtager tiden fra et atomur og distribuerer rundt om deres netværk, hvilket sikrer præcis tid på alle enheder.

Atomiske ure er toppen af ​​tidsholdende enheder. Moderne atomure kan holde tid til sådan nøjagtighed, at de i 100,000,000 år (100 millioner) ikke mister de endnu et sekund i tide. På grund af dette høje niveau af nøjagtighed er atomurerne grundlaget for verdens tidsplan.

For at tillade global kommunikation og tidsfølsomme transaktioner som f.eks. Køb af stakke og deler en global tidsskala, der er baseret på atomklockers tid, blev udviklet i 1972. Denne tidsplan, Koordineret Universal Time (UTC) styres og kontrolleres af International Bureau of Weights and Measures (BIPM), der bruger en konstellation af over 230 atomur fra 65 laboratorier over hele verden for at sikre høj nøjagtighed.

Atomiske ure er baseret på atomets grundlæggende egenskaber, kendt som kvantemekanik. Kvantemekanik tyder på, at en elektron (negativt ladet partikel), der kredser om et atoms kerne, kan eksistere i forskellige niveauer eller kredsløbsplaner, afhængigt af at de absorberer eller frigiver den korrekte mængde energi. Når en elektron har absorberet eller frigivet tilstrækkelig energi i kan 'hoppe' til et andet niveau, er dette kendt som et kvantespring.

Frekvensen mellem disse to energitilstand er, hvad der bruges til at holde tid. De fleste atomklokker er baseret på cæsiumatomet, der har 9,192,631,770-perioder af stråling svarende til overgangen mellem de to niveauer. På grund af nøjagtigheden af ​​cæsiumklokker betragter BIPM nu et sekund, der skal defineres som 9,192,631,770-cyklusser af cæsiumatomet.

Atomiske ure anvendes i tusindvis af forskellige applikationer, hvor præcis timing er afgørende. Satellit kommunikation, flyvekontrol, internet handel og praktiserende læger alle kræver atomur til at holde tid. Atomiske ure kan også bruges som en metode til synkronisere computernetværk.

Et computernetværk ved hjælp af en NTP tidsserver kan enten bruge en radiotransmission eller de signaler, der udsendes af GPS-satellitter (Global Positioning System) som en tidskilde. NTP-programmet (eller dæmonen) vil så sikre, at alle enheder på det pågældende netværk bliver synkroniseret til den tid, som atomklokken fortæller.

Ved hjælp af en NTP-server synkroniseret til et atomur, kan et computernetværk køre den identiske koordinerede universelle tid som andre netværk, der gør det muligt at gennemføre tidsfølsomme transaktioner fra hele verden.

NTP-servere bruges af computernetværk som en timingreference til synkronisering. en NTP-server er virkelig en kommunikationsenhed, der modtager tiden fra et atomur og distribuerer det. NTP-servere, der modtager en direkte atomurtid, er kendt som stratum 1 NTP-servere.

En stratum 0-enhed er et atomur selv. Disse er meget dyre og delikate maskiner og findes kun i storskala fysiklaboratorier. Desværre er der mange regler for hvem der kan få adgang til en stratum 1-server på grund af båndbredde overvejelser. De fleste stratum 1 NTP-servere er oprettet af universiteter eller andre almennyttige organisationer, og det er derfor nødvendigt at begrænse dem, der får adgang til dem.

Heldigvis kan stratum 2-tidsservere tilbyde anstændigt nok nøjagtighed som en timing-kilde, og enhver enhed, der modtager et tidssignal, kan selv bruges som en tidsreference (en enhed, der modtager tid fra en stratum 2-enhed, er en stratum 3-server. Enheder, der modtager tid fra en stratum 3-server er stratum 4-enheder og så videre).

Ntp.org, er det officielle hjem for NTP-poolprojektet og langt det bedste sted at gå for at finde en offentlig NTP-server. Der er to lister over offentlige servere tilgængelige i poolen; primære servere, der viser stratum 1 servere (hvoraf de fleste er lukket adgang) og sekundære som er alle stratum 2 servere.

Når du bruger en offentlig NTP-server, er det vigtigt at overholde adgangsreglerne, da det ikke er muligt at få serveren til at blive tilstoppet med trafik, og hvis problemerne vedvarer, ophører muligvis, da de fleste offentlige NTP-servere er oprettet som generøse handlinger.

Der er nogle vigtige punkter at huske, når du bruger en timing kilde fra over internettet. For det første kan internet timing kilder ikke godkendes. Autentificering er en indbygget sikkerhedsforanstaltning udnyttet af NTP, men utilgængelig over nettet. For det andet kræver brug af en internet timing kilde en åben port i din firewall. Et hul i en firewall kan bruges af ondsindede brugere og kan lade et system være sårbart over for angreb.

For dem der kræver en sikker timing kilde eller når nøjagtigheden er meget vigtigt, en dedikeret NTP-server der modtager et tidssignal fra enten langbølge-radiotransmissioner eller GP-netværket.

NTP (Network Time Protocol) er den mest udbredte tidssynkroniseringsprotokol på internettet. Årsagen til dens succes er, at det både er fleksibelt og yderst præcist (samt at være gratis). NTP er også indrettet i en hierarkisk struktur, der giver tusindvis af maskiner mulighed for at modtage et timingsignal fra kun en NTP-server.

Selv om tusind maskiner på et netværk alle forsøgte at modtage et timing-signal fra NTP-serveren på samme tid, ville netværket naturligvis blive flaskehalset, og NTP-serveren ville blive gjort ubrugelig.

Af denne grund findes NTP-stratum-træet. Øverst på træet er NTP-tidsserveren, som er en stratum 1-enhed (en stratum 0-enhed er det atomur, som serveren modtager sin tid fra). Under den NTP-serverflere servere eller computere modtager timingoplysninger fra stratum 1-enheden. Disse pålidelige enheder bliver stratum 2-servere, som igen distribuerer deres timingoplysninger til et andet lag af computere eller servere. Disse bliver derefter stratum 3 enheder, der igen kan distribuere timing information til lavere lag (stratum 4, stratum 5 osv.).

I alt kan NTP understøtte op til ni lagniveauer, selvom jo længere væk fra den oprindelige stratum 1-enhed de er mindre nøjagtige synkroniseringen. For et eksempel på hvordan et NTP-hierarki er konfigureret, se venligst dette stratum træ