Uanset hvor vi er i verden, har vi alle brug for at kende tiden på et tidspunkt i dag, men medens hver dag varer i samme tid uanset hvor du er på jorden, bruges den samme tidsskala ikke globalt.

Det upraktiske, at australierne skal vågne op på 17.00, eller de i USA, der skal starte arbejde på 14.00, ville udelukke at sagsøge en enkelt tidsskala, selv om ideen blev drøftet, da Greenwich blev udnævnt til den officielle førende meridian (hvor datelinjen officielt er) for verden nogle 125 år siden.

Mens ideen om en global tidsplan blev afvist af ovenstående grunde, blev det senere besluttet, at 24 langsgående linjer ville opdele verden op i forskellige tidszoner. Disse vil udsende fra GMT omkring med dem på den modsatte side af planeten er + 12 timer.

Men ved 1970'ernes betydning medførte en vækst i globale kommunikation, at en universel tidsskala endelig blev vedtaget og stadig er i stor udstrækning i dag, selv om mange mennesker aldrig har hørt om det.

UTC, Koordineret Universal Time, er baseret på GMT (Greenwich Meantime), men holdes af en konstellation af atomur. Det tegner også for variationer i jordens rotation med yderligere sekunder kendt som "spring sekunder", der tilføjes en gang to gange om året for at modvirke forsinkelsen af ​​jordens spinding forårsaget af tyngdekraft og tidevandskræfter.

Mens de fleste mennesker aldrig har hørt om UTC eller bruger det direkte, synkroniseres deres indflydelse på vores liv i uendelig med computernetværk til UTC via NTP tid servere (Network Time Protocol).

Uden denne synkronisering til en enkelt tidsplan vil mange af de teknologier og applikationer, vi tager for givet i dag, være umuligt. Alt fra global handel på aktier og aktier til internet shopping, email og social networking er kun muliggjort takket være UTC og NTP tidsserver.

DCF 77-signalet er en langbølgeoverførselsudsendelse ved 77 KHz fra Frankfurt i Tyskland. DCF -77 overføres af Physikalisch-Technische Bundesanstalt, det tyske nationale fysiklaboratorium.

DCF-77 er en nøjagtig kilde til UTC-tid og er genereret af atomure, der sikrer dens præcision. DCF-77 er en nyttig kilde til tid, der kan vedtages over hele Europa af teknologier, der kræver en nøjagtig tidsreference.

Radiostyrede ure og netværk tidsservere modtage tidssignalet og i tilfælde af tidsservere distribuere dette tidssignal på tværs af et computernetværk. Det meste computernetværk bruger NTP til at distribuere DCF 77-tidssignalet.

Der er fordele ved at bruge et signal som DCF til tidssynkronisering. DCF er langbølge og er derfor modtagelig for interferens fra andre elektriske apparater, men de kan trænge igennem bygninger, der giver DCF-signalet en fordel i forhold til den anden kilden til UTC-tid, der normalt er tilgængelig - GPS (Global Positioning System) - som kræver en åben visning af sky for at modtage satellit transmissioner.

Andre langbølgesignaler er tilgængelige i andre lande, der ligner DCF-77. I Storbritannien sendes MSF-60-signalet af NPL (National Physical Laboratory) fra Cumbria, mens NIST (National Institute of Standards and Time) sender WVBB-signalet fra Boulder, Colorado.

NTP tid servere er en effektiv metode til at modtage disse lange bølgekransmissioner og derefter bruge tidskoden som en synkroniseringskilde. NTP-servere kan modtage DCF, MSF og WVBB samt mange af dem også også i stand til at modtage GPS signalet.

Fra de tidlige dage af den industrielle revolution, da jernbanelinjer og telegraf spænder over tidszoner, viste det sig, at der var behov for en global tidsskala, der ville gøre det muligt at bruge samme tid uanset hvor du var i verden.

Det første forsøg på en global tidsplan var GMT - Greenwich Meantime. Dette var baseret på Greenwich Meridianen, hvor solen er direkte over på 12 middagstid. GMT blev valgt, primært på grund af det britiske imperiums indflydelse på resten, hvis kloden.

Andre tidsskalaer var blevet udviklet sådan britisk jernbanetid, men GMT var første gang et virkelig globalt system af tid blev brugt over hele verden.

GMT forblev som den globale tidsplan gennem første halvdel af det tyvende århundrede, selvom folk begyndte at henvise til som UT (Universal Time).

Men da atomklokker blev udviklet i midten af ​​det tyvende århundrede, blev det snart klart, at GMT ikke var tilstrækkelig nok. En global tidsplan baseret på den tid, som atomklokkerne fortalte, var ønsket at repræsentere disse nye nøjagtige chronometre.

International Atomic Time (TAI) blev udviklet til dette formål, men problemer med at bruge atomur blev snart synlige.

Man mente, at jordens revolution på sin akse var en nøjagtig 24-time. Men takket være atomklokker blev det opdaget, at Jordens spin varierer, og siden 1970'erne har været langsomt. Denne forsinkelse af jordens rotation skulle nødvendigvis tages i betragtning, da uoverensstemmelserne kunne bygge op, og natten ville langsomt glide ind i dag (om end i mange årtusinder).

Koordineret Universal Time blev udviklet for at imødegå dette. Baseret på både TAI og GMT giver UTC mulighed for at bremse Jordens rotation ved at tilføje spring sekunder hvert år eller to (og nogle gange to gange om året).

UTC er nu en virkelig global tidsplan og er vedtaget af nationer og teknologier over hele kloden. Computernetværk er synkroniseret til UTC via netværk tidsservere og de bruger protokollen NTP for at sikre nøjagtighed.

Atomiske ure er et vidunder sammenlignet med andre former for timekeepers. Det ville tage over 100,000 år for et atomur til at tabe et sekund i tide, hvilket er svimlende, især når du sammenligner det med digitale og mekaniske ure, der kan drive så meget om dagen.

Men atomure er ikke praktiske stykker udstyr til at have omkring kontoret eller hjemme. De er omfangsrige, dyre og kræver laboratoriebetingelser til at fungere effektivt. Men at gøre brug af et atomur er ligefrem nok, især som atombevægere gerne NIST (National Institute of Standards and Time) og NPL (National Physical Laboratory) udsendte tiden som forklaret af deres atomur på kortbølgeradio.

NIST sender sit signal, kendt som WWVB fra Boulder, Colorado, og det udsendes på ekstremt lav frekvens (60,000 Hz). Radiobølgerne fra WWVB-stationen kan dække alle kontinentale USA plus meget af Canada og Mellemamerika.

NPL-signalet sendes i Cumbria i Storbritannien, og det transmitteres langs tilsvarende frekvenser. Dette signal, kendt som MSF, er tilgængeligt i det meste af Storbritannien, og lignende systemer er tilgængelige i andre lande som Tyskland, Japan og Schweiz.

Radiostyrede atomure modtager disse lange bølgesignaler og korrigerer sig i overensstemmelse med enhver drift, som uret opdager. Computernetværk drager også fordel af disse atomklocksignaler og bruger protokollen NTP (Network Time Protocol) og dedikeret NTP tid servere at synkronisere hundreder og tusindvis af forskellige computere.

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.

Der er en vis ironi, at den computer, der sidder på dit skrivebord og måske har kostet så meget som måneds løn, vil have et ur om bord, der er mindre præcist end et billigt armbåndsur købt hos en benzin eller benzinstation.

Problemet er ikke, at computere er specielt lavet med billige timing komponenter, men at enhver seriøs timekeeping på en pc kan opnås uden dyre eller avancerede oscillatorer.

De indbyggede timingoscillatorer på de fleste pc'er er faktisk bare en sikkerhedskopi for at holde computerklokket synkroniseret, når pc'en er slukket, eller når netværkstidsinformation er utilgængelig.

På trods af disse utilstrækkelige indbyggede ure kan timing på et netværk af pc'er opnås inden for millisekundens nøjagtighed og et netværk, der er synkroniseret med den globale tidsskala UTC (Koordineret Universal Time) burde slet ikke glide.

Årsagen til, at dette høje niveau af nøjagtighed og synkronitet kan opnås uden dyre oscillatorer, er, at computere kan bruge Network Timing Protocol (netværkstidsprotokol)NTP) for at finde og opretholde den nøjagtige tid.

NTP er en algoritme, der distribuerer en enkelt kilde til tid; dette kan genereres af PC'ens indbyggede ur - selv om dette vil se alle maskiner på netværksdriften som uret selv driver. En langt bedre løsning er at bruge NTP til at distribuere en stabil, præcis tidskilde og helst til netværk, der driver forretning på tværs af internettet, en kilde til UTC.

Den enkleste metode til at modtage UTC - som holdes tro mod en konstellation af atomur rundt om i verden - er at bruge en Dedikeret NTP-tidsserver. NTP-servere anvender enten GPS-satellitsignaler (Global Positioning System) eller langbølge-radio-udsendelser (normalt transmitteret af nationale fysiklaboratorier som NPL eller NIST).

Engang modtaget NTP-server distribuerer timing-kilden på tværs af netværket og kontrollerer løbende hver maskine for drift (I det væsentlige kontakter den netværksmaskine serveren som klient og informationen udveksles via TCP / IP.

Dette gør computerens indvendige klokke selv forældede, selv om maskinen først er startet op, eller hvis der har været en forsinkelse i at kontakte NTP-server (hvis det er nede eller der er en midlertidig fejl), er det indbyggede ur anvendt til at opretholde tiden, indtil fuld synkronisering igen kan opnås.

Timing bliver stadig vigtigere for edb-systemer. Det er nu næsten uhørt for et computernetværk at fungere uden synkronisering til UTC (Koordineret Universal Time). Og selv enkelte maskiner, der bruges i hjemmet, er nu udstyret med automatisk synkronisering. Den nyeste inkarnation af Windows, f.eks. Windows 7, forbinder automatisk til en timing-kilde (selv om denne applikation kan slukkes manuelt ved at få adgang til klokkeslæt og datoindstillinger.)

Inkluderingen af ​​disse automatiske synkroniseringsværktøjer på de nyeste operativsystemer er en indikation af, hvor vigtigt timing information er blevet, og når du overvejer de typer applikationer og transaktioner, der nu udføres på internettet, er det ikke overraskende.

Internetbanker, onlinereservationer, internetauktioner og endda e-mail kan afhænge af præcis tid. Computere bruger tidsstempler som det eneste referencepunkt, de skal identificere, hvornår og hvis en transaktion har fundet sted. Fejl i timing information kan forårsage utallige fejl og problemer, især med debugging.

Internettet er fuld af tidsservere med over tusinde tidskilder tilgængelige for online-synkronisering dog; nøjagtigheden og nytteværdien af ​​disse online kilder til UTC-tid varierer og efterlader en TCP / IP åben i firewallen for at muliggøre timingoplysningerne igennem, kan et system være sårbart.

For netværkssystemer, hvor timing ikke kun er afgørende, men hvor sikkerhed også er et afgørende problem, er internettet ikke en foretrukken kilde til modtagelse af UTC-information, og der kræves en ekstern kilde.

Tilslutning af et NTP-netværk til en ekstern kilde til UTC-tid er relativt ligetil, hvis a netværkstidsserver anvendes. Disse enheder, der ofte omtales som NTP-servere, brug atomklokkerne ombord på GPS (Global Positioning System) -satellitter eller lange bølgetransmissioner, der udsendes af steder som f.eks NIST or NPL.

NTP-servere er vigtige enheder til tidssynkronisering af computernetværk. Sikring af et netværk falder sammen med UTC (Coordinated Universal Time) er afgørende for moderne kommunikation som internettet og er den primære funktion af netværkstidsserver (NTP-server).

Som navnet antyder, bruger disse tidsservere protokollen NTP (Network Time Protocol) til at håndtere synkroniseringsanmodningerne. NTP er allerede installeret i mange operativsystemer, og synkronisering er mulig uden en NTP-server ved brug af en internetkilde, kan dette være usikkert og unøjagtigt for mange netværksbehov.

Netværk tidsservere modtag et langt mere præcist og sikkert tidssignal. Der er to metoder til at modtage tiden ved hjælp af en tidsserver: Brug af GPS-netværket eller modtagelse af langbølge-radiotransmissioner.

Begge disse metoder til at modtage en tidskilde er sikre, da de er eksterne til enhver firewall. De er også præcise, da begge kilder til tid genereres direkte af atomur frem for en internet-tidsservice, der normalt er NTP-enheder forbundet til en tredjeparts atomur.

GPS-netværket giver en ideel kilde til tid til NTP-servere, da signalerne er tilgængelige overalt. Den eneste ulempe ved at bruge GPS-netværket er, at der er udsigt til himlen for at låses på en satellit.

Radio-refererede tidskilder er mere fleksible, fordi det lange bølgesignal kan modtages indendørs. De er begrænsede i styrke, og ikke alle lande har et tidssignal, selv om nogle signaler som den tyske DCF og USA WVBB er tilgængelige i nabolandene.