Det MSF-tidssignal er en dedikeret radioudsendelse, der giver en præcis og pålidelig kilde til den britiske borgerlige tid, baseret på den globale tidsskala UTC (koordineret universeltid), udsendes MSF-signalet og vedligeholdes af Storbritanniens National Physical Laboratory (NPL).

MSF-tidssignalet kan udnyttes af enhver, der kræver nøjagtig timinginformation. Hovedbrug er dog som en kilde til UTC-tid for administratorer, der synkroniserer et computernetværk med en radio ur. Radio ure er virkelig et andet udtryk for en netværkstidsserver, der anvender en radiotransmission som en timing-kilde.

Mest radiobaserede netværk tidsservere brug NTP (Network Time Protocol) til at distribuere timingoplysningerne i hele netværket.

MSF-signalet sendes fra Anthorn Radio station i Cumbria af VT-kommunikation under kontrakt til NPL. Den er tilgængelig 24 timer om dagen over hele Storbritannien og hinsides, selvom signalet er sårbart for interferens og lokal topografi. Brugere af MSF-tjenesten modtager overvejende et "ground wave" -signal. Der er dog også en resterende "himmelbølge", som afspejles ud af ionosfæren og er meget stærkere om natten; dette kan resultere i et totalt modtaget signal, der er enten stærkere eller svagere.

MSF-signalet bæres med en frekvens på 60 kHz (til inden for 2-dele i 1012) og styres af et Cesium-atomur baseret på radiostationen.

Antennen på Anthorn er ved 54 ° 55 'N breddegrad og 3 ° 15' W længdegrad. Signalets feltstyrke overstiger 100 μV / m (mikro volt en meter) i en afstand af 1000 km fra Anthorn, der dækker hele Det Forenede Kongerige, og kan endda modtages i hele Nord- og Vesteuropa.

MSF sender en simpel binær kode indeholdende oplysninger om tid og dato MSF-tid og dato kode indeholder følgende oplysninger: år, måned, måned, ukedag, time, minut, britisk sommertid (i kraft eller nært forestående), DUT1 (en parameter, der giver UT1-UTC)

tidssynkronisering er nu en integreret del af netværksadministrationen. Netværk, der ikke synkroniseres til UTC-tid (Coordinated Universal Time) bliver isoleret; ude af stand til at behandle tidsfølsomme transaktioner eller kommunikere sikkert med andre netværk.

UTC tid er blevet udviklet for at give hele kloden mulighed for at kommunikere under en enkelt tidsramme, og den er baseret på den tid, der er fortalt af atomure.

For at synkronisere til UTC-tid forbinder mange netværksadministratorer simpelthen med en internet timing-kilde og antager, at de modtager en sikker kilde til UTC-tid. Der er dog faldgruber til dette, og ethvert netværk, der kræver sikkerhed, bør ALDRIG bruge internettet som en tidskilde:

1. For at bruge en internet timing kilde skal en port sendes i firewall. Dette "hul" for at tillade timing information at passere gennem kan udnyttes af nogen andre også.
2. NTP (Network Time Protocol) har en indbygget sikkerhedsforanstaltning kaldet godkendelse, der sikrer, at en timing-kilde er præcis, som den siger, at den er, kan den ikke anvendes over internettet.
3. Internet timing kilder er helt unøjagtige. En undersøgelse foretaget af Nelson Minar fra MIT (Massachusetts Institute of Technology) opdagede mindre end halvdelen var tæt nok til UTC-tiden til at blive beskrevet som pålidelig (nogle hvor minutter og endog timer ud!).
4. Afstand på tværs af internettet kan gøre endda en ekstremt nøjagtig internet timing kilde ubrugelig som afstanden til klienten kan forårsage forsinkelse.
5. En dedikeret tidsserver bruger en radio af GPS-timersignal, som kan revideres for at garantere dets nøjagtighed, give sikkerhed og retlig beskyttelse; internet timing kilder kan ikke.

Dedikeret NTP tid servere ikke kun tilbyde større beskyttelse og sikkerhed end internetkilder. De tilbyder også uhindret nøjagtighed med både GPS- og tid- og frekvensradiooverførsler (som f.eks. MSF, DCF eller WWVB) nøjagtige inden for få millisekunder af UTC-tid.

GPS tid servere er netværks tidsservere, der modtager et timingssignal fra GPS-netværket og distribuerer det blandt alle enheder på et netværk, der sikrer, at hele netværket er synkroniseret.

GPS er en ideel tidskilde, da et GPS-signal er tilgængeligt overalt på kloden. GPS står for Global Positioning System, GPS-netværket ejes af det amerikanske militær og styres og drives af den amerikanske luftvåben (rumvinge). Det er imidlertid siden den sene 1980 er blevet åbnet op til verdens civile befolkning som redskab til at hjælpe navigationen.

GPS-netværket er faktisk en konstellation af 32-satellitter, der kredser jorden, de giver ikke rent faktisk positioneringsoplysninger (GPS-modtagere gør det), men sender et timingsignal fra deres ombordværende atomur.

Dette timing signal er, hvad der bruges til at udarbejde en global position ved at triangulere 3-4 timing signaler en modtager kan træne ud, hvor langt og dermed positionen du er fra en satellit. I det væsentlige er en global positionerings-satellit kun et omløbende ur, og det er disse oplysninger, der udsendes, der kan hentes af en GPS-tidsserver og distribueres blandt et netværk.

Mens strengt taget GPS-tid ikke er den samme som den globale tidsskala UTC (koordineret universeltid), a GPS tidsserver vil automatisk konvertere tidsformatet til UTC.

En GPS-tidsserver kan give uhyggelig nøjagtighed med netværk, der kan opretholde nøjagtighed inden for et par millisekunder af UTC.

tidssynkronisering er nu et kritisk aspekt af netværksstyring, der gør det muligt at gennemføre tidsfølsomme applikationer fra hele verden. Uden korrekt synkronisering ville computersystemer ikke kunne kommunikere med hinanden, og transaktioner som sædebestilling, internetauktioner og online banking ville være umulige.

Til effektiv tidssynkronisering Den globale tidsskala UTC (Koordineret Universal Time) er en forudsætning. Mens et computernetværk kan synkroniseres til en enkeltkilde, er UTC ansat af computernetværk over hele verden. Ved at synkronisere til en UTC-tidskilde kan et netværk derfor synkroniseres med alle andre computernetværk på tværs af kloden, der også bruger UTC som deres tidskilde.

Modtagelse af en pålidelig UTC tidskilde er ikke så let som det lyder. Mange netværksadministratorer vælger at bruge en UTC Internet-tidskilde. Mens mange af disse tidskilder er præcise nok, kan de være for langt væk for at give pålidelighed, og der er masser af internetkilder, der er stort set unøjagtige.

En anden grund til, at internetkilder ikke bør bruges som en kilde til tidssynkronisering, skyldes, at en internetkilde er uden for en firewall og efterlader et hul i firewallen for at modtage timinginformation, kan lade et system være åbent for misbrug.

Så at UTC-tid kan vælges som en borgerlig tid i hele verden, sender flere nationale fysiklaboratorier et UTC-tidssignal, der kan modtages og bruges som en netværkstidskilde. Desværre er disse tidssignaler imidlertid ikke tilgængelige i alle lande og endda i de områder, hvor der findes et signal; de kan ofte forhindres af interferens og lokal topografi.

En anden metode til at modtage en kilde til UTC-tid er at bruge GPS-satellitnetværket. Strengt taget relæerer Global Positioning System (GPS) ikke UTC, men det er en tid baseret på International Atomic Time (TAI) med en foruddefineret forskydning. EN GPS NTP ur kan simpelthen konvertere GPS-tiden til UTC til synkroniseringsformål.

Den største fordel ved at bruge GPS er, at et GPS-signal er tilgængeligt overalt på planeten, forudsat at der er et klart billede af himlen ovenfor (GPS-transmissioner sendes via synspunkt), så UTC-synkronisering kan udføres overalt.

Det NTP-server (Network Time Protocol) er en af ​​de mest brugte, men mindst forstået computernetværk hardware elementer.

En NTP-server er kun en tidsserver, der bruger protokollen NTP. Andre tidsprotokoller eksisterer, men NTP er langt den mest udbredte. Betegnelserne 'NTP server', 'time server' og 'netværkstidsserver'er udskiftelige og ofte udtrykkene' radio ur 'eller'GPS tidsserver'bruges, men disse beskriver blot metoden, som tidsserverne modtager en tidsreference.

NTP-servere modtager en tidskilde, som de derefter kan distribuere blandt et netværk. NTP vil tjekke en enhedens systemur og fremskynde eller trække sig tilbage afhængigt af hvor meget det har drevet. Ved regelmæssigt at kontrollere systemuret med tidsserveren kan NTP sikre, at enheden er synkroniseret.

NTP-serveren er en simpel enhed til at installere og køre. De fleste forbinder til et netværk via et Ethernet-kabel, og den medfølgende software er let konfigureret. Der er dog nogle almindelige fejlfindingsproblemer forbundet med NTP-servere og især med modtagelse af timingkilder:

A dedikeret NTP-server vil modtage et tidssignal fra forskellige kilder. Internettet er nok de mest almindelige kilder til UTC-tid (Koordineret Universal Time), men at bruge internettet som en tidskilde kan være årsag til flere tidsserverproblemer.

For det første kan internettet timing kilder ikke autentificeres; Autentificering er NTP's indbyggede sikkerhedsforanstaltning og sikrer, at en timingreference kommer fra, hvor den siger, at den er. På en lignende note for at bruge en internet timing kilde ville betyde, at der skulle oprettes et hul i netværks firewall, dette kan naturligvis forårsage sine egne sikkerhedsproblemer.

Internet timing kilder er også notorisk unøjagtige. En undersøgelse foretaget af MIT (Massachusetts Institute of Technology) fandt mindre end en fjerdedel af internet timing kilder var nogen hvor nær nøjagtige og ofte dem, der var, var for langt væk fra klienter for at give en pålidelig timing kilde.

Den mest almindelige, sikre og præcise metode til modtagelse af timing-kilde er GPS-systemet (Global Positioning System). Mens en GP-signal kan modtages hvor som helst på planeten, er der stadig almindelige installationsproblemer.

En GPS-antenne skal have et godt klart billede af himlen; det skyldes, at lægerne satellitter udsendte deres signal efter synsfelt. Hans signal kan ikke trænge ind i bygninger, og antennen skal derfor være placeret på ruden. Et andet almindeligt problem med en GPS-tidsserver er, at de skal overlades i mindst 49 timer for at sikre, at GPS-modtageren får en god satellitfix. Mange brugere finder, at de får et intermitterende signal, det skyldes normalt utålmodighed og ikke at lade GPS-systemet få en solid fix.

Den anden sikre og pålidelige metode til modtagelse af et timingsignal er de nationale radiosender. I Storbritannien hedder dette MSF, men der findes lignende systemer i USA (WWVB), Tyskland (DCF) og flere andre lande. Der er normalt mindre problemer i forbindelse med brug af MSF / DCF / WWVB signalet.

Selv om radiosignalet kan trænge ind i bygninger, er det modtageligt for interferens fra topografi og andre elektriske apparater. Eventuelle problemer med en MSF-tidsserver kan normalt løses ved at flytte serveren til en anden lokalitet eller ofte bare angre serveren, så dens ib-byggede antenne er vinkelret på transmissionen.

Time-servere er almindelige apparater i moderne serverrum, men tidssynkronisering er kun blevet mulig takket være ideer fra fysikeren i det sidste århundrede, og det er vores tidspunkter, der har gjort mange af teknologierne i de sidste par årtier muligt.

Tiden er en af ​​de sværeste begreber at forstå. Indtil forrige århundrede blev det antaget, at tiden var konstant, men det var ikke før Einsteins ideer, at vi opdagede tiden var relativ.
Relativ tid var en konsekvens af Einsteins mest populære teori 'General Theory of Relativity' og dens berømte ligning E = MC2.

Hvad Einstein opdagede var, at lysets hastighed var den eneste konstant i universet (i et vakuum alligevel), og den tid vil afvige for forskellige observatører. Einsteins ligninger viste, at jo hurtigere en observatør rejste hen imod lysets hastighed, jo langsommere tid ville blive.

Han opdagede også, at tiden ikke var en separat enhed af ud universet, men var en del af en fire-dimensionel rumtid, og at virkningerne af tyngdekraften ville kvæle dette rum tid og forårsage tid til at bremse.

Mange moderne teknologier som satellitkommunikation og navigation skal tage disse ideer i betragtning, ellers vil satellitter falde uden for kredsløb, og det ville være umuligt at kommunikere over hele kloden.

Atomsklokker er så præcise, at de kan tabe mindre end et sekund i 400 millioner år, men hensyn til Einsteins ideer skal tages i betragtning, da atomklokker baseret på havniveau kører langsommere, at de i højere højde på grund af jordens tyngdekraft, der springer spacetime.

En universel tidsskala er udviklet kaldet UTC (Koordineret Universal Time), som er baseret på tiden, der er forklaret af atomurerne, men kompenserer for minutsombremsningen af ​​jordens rotation (forårsaget af månens tyngdekraft) ved at tilføje Leap Seconds hvert år til forhindre dag i at snigre om natten (om end i årtusinder eller to).

Takket være atomur og UTC tid computernetværk over hele verden kan modtage en UTC-tidskilde via internettet, via en national radiotransmission eller via GPS-netværket. EN NTP-server (Network Time Protocol) kan synkronisere alle enheder på et netværk til den tid.

Time-servers bruges i hele britisk industri. Mange af dem modtager MSF-signalet fra National Physical Laboratory i Cumbria. Her er nogle ofte stillede spørgsmål om britisk tid og MSF-signalet:

Hvem bestemmer hvornår ure skal gå frem eller tilbage til sommertid?

Hvis du bor i Europa, er den tid, hvor sommertid begynder og slutter, angivet i det relevante EU-direktiv og Det Forenede Kongeriges lovpligtige instrument som 1 er Greenwich Mean Time (GMT).

Er 'midnat' tilhørende dagen før eller dagen efter?

Brugen af ​​ordet midnat er stærkt afhængig af dens sammenhæng, men 00.00 (ofte kaldet 12 am) er starten på den næste dag. Der er ingen standarder fastsat for betydningen af ​​12 am og 12 pm og ofte er en 24 timetid mindre forvirrende.

Er der en godkendt måde at repræsentere datoer og tider på?

Standardnotationen til datoen er sekvensen ÅÅÅÅ-MM-DD eller ÅÅ-MM-DD, selvom det i USA er konventionen at have dage og måneder omvendt.

Hvornår begyndte det nye årtusind virkelig?

Et årtusind er en periode på tusind år. Så man kan sige, at det næste årtusind begynder nu. Det tredje årtusinde af den kristne tidsalder begyndte i begyndelsen af ​​året 2001 AD

Hvordan ved du det atomure holde bedre tid?

Hvis du kigger på flere atomure alle sammen til samme tid, vil du opdage, at de stadig er enige inden for ti milliontedele af et sekund efter en uge.

Hvad er nøjagtigheden af ​​det 'talende ur'?

Selv om der er mulighed for forsinkelsen i telefonnetværket, kan du nok forvente, at starten på sekunderpiperne bliver nøjagtige sekunder markører inden for omkring en tiendedel af et sekund.

Hvorfor flyttede mit radiostyrede ur til sommertid på 2, en time for sent?

Batteridrevne radio-kontrollerede ure tjekker typisk kun klokken hver time eller to, eller endnu mindre, dette er for at spare batteriet.

Hvorfor modtager mit radiostyrede ur MSF-signalet mindre godt om natten?

Brugere af MSF service modtage overvejende et "ground wave" signal. Der er dog også en resterende "himmelbølge", som afspejles ud af ionosfæren og er meget stærkere om natten, kan dette resultere i et totalt modtaget signal, som er enten stærkere eller svagere.

Er der en permanent en times forskel mellem MSF-tid og DCF-77-tid?

Siden 1995 October 22 har der været en permanent timers forskel mellem britisk tid (som udsendt af MSF) og Central European Time, som udsendt af DCF-77 i Tyskland.

Hvad står MSF for?

Læger uden Grænser er det trebogstavsopkaldstegn, der anvendes til at angive Storbritanniens 60 kHz-standardfrekvens og tidssignal.

Tak til National Physical Laboratory for deres hjælp med denne blog.

De fleste tidsservere bruger Network Time Protocol og ligesom andre internetbaserede protokoller indeholder NTP en pakkeoverskrift. En pakkeoverskrift, simpelthen, er bare en formateret dataenhed, der beskriver oplysningerne i pakken.

NTP-pakkeoverskriften består af et antal 32-bitord. Her er en liste over de mest almindelige pakkeoverskrift og deres betydning:

IP-adresse - adressen til NTP Time Server

NTP Version - hvilken version af NTP (i øjeblikket version 4 er den seneste)

Reference tidsstempel (den primære epoke), som NTP bruger til at udarbejde tiden fra dette sætpunkt (normalt januar 01 1900

Rundrejseforsinkelsen (den tid det tager anmodning at ankomme og komme tilbage i millisekunder)

Lokal klokkeforskydning - tidsforskel mellem vært og klient

Spildindikator (hvis der skal være et spring andet den dag - normalt kun på 31 december)

Mode3 - et trebits heltal, hvilke værdier repræsenterer: 0 = reserveret, 1 = symmetrisk aktiv, 2 = symmetrisk passiv, 3 = klient, 4 = server, 5 = broadcast, 6 = NTP kontrolmeddelelse, 7 = reserveret til privat brug.

Stratum niveau - hvilket lag niveau niveauer NTP-server er (en stratum 1-server modtager tiden fra en atomurkilde, en stratum 2-server modtager tiden fra en stratum 1-server)

Afstemningsinterval (Hvor mange anmodninger er der lavet og deres intermitterende)

Præcision - hvor præcis i millisekunder er systemuret

Root Delay - Dette er et underskrevet fast punktnummer, der angiver den samlede returrejseforsinkelse til den primære referencekilde ved roden

Root spredning (i millisekunder) - Roden spredning er den maksimale (worst case) forskellen mellem det lokale system ur og roden af ​​NTP træet (stratum 1 ur)

Ref ID - 32 bit identificere referenceuret

Stammer tidsstempel (tid, før synkronisering anmodning)

Modtag tidsstempel - den tid, hvor værten / NTO-tidsserveren fik anmodningen

Overfør tidsstempel - den gang værten sendte anmodningen tilbage

Gyldigt svar - er systemuret synkroniseret eller ej

Network Time Protocol (NTP) blev opfundet af dr. David Mills fra University of Delaware, den har været i udnyttet siden 1985 og er stadig i konstant udvikling. NTP er en protokol designet til at synkronisere uret på computere og netværk på tværs af internettet eller lokale netværk (LAN). De fleste netværk synkroniseres via NTP til en UTC-tidskilde (koordineret universeltid)

UTC er baseret på klokkeslættet fra atomklokker og bruges globalt som standardiseret tidskilde.

NTP (version 4) kan opretholde tid over det offentlige internet til inden for 10 millisekunder (1 / 100th af et sekund) UTC-tid og kan udføre endnu bedre over LAN med nøjagtighed af 200 mikrosekunder (1 / 5000th sekund) under ideelle forhold .

NTP fungerer inden for TCP / IP-pakken og er afhængig af UDP, tidssynkronisering med NTP er relativt simpel, det synkroniserer tid med henvisning til en pålidelig UTC-kilde og distribuerer derefter denne gang til alle maskiner og enheder på et netværk.

Microsoft og andre anbefaler, at kun eksternt baseret timing bruges i stedet for internetbaseret, da disse ikke kan godkendes og kan lade et system være åbent for misbrug, især da en internet-timing-kilde ligger uden for firewallen. Specialist NTP-servere er tilgængelige, der kan synkronisere tid på netværk ved hjælp af enten MSF, DCF eller WWVB radio transmission. Disse signaler udsendes på lang bølge af flere nationale fysiklaboratorier.

I Storbritannien, den MSF nationale radiofrekvensoverførsler, der bruges til at synkronisere en NTP-server, udsendes af National Physics Laboratory i Cumbria, der fungerer som Det Forenede Kongeriges nationale tidsreference. Der findes også lignende systemer i Colorado, USA (WWVB) og i Frankfurt, Tyskland (DCF -77).

En radiobaseret NTP-server består normalt af en rackmonterbar tidsserver og en antenne, der består af en ferritstang inde i en plastikindkapsling, der modtager radio- og frekvensudsendelsen. Antennen 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.

En radio-refereret NTP-server er let installeret og kan give en organisation en præcis tidsreference, der muliggør synkronisering af hele netværk. NTP-serveren modtager tidssignalet og distribuerer det mellem netværksenhederne.

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.