Atomiske ure har eksisteret i over halvtreds år. De er ure, der anvender en atomresonansfrekvens som dens tidsindstillingselement snarere end konventionelle oscillerende krystaller såsom kvarts.

De fleste atomklokker bruger resonansen af ​​atom cesium-133, som resonerer med en nøjagtig frekvens af 9,192,631,770 hvert sekund. Siden 1967 har det internationale system af enheder (SI) defineret det andet som antallet af cykler fra cæsium -133, som gør atomurerne (nogle gange kaldet cæsiumoscillatorer) standarden for tidsmålinger.

Fordi resonansen af ​​cæsium-133-atom er så præcis, gør det atomklokker nøjagtige til mindre end 2 nanosekunder per dag, hvilket svarer til ca. et sekund i 1.4million år.

Da atomurerne er så præcise og kan opretholde en kontinuerlig og stabil tidsskala, er en universel tid, UTC (Coordinated Universal Time eller Temps Universal Coordonné) udviklet og understøtter sådanne funktioner som spring sekunder - tilføjet for at kompensere for langsommelsen af Jordens rotation.

Atomkloder er dog ekstremt dyre og findes generelt kun i storskala fysiklaboratorier. NTP (Network Time Protocol) kan imidlertid standardværktøjet til at opnå tidssynkronisering på computernetværk synkronisere til et atomur ved hjælp af enten Global Positioning System (GPS) netværk eller specialradio transmissioner.

Den mest anvendte er GPS (Global Positioning System), udviklet af USA's militær. GPS indeholder mindst 24 kommunikationssatellitter i høj kredsløb, der giver præcis positionering og placeringsinformation. Hver GPS-satellit kan kun gøre dette ved at bruge en atomur, som igen kan være, kan bruges som en timingreference.

En GPS-tidsserver er en ideel tid og frekvenskilde, fordi den 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.

Der er også en række nationale tid- og frekvensradio-transmissioner, der kan bruges til at synkronisere en NTP-server. I Storbritannien udsendes signalet (kaldet MSF) 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). Disse signaler giver UTC-tid til en nøjagtighed af 100-mikrosekunder, men radiosignalet har et begrænset antal og er sårbart for interferens.

Ved hjælp af en GPS NTP-server eller en radiobaseret NTP-tidsserver kan netværkstidsklienter synkroniseres inden for et par millisekunder af UTC afhængigt af netværkstrafik.

Dette indlæg blev skrevet af Richard N Williams

Richard N Williams er en teknisk forfatter og specialist i NTP Server og Time Synchronization industrien. Richard N Williams på Google+