Отслеживание время является неотъемлемой частью развития человеческой цивилизации. Можно утверждать, что величайший шаг, который сделал человечество, заключался в развитии сельского хозяйства, позволяющем людям освобождать больше времени для развития сложных культур.

Тем не менее, фермерство в основном зависело от хронометража. Сельскохозяйственные культуры являются сезонными, и знание того, когда их сажать, является ключом ко всему садоводству. Считается, что древние памятники, такие как Стоунхендж, были сложными календарями, помогающими древним людям идентифицировать самые короткие и длительные дни (солнцестояние).

По мере развития человеческой цивилизации все более точное время становилось все более и более важным. И идентифицировать дни года было одно, но вычислять, как далеко в день был другой.

Сроки были крайне неточными до средних веков. Люди полагались бы на сопоставления времени, поскольку временная ссылка, например, сколько времени потребовалось, чтобы пройти милю или время суток, было бы оценено, когда солнце было самым высоким (в полдень).

К счастью, развитие часов в середине прошлого тысячелетия означало, что впервые люди могли с определенной долей вероятности определить время суток. По мере развития тактов их точность и цивилизация стали более эффективными, поскольку события могли быть более точно синхронизированы.

Когда электронные часы достигли рубежа прошлого века, точность была еще более повышена, и начали развиваться новые технологии, но только после Атомные часы что современный мир действительно сложился.

Атомные часы позволили использовать такие технологии, как спутники, компьютерные сети и GPS-слежение, поскольку они настолько точны - с точностью до секунды каждые сто миллионов лет.

Было обнаружено, что атомные часы были даже точнее, чем вращение Земли, которое меняется, благодаря гравитации Луны и добавочным секундам, которые нужно добавить к длине дня - секундомер.

Атомные часы означают, что глобальная шкала времени с точностью до тысячи секунд была разработана под названием UTC - Coordinated Universal Time.

Компьютерные сети взаимодействуют друг с другом со всего мира в идеальной синхронизации с UTC, если они используют NTP-сервер времени.

NTP-сервер будет синхронизировать всю компьютерную сеть в течение нескольких миллисекунд времени UTC, обеспечивая глобальную связь и транзакции.

Атомные часы все еще разрабатываются, последние стронциевые часы являются многообещающей точностью в течение секунды каждые миллиарды лет.

Серверы времени имеют несколько форм и размеров. Основное различие между большинством выделенных серверов времени заключается в том, как они получают источник синхронизации.

Некоторые серверы времени используют национальные передачи времени и частоты, которые транслируются по длинной волне, а другие используют сеть GPS.

Некоторые серверы времени предназначены для установки в стойку, идеально подходящей для средней системы U-стеллажей, позволяющей плотно прилегать к вашей существующей стойке.

Другие серверы времени - это не что иное, как небольшие ящики, которые могут быть дискретно скрыты.

Вот список производителей серверов верхнего уровня:

Galleon системы

Elproma

Symmetricom

Майнберг

Инструменты времени

NTP-сервером или сетевой сервер времени, как его часто называют, является кульминацией вековых часов и хронологии. История отслеживания времени не так гладко, как вы думаете.

Какой месяц был Октябрьской Октябрьской революцией? Я уверен, что вы догадались, что это трюк, на самом деле, если вы проследите дни до Октябрьской революции, которые изменили форму России в 1917, вы обнаружите, что она началась не раньше ноября!

Одно из первых решений, которое большевики, выигравшие революцию, решили сделать, это присоединиться к остальному миру, заняв григорианский календарь. Россия в последний раз приняла календарь, который по-прежнему используется во всем мире сегодня.

Этот новый календарь был более изощренным, чем юлианский календарь, который большая часть Европы использовала со времен Римской империи. К сожалению, юлианский календарь не позволял достаточно високосных лет, и к началу века это означало, что времена года дрейфовали, тем более, что, когда Россия наконец приняла календарь после среды, 31 January 1918 на следующий день стал четверг, 14 февраль 1918.

Итак, октябрьская революция произошла в октябре в старой системе, к новому григорианскому календарю это означало, что это произошло в ноябре.

В то время как остальная Европа приняла этот более точный календарь раньше, чем русские, им все равно пришлось исправлять сезонный дрейф, поэтому в 1752, когда Великобритания изменила системы, они потеряли одиннадцать дней, которые, по словам популистского живописца того времени, Хогарт, вызвали бунтовщиков требуют возвращения потерянных одиннадцать дней.

Эта проблема неточности в отслеживании времени считалась решаемой в 1950, когда первая атомные часы были разработаны. Эти устройства были настолько точны, что могли удерживать время на миллион лет, не теряя ни секунды.

Однако вскоре выяснилось, что эти новые хронометры были на самом деле слишком точными - в любом случае по сравнению с вращением Земли. Проблема заключалась в том, что, хотя атомные часы могут измерять длину дня до ближайшей миллисекунды, день никогда не будет такой же длины.

Причина в том, что гравитация Луны влияет на вращение Земли, вызывающее колебание. Это колебание приводит к замедлению и ускорению вращения Земли. Если бы ничего не было сделано, чтобы компенсировать это, то в конечном итоге время, указанное атомными часами (International Atomic Time-TAI), и время, основанное на вращении Земли, используемое фермерами, астрономами и вами и мной (Greenwich Meantime- GMT), дрейфуют, что в конечном итоге полдень станет полночь (хотя и много тысячелетий).

Решение заключалось в разработке временного масштаба, основанного на атомном времени, но также учитывающего это колебание вращения Земли. Решение было названо UTC (Coordinated Universal Time) и учитывает переменное вращение Земли, иногда добавляя «прыгающие секунды». В UTC с момента его создания в 1970 было добавлено более тридцати секунд.

UTC теперь является глобальной шкалой времени, используемой во всем мире компьютерными сетями для синхронизации. Большинство компьютерных сетей используют NTP-сервером получать и распространять время UTC.

Шкала времени NTP основана на UTC (Скоординированное всеобщее время), которое является глобальным временным масштабом в мире, основанным на Международном атомном времени (TAI), но объясняет замедление вращения Земли путем взаимного добавления «прыжковых секунд».

Это делается для обеспечения совместимости UTC с GMT (Greenwich Meantime, часто называемого UT1). Неспособность объяснить замедление Земли в его ротации (и случайное ускорение) означало бы, что UTC будет выпадать из синхронизации с GMT и в полдень, когда солнце традиционно является самым высоким в небе, дрейфует. Фактически, если бы прыжки секунд не были добавлены, в конце концов полдень упал бы в полночь и наоборот (хотя бы через несколько тысячелетий).

Не все довольны прыжковыми секундами, есть те, которые считают, что добавление секунд, чтобы сохранить вращение Земли и UTC inline, не что иное, как выдумка. Однако, неспособность сделать это сделала бы такие вещи, как астрономические наблюдения, невозможные, поскольку астрономам нужно знать точное расположение звездных тел, и фермеры тоже полагаются на вращение Земли.

NTP часы представляет время совершенно по-другому, как люди воспринимают время. Вместо того, чтобы форматировать время в минутах, часах, днях, месяцах и годах, NTP использует непрерывное число, которое представляет количество секунд, прошедших с 0h 1 January 1900. Это называется главной эпохой.

Секунды, отсчитанные с эпохи прайм-энд, продолжают расти, но обволакивают каждые 136 лет. Первое обертывание будет проходить в 2036, 136 годах с первой эпохи. Чтобы справиться с этим NTP, будет использоваться целое число по времени, поэтому, когда секунды сбрасываются до нуля, целое 1 будет представлять первую эру, а отрицательные целые числа представляют эры до первой эпохи.

Время серверов которые получают свое время от системы GPS, на самом деле не получают UTC, прежде всего потому, что сеть GPS находилась в разработке до первого скачка, но они основаны на TAI. Тем не менее, время GPS преобразуется в UTC сервером времени GPS.

Передача радиопередачи из национальных лабораторий физики, таких как MSF, DCF или WWVB, основана на UTC, и поэтому серверам времени не нужно делать никаких преобразований.

Атомные часы были вокруг с 1950. Они обеспечили невероятную точность в хронометрировании с большинством современных атомных часов, не теряя второго времени за миллион лет.

Благодаря атомным часам многие технологии стали возможными и изменили то, как мы живем. Спутниковая связь, спутниковая навигация, интернет-магазины и сетевая связь возможны только благодаря атомным часам.

Атомные часы являются основой глобального всемирного времени всеобщего скоординированного времени (UTC) и являются ссылкой, которую многие компьютерные сети используют в качестве источника времени для распространения среди своих устройств, используя NTP (Протокол сетевого времени) и сервер времени.

Атомные часы основаны на атоме цезия -133. Этот элемент традиционно использовался в атомных часах как его резонанс или вибрации в определенном энергетическом состоянии, или чрезвычайно высокий (по сравнению с 9 миллиардом) и поэтому может обеспечить высокий уровень точности.

Однако на горизонте появляются новые типы атомных часов, которые будут похвастаться еще большей точностью, поскольку атомные часы следующего поколения не набирают и не теряют секунду в 200 миллионов лет.

Следующее поколение атомных часов больше не полагается на атом цезия, но использует такие элементы, как ртуть или стронций, и вместо использования микроволн, таких как цезиевые часы, эти новые часы используют свет, который имеет более высокие частоты.

Резонанс Стронция также превосходит 430 триллион, который значительно превосходит колебания 9.2 млрд., Которые управляет цезий.

В настоящее время атомные часы могут использоваться компьютерными системами с использованием либо радио, либо GPS-часов, либо выделенных NTP-сервер времени, Эти устройства могут принимать сигнал времени, передаваемый атомными часами, и распределять их между сетевыми устройствами и компьютерами.

Тем не менее, Национальный институт стандартов и технологий (NIST) обнаружили миниатюрные атомные часы, которые измеряют только 1.5 миллиметры на стороне и около 4 в миллиметрах. Он потребляет меньше, чем 75 тысячные ватта, и имеет стабильность около одной части в 10 млрд., Что эквивалентно часам, которые не получат и не потеряют больше секунды в 300 годах.

В будущем эти устройства могут быть интегрированы в компьютерные системы, заменяя текущие чипы часов реального времени, которые, как известно, являются неточными и могут дрейфовать.

Скоординированное всеобщее время (UTC - от французского Temps Universel Coordonné) - это международный шкала времени, основанная на времени, рассказанном атомными часами. Атомные часы с точностью до секунды через несколько миллионов лет. Они настолько точны, что Международное атомное время, время, переданное этими устройствами, еще точнее, чем вращение Земли.

Вращение Земли зависит от силы тяжести Луны и поэтому может замедляться или ускоряться. По этой причине Международное атомное время (TAI от французского Temps Atomique International) должно быть добавлено «Leap seconds», чтобы поддерживать его в соответствии с исходным временем GMT (Greenwich), также называемым UT1, который основан на солнечном времени ,

Эта новая шкала времени, известная как UTC, теперь используется во всем мире, позволяя проводить компьютерные сети и коммуникации на разных сторонах земного шара.

UTC регулируется не отдельной страной или администрацией, а сотрудничество атомных часов во всем мире, которое обеспечивает политическую нейтральность, а также добавляет точность.

UTC передается многими способами по всему миру и используется компьютерными сетями, авиакомпаниями и спутниками для обеспечения точной синхронизации независимо от местоположения на Земле.

В США NIST (Национальный институт стандартов и технологий) транслировал UTC с их атомных часов в Форт-Коллинзе, штат Колорадо. Лаборатории Национальной физики Великобритании и Германии имеют аналогичные системы в Европе.

Интернет также является еще одним источником времени UTC. Более тысячи Время серверов через Интернет можно использовать для получения источника времени UTC, хотя многие из них недостаточно точны для большинства сетевых потребностей.

Другой, безопасный и более точный способ получения UTC - использовать сигналы, передаваемые Глобальной системой позиционирования США. Спутники всей сети GPS содержат атомные часы, которые используются для обеспечения позиционирования. Эти часы передают время, которое может быть получено с помощью приемника GPS.

Многие посвященные Время серверов , которые могут получать источник времени UTC либо из сети GPS, либо из передач Национальной лаборатории физики (все из которых транслируются по длине волны 60 кГц).

Большинство серверов времени используют протокол NTP (Network Time Protocol) для распределения и синхронизации компьютерных сетей с временем UTC.

Большинство людей слышали о атомные часы, их точность и точность хорошо известны. Часы ato0mic имеют потенциал для поддержания времени в течение нескольких сотен миллионов лет и не потерять второй в дрейфе. Дрифт - это процесс, когда часы теряют или получают время из-за неточностей в механизмах, которые заставляют их работать.

Механические часы, например, были в течение сотен лет, но даже самые дорогие и хорошо спроектированные будут дрейфовать по крайней мере секунду в день. Хотя электронные часы более точны, они также будут дрейфовать примерно на секунду в неделю.

Атомные часы не имеют никакого сравнения, когда дело доходит до времени. Поскольку атомные часы основаны на колебании атома (в большинстве случаев атома цезия 133), который имеет точный и конечный резонанс (цезий 9,192,631,770 каждую секунду), это делает их точными с точностью до миллиардной доли секунды (наносекунды) ,

Хотя этот тип точности не имеет аналогов, он сделал возможными технологии и инновации, которые изменили мир. Спутниковая связь возможна только благодаря сохранению атомных часов, поэтому спутниковая навигация. Поскольку скорость света (и, следовательно, радиоволны) перемещается со скоростью более 300,000km секунды, то погрешность секунды может видеть навигационную систему на сотни тысяч миль.

Точная точность также важна во многих современных компьютерных приложениях. Глобальное общение, особенно финансовые операции, должно быть сделано точно. На Уолл-стрит или на Лондонской фондовой бирже второй может увидеть стоимость акций или падение на миллионы. Онлайн-резервирование также требует точности и идеальной синхронизации, только атомные часы могут обеспечить, в противном случае билеты могут быть проданы более одного раза, а банкоматы могут в конечном итоге выплатить вашу заработную плату дважды, если вы нашли банкомат с медленными часами.

Хотя это может показаться желательным для более нечестного из нас, не нужно много воображать, чтобы понять, какие проблемы может вызвать недостаток точности и синхронизации. По этой причине была разработана Международная шкала времени, основанная на времени, рассказанном атомными часами.

UTC (скоординированное универсальное время) везде одинаково и может объяснять замедление вращения Земли, добавляя секунды прыжка, чтобы поддерживать UTC в соответствии с GMT (Greenwich Meantime). Все компьютерные сети, которые участвуют в глобальной связи, должны быть синхронизированы с UTC. Поскольку UTC основан на времени, рассказанном атомными часами, это наиболее точное время. Чтобы компьютерная сеть могла получать и поддерживать синхронизацию с UTC, сначала требуется доступ к атомным часам. Это дорогие и большие единицы оборудования и, как правило, их можно найти только в крупных лабораториях физики.

К счастью, время, указанное этими часами, все равно может быть получено сетевой сервер времени затухают, используя частотные и частотные широковещательные передачи, передаваемые национальными физическими лабораториями или GPS (система глобального позиционирования). NTP (протокол сетевого времени) может затем распространять это время UTC в сети и использовать сигнал времени, чтобы все устройства в сети были полностью синхронизированы с UTC.

Развитие атомных часов на протяжении всего двадцатого столетия было основополагающим для многих технологий, которые мы ежедневно используем. Без атомных часов многие нововведения двадцатого века просто не существовали бы.

Спутниковая связь, глобальное позиционирование, компьютерные сети и даже Интернет не смогут функционировать так, как мы привыкли, если бы не атомные часы и их сверхточная точность в хронометрировании.

Атомные часы являются невероятно точными хронометрами, которые не теряют секунду за миллионы лет. В сравнении цифровые часы могут потерять секунду каждую неделю, а самые сложные механические часы теряют еще больше времени.

Причина невероятной точности атомных часов заключается в том, что она основана на колебании одного атома. Осцилляция - это просто вибрация на определенном уровне энергии в случае большинства атомных часов, на которых они основаны на резонансе атома цезия, который колеблется ровно через 9,192,631,770 раз в секунду.

Многие технологии теперь полагаются на атомные часы для их необузданной точности. Примером может служить глобальная система позиционирования. GPS-спутники имеют встроенные атомные часы, и именно эта временная информация используется для определения позиционирования. Поскольку спутники GPS общаются с использованием радиоволн, и они движутся со скоростью света (180,000 миль в секунду в вакууме), крошечные неточности за это время могут сделать положение неточным на сотни миль.

Другое приложение, которое требует использования атомных часов, находится в компьютерных сетях. Когда компьютеры разговаривают друг с другом по всему миру, крайне важно, чтобы все они использовали один и тот же источник синхронизации. Если бы они этого не сделали, то такие транзакции, как интернет-магазины, онлайн-резервирование, биржа и даже отправка электронной почты были бы почти невозможны. Письма будут поступать до того, как они будут отправлены, и один и тот же элемент в интернет-магазине может быть продан более чем одному человеку.

По этой причине была разработана глобальная шкала времени UTC (скоординированное универсальное время), основанная на времени, указанном атомными часами. UTC доставляется в компьютерные сети через серверы времени. Большинство серверов времени используют NTP (протокол сетевого времени) для распределения и синхронизации сетей.

NTP серверы времени может получать время UTC из нескольких источников, чаще всего встроенные атомные часы системы GPS могут использоваться в качестве источника UTC сервером времени, подключенным к GPS-антенне.

Другой метод, который довольно часто используется NTP Сервер времениs - использовать широковещательную радиопередачу с длинной волной, проводимую национальными физическими лабораториями нескольких стран. Несмотря на то, что они доступны повсюду и вполне восприимчивы к местной топографии, широковещательные передачи обеспечивают безопасный способ получения источника синхронизации.

Если ни один из этих методов не доступен, источник времени UTC может быть получен из Интернета, хотя точность и безопасность не гарантируются.