В настоящее время, как сообщается, на дороге появилось столько автомобилей, сколько домашних хозяйств, и только в течение часа пик требуется короткая поездка, чтобы понять, что это утверждение вполне возможно.

Перегруженность - огромная проблема в наших городах и городах, и контроль этого трафика и поддержание его движения является одним из наиболее важных аспектов сокращения перегрузок. Безопасность также вызывает беспокойство на наших дорогах, так как шансы всех тех транспортных средств, которые путешествуют без случайного удара друг с другом, близки к нулю, но проблема может быть проиллюстрирована плохой системой управления трафиком.

Когда дело доходит до контроля потоков трафика наших городов, нет более сильного оружия, чем скромный светофор. В некоторых городах эти устройства представляют собой простые временные огни, которые останавливают движение в одну сторону и позволяют другим и наоборот.

Тем не менее, потенциал того, как светофоры могут уменьшить заторы, теперь реализуется и благодаря миллисекундной синхронизации, NTP-серверы теперь резко сокращает заторы - это одни из крупнейших городов мира.

Вместо простых временных сегментов зеленого, янтарного и красного светофора могут отвечать потребностям дороги, позволяя больше автомобилей проходить в одном направлении, одновременно уменьшая их в других. Они также могут использоваться в сочетании друг с другом, позволяя проходам зеленого света для автомобилей на основных маршрутах.

Однако все это возможно только в том случае, если система светофоров по всему городу синхронизирована вместе, и это может быть достигнуто только с помощью NTP-сервер времени.

NTP (Network Time Protocol) - это просто алгоритм, который широко используется для синхронизации. NTP-сервером будет получать сигнал времени от точного источника (обычно это атомные часы), а затем программное обеспечение NTP распространяет его среди всех устройств в сети (в этом случае светофоры).

NTP-сервером будет постоянно проверять время на каждом устройстве и обеспечивать его соответствие сигналу времени, гарантируя, что все устройства (светофоры) прекрасно синхронизируются вместе, позволяя управлять всей системой светофора как единой гибкой системой управления трафиком, а не отдельными случайными огнями ,

Синхронизация - это то, что мы знакомы с повседневной жизнью. От проезда по шоссе до идущей переполненной улицы; мы автоматически адаптируем наше поведение для синхронизации с окружающими нас. Мы едем в том же направлении или гуляем по тем же самым магистралям, что и другие пассажиры, поскольку это не сделает это намного сложнее (и опасно).

Когда речь идет о синхронизации, синхронизация еще важнее. Даже в наших повседневных отношениях мы ожидаем разумного количества синхронизации от людей. Когда встреча начинается в 10am, мы ожидаем, что все будут там в течение нескольких минут.

Однако, когда дело доходит до компьютерных транзакций по сети, точность синхронизации становится еще более важной, когда точность до нескольких секунд слишком неадекватна, и синхронизация с миллисекундой становится существенной.

Компьютеры используют время для каждой транзакции и процесса, которые они делают, и вам нужно только подумать о фуроре, вызванном ошибкой тысячелетия, чтобы оценить важность места компьютера вовремя. Когда не хватает точной синхронизации, тогда могут возникать всевозможные ошибки и проблемы, особенно при работе с чувствительными к времени транзакциями.

Это не просто транзакции, которые могут выйти из строя без надлежащей синхронизации, но метки времени используются в файлах журналов компьютера, поэтому, если что-то пойдет не так или если злоумышленник вторгся (что очень легко обойтись без надлежащей синхронизации), это может занять много времени, чтобы обнаружить что пошло не так и даже дольше, чтобы исправить проблемы.

Отсутствие синхронизации может также иметь другие эффекты, такие как потеря данных или неудачное извлечение, а также оставлять компанию беззащитной в любом потенциальном юридическом аргументе, поскольку плохо или несинхронизированная сеть может быть невозможна для аудита.

Миллисекундная синхронизация, однако, не является головной болью, которую многие администраторы предполагают, что это будет. Многие предпочитают использовать многие онлайн-таймеры, которые доступны в Интернете, но при этом могут создавать больше проблем, чем это решает, например, оставлять порт UDP открытым в брандмауэре (чтобы разрешить синхронизацию) не упоминать о гарантированном уровне точности сервер общественного времени.

Лучшее и простое решение - использовать сетевой сервер времени который использует протокол NTP (Сетевой протокол времени). NTP-сервер времени будет подключаться прямо в сеть и использовать GPS (Global Positioning System) или специализированные радиопередачи для получения времени непосредственно от атомных часов и распределения его между сетью.

УНИВЕРСАЛЬНОЕ ГЛОБАЛЬНОЕ ВРЕМЯ (Всемирное координированное время) является глобальным временным масштабом в мире и заменил старый стандарт времени GMT (Greenwich Meantime) в 1970.

В то время как GMT был основан на движении Солнца, UTC основан на времени, рассказанном атомные часы хотя он поддерживается в соответствии с GMT путем добавления «Leap Seconds», который компенсирует замедление вращения Земли, позволяя работать как UTC, так и GMT (GMT часто ошибочно называют UTC), хотя, поскольку нет фактического разница на самом деле не имеет значения).

В вычислениях UTC позволяет компьютерным сетям по всему миру синхронизировать с тем же временем, что делает возможным транзакцию с учетом времени со всего мира. Большинство компьютерных сетей сетевые серверы времени для синхронизации с источником времени UTC. Эти устройства используют протокол NTP (Network Time Protocol) для распределения времени по сетям и постоянно проверяют, чтобы избежать дрейфа.

Единственное затруднение в использовании выделенного NTP-сервер времени выбирает, откуда приходит источник времени, из которого будет определяться тип NTP-сервером вам нужно. Есть действительно три места, где источник времени UTC можно легко найти.

Первый - это Интернет. При использовании интернет-источника времени, такого как time.nist.gov или time.windows.com, выделенный NTP-сервером не обязательно требуется, поскольку в большинстве операционных систем уже установлена ​​версия NTP (в Windows просто дважды щелкните значок часов, чтобы просмотреть параметры времени в Интернете).

*NB следует отметить, что Microsoft, Novell и другие категорически не рекомендуют использовать источники времени в Интернете, если проблема безопасности. Источники времени в Интернете не могут быть аутентифицированы NTP и находятся за пределами брандмауэра, что может привести к угрозам безопасности.

Второй способ - использовать GPS NTP-сервером; эти устройства используют сигнал GPS (наиболее часто используемый для спутниковой навигации), который на самом деле является временным кодом, генерируемым атомными часами (с борта спутника). Хотя этот сигнал доступен в любом месте земного шара, GPS-антенна нуждается в четком просмотре неба, что является единственным недостатком в использовании GPS.

В качестве альтернативы, национальные физики многих стран, такие как NIST в США и NPL в Великобритании, передавать сигнал времени от своих атомных часов. Эти сигналы можно получить с помощью радиосвязи NTP-сервером хотя эти сигналы конечны и уязвимы для локальных помех и топографии.

Синхронизация времени часто является очень недооцененным аспектом управления компьютером. Обычно синхронизация времени имеет решающее значение для сетей или компьютеров, которые занимаются тайными транзакциями в Интернете.

Синхронизация времени с современными операционными системами, такими как Windows Vista, XP или различными версиями Linux, относительно проста, так как большинство из них содержат протокол синхронизации времени NTP (Network Time Protocol) или, по крайней мере, упрощенную версию (SNTP).

NTP является программой, основанной на алгоритме, и работает с использованием одного источника времени, который может быть распределен между сетью (или одним компьютером) и постоянно проверяется, чтобы гарантировать, что часы сети работают точно.

Для пользователей одного компьютера или сетей, где безопасность и точность не являются первичными проблемами (хотя для любой сетевой безопасности должна быть основной проблемой), самым простым методом синхронизации компьютера является использование стандартного интернет-времени.

С операционной системой Windows это можно легко сделать на одном компьютере, дважды щелкнув значок часов, а затем настроив вкладку времени в Интернете. Однако следует отметить, что при использовании интернет-источника времени, такого как nist.gov или windows.time, порт должен быть оставлен открытым в брандмауэре, который может быть использован злоумышленниками.

Для пользователей сети и тех, кто не хочет оставлять уязвимости в своем брандмауэре, наиболее подходящим решением является использование выделенного сетевой сервер времени, Большинство этих устройств также используют протокол NTP, но поскольку они получают временную привязку извне к сети (обычно с помощью GPS или длинноволнового радио), не оставляйте уязвимости в брандмауэре.

Эти NTP-сервером устройства также намного более надежны и точны, чем источники времени в Интернете, поскольку они напрямую общаются с сигналом от Атомные часы а не быть несколькими уровнями (в терминах NTP, известными как страты) из опорных часов, поскольку большинство источников времени в Интернете.

Сеть GPS (Глобальная система позиционирования) широко известна как спутниковая навигационная система. Однако он фактически передает сверхточный сигнал времени с бортовых атомных часов.

В настоящее время существует только одна глобальная навигационная спутниковая система (GNSS), которая была открыта для гражданского использования с конца 1980.

Чаще всего Система GPS как полагают, обеспечивает навигационную информацию, позволяющую водителям, морякам и пилотам точно определять свое положение в любой точке мира.

Фактически, единственная информация, передаваемая спутником GPS, - это время, которое генерируется внутренними атомными часами спутников. Этот синхронизирующий сигнал настолько точен, что приемник GPS может использовать сигнал от трех спутников и точно определить местоположение в пределах нескольких метров, разработав, как долго каждый точный сигнал должен был прибыть.

В настоящее время GPS NTP-сервером может использовать эту информацию синхронизации для синхронизации целых компьютерных сетей с точностью до нескольких миллисекунд.

Тем не менее, Европейский Союз в настоящее время работает над собственной глобальной навигационной спутниковой системой, которая называется Galileo, которая будет конкурировать с сетью GPS, предоставляя собственную информацию о времени и местоположении.

Однако Galileo предназначен для взаимодействия с GPS, что означает, что текущий GPS NTP-сервером смогут получать оба сигнала, хотя может потребоваться внести некоторые корректировки программного обеспечения.

Эта функциональная совместимость обеспечит повышенную точность и может сделать национальные радиочастотные и частотные радиопередачи устаревшими, поскольку они не смогут обеспечить сопоставимую точность.

Кроме того, Россия, Китай и Индия в настоящее время планируют свои собственные системы GNSS, которые могут обеспечить еще большую точность. GPS уже произвела революцию в отношении того, как мир работает не только путем точного позиционирования, но также позволяет синхронизировать весь земной шар с тем же временным интервалом, используя GPS NTP-сервером, Ожидается, что еще больше достижений в области технологий появятся после того, как новое поколение GNSS начнет свои передачи.

Является ли атомное время радиоактивным?

An Атомные часы сохраняет время лучше, чем любые другие часы. Они даже держат время лучше, чем вращение Земли и движение звезд. Без атомных часов GPS-навигация была бы невозможна, Интернет не синхронизировался, а положение планет не было бы известно с достаточной точностью для запуска космических зондов и посадочных аппаратов.

Атомные часы не являются радиоактивными, он не полагается на атомный распад. Скорее, атомные часы имеют колеблющуюся массу и пружину, как обычные часы.

Большая разница между стандартными часами в вашем доме и атомными часами заключается в том, что колебание в атомных часах находится между ядром атома и окружающими электронами. Это колебание не является точно параллельным балансовому колесу и волосам часовых часов, но факт заключается в том, что оба используют колебания, чтобы отслеживать время прохождения. Частоты колебаний в атоме определяются массой ядра, гравитационной и электростатической «пружиной» между положительным зарядом на ядре и окружающим его электронным облаком.

Каковы типы атомных часов?

Сегодня, хотя существуют разные типы атомных часов, принцип, лежащий в их основе, остается неизменным. Основное различие связано с используемым элементом и средством обнаружения, когда изменяется энергетический уровень. Различные типы атомных часов включают в себя:

В атомных часах цезия используется пучок атомов цезия. Часы отделяют атомы цезия разных уровней энергии магнитным полем.

Водородные атомные часы поддерживают атомы водорода на требуемом уровне энергии в контейнере со стенками специального материала, так что атомы не теряют свое более высокое энергетическое состояние слишком быстро.

В атомных часах Rubidium, простейших и самых компактных, используется стеклянная ячейка рубидиевого газа, которая меняет поглощение света на оптической частоте рубидия, когда окружающая микроволновая частота находится в правильном направлении.

Самые точные коммерческие атомные часы, доступные сегодня, используют атом цезия и нормальные магнитные поля и детекторы. Кроме того, атомы цезия прекращаются от застегивания назад и вперед лазерными лучами, уменьшая небольшие изменения частоты из-за эффекта Допплера.

Когда изобрели атомные часы? атомные часы

В 1945 профессор физики Колумбийского университета Исидор Раби предположил, что часы могут быть сделаны из техники, разработанной им в 1930, называемом магнитным резонансом атомного пучка. В 1949 Национальное бюро стандартов (НБС, ныне Национальный институт стандартов и технологий, NIST) объявила первые атомные часы в мире, используя молекулу аммиака в качестве источника вибраций, а 1952 объявила о первых атомных часах с использованием атомов цезия в качестве источника вибрации NBS-1.

В 1955 Национальная физическая лаборатория (NPL) в Англии построили первые атомные часы с цезием, используемые в качестве источника калибровки. В течение следующего десятилетия были созданы более совершенные формы атомных часов. В 1967 13th Генеральная конференция по весам и мерам определила SI секунду на основе колебаний атома цезия; система поддержания времени в мире больше не имела астрономической основы в этот момент! NBS-4, самые стабильные целые атомные часы цезия, был завершен в 1968 и использовался в 1990 как часть временной системы NPL.

В 1999 NPL-F1 начал работу с неопределенностью частей 1.7 в 10 до 15th мощности или точностью до примерно одной секунды за 20 миллионов лет, сделав ее наиболее точными атомными часами, когда-либо сделанными (различие, разделенное с аналогичным стандартом в Париж).

Как измеряется время атомных часов?

Правильная частота для конкретного резонанса цезия теперь определяется международным соглашением как 9,192,631,770 Гц, так что при делении на это число выход составляет точно 1 Гц или цикл 1 в секунду.

Долгосрочная точность, достигаемая современными атомными часами цезия (наиболее распространенный тип), лучше, чем одна секунда на миллион лет. Водородные атомные часы показывают лучшую кратковременную (одну неделю) точность, приблизительно в 10 раз превышающую точность атомных часов цезия. Поэтому атомные часы увеличили точность измерения времени примерно в миллион раз по сравнению с измерениями, выполненными с помощью астрономических методов.

Синхронизация с атомными часами

Самый простой способ синхронизировать с атомными часами - использовать выделенный сервер NTP, Эти устройства получат либо GPS-сигнал с тактовой частотой, либо радиоволны из таких мест, как NIST или NPL.

Приемник атомных часов MSF

Управляющий радиосигнал для Национальная физическая лабораторияатомные часы передаются по сигналу MSF 60kHz через передатчик на, CumbriaAnthorn, управляемый British Telecom. Этот сигнал радиоизлучения с тактовым сигналом должен иметь диапазон 1,500 км или 937.5 миль. Разумеется, все Британские острова находятся в пределах этого радиуса.
Роль Национальной физической лаборатории в качестве хранителя национальных стандартов времени заключается в обеспечении того, чтобы временная шкала Великобритании соответствовала согласованному универсальному времени (UTC) с наивысшим уровнем точности и предоставляла это время в Великобритании. В качестве примера MSF (MSF, являющийся трехбуквенным сигналом вызова для идентификации источника сигнала) радиовещанием, предоставляет сигнал времени для электронной торговли акциями, часов на большинстве железнодорожных станций и для говорящих часов BT.

DC атомные часы получатель

Управляющий радиосигнал для немецких часов передается по длинной волне от передатчика DCF 77kHz в Mainflinger, недалеко от Диберга, в нескольких 25 км к юго-востоку от Франкфурта - передатчика немецких национальных стандартов времени. Это похоже на работу с передатчиком Камбрии, однако есть две антенны (радиомачты), поэтому сигнал радиолампового тактового сигнала может поддерживаться в любое время.

Длинная волна является предпочтительной радиочастотой для передачи бинарных сигналов двоичного кода времени с атомным тактовым сигналом, поскольку она наиболее последовательно выполняется в стабильной нижней части ионосферы. Это связано с тем, что длинноволновый сигнал, несущий временный код на ваши часы, движется двумя способами; прямо и косвенно. Между 700 км (437.5 миль) до 900 км (562.5 миль) каждого передатчика несущая волна может перемещаться непосредственно к часам. Радиосигнал также достигает момента времени, отталкиваясь от нижней части ионосферы. В часы дневного света часть ионосферы, называемая слоем «D» на высоте некоторого 70 км (43.75 мили), отвечает за отражение длинноволнового радиосигнала. В часы темноты, когда солнечное излучение не действует извне атмосферы, этот слой поднимается на высоту около 90 км (56.25 миль), становясь «слоем E» в этом процессе. Простая тригонометрия покажет, что отраженные таким образом сигналы будут двигаться дальше.

Этот передатчик обеспечивает большую часть территории Европейского Союза, облегчая прием для тех, кто широко путешествует по Европе. Немецкие часы устанавливаются в центральноевропейское время - на час раньше британского времени, следуя межправительственному решению, с 22nd October, 1995, время Великобритании всегда будет на 1 час меньше, чем в европейском времени, и продвигаясь как в Великобритании, так и в континентальной Европе и замедляя часы в одно и то же время.

Атомный кластер WVVBk приемник

Радиоатомная система часов доступна в Северной Америке, созданной и эксплуатируемой NIST - Национальный институт стандартов и технологий, расположенный в Форт-Коллинзе, штат Колорадо.

WWVB имеет высокую мощность передатчика (50,000 Вт), очень эффективную антенну и чрезвычайно низкую частоту (60,000 Гц). Для сравнения, обычная радиостанция AM транслируется с частотой 1,000,000 Гц. Комбинация высокой мощности и низкой частоты дает радиоволнам от MSF много отскоков, и поэтому эта отдельная станция может охватить все континентальные Соединенные Штаты, а также большую часть Канады и Центральной Америки.

радиоатомные часы временные коды отправляются из WWVB с использованием одной из самых простых систем и с очень низкой скоростью передачи данных в 1 бит в секунду. Сигнал 60,000 Hz всегда передается, но каждую секунду он значительно уменьшается в мощности в течение периода 0.2, 0.5 или 0.8 секунд:

• 0.2 секунд пониженной мощности означает двоичный нуль. • 0.5 секунд пониженной мощности является двоичным. • 0.8 секунд пониженной мощности - это разделитель.

Временной код отправляется в BCD (двоично-кодированное десятичное число) и указывает минуты, часы, день года и год, а также информацию о летнем времени и високосных годах. Время передается с использованием бит 53 и разделителей 7, и поэтому для передачи требуется 60 секунд.

Часы или часы могут содержать чрезвычайно малую и относительно простую радиоантенную антенну и приемник для декодирования информации в сигнале и точное время атомных часов. Все, что вам нужно сделать, это установить часовой пояс, а атомные часы отобразят правильное время.

NTP зависит от опорных часов и всех часов на Сеть NTP синхронизируются с этим временем. Поэтому необходимо, чтобы опорные часы были максимально точными. Самые точные часы - это атомные часы. Эти большие физические лабораторные устройства могут поддерживать точное время в течение миллионов лет без потери секунды.

An NTP-сервером будет получать время от атомных часов либо через Интернет, сеть GPS или радиопередачи. При использовании атомных часов в качестве ссылки сеть NTP будет точной с точностью до нескольких миллисекунд глобального масштаба времени в мире UTC (Всемирное координированное время).

NTP - это иерархическая система. Чем ближе устройство к эталонному такту, тем выше его уровень. Контрольный такт атомных часов - это устройство 0 с пластом и NTP-сервером который получает время от него, является устройством 1 с пластом, клиентами сервера NTP являются устройства XTUMX и т. д.

Из-за этой иерархической системы устройства, расположенные ниже по слоям, также могут использоваться в качестве ссылки, которая позволяет огромным сетям работать при соединении только с одним NTP-сервер времени.

Протокол NTP является отказоустойчивым. NTP отслеживает ошибки и может обрабатывать несколько источников времени, и протокол автоматически выбирает наилучшее. Даже когда опорные часы временно недоступны, NTP может использовать прошлые измерения для оценки текущего времени.

Узнав, что это такое, мы все считаем само собой разумеющимся. Часы повсюду, и взгляд на наручные часы, башня с часами, экран компьютера или даже микроволновая печь расскажут нам, что это такое. Однако говорить о том, что время не всегда так просто.

Часы не доходили до средневековья, и их точность была невероятно бедной. Истинная точность определения времени не была достигнута только после прибытия электронных часов в девятнадцатом веке. Однако многие современные технологии и приложения, которые мы считаем само собой разумеющимися в современном мире, такие как спутниковая навигация, управление воздушным движением и интернет-трейдинг, требуют точности и точности, которые намного превосходят электронные часы.

Атомные часы на сегодняшний день являются наиболее точными приборами для определения времени. Они настолько точны, что глобальная шкала времени в мире, основанная на них (Всемирное координированное время) приходится иногда корректировать с учетом замедления вращения Земли. Эти корректировки принимают форму дополнительных секунд, известных как секунды прыжка.

Точность атомных часов настолько точная, что даже через секунду не теряется ни секунды, в то время как электронные часы по сравнению теряют секунду за неделю.

Но действительно ли эта точность необходима? Когда вы смотрите на такие технологии, как глобальное позиционирование, тогда да. Спутниковые навигационные системы, такие как GPS, работают по триангуляционным сигналам времени, генерируемым атомными часами на борту спутников. Поскольку эти сигналы передаются со скоростью света, они перемещаются почти на 100,000 км каждую секунду. Любая неточность в часах, даже тысячная секунда, могла видеть информацию о местоположении через мили.

Компьютерные сети, которые должны взаимодействовать друг с другом по всему миру, должны гарантировать, что они работают не просто точное время, но также синхронизируются друг с другом. Любые транзакции, выполняемые в сетях без синхронизации, могут приводить к возникновению любых ошибок.

Форт его использования компьютерных сетей NTP (Протокол сетевого времени) и сетевые серверы времени часто называемый NTP-сервером, Эти устройства получают синхронизирующий сигнал от атомных часов и распределяют его между сетью, при этом сеть обеспечивается как можно более точная и точная.