Когда мы взглянем на наши часы или часы в офисе, мы часто считаем само собой разумеющимся, что время, которое нам дано, является правильным. Мы можем заметить, что наши часы на десять минут бывают быстрые или медленные, но не прислушивайтесь, если они являются вторыми или двумя.

Однако в течение тысячелетий человечество стремилось все больше и больше точные часы преимущества которого сегодня многочисленны в наш век спутниковой навигации, NTP-серверы, Интернет и глобальные коммуникации.

Чтобы понять, как точное время может быть измерено, прежде всего важно понять понятие самого времени. Время, измеренное на Земле в течение тысячелетий, - это другое понятие времени, которое, как информировал нас Эйнштейн, было частью ткани самой Вселенной в том, что он назвал четырехмерным пространством-временем.

Тем не менее, мы исторически измеряли время, основанное не на прохождении времени, а на ротации нашей планеты по отношению к Солнцу и Луне. День делится на 24 равные части (часы), каждый из которых делится на 60 минут, а минута делится на 60 секунд.

Однако теперь стало понятным, что измерение времени таким образом нельзя считать точным, поскольку вращение Земли меняется изо дня в день. Всевозможные переменные, такие как приливные силы, ураганы, солнечные ветры и даже количество снега на полюсах, влияют на скорость вращения Земли. Фактически, когда динозавры впервые начали роуминг по Земле, продолжительность дня, когда мы измеряем его, теперь будет только 22 часов.

Теперь мы основываем наше время на переходе атомов, используя атомные часы со вторым на основе периодов 9,192,631,770 излучения, испускаемого сверхтонким переходом объединенного атома цезия в основном состоянии. Хотя это может показаться сложным, на самом деле это всего лишь атомный «тик», который никогда не изменяется и, следовательно, может дать очень точную ссылку, чтобы основывать наше время.

Атомные часы используют этот атомный резонанс и могут удержать время, которое так точно, второе не потеряно даже через миллиард лет. Современные технологии используют эту точность, позволяя многим коммуникациям и глобальной торговле, которые мы получаем сегодня, с использованием спутниковой навигации, NTP-серверы и управление воздушным движением меняет то, как мы живем.

В эпоху атомных часов и NTP-сервером время хранения теперь более точно, чем когда-либо с все большей точностью, позволив многим технологиям и системам, которые мы сейчас считаем само собой разумеющимися.

Хотя хронометраж всегда был предметом озабоченности человечества, только в последние несколько десятилетий истинная точность была возможна благодаря появлению Атомные часы.

До атомного времени электрические генераторы, подобные тем, которые были найдены в средних цифровых часах, были самым точным мерилом времени, а электронные часы, подобные этим, намного точнее, чем их предшественники - механические часы, они все равно могут дрейфовать до секунды в неделю ,

Но почему время должно быть настолько точным, в конце концов, насколько важна вторая? В повседневной жизни наша жизнь не так важна, и электронные часы (и даже механические) обеспечивают адекватное время для наших нужд.

В наших повседневных жизнях второй раз немного отличается, но во многих современных приложениях второй может быть возрастом.

Одним из примеров является современная спутниковая навигация. Эти устройства могут определять местоположение в любом месте на земле в пределах нескольких метров. Однако они могут сделать это только из-за сверхточной природы атомных часов, которые управляют системой, поскольку сигнал времени, отправленный с навигационных спутников, перемещается со скоростью света, которая составляет почти 300,000 км в секунду.

Поскольку свет может перемещаться на таком огромном расстоянии за секунду, любые атомные часы, управляющие спутниковой навигационной системой, которые были всего на одну секунду, было бы неточным позиционированием на тысячи миль, что сделало бы систему позиционирования бесполезной.

Существует много других технологий, которые требуют одинаковой точности, а также многие способы торговли и общения. Акции и акции колеблются вверх и вниз каждую секунду, и глобальная торговля требует, чтобы все во всем мире могли общаться в одно и то же время.

Большинство компьютерных сетей контролируются с помощью NTP-сервером (Сетевой протокол времени). Эти устройства позволяют компьютерным сетям использовать одни и те же часы с тактовой частотой UTC (согласованное универсальное время). Используя UTC через NTP-сервер, компьютерные сети могут быть синхронизированы в течение нескольких миллисекунд друг от друга.

Организация Strata

Уровни слоя описывают расстояние между устройством и опорным тактовым сигналом. Например, атомные часы, базирующиеся в физике или спутнике GPS, являются устройством 0. страт 1 устройство - это сервер времени, который получает время от устройства 0 страты, поэтому любое выделенное NTP-сервером это слой 1. Устройствами, которые получают время от сервера времени, такого как компьютеры и маршрутизаторы, являются устройства 2.

NTP может поддерживать до уровня 16 stratum, и, несмотря на то, что есть точность в выпадающем состоянии, вы еще больше уходите от уровня stratum, чтобы позволить огромным сетям получать время от одного NTP-сервера, не вызывая перегрузки сети или блокировки полосы пропускания ,

При использовании NTP-сервером важно не перегружать устройство запросами времени, поэтому сеть должна быть разделена на выбранное число машин, на которые поступают запросы от NTP-сервером (производитель NTP-сервера может рекомендовать количество запросов, которые он может обрабатывать). Эти слоистые устройства 2 могут использоваться в качестве ссылок на время для других устройств (которые становятся устройствами 3), а в очень больших сетях они могут быть использованы как ссылки времени.

Здесь, в Galleon системы, один из ведущих европейских поставщиков NTP-сервером систем, мы хотели бы пожелать всем нашим клиентам, поставщикам и даже нашим конкурентам Рождества и Нового года. Мы надеемся, что 2009 - успешный год для всех вас.

Точное время с использованием Atomic Clocks доступно по всей Великобритании и в некоторых частях Северной Европы, используя Звуковой сигнал MSF Atomic Clock переданные из Камбрии, Соединенное Королевство; он обеспечивает возможность синхронизации времени на компьютерах и другом электрооборудовании.

Сигнал MSF в Великобритании управляется NPL - Национальная физическая лаборатория. MSF 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. Сочетание высокой мощности и низкой частоты дает радиоволнам от MSF много отскоков, и поэтому эта отдельная станция может охватить большую часть Великобритании и некоторых континентальных стран Европы.

Временные коды отправляются из MSF 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 снижается 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 маленькую и относительно простую антенну и приемник для декодирования информации в сигнале и точное время часов. Все, что вам нужно сделать, это установить часовой пояс, а атомные часы отобразят правильное время.

Посвященный Время серверов которые настроены для приема сигнала времени MSF. Эти устройства подключаются к компьютерной сети, как и любой другой сервер, только они получают сигнал синхронизации и распространяют его на другие компьютеры в сети, используя NTP (Network Time Protocol),.

Для получения и распространения и аутентификации источника времени UTC в настоящее время существуют два типа NTP сервера, GPS NTP-сервером и радиостанция NTP-сервера, Хотя обе эти системы распределяют UTC одинаковыми способами, как они получают информацию о времени, отличается.

A GPS NTP-сервер времени является идеальным источником времени и частоты, поскольку он может обеспечить очень точное время в любой точке мира, используя относительно дешевые компоненты. Каждый спутник GPS передает на две частоты L2 для военного использования и L1 для использования гражданскими лицами, передаваемыми на 1575 МГц, теперь широко доступны недорогие GPS-антенны и приемники.

Радиосигнал передается спутником может проходить через окно, но может быть заблокированы зданиями так идеальное место для GPS антенны на крыше с хорошим видом на небо. Чем больше спутников может получить от лучшего сигнала. Тем не менее, в своде антенны могут быть склонны к осветительным ударам или другим скачки напряжения, так супрессор настоятельно рекомендуется быть установлены рядным на кабеле GPS.

Также очень важен кабель между антенной и приемником GPS. Максимальное расстояние, на котором может работать кабель, обычно составляет только 20-30, но высококачественный коаксиальный кабель в сочетании с усилителем GPS, встроенным в линию для увеличения усиления антенны, может позволить превышать кабели 100. Это может создать трудности при установке в больших зданиях, если сервер находится слишком далеко от антенны.

Альтернативным решением является использование радиосвязи NTP-сервер времени, Они полагаются на ряд национальных передач времени и частоты, которые передают время UTC. В Великобритании сигнал (называемый MSF) транслируется Национальная лаборатория физики в Камбрии, которая служит национальной ссылкой Соединенного Королевства, существуют аналогичные системы в США (WWVB), а также во Франции, Германии и Японии.

Радиоприемник NTP-сервером как правило, состоит из стойкого на время сервера времени и антенны, состоящей из ферритового стержня внутри пластикового корпуса, который принимает радиопередачу и частоту вещания. Он должен всегда устанавливаться горизонтально под прямым углом к ​​трансмиссии для достижения оптимальной силы сигнала. Данные отправляются в импульсах, 60 в секунду. Эти сигналы обеспечивают время UTC до точности микросекунд 100, однако радиосигнал имеет конечный диапазон и уязвим к помехам.

Новогодние празднования должны будут ждать еще одну секунду в этом году, так как Международная служба вращения Земли и опорных систем (IERS) решили, что 2008 должен добавить Leap Second.

IERS объявили в Париже в июле, что положительный прыжок второй должен был быть добавлен в 2008, первый с декабря 31, 2005. Были введены Секунды, чтобы компенсировать непредсказуемость вращения Земли и сохранить UTC (скоординированное всеобщее время) с GMT (Greenwich Meantime).

Новая дополнительная секунда будет добавлена ​​в последний день этого года в часы 23, 59 минут и 59 секунд. Скоординированное универсальное время - 6: 59: 59 pm Eastern Standard Time. 33 Leap Seconds добавлены с 1972

NTP-сервером системы, контролирующие синхронизацию времени в компьютерных сетях, регулируются UTC (Coordinated Universal Time). Когда в конце года добавляется дополнительная секунда, UTC будет автоматически изменен как дополнительная секунда. #

Является ли NTP-сервером получает временные сигналы от передач, таких как MSF, WWVB или DCF, или из сети GPS, сигнал автоматически будет переносить объявление Leap Second.

Уведомление о прыжке в секунду от Международной службы вращающихся и опорных систем Земли (IERS)

SERVICE INTERNATIONAL DE LA ROTATION TERRESTRE ET DES SYSTEMES DE REFERENCE

СЕРВИС DE LA ROTATION TERRESTRE
OBSERVATOIRE DE PARIS
61, Av. de l'Observatoire 75014 PARIS (Франция)
Телефон : 33 (0) 1 40 51 22 26
ФАКС: 33 (0) 1 40 51 22 91
e-mail: services.iers@obspm.fr
https://hpiers.obspm.fr/eop-pc

Париж, 4 июля 2008

Бюллетень C 36

Органам, ответственным за измерение и распределение времени

UTC TIME STEP
на 1st января 2009

В конце декабря 2008 будет введен положительный скачок.
Последовательность дат вторых маркеров UTC будет:

2008 Декабрь 31, 23h 59m 59s
2008 Декабрь 31, 23h 59m 60s
2009 Январь 1, 0h 0m 0s

Разница между UTC и Международным альянсом TAI заключается в следующем:

от 2006 Январь 1, 0h UTC, до 2009 Январь 1 0h UTC: UTC-TAI = - 33s
от 2009 Январь 1, 0h UTC, до дальнейшего уведомления: UTC-TAI = - 34s

Секунды в секунду могут быть введены в UTC в конце декабря

A GPS сервером времени на самом деле является коммуникационным устройством. Его цель - получить синхронизирующий сигнал, а затем распространять его среди всех устройств в сети. Сервер времени s часто называют разные вещи от сервер времени сети, сервер времени GPS, сервер времени радио и сервер NTP.

Большинство серверов времени используют протокол NTP (Network Time Protocol). NTP является одним из самых старых протоколов Интернета и используется большинством компьютеров, использующих сервер времени. В большинстве операционных систем NTP часто устанавливается в базовой форме.

A GPS сервером времени, как следует из названий, получает сигнал синхронизации из Сеть GPS, Спутники GPS - это не что иное, как орбитальные часы. На борту каждого спутника GPS есть атомные часы. Ультраточное время с этих часов - это то, что передается со спутника (вместе со спутниковым положением).

Спутниковая навигационная система работает, получая сигнал времени от трех или более спутников, и, выработав положение спутников и как долго поступают сигналы, он может триангулировать позицию.

Сервер времени GPS требует еще меньше информации, и для получения привязки по времени требуется только один спутник. Антенна сервера времени GPS будет получать сигнал синхронизации от одного из спутников 33 по орбите через линию видимости, поэтому лучшим местом для фиксации антенны является крыша.

Большинство посвященных Серверы времени GPS NTP требуют хороших часов 48, чтобы найти и получить устойчивое исправление на спутнике, но как только у них есть редкое сообщение для потери связи.

Время, передаваемое спутниками GPS, известно как время GPS и, хотя оно отличается от официального глобального временного шкалы UTC (Coordinated Universal Time), поскольку они основаны на атомном времени (TAI), время GPS легко преобразуется NTP.

Сервер времени GPS часто упоминается как одноименное устройство NNXX NTR, устройство 1 stratum - это машина, которая получает время с сервера времени GPS. Устройства Stratum 2 и stratum 2 также могут использоваться как серверы времени, и таким образом единый сервер времени GPS может работать как источник синхронизации для неограниченного количества компьютеров и устройств, если иерархия NTP .

Атомные часы являются вершиной приборов для поддержания времени. Современные атомные часы могут удержать время до такой точности, что в 100,000,000 годах (100 миллионов) они не теряют даже секунды во времени. Из-за этого высокого уровня точности атомные часы являются основой для временного масштаба мира.

Чтобы разрешить глобальные коммуникационные и чувствительные по времени транзакции, такие как покупка стеков и акций, глобальная шкала времени, основанная на времени, рассказанном атомными часами, была разработана в 1972. Эта временная шкала, скоординированное универсальное время (UTC) регулируется и контролируется Международное бюро весов и мер (BIPM), которые используют созвездие атомных часов 230 из лабораторий 65 во всем мире для обеспечения высокой точности.

Атомные часы основаны на фундаментальных свойствах атома, известных как квантовая механика. Квантовая механика предполагает, что электрон (отрицательно заряженная частица), который вращается вокруг ядра атома, может существовать на разных уровнях или в орбитальных плоскостях, зависящих, если они поглощают или высвобождают правильное количество энергии. Как только электрон поглотил или выпустил достаточно энергии, он может «перейти» на другой уровень, это называется квантовым скачком.

Частота между этими двумя состояниями энергии - это то, что используется для поддержания времени. Большинство атомных часов основаны на атоме цезия, который имеет периоды 9,192,631,770 излучения, соответствующие переходу между двумя уровнями. Из-за точности цезиевых часов BIPM теперь рассматривает вторую, определяемую как циклы 9,192,631,770 атома цезия.

Атомные часы используются в тысячах различных приложений, где важно точное время. Спутниковая связь, управление воздушным движением, интернет-трейдинг и ГП все требуют атомных часов для поддержания времени. Атомные часы также могут быть использованы в качестве метода синхронизация компьютерных сетей.

Компьютерная сеть, использующая NTP-сервер времени могут использовать либо радиопередачу, либо сигналы, передаваемые спутниками GPS (Глобальная система позиционирования) в качестве источника синхронизации. Затем программа NTP (или демон) гарантирует, что все устройства в этой сети будут синхронизированы с временем, указанным атомными часами.

Используя NTP-сервером синхронизированный с атомными часами, компьютерная сеть может выполнять идентичное согласованное универсальное время, так как другие сети позволяют проводить транзакции, чувствительные к времени, со всего мира.

NTP (Network Time Protocol) является наиболее широко используемым протоколом синхронизации времени в Интернете. Причиной успеха является то, что он является гибким и очень точным (а также бесплатным). NTP также размещен в иерархической структуре, позволяющей тысячам машин получать сигнал синхронизации только от одного NTP-сервером.

Очевидно, что если тысяча компьютеров в сети все пыталась получить сигнал синхронизации с сервера NTP, в то же время сеть станет узким местом, и сервер NTP будет бесполезен.

По этой причине существует дерево страт NTP. В верхней части дерева находится сервер времени NTP, который является устройством 1 stratum (устройство 0 stratum представляет собой атомные часы, на которые сервер получает свое время). Ниже NTP-сервером, несколько серверов или компьютеров получают информацию о времени с устройства 1. Эти надежные устройства становятся стратовыми серверами 2, которые, в свою очередь, распределяют свою информацию о времени на другой уровень компьютеров или серверов. Затем они становятся стратовыми устройствами 3, которые, в свою очередь, могут распространять информацию о тайминге в нижние слои (страты 4, stratum 5 и т. Д.).

Во всех NTP может поддерживаться до девяти уровней пласта, хотя чем дальше от исходного устройства 1, тем меньше точность синхронизации. Пример того, как устанавливается иерархия NTP, см. В этом разделе. пластовое дерево