Атомные часы являются конечными в устройствах для учета времени. Их точность невероятна, поскольку атомные часы не дрейфуют на целых две секунды за миллион лет, и когда это сравнивается со следующими лучшими хронометрами, такими как электронные часы, которые могут дрейфовать на секунду за неделю, атомные часы невероятно точнее.

Атомные часы используются во всем мире и являются основой многих современных технологий, позволяющих использовать множество приложений, которые мы считаем само собой разумеющимися. Интернет-трейдинг, спутниковая навигация, управление воздушным движением и международный банкинг - это все отрасли, которые в значительной степени зависят от

Они также регулируют временные рамки мира, UTC (скоординированное универсальное время), которое сохраняется в созвездии этих часов (хотя UTC необходимо скорректировать, чтобы компенсировать замедление вращения Земли, добавляя секунды прыжка).

Часто требуется, чтобы компьютерные сети синхронизировались с UTC. Эта синхронизация имеет жизненно важное значение в сетях, которые проводят транзакции с учетом времени или требуют высокого уровня безопасности.

Компьютерная сеть без адекватной синхронизации времени может вызвать множество проблем, в том числе:

Потеря данных

• Трудности в выявлении и регистрации ошибок
• Повышенный риск нарушений безопасности.
• Невозможно проводить транзакции, чувствительные к времени

По этим причинам многие компьютерные сети должны быть синхронизированы с источником UTC и должны быть максимально точными. И хотя атомные часы - большие громоздкие устройства, хранящиеся в физических лабораториях, использование их в качестве источника времени невероятно просто.

Протокол сетевого времени (NTP) - это программный протокол, предназначенный исключительно для синхронизации сетей и компьютерных систем, и используя выделенный сервер NTP время от атомных часов может быть получено сервером времени и распределено по сети с использованием NTP.

NTP-серверы использование радиочастоты и, чаще всего, спутниковые сигналы GPS для приема сигналов синхронизации времени атома, которые затем распределяются по всей сети, при этом NTP регулярно корректирует каждое устройство, чтобы обеспечить его максимально точное.

Когда вы рассчитывали на Новый год, чтобы отметить начало следующего года, вы начали с 10 или 11? Большинство гуляков посчитали бы меньше десяти, но в этом году они были бы преждевременными, так как в прошлом году была добавлена ​​дополнительная секунда - секунда прыжка.

Времена прыжка обычно вставляются один или два раза в год (обычно в канун Нового года и в июне), чтобы обеспечить глобальную шкалу времени UTC (Скоординированное всеобщее время) совпадает с астрономическим днем.

Секундные секунды использовались с момента начала UTC, и они являются прямым результатом нашей точности в хронометрировании. Проблема в том, что современные атомные часы являются гораздо более точными устройствами для учета времени, чем сама земля. Это было замечено, когда атомные часы были сначала разработаны, что продолжительность дня, когда-то считавшаяся точно 24 часами, варьировалась.

Изменения вызваны вращением Земли, на которое влияют силы тяжести Луны и приливные силы Земли, все из которых резко замедляют вращение Земли.

Это вращательное замедление, хотя и незначительное, если оно не будет проверено, то день UTC скоро перейдет в астрономическую ночь (хотя и через несколько тысяч лет).

Решение о том, нужен ли второй прыжок, - это передача Международной службы вращения Земли (IERS), однако «Секунды» не пользуются популярностью у всех, и они могут вызывать потенциальные проблемы при их введении.

UTC используется NTP серверы времени (Network Time Protocol) в качестве временной привязки для синхронизации компьютерных сетей и других технологий и сбоя. Секунды, которые могут произойти, рассматриваются как не стоящие на стыке.

Однако другие, такие как астрономы, говорят, что неспособность поддерживать UTC в соответствии с астрономическим днем ​​сделает невозможным изучение небес.

Последний второй прыжок, вставленный перед этим, был в 2005, но в UTC с 23 было добавлено 1972 секунд.

Независимо от того, где мы находимся в мире, всем нам нужно знать время в какой-то момент дня, но в то время как каждый день длится столько же времени, независимо от того, где вы находитесь на Земле, одинаковые временные рамки не используются во всем мире.

Непрактичность австралийцев, которые должны просыпаться в 17.00 или тех, кто в США должна начать работать в 14.00, исключила бы подачу иска в течение одного временного масштаба, хотя идея обсуждалась, когда Гринвич был назван официальным главным меридианом (где официально датируется) для мира несколько 125 лет назад.

Хотя идея глобальной шкалы времени была отвергнута по вышеуказанным причинам, позднее было решено, что продольные линии 24 разделили бы мир на разные временные интервалы. Это происходило бы из GMT, когда те, кто находится на противоположной стороне планеты, были + 12 часов.

Однако благодаря 1970 рост глобальных коммуникаций означал, что универсальная шкала времени была окончательно принята и по-прежнему пользуется большим спросом, несмотря на то, что многие люди никогда не слышали об этом.

UTC, Coordinated Universal Time, основан на GMT (Greenwich Meantime), но поддерживается созвездием атомных часов. Он также учитывает вариации вращения Земли с дополнительными секундами, известными как «прыгающие секунды», добавляемые один раз два раза в год, чтобы противодействовать замедлению вращения Земли, вызванному гравитационными и приливными силами.

В то время как большинство людей никогда не слышали о UTC или напрямую использовали его влияние на нашу жизнь в неоспоримых с компьютерными сетями, все синхронизированы с UTC через NTP серверы времени (Network Time Protocol),.

Без этой синхронизации с одним временным масштабом многие из технологий и приложений, которые мы считаем само собой разумеющимися, были бы невозможны. Все, начиная от глобальной торговли акциями и акциями до интернет-магазинов, электронной почты и социальных сетей, стало возможным благодаря UTC и NTP-сервер времени.

Сигнал DCN 77 представляет собой широковещательную передачу длинной волны на 77 KHz из Франкфурта в Германии. DCF -77 передается Национальной физиологической лабораторией Германии Physikalisch-Technische Bundesanstalt.

DCF-77 является точным источником времени UTC и генерируется атомными часами, которые обеспечивают его точность. DCF-77 - полезный источник времени, который может быть принят по всей Европе технологиями, требующими точной привязки времени.

Радиоуправляемые часы и сетевые серверы времени получать сигнал времени, а в случае серверов времени распространять этот сигнал времени в компьютерной сети. Большинство компьютерных сетей используют NTP для распространения сигнала DCN 77.

Существуют преимущества использования сигнала типа DCF для временной синхронизации. DCF является длинной волной и поэтому восприимчив к помехам от других электрических устройств, но они могут проникать в здания, которые дают DCF-сигнал преимущество над другим источником времени UTC, доступным в целом - GPS (Global Positioning System) - для этого требуется открытый вид для получения спутниковых передач.

Другие сигналы длинной волны доступны в других странах, которые похожи на DCF-77. В Великобритании сигнал MSF -60 транслируется NPL (Национальная физическая лаборатория) из Камбрии, а в США NIST (Национальный институт стандартов и времени) передает сигнал WVBB из Боулдера, штат Колорадо.

NTP серверы времени являются эффективным методом приема этих длинноволновых передач и затем использованием временного кода в качестве источника синхронизации. NTP-серверы могут принимать DCF, MSF и WVBB, а также многие из них также могут принимать сигнал GPS.

С первых дней промышленной революции, когда железнодорожные линии и телеграф распространялись по часовым поясам, стало очевидно, что требуется глобальная шкала времени, которая позволила бы использовать одно и то же время независимо от того, где вы были в мире.

Первая попытка глобального масштаба была GMT - Время по Гринвичу. Это было основано на Гринвичском Меридиане, где солнце находится прямо над 12 полдень. GMT был выбран, в первую очередь из-за влияния Британской империи на остальных, если глобус.

Другие временные рамки были разработаны таким британским временем железной дороги, но GMT был впервые, когда во всем мире использовалась по-настоящему глобальная система времени.

GMT оставался глобальным временным масштабом в первой половине двадцатого века, хотя люди стали называть UT (Universal Time).

Однако, когда атомные часы были разработаны в середине двадцатого века, вскоре стало очевидно, что GMT не был достаточно точным. Было бы желательно, чтобы глобальные временные рамки, основанные на времени, указанном атомными часами, представляли эти новые точные хронометры.

Для этой цели было разработано Международное атомное время (TAI), но вскоре стали очевидны проблемы с использованием атомных часов.

Считалось, что революция Земли на ее оси была точным временем 24. Но благодаря атомным часам было обнаружено, что вращение Земли меняется, а 1970 замедляется. Это замедление вращения Земли необходимо было учитывать, иначе могут возникнуть расхождения, и ночь будет медленно дрейфовать в течение дня (хотя и много тысячелетий).

Всемирное координированное время был разработан для противодействия этому. Основываясь как на TAI, так и на GMT, UTC позволяет замедлять вращение Земли, добавляя прыжки секунд каждый год или два (а иногда и два раза в год).

UTC теперь является поистине глобальным временным масштабом и принят странами и технологиями по всему миру. Компьютерные сети синхронизируются с UTC через сетевые серверы времени и они используют протокол NTP для обеспечения точности.

Атомные часы - это чудо по сравнению с другими видами хронометристов. Потребуется 100,000 лет для атомных часов, чтобы потерять секунду во времени, что ошеломляет, особенно когда вы сравниваете его с цифровыми и механическими часами, которые могут дрейфовать так много за один день.

Но атомные часы это не практические единицы оборудования, которые могут быть расположены вокруг офиса или дома. Они громоздки, дороги и требуют лабораторных условий для эффективной работы. Но использование атомных часов достаточно просто, особенно в том, что атомные хранители времени NIST (Национальный институт стандартов и времени) и NPL (Национальная физическая лаборатория) транслировали время, рассказанное их атомными часами на коротковолновом радио.

NIST передает свой сигнал, известный как WWVB от Boulder, Colorado, и транслируется на чрезвычайно низкой частоте (60,000 Гц). Радиоволны с станции WWVB могут охватывать все континентальные Соединенные Штаты, а также большую часть Канады и Центральной Америки.

Сигнал NPL транслируется в Камбрии в Великобритании и передается по аналогичным частотам. Этот сигнал, известный как MSF, доступен на всей территории Великобритании, и подобные системы доступны в других странах, таких как Германия, Япония и Швейцария.

Радиоуправляемые атомные часы получают эти сигналы длинной волны и корректируют себя в соответствии с любым дрейфом, который обнаруживает часы. Компьютерные сети также используют эти сигналы атомных часов и используют протокол NTP (Протокол сетевого времени) и посвященный NTP серверы времени для синхронизации сотен и тысяч различных компьютеров.

Один из самых точные атомные часы должен быть запущен на орбиту и присоединен к Международной космической станции (МКС) благодаря соглашению, подписанному французским космическим агентством.

Атомные часы PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbite) прилагаются к МКС в целях более точного тестирования теории Эйнштейна относительно и увеличения точности скоординированного всеобщего времени (UTC) среди других геодезических экспериментов.

PHARAO - это атомные часы цезиевого поколения следующего поколения с точностью, которая соответствует менее чем второму дрейфу каждые 300,000 лет. PHARAO будет запущен Европейским космическим агентством (ESA) в 2013.

Атомные часы - самые точные устройства для хронометража, доступные человечеству, но они подвержены изменениям гравитационного тяготения, как это предсказывает теория Эйнштейна, поскольку само время убито тягой Земли. Поставив эти точные атомные часы на орбиту, эффект земной гравитации уменьшается, что позволяет PHARAO быть более точным, чем часы на основе Земли.

В то время как атомные часы не являются новыми для орбиты, так как многие спутники; включая GPS-сеть (Global Positioning System), содержат атомные часы, однако PHARAO будет одним из самых точных часов, когда-либо выпущенных в космос, что позволяет использовать его для более детального анализа.

Атомные часы были с тех пор, как 1960, но их растущее развитие проложило путь для новых и современных технологий. Атомные часы составляют основу многих современных технологий спутниковой навигации, позволяя компьютерным сетям эффективно взаимодействовать по всему миру.

Компьютерная сеть получать сигналы времени от атомных часов с помощью NTP серверы времени (Network Time Protocol), который может точно синхронизировать компьютерную сеть с точностью до нескольких миллисекунд UTC.

Несмотря на то, что он существует уже более двадцати лет, в настоящее время в большинстве сетей используется протокол времени ожидания, протокол NTP (Network Time Protocol) имеет определенную конкуренцию.

В настоящее время NTP используется для синхронизации компьютерных сетей с использованием сетевые серверы времени (NTP-серверы). В настоящее время NTP может синхронизировать компьютерную сеть на несколько миллисекунд.

Протокол Precision Time Protocol (PTP) или IEEE 1588 был разработан для локальных систем, требующих очень высокой точности (на нано-втором уровне). В настоящее время этот тип точности выходит за рамки возможностей NTP.

PTP требует, чтобы в сети находилось судно с ведущим и подчиненным отношением. Для синхронизации устройств с использованием IEEE 1588 (PTP) требуется двухэтапный процесс. Во-первых, определение того, какое устройство является ведущим, требуется, затем измеряются смещения и естественные задержки сети. PTP использует алгоритм Best Master Clock (BMC), чтобы установить, какие часы в сети являются наиболее точными, и он становится мастером, в то время как все остальные часы становятся подчиненными и синхронизируются с этим мастером.

IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике) описывает IEEE 1588 или (PTP), предназначенные для «заполнения ниши, плохо обслуживаемой одним из двух доминирующих протоколов, NTP и GPS. IEEE 1588 предназначен для локальных систем, требующих очень высокой точности, чем те, которые достижимы с помощью NTP. Он также предназначен для приложений, которые не могут нести стоимость GPS-приемника на каждом узле или для каких сигналов GPS недоступны ». (Цитируется в Википедия)

PTP может обеспечить точность до нескольких наносекунд, но этот тип точности не требуется большинству пользователей сети, однако целевое использование PTP является мобильным широкополосным и другими мобильными технологиями, поскольку PTP поддерживает информацию о времени суток, используемую биллинга и обслуживания отчетов об уровне обслуживания в мобильных сетях.

От наручных часов до атомные часы и серверы времени NTP, понимание времени стало решающим для многих современных технологий, таких как спутниковая навигация и глобальная связь.

От времени до воздействия силы тяжести на время время имеет много странных и прекрасных аспектов, которые ученые только начинают понимать и использовать. Вот некоторые интересные, странные и необычные факты о времени:

• Время не отделено от пространства, время составляет то, что Эйнштейн назвал четырехмерным пространственным временем. Пространственное время может быть искажено гравитацией, что означает, что время замедляет тем больше гравитационное влияние. Благодаря атомные часы, время на земле может быть измерено на каждом последующем дюйме над земной поверхностью. Это означает, что ноги каждого тела моложе их головы, когда время идет медленнее, чем ниже, чем вы достигаете.

• Время также зависит от скорости. Единственной константой во Вселенной является скорость света (в вакууме), которая всегда одна и та же. Из-за известных теорий относительности Эйнштейна кто-то, путешествующий в непосредственной близости от скорости света, отправился к наблюдателю, который занял бы тысячи лет, прошел бы через несколько секунд. Это называется замедлением времени.

• В современной физике нет ничего, что бы запрещало путешествие во времени как вперед, так и назад во времени.

• Есть 86400 секунд в день, 600,000 за неделю, более 2.6 миллионов в месяц и больше, чем 31 миллионов в год. Если вы живете до 70 лет, то вы переживете через 5.5 миллиардов секунд.

• Наносекунда - это миллиардная часть секунды или примерно то время, которое требуется для прохождения света около 1 foot (30 см).

• День не длится 24. Вращение Земли постепенно ускоряется, что означает, что глобальный шкала времени UTC (скоординированное универсальное время) должна иметь секунды прыжка один или два раза в год. Эти секунды прыжка автоматически учитываются в любой синхронизации часов, которая использует NTP (Протокол сетевого времени), например выделенный сервер времени NTP.

синхронизация времени имеет решающее значение для многих приложений, которые мы делаем в Интернете в наши дни; интернет-банкинг, онлайн-бронирование и даже онлайн-аукционы требуют временной синхронизации времени.

Неспособность обеспечить надлежащую синхронизацию своих серверов означает, что многие из этих приложений невозможно будет достичь; бронирование мест может быть продано более одного раза, более низкие ставки могут выиграть интернет-аукционы, и можно будет дважды сэкономить средства у банка, если у них не будет адекватной синхронизации (хорошо для вас не для банка).

Даже компьютерные сети, которые на первый взгляд не полагаются на транзакции, чувствительные к времени, также должны быть надлежащим образом синхронизированы, поскольку было бы почти невозможно отслеживать ошибки или защищать систему от вредоносных атак, если метки времени различаются на разных машинах в сети ,

Многие организации предпочитают использовать интернет-серверы времени как источник UTC (Coordinated Universal Time) - глобальная шкала времени, контролируемая атомными часами. Несмотря на то, что при этом возникает множество проблем с безопасностью, например, оставляя дыру в брандмауэре для связи с сервером времени и не имея никакой аутентификации для протокола синхронизации времени NTP (Network Time Protocol).

Однако, говоря, что многие сетевые администраторы по-прежнему предпочитают использовать онлайн-серверы времени как источник UTC, независимо от последствий для безопасности, хотя есть и другие проблемы, о которых должны знать администраторы. В Интернете есть два типа сервера времени - страты 1 и stratum 2. Серверы Stratum 1 получают сигнал времени от атомных часов, тогда как серверы XTUMX получают сигнал времени от сервера 2. Большинство интернет-серверов 1 закрыты - недоступны большинству администраторов, и может быть некоторый недостаток в точности при использовании сервера XTUMX.

Для получения наиболее точной, надежной и точной информации о времени внешние серверы времени NTP являются наилучшим вариантом, так как это устройства 1, которые могут синхронизировать сотни компьютеров в сети с тем же временем UTC.