Znaczenie źródeł czasu atomowego dla technologii
Poniedziałek, Luty 28th, 2011Mierzenie czasu i dokładność są ważne w prowadzeniu naszego codziennego życia. Musimy wiedzieć, jakie są czasy wydarzeń, aby upewnić się, że ich nie przegapimy, musimy również mieć źródło dokładnego czasu, aby zapobiec opóźnieniu; a komputery i inna technologia są tak samo zależne od palców jak my.
Dla wielu komputerów i systemów technicznych czas w postaci znacznika czasu jest jedyną namacalną rzeczą, którą maszyna musi zidentyfikować, kiedy zdarzenia mają się pojawić i w jakiej kolejności. Bez sygnatury czasowej komputer nie jest w stanie wykonać żadnego zadania - nawet zapisanie danych nie jest możliwe bez informacji o tym, która jest godzina.
Z powodu tego polegania na czasie, wszystkie systemy komputerowe mają wbudowane zegary na swoich płytkach drukowanych. Zwykle są to oscylatory oparte na kwarcu, podobne do elektronicznych zegarów używanych w cyfrowych zegarkach na rękę.
Problem z tymi zegarami systemowymi polega na tym, że nie są one bardzo dokładne. Jasne, że dla określenia czasu dla ludzkich celów są one wystarczająco precyzyjne; jednak maszyny często wymagają wyższego poziomu dokładności, zwłaszcza gdy urządzenia są zsynchronizowane.
W przypadku sieci komputerowych niezbędna jest synchronizacja, ponieważ różne maszyny o różnych porach mogą doprowadzić do błędów i awarii sieci, aby wykonać nawet proste zadania. Trudność z synchronizacją sieci polega na tym, że zegary systemowe używane przez komputery do utrzymywania czasu mogą dryfować. A gdy różne zegary dryfują w różnych ilościach, sieć może wkrótce popaść w chaos, ponieważ różne maszyny mają różny czas.
Z tego powodu te zegary systemowe nie są oparte na synchronizacji. Zamiast tego używany jest o wiele dokładniejszy typ zegara: zegar atomowy.
Zegary atomowe nie dryfują (przynajmniej nie dłużej niż sekundę na milion lat), a więc idealnie nadają się również do synchronizacji sieci komputerowych. Większość komputerów korzysta z protokołu oprogramowania NTP (Network Time Protocol), który używa jednego źródło czasu zegara atomowego, albo z Internetu, albo bezpieczniej, zewnętrznie przez GPS lub sygnały radiowe, w których synchronizuje każdy komputer w sieci.
Ponieważ NTP zapewnia, że każde urządzenie jest utrzymywane w dokładności do tego czasu źródłowego i ignoruje niewiarygodne zegary systemowe, cała sieć może być synchronizowana z każdą maszyną w ciągu ułamków sekundy.