Aby odbierać i dystrybuować i uwierzytelniać źródło czasu UTC, istnieją obecnie dwa typy NTP serwer, Serwer NTP GPS oraz radiowy serwer NTP. Chociaż oba te systemy rozpowszechniają UTC w identyczny sposób, różnią się sposobem otrzymywania informacji o taktowaniu.

A NTP serwer czasu GPS jest idealnym źródłem czasu i częstotliwości, ponieważ może zapewnić bardzo dokładny czas w dowolnym miejscu na świecie przy użyciu stosunkowo tanich komponentów. Każdy satelita GPS transmituje na dwóch częstotliwościach L2 do użytku wojskowego i L1 do użytku przez cywilów transmitowanych na 1575 MHz, tanie anteny GPS i odbiorniki są teraz szeroko dostępne.

Sygnał radiowy nadawany przez satelitę mogą przejść przez okna, ale może być blokowany przez budynki więc idealnym miejscem dla anteny GPS jest na dachu z dobrym widokiem nieba. Im więcej satelitów może otrzymać z lepszym sygnałem. Jednak anteny dachowej może być skłonny do strajków oświetlenia lub innych przepięć tak tłumik jest wysoce zalecane jest zainstalowany na kablu inline GPS.

Istotny jest również kabel między anteną GPS a odbiornikiem. Maksymalna odległość, jaką może prowadzić kabel, to zwykle tylko mierniki 20-30, ale kabel koncentryczny wysokiej jakości połączony ze wzmacniaczem GPS umieszczonym w linii, aby zwiększyć wzmocnienie anteny, może przekroczyć przebiegi kabli 100. Może to spowodować trudności w instalacji w większych budynkach, jeśli serwer znajduje się zbyt daleko od anteny.

Alternatywnym rozwiązaniem jest użycie radiotelefonu Serwer czasu NTP. Polegają one na liczbie krajowych transmisji radiowych o czasie i częstotliwościach, które transmitowały czas UTC. W Wielkiej Brytanii sygnał (zwany MSF) jest nadawany przez Krajowe Laboratorium Fizyki w Cumbrii, która służy jako krajowe odniesienie czasowe w Zjednoczonym Królestwie, istnieją również podobne systemy w USA (WWVB) oraz we Francji, Niemczech i Japonii.

Radio oparte Serwer NTP zwykle składa się z serwera czasu montowanego w szafie i anteny, składającej się z listwy ferrytowej wewnątrz plastikowej obudowy, która odbiera transmisję czasu i częstotliwości radiowej. Zawsze powinien być montowany poziomo pod kątem prostym w kierunku przekładni, aby uzyskać optymalną siłę sygnału. Dane są wysyłane impulsowo, 60 na sekundę. Sygnały te zapewniają czas UTC z dokładnością do mikrosekund 100, jednak sygnał radiowy ma skończony zakres i jest podatny na zakłócenia.

Obchody Nowego Roku będą musiały poczekać jeszcze przez sekundę w tym roku, ponieważ Międzynarodowa Służba ds. Obrotu Ziemią i Systemów Referencyjnych (IERS) zdecydowała, że ​​2008 ma dodać Leap Second.

IERS ogłosił w Paryżu w lipcu, że pozytywny skok drugi miał zostać dodany do 2008, pierwszego od grudnia X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Sekundę wprowadzono, aby zrekompensować nieprzewidywalność rotacji Ziemi i utrzymać UTC (Coordinated Universal Time) z GMT (Greenwich Meantime).

Nowa dodatkowa sekunda zostanie dodana ostatniego dnia bieżącego roku o 23 godzinach, 59 minutach i 59 sekundach Koordynowanego czasu uniwersalnego - 6: 59: 59 pm Eastern Standard Time. 33 Leap Seconds zostały dodane od 1972

Serwer NTP systemy kontrolujące synchronizację czasu w sieciach komputerowych są zarządzane przez UTC (Coordinated Universal Time). Po dodaniu dodatkowej sekundy pod koniec roku UTC zostanie automatycznie zmienione jako dodatkowa sekunda. #

Czy Serwer NTP odbiera sygnał czasu dla transmisji takich jak MSF, WWVB lub DCF lub z sieci GPS, sygnał automatycznie będzie wyświetlał komunikat "Leap Second".

Powiadomienie o skoku Drugie z Międzynarodowej Służby Obrotu Ziemi i Systemów Referencyjnych (IERS)

SERWIS INTERNATIONAL DE LA ROTATION TERRESTRE ET DES SYSTEMES DE REFERENCE

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

Paryż, 4 Lipiec 2008

Biuletyn C 36

Do władz odpowiedzialnych za pomiar i dystrybucję czasu

KROK CZASU UTC
na 1st stycznia 2009

Dodatkowa sekunda przestępna zostanie wprowadzona pod koniec grudnia 2008.
Kolejność dat drugiego znacznika UTC będzie następująca:

2008 grudzień 31, 23h 59m 59s
2008 grudzień 31, 23h 59m 60s
2009 January 1, 0h 0m 0s

Różnica między czasem UTC a Międzynarodowym TAI dla czasu Atomowego wynosi:

od 2006 Styczeń 1, 0h UTC, do 2009 Styczeń 1 0h UTC: UTC-TAI = - 33s
od 2009 Styczeń 1, 0h UTC, do odwołania: UTC-TAI = - 34s

Sekundy skoków można wprowadzić w UTC pod koniec grudnia

Metody śledzenia czasu zmieniły się w historii z coraz większą dokładnością, która jest katalizatorem zmian.

Większość metod pomiaru czasu tradycyjnie opiera się na ruchu Ziemi wokół Słońca. Przez tysiąclecia dzień został podzielony na 24 równych części, które stały się znane jako godziny. Opieranie naszych ram czasowych na rotacji Ziemi było odpowiednie dla większości naszych historycznych potrzeb, jednak wraz z rozwojem technologii widoczna była potrzeba coraz bardziej dokładnego harmonogramu.

Problem z tradycyjnymi metodami stał się oczywisty, gdy pierwsze prawdziwie dokładne zegary - zegar atomowy opracowano w 1950-ach. Ponieważ te czasomierze były oparte na częstotliwości atomów i były dokładne w ciągu sekundy na milion lat, wkrótce odkryto, że nasz dzień, który zawsze uważaliśmy za dokładnie 24 godz., Zmieniany z dnia na dzień.

Wpływ grawitacji Księżyca na nasze oceany powoduje spowolnienie i przyspieszenie Ziemi podczas jej obrotu - niektóre dni są dłuższe niż 24, podczas gdy inne są krótsze. Podczas gdy te różnice w długości dnia niewiele zmieniły w naszym codziennym życiu, ta niedokładność ma wpływ na wiele naszych nowoczesnych technologii, takich jak komunikacja satelitarna i pozycjonowanie globalne.

Opracowano skalę czasową, aby poradzić sobie z niedokładnościami w spinie Ziemi - Czas uniwersalny koordynowany (UTC). Opiera się on na tradycyjnej rotacji Ziemi w czasie 24-godzina, znanej jako Greenwich Meantime (GMT), ale uwzględnia niedokładności w obrocie Ziemi poprzez dodanie tzw. "Leap Seconds" (lub odjęcie).

Ponieważ UTC opiera się na czasie określonym przez zegary atomowe jest niezwykle dokładny i dlatego został przyjęty jako światowy harmonogram cywilny i jest używany przez firmy i handel na całym świecie.

Większość sieci komputerowych można zsynchronizować z UTC za pomocą dedykowanego Serwer czasu NTP.

Mówienie czasu nie jest tak proste jak większość ludzi myśli. Właściwie to samo pytanie: "jaki jest czas?" jest pytaniem, na które nawet współczesna nauka nie potrafi odpowiedzieć. Czas, według Einsteina, jest względny; przechodzą zmiany dla różnych obserwatorów, na które wpływ mają takie rzeczy jak prędkość i grawitacja.

Nawet kiedy wszyscy żyjemy na tej samej planecie i doświadczamy upływu czasu w podobny sposób, mówienie czasu może być coraz trudniejsze. Nasza oryginalna metoda wykorzystania obrotu Ziemi została odkryta jako niedokładna, ponieważ grawitacja Księżyca powoduje, że niektóre dni są dłuższe niż 24 godziny, a kilka jest krótsze. W rzeczywistości, kiedy wczesne dinozaury włóczyły się po Ziemi, dzień trwał tylko 22!

Chociaż mechaniczne i elektroniczne zegary zapewniły nam pewną dokładność, nasze nowoczesne technologie wymagały znacznie dokładniejszych pomiarów czasu. GPS, handel internetowy i kontrola ruchu lotniczego to tylko trzy branże podzielone na dwie części, co jest niezwykle ważne.

Jak więc śledzić czas? Korzystanie z obrotu Ziemi okazało się niewiarygodne, podczas gdy oscylatory elektryczne (zegary kwarcowe) i zegary mechaniczne są dokładne tylko do sekundy lub dwóch na dzień. Niestety dla wielu naszych technologii druga niedokładność może być o wiele za długa. W nawigacji satelitarnej światło może przemieścić 300,000 km w niewiele ponad sekundę, sprawiając, że przeciętna jednostka nawigacji satelitarnej staje się bezużyteczna, jeśli wystąpi jedna sekunda niedokładności.

Rozwiązaniem znalezienia dokładnej metody pomiaru czasu było zbadanie bardzo małej - mechaniki kwantowej. Mechanika kwantowa to badanie atomu i jego właściwości oraz ich wzajemnego oddziaływania. Odkryto, że elektrony, maleńkie cząsteczki, które krążą wokół atomów, zmieniły ścieżkę, którą krążą wokół niej, i uwolniły precyzyjną ilość energii, kiedy to robią.

W przypadku atomu cezu występuje to prawie dziewięć miliardów razy na sekundę i ta liczba nigdy się nie zmienia, a zatem może być stosowana jako wyjątkowo niezawodna metoda śledzenia czasu. Atomy cezu używają zegarów atomowych din, a w rzeczywistości drugi jest teraz definiowany jako ponad 9 miliarda cykli promieniowania atomu cezu.

Zegary atomowe są podstawą wielu naszych technologii. Cała gospodarka globalna polega na nich z czasem przekazanym przez Serwery czasu NTP w sieciach komputerowych lub wysyłane przez satelitarne satelity GPS; zapewnienie, że cały świat zachowuje ten sam, dokładny i stabilny czas.

Oficjalny globalny harmonogram czasu koordynowanego (UTC) został opracowany dzięki zegarom atomowym, umożliwiając całemu światu pracę w tym samym czasie w ciągu kilku tysięcznych sekundy od siebie.

A Serwer czasu to powszechne narzędzie biurowe, ale po co to jest?

Wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni do innego czasu niż reszta świata. Kiedy Ameryka się budzi, Honk Kong idzie spać, dlatego świat dzieli się na strefy czasowe. Nawet w tej samej strefie czasowej wciąż mogą występować różnice. W Europie kontynentalnej na przykład większość krajów znajduje się godzinę przed Wielką Brytanią ze względu na sezonowe zmiany w Wielkiej Brytanii.

Jednakże, jeśli chodzi o globalną komunikację, posiadanie różnych czasów na całym świecie może powodować problemy, szczególnie jeśli musisz przeprowadzać wrażliwe na czas transakcje, takie jak kupowanie lub sprzedawanie akcji.

W tym celu na wczesnych 1970-ach było jasne, że potrzebna jest globalna skala czasowa. Został wprowadzony na 1 January 1972 i został wywołany UTC - Skoordynowany czas uniwersalny. UTC jest utrzymywane przez zegar atomowy, ale opiera się na Greenwich Meantime (GMT - często nazywany UT1), który sam w sobie jest skalą czasu opartą na rotacji Ziemi. Niestety Ziemia zmienia się w swoim spinie, więc UTC rozlicza się z tego, dodając drugi raz lub dwa razy w roku (Leap Second).

Chociaż kontrowersje dla wielu, astronautowie i inne instytucje potrzebują sekund przestępnych, aby uniemożliwić dzień dryfowania, w przeciwnym razie niemożliwe byłoby ustalenie położenia gwiazd na nocnym niebie.

UTC jest teraz używany na całym świecie. Nie tylko jest to oficjalna globalna skala czasowa, ale jest wykorzystywana przez setki tysięcy sieci komputerowych na całym świecie.

Sieci komputerowe używają sieciowy serwer czasu aby zsynchronizować wszystkie urządzenia w sieci z UTC. Większość serwerów czasu używa protokołu NTP (Network Time Protocol) do dystrybucji czasu.

Serwery czasu NTP odbierają czas z zegarów atomowych za pomocą transmisji długofalowych radiowych z krajowych laboratoriów fizycznych lub z sieci GPS (Global Positioning System). Satelity GPS mają wbudowany zegar atomowy, który przywraca czas na Ziemię. Podczas gdy ten sygnał czasu nie jest ściśle rzecz biorąc UTC (nazywane jest to czasem GPS) ze względu na dokładność transmisji, można go łatwo przekonwertować na UTC Serwer NTP GPS.

Zegary atomowe są używane w tysiącach aplikacji na całym świecie. Od sterowania satelitami po równomierną synchronizację sieci komputerowej za pomocą Serwer NTPzegary atomowe zmieniły sposób, w jaki kontrolujemy i zarządzamy czasem.

Pod względem dokładności zegar atomowy jest bezkonkurencyjny. Cyfrowe zegary kwarcowe mogą utrzymywać dokładny czas przez tydzień, nie tracąc więcej niż sekundę, ale zegar atomowy może utrzymać miliony lat bez dryfowania.

Zegary atomowe działa na zasadzie skoków kwantowych, gałęzi mechaniki kwantowej, która stwierdza, że ​​elektron; ujemnie naładowana cząstka będzie krążyła wokół jądra atomu (centrum) na pewnym równinie lub poziomie. Kiedy absorbuje lub uwalnia wystarczającą energię, w postaci promieniowania elektromagnetycznego, elektron przeskoczy na inną płaszczyznę - skok kwantowy.

Mierząc częstotliwość promieniowania elektromagnetycznego odpowiadającego przejściu między dwoma poziomami, można rejestrować upływ czasu. Atomy cezu (cez 133) są preferowane w czasie, ponieważ mają cykl 9,192,631,770 promieniowania w każdej sekundzie. Ponieważ poziomy energetyczne atomu cezu (standardy kwantowe) są zawsze takie same i jest tak duża liczba, zegar atomowy cezu jest niesamowicie dokładny.

Najczęściej stosowaną formą zegara atomowego stosowaną w dzisiejszym świecie jest fontanna cezowa. W tym typie zegara chmura atomów jest wyświetlana w komorze mikrofalowej i może opadać pod wpływem siły grawitacji. Promienie laserowe spowalniają te atomy i mierzy się przejście między poziomami energii atomu.

W nowej generacji zegarów atomowych opracowuje się pułapki jonowe zamiast fontanny. Jony są dodatnio naładowanymi atomami, które mogą zostać uwięzione przez pole magnetyczne. Inne elementy, takie jak stront, są używane w tych zegarach następnej generacji i szacuje się, że potencjalna dokładność zegara pułapki jonowej strontu może być 1000 razy większa od aktualnych zegarów atomowych.

Zegary atomowe są wykorzystywane przez różnego rodzaju technologie; komunikacja satelitarna, globalny system pozycjonowania, a nawet handel internetowy opierają się na zegarach atomowych. Większość komputerów synchronizuje się pośrednio z zegarem atomowym za pomocą a Serwer NTP. Urządzenia te odbierają czas z zegara atomowego i rozprowadzają się wokół swoich sieci, zapewniając dokładny czas na wszystkich urządzeniach.

Zegary atomowe są szczytem czasu przechowywania urządzeń. Nowoczesne zegary atomowe mogą zachować czas na taką dokładność, że w ciągu 100,000,000 lat (100 milionów) nie tracą nawet sekundy w czasie. Z powodu tego wysokiego poziomu dokładności zegary atomowe są podstawą światowego zasięgu czasowego.

Aby umożliwić globalną komunikację i wrażliwe na czas transakcje, takie jak kupowanie stosów i akcji, opracowano w 1972 globalną skalę czasową, opartą na czasie określonym przez zegary atomowe. Ta godzina, czas uniwersalny koordynowany (UTC) jest regulowana i kontrolowana przez Międzynarodowe Biuro Miar i Wag (BIPM), którzy używają konstelacji ponad atomowych zegarów 230 z laboratoriów 65 na całym świecie, aby zapewnić wysoki poziom dokładności.

Zegary atomowe opierają się na podstawowych właściwościach atomu, znanych jako mechanika kwantowa. Mechanika kwantowa sugeruje, że elektron (cząsteczka naładowana ujemnie), który krąży wokół jądra atomu, może istnieć na różnych poziomach lub na płaszczyźnie orbity, zależnie od tego, czy absorbują one lub uwalniają odpowiednią ilość energii. Kiedy elektron pochłonął lub uwolnił wystarczająco dużo energii, by "przeskoczyć" na inny poziom, jest to znane jako skok kwantowy.

Częstotliwość między tymi dwoma stanami energetycznymi jest tym, co służy do utrzymywania czasu. Większość zegarów atomowych opiera się na atomie cezu, który ma okresy 9,192,631,770 promieniowania odpowiadające przejściu między dwoma poziomami. Ze względu na dokładność zegarów cezowych, BIPM uważa teraz, że sekundę należy zdefiniować jako cykl 9,192,631,770 atomu cezu.

Zegary atomowe są używane w tysiącach różnych aplikacji, w których niezbędny jest precyzyjny pomiar czasu. Komunikacja satelitarna, kontrola ruchu lotniczego, handel internetowy i GPs wymagają zegarów atomowych, aby zatrzymać czas. Zegary atomowe mogą być również wykorzystywane jako metoda synchronizacja sieci komputerowych.

Sieć komputerowa używająca Serwer czasu NTP może wykorzystywać transmisję radiową lub sygnały nadawane przez satelity GPS (Global Positioning System) jako źródło taktowania. Program NTP (lub demon) zapewni, że wszystkie urządzenia w tej sieci zostaną zsynchronizowane z czasem określonym przez zegar atomowy.

Używając a Serwer NTP zsynchronizowany z zegarem atomowym, sieć komputerowa może uruchomić identyczny, skoordynowany czas uniwersalny, co inne sieci, co umożliwia dokonywanie transakcji o znaczeniu czasowym z całego świata.

Serwerów NTP są używane przez sieci komputerowe jako punkt odniesienia dla synchronizacji. Na Serwer NTP jest tak naprawdę urządzeniem komunikacyjnym, które odbiera czas z zegara atomowego i rozprowadza go. Serwery NTP, które odbierają bezpośredni czas atomowy, nazywane są serwerami NTP 1.

Warstwa 0 to sam zegar atomowy. Są to bardzo drogie i delikatne maszyny i można je znaleźć tylko w laboratoriach fizyki na dużą skalę. Niestety istnieje wiele reguł określających, kto może uzyskać dostęp do serwera warstwy 1 ze względu na kwestie przepustowości. Większość warstwowych serwerów 1 NTP jest konfigurowana przez uniwersytety lub inne organizacje non-profit i dlatego musi ograniczać dostęp do nich.

Na szczęście serwery czasu 2 oferują wystarczająco dobrą dokładność jako źródło taktowania, a każde urządzenie odbierające sygnał czasu może być używane jako odniesienie czasowe (urządzeniem odbierającym czas z urządzenia 2 jest serwer warstwy 3. serwer warstwy 3 to urządzenia warstwy 4 i tak dalej).

Ntp.org, jest oficjalnym domem projektu pool NTP i zdecydowanie najlepszym miejscem do znalezienia publiczny serwer NTP. W puli dostępne są dwie listy publicznych serwerów; serwery główne, które wyświetlają serwery warstwy 1 (z których większość ma dostęp zamknięty) i dodatkowe, które są serwerami 2 warstwy.

W przypadku korzystania z publicznego serwera NTP ważne jest przestrzeganie reguł dostępu, ponieważ niepowodzenie to może spowodować, że serwer zostanie zatkany przez ruch i jeśli problemy nadal będą się utrzymywać, ponieważ większość publicznych serwerów NTP jest skonfigurowana jako akty hojności.

Jest kilka ważnych punktów do zapamiętania podczas korzystania z źródła czasu z Internetu. Po pierwsze, źródła czasu internetowego nie mogą być uwierzytelniane. Uwierzytelnianie to wbudowany środek bezpieczeństwa wykorzystywany przez NTP, ale niedostępny w sieci. Po drugie, aby korzystać z internetowego źródła czasu, potrzebny jest otwarty port w zaporze sieciowej. Dziura w zaporze może być używana przez złośliwych użytkowników i może pozostawić system podatny na ataki.

Dla osób wymagających bezpiecznego źródła czasu lub gdy dokładność jest bardzo ważna, dedykowane Serwer NTP który odbiera sygnał taktowania z transmisji radiowej długofalowej lub z sieci GP.

NTP (Network Time Protocol) to najczęściej używany protokół synchronizacji czasu w Internecie. Powodem jego sukcesu jest to, że jest elastyczny i bardzo dokładny (a także wolny). Protokół NTP jest również zorganizowany w hierarchiczną strukturę, która umożliwia tysiącom maszyn odbieranie sygnału taktowania z zaledwie jednego urządzenia Serwer NTP.

Oczywiście, jeśli tysiąc maszyn w sieci spróbuje odebrać sygnał taktowania z serwera NTP w tym samym czasie, sieć stanie się wąskim gardłem, a serwer NTP stanie się bezużyteczny.

Z tego powodu istnieje drzewo warstw NTP. U góry drzewa znajduje się serwer czasu NTP, który jest warstwowym urządzeniem 1 (urządzenie 0 to zegar atomowy, z którego serwer otrzymuje swój czas). Poniżej Serwer NTPkilka serwerów lub komputerów otrzymuje informacje o taktowaniu z urządzenia 1. Te zaufane urządzenia stają się warstwowymi serwerami 2, które z kolei dystrybuują swoje informacje o taktowaniu do innej warstwy komputerów lub serwerów. Stają się wtedy urządzeniami 3, które z kolei mogą dystrybuować informacje o taktowaniu na niższe warstwy (warstwa 4, warstwa 5 itp.).

We wszystkich NTP można obsługiwać do dziewięciu poziomów warstw, chociaż im dalej od pierwotnego urządzenia 1 warstwy, tym mniej dokładna jest synchronizacja. Przykład konfiguracji hierarchii NTP można znaleźć tutaj drzewo warstwowe