Global Positioning System (GPS) jest coraz popularniejszym narzędziem, używanym na całym świecie jako źródło wskazówek i nawigacji. Jednak sieć GPS ma znacznie więcej funkcji niż tylko nawigacja satelitarna, ponieważ transmisje nadawane przez satelity GPS mogą być również wykorzystywane jako bardzo dokładne źródło czasu.

Satelity GPS są właściwie tylko orbitującymi zegarami, ponieważ każdy zawiera zegary atomowe, które generują sygnał czasu. Jest to sygnał czasu, który jest transmitowany przez satelity GPS, które odbiorniki nawigacji satelitarnej w samochodach i samolotach wykorzystują do obliczenia odległości i położenia.

Pozycjonowanie jest możliwe tylko dlatego, że sygnały czasu są tak dokładne. Pojazdy satelitarne na pojazdach wykorzystują na przykład sygnały z czterech orbitujących satelitów i dokonują triangulacji informacji w celu ustalenia pozycji. Jeśli jednak wystąpi tylko jedna sekunda niedokładności z jednym z sygnałów czasowych, informacja o pozycji może być oddalona o tysiące mil - dowodząca bezużyteczności.

Jest to świadectwo dokładności zegarów atomowych wykorzystywanych do generowania sygnałów GPS, które obecnie odbiornik GPS może ustalić swoje położenie na ziemi w odległości do pięciu metrów.

Ponieważ satelity GPS są tak dokładne, są idealnym źródłem czasu zsynchronizować sieć komputerową do. Ściśle mówiąc, czas GPS różni się od międzynarodowego czasu uniwersalnego UTC (skoordynowany czas uniwersalny), ponieważ do UTC dodano dodatkowe sekundy przestępne, aby zapewnić parzystość względem obrotu Ziemi, co oznacza, że ​​jest dokładnie o 18 sekundy przed GPS, ale jest łatwo konwertowane przez NTP na synchronizację czasu protokół (Network Time Protocol).

GPS serwery czasu odbiór sygnału czasu GPS za pośrednictwem anteny GPS, która musi zostać umieszczona na dachu, aby można było odbierać transmisję linii wzroku. Po odebraniu sygnału GPS GPS serwer czasu NTP roześle sygnał do wszystkich urządzeń w sieci NTP i koryguje dryfowanie na poszczególnych maszynach.

GPS serwery czasu są dedykowane łatwe w użyciu urządzenia i zapewniają dokładność milisekundy UTC bez ryzyka związanego z korzystaniem z internetowego źródła czasu.

Wszyscy polegamy na czasie, aby nasze dni były zaplanowane. Zegarki na rękę, zegary ścienne, a nawet odtwarzacz DVD mówią nam o czasie, ale czasami nie jest to wystarczająco dokładne, szczególnie gdy czas musi być zsynchronizowany.

Istnieje wiele technologii, które wymagają bardzo dokładnej precyzji pomiędzy systemami, od nawigacji satelitarnej po wiele aplikacji internetowych, dokładny czas staje się coraz ważniejszy.

Jednak osiągnięcie precyzji nie zawsze jest proste, szczególnie w nowoczesnych sieciach komputerowych. Podczas gdy wszystkie systemy komputerowe mają wbudowane zegary, nie są to precyzyjne fragmenty czasu, ale standardowe oscylatory kryształów, ta sama technologia stosowana w innych zegarach elektronicznych.

Problem polegający na takim zegarkach systemowych polega na tym, że są one podatne na dryfowanie w sieci składającej się z setek lub tysięcy maszyn, jeśli zegary dryfują w innym tempie - wkrótce może nastąpić chaos. E-maile są odbierane przed ich wysłaniem, a aplikacje o krytycznym czasie nie działają.

Zegary atomowe są najdokładniejsze fragmenty czasowe, ale są to narzędzia laboratoryjne na dużą skalę i są niepraktyczne (i bardzo kosztowne) do wykorzystania przez sieci komputerowe.

Jednak laboratoria fizyki, takie jak North American NIST (Narodowy Instytut Standardów i Czasu) mają zegary atomowe, z których emitują sygnały czasu. Te sygnały czasowe mogą być wykorzystywane przez sieci komputerowe do celów synchronizacji.

W Ameryce Północnej nazywa się kod czasu nadawany przez NIST WWVB i jest transmitowany z Boulder w stanie Kolorado na długiej fali w 60Hz. Kod czasu zawiera rok, dzień, godzinę, minutę, sekundę, a ponieważ jest źródłem UTC, dodaje się kolejne sekundy przestępczości, aby zapewnić parzystość z obrotem Ziemi.

Odbieranie sygnału WWVB i używanie go do synchronizacji sieci komputerowej jest łatwe. Sieciowe serwery czasu odniesienia radiowego mogą odbierać tę transmisję w Ameryce Północnej i za pomocą protokołu NTP (Network Time Protocol).

Dedykowany Serwer czasu NTP który może odbierać sygnał WWVB może zsynchronizować setki, a nawet tysiące różnych urządzeń z sygnałem WWVB, upewniając się, że każdy z nich znajduje się w ciągu kilku milisekund UTC.

Zegary atomowe są najlepszymi urządzeniami do mierzenia czasu. Ich dokładność jest niewiarygodna, ponieważ zegar atomowy nie dryfuje nawet o sekundę w przeciągu miliona lat, a kiedy porównuje się go do następnych najlepszych chronometrów, takich jak zegar elektroniczny, który może dryfować o sekundę w ciągu tygodnia, zegar atomowy jest niesamowicie bardziej precyzyjny.

Zegary atomowe są używane na całym świecie i są sercem wielu nowoczesnych technologii, które umożliwiają wykorzystanie wielu aplikacji, które uważamy za oczywiste. Handel internetowy, nawigacja satelitarna, kontrola ruchu lotniczego i bankowość międzynarodowa to wszystkie branże, które w dużym stopniu polegają

Regulują one także światowy harmonogram UTC (Coordinated Universal Time), który jest zachowywany przez konstelację tych zegarów (chociaż UTC musi być dostosowany, aby dostosować się do spowolnienia ziemskiego wirowania, dodając sekundy przestępne).

Sieci komputerowe często wymagają synchronizacji z UTC. Ta synchronizacja jest niezbędna w sieciach, które przeprowadzają transakcje wrażliwe na czas lub wymagają wysokiego poziomu bezpieczeństwa.

Sieć komputerowa bez odpowiedniej synchronizacji czasu może powodować wiele problemów, w tym:

Utrata danych

• Trudności w identyfikowaniu i rejestrowaniu błędów
• Zwiększone ryzyko naruszenia bezpieczeństwa.
• Nie można przeprowadzić transakcji wrażliwych na czas

Z tych powodów wiele sieci komputerowych musi być zsynchronizowanych ze źródłem UTC i przechowywanych tak dokładnie, jak to tylko możliwe. I chociaż zegary atomowe są dużymi nieporęcznymi urządzeniami przechowywanymi w laboratoriach fizycznych, używanie ich jako źródła czasu jest niezwykle proste.

Network Time Protocol (NTP) to protokół oprogramowania przeznaczony wyłącznie do synchronizacji sieci i systemów komputerowych oraz korzystania z dedykowany serwer NTP czas z zegara atomowego może być odbierany przez serwer czasu i rozprowadzany w sieci przy użyciu NTP.

Serwerów NTP posługiwać się Częstotliwości radiowe i częściej sygnały satelitarne GPS, aby odbierać sygnały taktowania zegara atomowego, które następnie są rozprowadzane w sieci za pomocą NTP, regularnie regulując każde urządzenie, aby zapewnić jak największą dokładność.

Użytkownicy National Physical Laboratory (NPL) Sygnał czasu i częstotliwości MSF prawdopodobnie jest świadomy, że sygnał jest czasami odbierany z powietrza w celu zaplanowanej konserwacji.

NPL opublikowało tam zaplanowaną konserwację dla 2010, w której sygnał będzie tymczasowo zdejmowany z powietrza. Zwykle zaplanowane przestoje trwają mniej niż cztery godziny, ale użytkownicy muszą mieć świadomość, że podczas NPL i VT Communications, którzy obsługują antenę, dokładają wszelkich starań, aby nadajnik był wyłączony przez jak najkrótszy czas, mogą wystąpić opóźnienia .

I chociaż NPL lubią zapewniać wszystkim użytkownikom sygnału MSF ostrzeżenia o możliwych przestojach, awaryjne naprawy i inne problemy mogą doprowadzić do nieplanowanych przestojów. Każdy użytkownik otrzymujący problemy z odbiorem sygnału MSF powinien sprawdzić Strona NPL w przypadku nieplanowanej konserwacji przed skontaktowaniem się z dostawcą serwera czasu.

Daty i godziny zaplanowanych okresów konserwacji 2010 są następujące:

* 11 Marzec 2010 od 10: 00 UTC do 14: 00 UTC

* 10 Czerwiec 2010 od 10: 00 BST do 14: 00 BST (UTC + 1 godz.)

* 9 Wrzesień 2010 od 10: 00 BST do 14: 00 BST (UTC + 1 godz.)

* 9 Grudzień 2010 od 10: 00 UTC do 14: 00 UTC

Ponieważ zaplanowane wyłączenia nie powinny trwać dłużej niż cztery godziny, użytkownicy serwerów czasowych z odniesieniami MSF nie powinni zauważać żadnego spadku dokładności ich sieci, ponieważ nie powinno to wystarczyć na dryfowanie urządzenia.

Jednak dla tych użytkowników, którzy są zaniepokojeni dokładnością lub wymagają Serwer czasu NTP (Network Time Server), który nie ulega regularnym przestojom, może rozważyć zainwestowanie w Serwer czasu GPS.

Serwery czasu GPS odbierają czas z orbitujących satelitów nawigacyjnych. Ponieważ są one dostępne w dowolnym miejscu na świecie, a sygnały nigdy nie są niedostępne, mogą zapewnić stały dokładny sygnał czasu (czas GPS nie jest taki sam jak UTC, ale można go łatwo przekonwertować za pomocą protokołu NTP, ponieważ wynosi dokładnie 17 sekund z powodu skoku sekund dodawane do UTC, a nie do GPS).

Dokładny pomiar czasu jeśli często są one pomijane jako priorytet dla administratorów sieci, to jednak wiele z nich ryzykuje zarówno bezpieczeństwo, jak i utratę danych, nie zapewniając ich synchronizacji z jak najdokładniejszym z możliwych.

Komputery mają własne zegary sprzętowe, ale często są to zwykłe oscylatory elektroniczne, takie jak zegarki cyfrowe i niestety zegary systemowe mają tendencję do dryfowania, często nawet o kilka sekund w tygodniu.

Uruchamianie różnych maszyn w sieci, które mają różne czasy - nawet przez kilka sekund - może spowodować spustoszenie, ponieważ wiele zadań komputerowych polega na czasie. Czas, w postaci znaczników czasu, jest jedynym komputerem referencyjnym używanym do rozróżniania różnych zdarzeń i niepowodzeń dokładnie synchronizuj sieć może prowadzić do wielu nieopisanych problemów.

Oto niektóre z głównych powodów, dla których twoja sieć powinna być zsynchronizowana za pomocą Network Time Protocol, wstępnie z a Serwer czasu NTP.

Kopie zapasowe danych - istotne dla zabezpieczenia danych w dowolnej firmie lub organizacji, brak synchronizacji może prowadzić nie tylko do awarii, ale i starszych wersji plików zastępujących bardziej nowoczesne wersje.

Złośliwe ataki - Niezależnie od tego, jak bezpieczna jest sieć, ktoś, gdzieś w końcu uzyska dostęp do twojej sieci, ale bez dokładnej synchronizacji może się okazać niemożliwe odkrycie, jakie kompromisy się wydarzyły, a także spowoduje, że wszyscy nieautoryzowani użytkownicy będą mieli więcej czasu w sieci, aby siać spustoszenie.

Błąd logowania - gdy wystąpią usterki i nieuchronnie to nastąpi, dzienniki systemowe zawierają wszystkie informacje umożliwiające identyfikację i usunięcie problemów. Jeśli jednak dzienniki systemowe nie są zsynchronizowane, czasami nie można ustalić, co poszło nie tak i kiedy.

Online Trading - Kupowanie i sprzedawanie w Internecie jest obecnie powszechne, aw niektórych przedsiębiorstwach tysiące transakcji internetowych przeprowadzanych jest co sekundę od rezerwacji miejsc po zakup udziałów i brak dokładna synchronizacja może powodować wszelkiego rodzaju błędy w handlu online, takie jak przedmioty kupowane lub sprzedawane więcej niż raz.

Zgodność i legalność - Wiele systemów regulacji przemysłowych wymaga sprawdzalnej i dokładnej metody pomiaru czasu. Niezsynchronizowana sieć będzie również narażona na problemy prawne, ponieważ nie można udowodnić, kiedy dokładnie miało nastąpić zdarzenie.

Kiedy liczyłeś na sylwestra, aby oznaczyć początek następnego roku, zacząłeś od 10 lub 11? Większość biesiadników odliczałaby od dziesięciu, ale byliby w tym roku przedwcześnie, ponieważ w zeszłym roku dodano dodatkową sekundę - sekundę przestępną.

Sekundowe sekundy są zwykle wstawiane raz lub dwa razy w roku (zwykle w Sylwestra iw czerwcu), aby zapewnić globalną skalę czasową UTC (Coordinated Universal Time) zbiega się z dniem astronomicznym.

Sekundowe sekundy zostały wykorzystane od czasu wprowadzenia UTC i są bezpośrednim wynikiem naszej dokładności w mierzeniu czasu. Problem polega na tym, że współczesny zegary atomowe są znacznie dokładniejszymi urządzeniami mierzenia czasu niż sama ziemia. Zauważono, że po raz pierwszy opracowano zegary atomowe, których długość, raz uważana za dokładnie 24 godzin, była zróżnicowana.

Zmiany są spowodowane obrotem Ziemi, na którą wpływa grawitacja Księżyca i siły pływowe Ziemi, z których wszystkie nieznacznie spowalniają obrót Ziemi.

To spowolnienie rotacyjne, choć tylko maleńkie, jeśli nie zostanie sprawdzone, to dzień UTC wkrótce dryfuje w astronomiczną noc (choć od kilku tysięcy lat).

Decyzja, czy potrzebny jest drugi skok, leży w gestii Międzynarodowej Służby ds. Rotacji Ziemi (IERS), jednak Leap Seconds nie są popularne wśród wszystkich i mogą powodować potencjalne problemy po ich wprowadzeniu.

UTC jest używane przez Serwery czasu NTP (Network Time Protocol) jako odniesienie czasowe do synchronizacji sieci komputerowych i innych technologii oraz zakłócenia, które może spowodować sekund sekund przestępnych są postrzegane jako nie warte kłopotów.

Jednak inni, jak na przykład astronomowie, twierdzą, że nieprzestrzeganie czasu UTC w dzień astronomiczny sprawiłoby, że studiowanie niebios byłoby prawie niemożliwe.

Ostatni wprowadzony przed tą sekundą drugi skok był w 2005, ale od 23 do czasu UTC dodano łącznie 1972 sekund.

Oscylatory były niezbędne w opracowywaniu zegarów i chronologii. Oscylatory są po prostu obwodami elektronicznymi, które wytwarzają powtarzalny sygnał elektroniczny. Często do stabilizowania częstotliwości oscylacji wykorzystywane są kryształy takie jak kwarc,

Oscylatory są podstawową technologią zegarów elektronicznych. Zegarki cyfrowe i analogowy zegar zasilany bateryjnie są kontrolowane przez obwód oscylacyjny, zwykle zawierający kryształ kwarcu.

I choć zegary elektroniczne są wielokrotnie dokładniejsze niż zegar mechaniczny, oscylator kwarcowy będzie nadal dryfował o sekundę lub dwie w tygodniu.

Zegary atomowe oczywiście są znacznie dokładniejsze. Nadal jednak używają oscylatorów, najczęściej cezu lub rubidu, ale robią to w stanie hiper-fine, często zamrożonym w ciekłym azocie lub helu. Zegary te w porównaniu do zegarów elektronicznych nie dryfują o sekundę nawet o milion lat (i przy bardziej nowoczesnych zegarkach atomowych 100 milion lat).

Aby wykorzystać tę dokładność chronologiczną serwer czasu sieciowego, który używa NTP (Network Time Protocol) może być użyty do synchronizacji kompletnych sieci komputerowych. Serwerów NTP użyj sygnału czasu z odbiornika GPS lub radia długofalowego, które pochodzi bezpośrednio z zegara atomowego (w przypadku GPS czas jest generowany w zegarze na pokładzie satelity GPS).

Serwerów NTP ciągle sprawdzaj to źródło czasu, a następnie dostosuj urządzenia w sieci, aby pasowały do ​​tego czasu. Pomiędzy ankietami (odbierającymi źródło czasu), standardowy czasowy oscylator jest używany przez serwer czasu do utrzymywania czasu. Zwykle te oscylatory są kwarcowe, ale ponieważ serwer czasu jest w regularnej komunikacji z zegarem atomowym, co minutę lub dwie, to normalne dryfowanie oscylatora kwarcowego nie stanowi problemu, ponieważ kilka minut między sondami nie doprowadziłoby do żadnego mierzalnego dryfu.

Ciąg dalszy nastąpi ...

Niezależnie od tego, gdzie jesteśmy na świecie, wszyscy musimy znać czas w którymś momencie dnia, ale gdy każdy dzień trwa tyle samo czasu bez względu na to, gdzie jesteś na Ziemi, ta sama skala czasowa nie jest używana globalnie.

Niepraktyczność Australijczyków, którzy muszą się obudzić w 17.00 lub w Stanach Zjednoczonych, którzy muszą rozpocząć pracę w 14.00, wykluczałaby proces o jeden okres czasu, chociaż pomysł ten został omówiony, gdy Greenwich został nazwany oficjalnym południkiem głównym (oficjalnie oficjalnym dateline). dla świata jakieś 125 lata temu.

Chociaż idea globalnej skali czasu została odrzucona z powyższych powodów, później uznano, że podłużne linie 24 podzieliłyby świat na różne strefy czasowe. Będą one emanować z GMT, a te z przeciwnej strony planety będą wynosić + 12 godzin.

Jednak dzięki 1970 wzrost globalnej komunikacji oznaczał, że uniwersalna skala czasu została ostatecznie przyjęta i jest nadal w powszechnym użyciu, mimo że wielu ludzi nigdy o niej nie słyszało.

UTC, Coordinated Universal Time, opiera się na GMT (Greenwich Meantime), ale jest utrzymywany przez konstelację zegarów atomowych. Uwzględnia on również zmiany w obrocie Ziemi z dodatkowymi sekundami znanymi jako "sekundy przestępne" dodawane raz dwa razy w roku, aby przeciwdziałać spowolnieniu ziemskiego spinu wywołanego siłami grawitacyjnymi i pływowymi.

Podczas gdy większość ludzi nigdy nie słyszała o UTC lub używała go bezpośrednio, jego wpływ na nasze życie był niezaprzeczalny w sieciach komputerowych, zsynchronizowanych z UTC przez Serwery czasu NTP (Network Time Protocol).

Bez tej synchronizacji do jednej skali czasowej wiele technologii i aplikacji, które bierzemy dzisiaj za pewnik, byłoby niemożliwe. Wszystko, od globalnego handlu akcjami i udziałami, poprzez zakupy internetowe, pocztę e-mail i sieci społecznościowe, jest możliwe tylko dzięki UTC i sieciom Serwer czasu NTP.

Sygnał DCF 77 jest transmisją długofalową z częstotliwością 77 KHz z Frankfurtu w Niemczech. DCF-77 jest transmitowany przez Physikalisch-Technische Bundesanstalt, niemieckie krajowe laboratorium fizyki.

DCF-77 jest dokładnym źródłem czasu UTC i jest generowany przez zegary atomowe, które zapewniają jego precyzję. DCF-77 jest przydatnym źródłem czasu, który można zastosować w całej Europie dzięki technologiom wymagającym dokładnego odniesienia do czasu.

Sterowane radiowo zegary i Sieć serwerów czasu odbiera sygnał czasu, a w przypadku serwerów czasu rozpowszechnia ten sygnał czasu w sieci komputerowej. Większość sieci komputerowych wykorzystuje NTP do dystrybucji sygnału czasu DCF 77.

Istnieją zalety korzystania z sygnału takiego jak DCF do synchronizacji czasu. DCF jest falą długą i dlatego jest podatny na zakłócenia ze strony innych urządzeń elektrycznych, ale może przeniknąć do budynków, które dają sygnał DCF przewagę nad innym powszechnie dostępnym czasem UTC - GPS (Global Positioning System) - który wymaga otwartego widoku niebo, aby odbierać transmisje satelitarne.

Inne sygnały radiowe o długich falach są dostępne w innych krajach, które są podobne do DCF-77. W Wielkiej Brytanii sygnał MSF-60 jest nadawany przez NPL (National Physical Laboratory) z Cumbrii, podczas gdy w USA NIST (National Institute of Standards and Time) transmituje sygnał WVBB z Boulder w stanie Kolorado.

Serwery czasu NTP są skuteczną metodą odbierania tych transmisji długofalowych, a następnie wykorzystują kod czasowy jako źródło synchronizacji. Serwerów NTP może odbierać DCF, MSF i WVBB, a także wiele z nich również może odbierać sygnał GPS.

Od pierwszych dni rewolucji przemysłowej, kiedy linie kolejowe i telegraf rozciągały się w różnych strefach czasowych, okazało się, że potrzebna jest globalna skala czasowa, która pozwoliłaby na wykorzystanie tego samego czasu bez względu na to, gdzie byłabyś na świecie.

Pierwsza próba na globalną skalę czasową GMT - Greenwich Meantime. Zostało to oparte na południku Greenwich, gdzie słońce jest bezpośrednio powyżej 12 w południe. GMT został wybrany, głównie ze względu na wpływ brytyjskiego imperium na resztę świata.

Inne czasy zostały opracowane, takie jak British Railway Time, ale GMT był po raz pierwszy prawdziwie globalny system czasu był używany na całym świecie.

GMT pozostał w skali globalnej przez pierwszą połowę XX wieku, chociaż ludzie zaczęli odnosić się do UT (Universal Time).

Jednakże, kiedy zegary atomowe zostały opracowane w połowie XX wieku, wkrótce stało się jasne, że GMT nie było wystarczająco dokładne. Aby przedstawić te nowe dokładne chronometry, potrzebna była globalna skala czasowa oparta na czasie określonym przez zegary atomowe.

W tym celu opracowano Międzynarodowy Czas Atomowy (TAI), ale wkrótce pojawiły się problemy z wykorzystaniem zegarów atomowych.

Uważano, że rewolucja ziemska na jego osi była dokładnie 24 godzin. Ale dzięki zegarom atomowym odkryto, że obrót Ziemi jest różny i odkąd 1970 zwalnia. To spowolnienie obrotu Ziemi wymagało wyjaśnienia, w przeciwnym razie rozbieżności mogły narastać, a noc powoli dryfowałaby do dnia dzisiejszego (choć w ciągu wielu tysiącleci).

Coordinated Universal Time został opracowany, aby temu przeciwdziałać. Oparte na obu TAI i GMT, UTC pozwala na spowolnienie obrotu Ziemi poprzez dodanie sekund przestępnych co roku lub dwa (a czasami dwa razy w roku).

UTC jest teraz prawdziwie globalną skalą czasową i jest adoptowane przez narody i technologie na całym świecie. Sieci komputerowe są zsynchronizowane z UTC za pośrednictwem Sieć serwerów czasu i używają protokołu NTP w celu zapewnienia dokładności.