Zegary atomowe istnieją już od ponad pięćdziesięciu lat. Są to zegary, które wykorzystują częstotliwość rezonansu atomowego jako element pomiaru czasu, a nie konwencjonalne, oscylujące kryształy, takie jak kwarc.

Większość zegarów atomowych wykorzystuje rezonans atomu cezu-133, który rezonuje z dokładną częstotliwością 9,192,631,770 co sekundę. Ponieważ 1967, Międzynarodowy System Jednostek (SI) zdefiniował drugą liczbę cykli z cezu-133, który czyni zegary atomowe (czasami nazywane oscylatorami cezowymi) standardem dla pomiarów czasu.

Ponieważ rezonans atomu cezu-133 jest tak precyzyjny, czyni to zegary atomowe dokładniejszymi niż nanosekundy 2 dziennie, co odpowiada około jednej sekundzie w 1.4million lat.

Ponieważ zegary atomowe są tak dokładne i mogą utrzymywać ciągłą i stabilną skalę czasu, uniwersalny czas, UTC (Coordinated Universal Time lub Temps Universel Coordonné), został opracowany i obsługuje takie funkcje, jak sekundy przestępne - dodane w celu skompensowania spowolnienia Obrót Ziemi.

Jednak zegary atomowe są niezwykle drogie i zwykle można je znaleźć tylko w laboratoriach fizyki na dużą skalę. Jednak NTP (Network Time Protocol), standardowy sposób osiągnięcia synchronizacji czasu w sieciach komputerowych, może być synchronizowany z zegarem atomowym za pomocą sieci GPS (Global Positioning System) lub specjalistycznych transmisji radiowych.

Najczęściej stosowanym jest GPS (Global Positioning System) opracowany przez armię Stanów Zjednoczonych. GPS zawiera co najmniej satelity komunikacyjne 24 na dużej orbicie, zapewniając dokładne informacje o położeniu i lokalizacji. Każdy satelita GPS może to zrobić tylko przez użycie zegara atomowego, który z kolei może być użyty jako odniesienie czasowe.

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, a L1 do użytku przez cywilów transmitowanych na 1575 MHz, tanie anteny GPS i odbiorniki są teraz szeroko dostępne.

Istnieje również szereg krajowych transmisji radiowych w czasie i częstotliwościach, które można wykorzystać do synchronizacji serwera NTP. W Wielkiej Brytanii sygnał (zwany MSF) jest nadawany przez National Physics Laboratory w Cumbrii, który służy jako krajowe odniesienie czasowe w Wielkiej Brytanii, istnieją również podobne systemy w Kolorado, USA (WWVB) i we Frankfurcie w Niemczech (DCF-77). Sygnały te zapewniają czas UTC z dokładnością do mikrosekund 100, jednak sygnał radiowy ma skończony zakres i jest podatny na zakłócenia.

Korzystając z serwera NTP GPS lub serwera czasu NTP opartego na łączności radiowej, klienci czasu sieciowego mogą być synchronizowani w ciągu kilku milisekund UTC w zależności od ruchu sieciowego.

Ten post został napisany przez Richard N Williams

Richard N Williams jest autorem techniczny i specjalista w branży Server i synchronizacji czasu NTP. Richard N Williams na Google+