Noggrannhet vid tidtagning Atomklockor och tidsservrar
Postat av Stuart on September 25th, 2008
Utvecklingen av atomur under hela 1900-talet har varit grundläggande för många av de teknologier vi använder varje dag. Utan atomklockor skulle många av innovationerna från det tjugonde århundradet helt enkelt inte existera.
Satellitkommunikation, global positionering, datanät och till och med Internet skulle inte kunna fungera på det sätt som vi är vana vid om det inte var för atomur och deras ultra precision i tidsåtgärder.
Atomur är otroligt korrekta mätinstrument som inte förlorar en sekund i miljoner år. I jämförelse kan digitala klockor förlora en sekund varje vecka och de mest invecklade noggranna mekaniska klockorna förlorar ännu mer tid.
Anledningen till atomvaktens otroliga precision är att den bygger på en oscillation av en enda atom. En oscillation är bara en vibration på en viss energinivå i fallet med de flesta atomklockor är de baserade på resonansen hos cesiumatomen som oscillerar exakt 9,192,631,770 gånger varje sekund.
Många tekniker bygger nu på atomklockor för sin obehindrade noggrannhet. Det globala positeringssystemet är ett utmärkt exempel. GPS-satelliter har alla ombord en atomur och det är denna tidsinformation som används för att utföra positionering. Eftersom GPS-satelliter kommunicerar med radiovågor och de färdas med ljusets hastighet (180,000 miles en sekund i ett vakuum), kan små felaktigheter i tiden göra positionering felaktigt av hundratals miles.
En annan applikation som kräver användning av atomur är i datanät. När datorer pratar med varandra över hela världen är det absolut nödvändigt att de alla använder samma tidkälla. Om de inte gjorde det, skulle tidskänsliga transaktioner som internet shopping, online bokningar, börsen och även skicka ett mail vara nästan omöjligt. E-postmeddelanden skulle komma fram innan de skickades och samma sak på en Internet-shoppingplats kunde säljas till mer än en person.
Av denna anledning har en global tidsplan kallad UTC (Coordinated Universal Time) baserat på den tid som atomklockor berättar utvecklats. UTC levereras till datanät via tidsservrar. De flesta tidsservrar använder NTP (nätverksprotokoll) för att distribuera och synkronisera nätverken.
NTP-tidsservrar kan ta emot UTC-tid från ett antal källor, oftast kan GPS-systemets inbyggda atomklockor användas som en UTC-källa av en tidsserver ansluten till en GPS-antenn.
En annan metod som används ganska vanligt av NTP tidsservers är att utnyttja långvarig radiotransmissionssändning från flera ländernas nationella fysiklaboratorier. Även om det inte är tillgängligt överallt och ganska mottagligt för lokal topografi, ger sändningarna en säker metod för att ta emot tidkälla.
Om ingen av dessa metoder är tillgängliga kan en UTC-tidkälla tas emot från Internet, även om noggrannhet och säkerhet inte garanteras.
Det här inlägget skrevs av Stuart
