globala tidssynkronisering kan verka som en modern behov, vi trots allt lever i en global ekonomi. Med internet, globala finansmarknaderna och datornät åtskilda av hav och kontinenter bevarande alla körs i synkronisering är en viktig aspekt av den moderna världen.

Ännu ett behov av global synkronisering började mycket tidigare än dataåldern. Internationell standardisering av mått och vikter började efter den franska revolutionen när decimalsystemet infördes och en platinastav och vikt representerar mätaren och kilogram installerades i arkiven de la République i Paris.

Paris blev så småningom den centrala chefen för internationella enhetssystemet, vilket var bra för vikt och mått, som representanter från olika länder kan besöka valven att kalibrera sina egna bas mätningar; Men när det kom till att standardisera tid, med den ökade användningen av transatlantiska resor efter ångbåten, och då flygplanet, saker blev knepigt.

Då de enda klockor var mekaniska och pendel driven. Inte bara skulle basen klocka som var belägen i Paris drift på en daglig basis, men alla resenärer från andra sidan jordklotet som vill synkronisera det skulle behöva besöka Paris, kontrollera tiden på valvet klocka, och sedan bär sin egen klocka tillbaka över Atlanten-oundvikliga anländer med en klocka som hade drivit kanske flera minuter vid tiden klockan kom tillbaka.

Med uppfinningen av elektronisk klocka, flygplanet och transatlantiska telefoner, blev det enklare; Men även elektroniska klockor driver flera sekunder på en dag så situationen var inte perfekt.

Dessa dagar, tack vare uppfinningen av atomur, SI standard tid (UTC: Coordinated Universal Time) har så liten avdrift även en 100,000 år skulle inte se klockan förlora en sekund. Och synkronisera till UTC kunde inte vara enklare oavsett var du befinner dig i världen, tack vare NTP (Network Time Protocol) och NTP-servrar.

Nu använder GPS-signaler eller sändningar tas ut av organisationer som NIST (National Institute for Standards och Time-WVBB sändning) och NPL (National Physical Laboratory-MSF-sändning) och med hjälp av NTP-servrar, se till att du är synkroniserade till UTC är enkel.

NTP-servrar som Galleon s NTS 6001 GPS får ett atomur tidssignal och distribuerar den runt ett nätverk håller varje enhet inom några millisekunder UTC.

Galleon s NTS 6001 GPS Time Server

Statens institut för standarder och teknik (NIST) är ett av världens ledande atomvaktlaboratorier, och är den ledande amerikanska tidsmyndigheten. En del av en konstellation av nationella fysiklaboratorier, NIST, hjälper till att säkerställa världens klocktidstakt UTC (Coordinated Universal Time) hålls exakt och är tillgänglig för det amerikanska folket att använda som tidsstandard.

Alla typer av teknik är beroende av UTC-tid. Alla maskiner i ett datanät är vanligtvis synkroniserade till UTC-källa, medan tekniker som ATM, slutklocka (CCTV) och larmsystem kräver en källa för NIST-tid för att förhindra fel.

En del av vad NIST gör är att se till att källor till UTC-tid är tillgängliga för tekniken att utnyttja, och NIST erbjuder flera sätt att ta emot sin tidsstandard.

Internet

Internet är den enklaste metoden att ta emot NIST-tid och i de flesta Windows-baserade operativsystem är NIST-tidens standardadress redan med i tids- och datuminställningarna, vilket möjliggör enkel synkronisering. Om det inte är, för att synkronisera till NIST behöver du helt enkelt dubbelklicka på systemklockan (nedre högra hörnet) och ange NIST-serverns namn och adress. En fullständig lista över NIST Internet-servrar, här:

Internet är dock inte en särskilt säker plats för att få en källa till NIST-tid. Vilken Internetkälla som helst kommer att kräva och öppna porten i brandväggen (UDP port 123) för att tidssignalen ska komma igenom. Uppenbarligen kan varje lucka i en brandvägg leda till säkerhetsproblem, så lyckligtvis ger NIST en annan metod att ta emot sin tid.

NTP Time Servers

NIST, från deras sändare i Colorado, sänder en tidssignal som alla Nordamerika kan ta emot. Signalen, som genereras och hålls sant av NIST-atomklockor, är mycket noggrann, pålitlig och säker, mottagen externt till brandväggen genom att använda en WWVB-tidsserver (WWVB är samtalsskylt för NIST-tidssignalen).

När NTP-tidskoden (NTP) har tagits emot, kommer NIST-tidskoden att användas och distribueras runt nätverket och säkerställer att varje enhet håller fast vid den och kontinuerligt gör anpassningar för att hantera drift.

WWVB NTP-tidsservrar är korrekta, säkra och tillförlitliga och ett måste för alla seriösa om säkerhet och noggrannhet som vill få en källa till NIST-tid.

Japan har haft en fruktansvärd början på året efter att ha lidit jordbävningar, en katastrofal tsunami och en atomolycka. Nu, veckor efter dessa hemska incidenter, återhämtar Japan, återuppbygger sin skadade infrastruktur och försöker hålla sig i nödsituationerna hos sina drabbade kärnkraftverk.

Men för att lägga till skadans skada börjar många av de japanska teknikerna som bygger på en noggrann atomursignaler, leda till problem med synkronisering. Liksom i Förenade kungariket sänder Japans nationella institut för information, kommunikation och teknik en klocktidstakt med radiosignal.

Japan har två signaler, men många japaner NTP-servrar förlita sig på signalen sänds från Mount Otakadoya, som ligger 16 kilometer från den drabbade Daiichi kraftverk i Fukushima, och faller inom 20 km uteslutning zon som infördes när anläggningen började läcka.

Konsekvensen är att tekniker inte har kunnat delta i tidssignalen. Enligt National Institute of Information, Communications och Technology, som vanligtvis sänder 40-kilohertz-signalen, upphörde sändningarna en dag efter att massiva Tohoku-jordbävningen slog regionen på 11 March. Tjänstemän vid institutet sa att de inte har någon aning om tjänsten kan återupptas.

Radiosignaler som sänder tidsstandarder kan vara mottagliga för problem av denna typ. Dessa signaler upplever ofta störningar för reparation och underhåll, och signalerna kan vara utsatta för störningar.

Eftersom allt fler tekniker bygger på klocktidstiming, inklusive de flesta datanätverk, kan denna känslighet ge upphov till stor oro bland tekniskt chefer och nätverksadministratörer.

Lyckligtvis finns ett mindre sårbart system med mottagande av tidsstandarder som är lika noggrann och baserad på atomur tid-GPS.

Global Positioning System, som vanligtvis används för satellitnavigering, innehåller information om atomurtid som används för att beräkna positionering. Dessa tidssignaler finns överallt på planeten med utsikt över himlen, och eftersom det är rymdbaserat är GPS-signalen inte mottaglig för störningar och incidenter som i Fukushima.

Som tillverkare av NTP-tidsservrar, synkronisera datornätverk och hålla dem exakta inom några millisekunder av internationell UTC-tid (Coordinated Universal Time), tror vi ofta att vi kan hålla ganska bra tidspår.

Tiden har dock upphört att vara avskräckande och är inte den fasta enheten vi ofta antar att det är, verkligen tiden, och tiden som berättas på jorden är inte konstant och påverkas av alla sorters saker.

Sedan Einsteins berömda ekvation, E = MC² det har erkänts att tiden inte är konstant, och att den enda konstanten i universum är ljusets maximala hastighet. Tid, som Einstein upptäckte, påverkas av gravitationen, vilket gör att tiden på jorden går lite långsammare än tiden i djupt utrymme, på samma sätt på planetariska kroppar med större massa än jorden, tiden går ännu långsammare.

Tiden saktar när du närmar dig också mycket snabba hastigheter. Tidens egenskap, känd som tidsfördjupning, upptäcktes av Einstein och innebär att tiden i närheten av ljusets hastighet står nästan stilla (och gör interstellär resa en möjlighet för science fiction-författare).

I allmänhet lever de på jorden, dessa skillnader i tid känns inte, och det är så kort tid att fördröja tiden som orsakas av jordens gravitation, mycket precisa atomur krävs för att mäta den.

Den tid vi använder för att styra våra liv påverkas också av andra faktorer. Sedan människor först utvecklats har vi varit vana vid en dag som varade strax över 24 timmar. Längden på en dag på jorden är dock inte löst och har förändrats under de senaste några miljarder åren.

Varje dag på jorden skiljer sig från föregående till nästa. Ofta är dessa skillnader små, men år för år kompletterar förändringarna, eftersom påverkan av månens gravitation och tidvattenstyrkor fungerar som en broms på jordens snurr.

För att klara det här måste den globala tidsskala UTC (Koordinerad universell tid) justeras för att förhindra att dagen går ut ur synkroniseringen (och vi hamnar på middag på natten och midnatt under dagen - även vid den nuvarande avtagningen av jorden , det skulle ta många tusen år).

Justeringen i vår tid kallas språng sekunder som läggs till en eller två gånger om året till UTC. Någon som använder en NTP tidsserver (Network Time Protocol) för att synkronisera deras datornätverk, behöver du inte oroa dig, eftersom NTP-servrar automatiskt tar hänsyn till dessa ändringar.

Den senaste och tragiska jordbävning som har lämnat så mycket förödelse i Japan har också visat en intressant aspekt om mätning av tid och jordens rotation.

Så kraftfull var jordbävningen 9.0 magnituden, det skiftade faktiskt Earth axel med 165mm (6½ inches) enligt NASA.

Skalvet, en av de mest kraftfulla kände på Erath under de senaste årtusendena, ändrat fördelningen av planetens massa, vilket gör att jorden roterar runt sin axel som lite snabbare och därmed förkorta varje dag som kommer att följa.

Lyckligtvis är så minut är det inte märks i vår dagliga verksamhet som jorden bromsas av mindre än ett par mikrosekunder (drygt en miljondels sekund) denna förändring, och det är inte ovanligt att naturfenomen att sakta ner hastigheten på jordens rotation.

I själva verket, eftersom utvecklingen av atomklockan i 1950 s, har det insetts jordens rotation är aldrig kontinuerlig och i själva verket har ökat en aning, mest sannolikt i miljarder år.

Dessa förändringar i jordens rotation, och längden av en dag, orsakas av effekterna av den rörliga hav, vind och dragningskraft av månen. I själva verket har man uppskattat att innan människan kom till jorden, längden på en dag under juraperioden (40-100 miljoner år sedan) längden på en dag var bara 22.5 timmar.

Dessa naturliga förändringar i jordens rotation och längden på en dag, bara märkbar för oss tack vare den exakta innebörden av atomur vilka har att ta hänsyn till dessa förändringar för att säkerställa att den globala tidsskalan UTC (Coordinated Universal Time) inte glida bort från medel soltid (med andra ord middagstid behöver kvar när solen är som högst under dagen).

För att uppnå detta är extra sekunder ibland läggs på UTC. Dessa extra sekunder kallas skottsekunder och över trettio har lagts till UTC sedan 1970 talet.

Många moderna datanät och tekniker förlitar sig på UTC att hålla enheter synkroniserade, vanligen genom att ta emot en tidssignal via en dedikerad NTP tidsserver (Network Time Protocol).

NTP-tidsservrar är utformade för att tillgodose dessa skottsekunder, möjliggör datasystem och teknik för att vara korrekt, exakt och synkroniserad.

Tidsåtgång och noggrannhet är viktigt i vår dagliga livs drift. Vi behöver veta vilken tid händelser inträffar för att vi inte saknar dem, vi behöver också ha en källa till korrekt tid för att förhindra att vi blir sena. och datorer och annan teknik är lika beroende av tinen som vi är.

För många datorer och tekniska system är tiden i form av en tidsstämpel det enda konkreta som en maskin måste identifiera när händelser ska inträffa och i vilken ordning. Utan en tidstämpel kan en dator inte utföra någon uppgift - även om det inte är möjligt att spara data är det dags att veta vilken tid det är.

På grund av detta beroende av tid har alla datorsystem inbyggda klockor på sina kretskort. Vanligtvis är dessa kvartsbaserade oscillatorer, som liknar de elektroniska klockorna som används i digitala armbandsur.

Problemet med dessa klockor är att de inte är mycket exakta. Visst, för att berätta tiden för mänskliga ändamål är de noggranna nog; Maskiner kräver ganska ofta en högre noggrannhet, speciellt när enheter synkroniseras.

För datanätverk är synkronisering avgörande, eftersom olika maskiner som berättar olika tider kan leda till fel och fel i nätverket att utföra enkla uppgifter. Det svåra med nätverkssynkronisering är att systemet klockor som används av datorer för att hålla tiden kan drifta. Och när olika klockor drifter med olika mängder, kan ett nätverk snart falla i disarray eftersom olika maskiner håller olika tider.

Av denna anledning är dessa systemklockor inte beroende av att tillhandahålla synkronisering. Istället används en mycket mer exakt typ av klocka: atomklocka.

Atomklockor drifter inte (åtminstone inte mer än en sekund i en miljon år) och är också idealiska för att synkronisera datornätverk. De flesta datorer använder programprotokollet NTP (Network Time Protocol) som använder en enda atomklocka tid källa, antingen via internet, eller säkert, externt via GPS eller radiosignaler, där det synkroniserar varje maskin i ett nätverk till.

Eftersom NTP säkerställer att varje enhet hålls exakt till denna källtid och ignorerar de opålitliga systemklockorna, kan hela nätet hållas synkroniserat med varje maskin inom fraktioner av en sekund av varandra.

Många moderna datanätverk kör nu Microsofts senaste operativsystem Window 7, som har många nya och förbättrade funktioner, inklusive möjligheten att synkronisera tiden.

När en Windows 7-maskin startas upp, till skillnad från tidigare inkarnationer av Windows, försöker operativsystemet automatiskt synkronisera till en tidsserver över internet för att säkerställa att nätverket körs korrekt tid. Men medan denna anläggning ofta är användbar för bostadsanvändare, kan det för företagens nätverk orsaka många problem.

För det första måste företagets brandvägg ha en öppen port (UDP 123) för att tillåta den här synkroniseringsprocessen att tillåta regelbunden överföring av tid. Detta kan orsaka säkerhetsproblem som skadliga användare och bots kan dra nytta av den öppna porten för att tränga in i företagsnätverket.

För det andra, medan internet tidsservrar är ofta ganska korrekta, det kan ofta bero på ditt avstånd från värden och eventuell latens som orsakas av nätverket eller internetanslutningen kan ytterligare orsaka felaktigheter, vilket innebär att systemet ofta kan vara mer än flera sekunder bort från den föredragna UTC-tiden (Samordnad Universal Time ).

Slutligen, eftersom internetkällor är stratum 2-enheter, det vill säga de är servrar som inte tar emot en förstahandskod, men får istället en andrahandskälla från en stratum 1-enhet (dedikerad NTP tidsserver - Network Time Protocol), vilket också kan leda till felaktighet. Dessa stratum 2-anslutningar kan också vara mycket upptagna för att hindra ditt nätverk från att komma åt tiden under längre perioder som riskerar att driva.

För att säkerställa korrekt, pålitlig och säker tid för ett Windows 7-nätverk finns det verkligen ingen ersättning än att använda din egen stratum 1 NTP-tidsserver. Dessa är lättillgängliga från många källor och är inte särskilt dyra men den sinnesfrid de ger är ovärderlig.

Stratum 1 NTP-tidsservrar Ta emot en säker tidsignal direkt från en klockklocka. Tidsignalen är extern till nätverket, så det finns ingen risk för att det kapas eller behöver ha öppna portar i brandväggen.

Eftersom tidssignalerna kommer från en direkt klockkälla är de dessutom mycket noggranna och har inga latensproblem. De signaler som används kan antingen vara via GPS (Global Positioning System satelliter har atomklockor ombord) eller från radiosändningar som sänds av nationella fysiklaboratorier som NIST i USA (sänds från Colorado), NPL i Storbritannien (överförd form Cumbria) eller deras tyska motsvarighet (från Frankfurt).

Nästan varje anordning verkar ha en klocka fäst vid den i dessa dagar. Datorer, mobiltelefoner och alla andra prylar som vi använder är alla bra källor till tid. Att se till att oavsett var du är en klocka är aldrig långt borta - men det var inte alltid på detta sätt.

Klocka gör, i Europa, började omkring det fjortonde århundradet då de första enkla mekaniska klockor utvecklades. Dessa tidiga enheter var inte mycket exakt, förlorar kanske upp till en halvtimme om dagen, men med utvecklingen av pendlar dessa enheter blev allt mer exakt.

Men de första mekaniker al klockor var inte de första mekaniska anordningar som kan berätta och förutsäga tiden. I själva verket verkar det européer var över femton hundra år sen med sin utveckling av växlar, kuggar och mekaniska klockor, som de gamle hade för länge sedan fick det först.

I början av nittonhundratalet en mässings maskin upptäcktes i ett skeppsbrott (Antikythera vrak) från Grekland, vilket var en anordning så komplicerat som någon klocka som gjorts i Europa i den medeltida perioden. Medan Antikythera mekanismen är inte strikt en klocka - det var utformad för att förutsäga omloppsbana planeter och årstider, solförmörkelser och även antika olympiska spelen - men är lika exakt och komplicerat som schweiziska klockor som tillverkats i Europa under artonhundratalet.

Medan européerna måste lära tillverkning av sådana exakta maskiner, har klocktillverkning gått vidare dramatiskt sedan dess. Under de senaste hundra eller så åren har vi sett framväxten av elektroniska klockor, med hjälp av kristaller såsom kvarts att hålla tiden, till uppkomsten av atomur som använder resonansen av atomer.

Atomur är så exakta att de inte kommer att glida förbi ens en sekund i hundra tusen år som är fenomenal när man betänker att även kvarts digitala klockor kommer att glida flera sekunder na dag.

Även om få människor kommer någonsin sett ett atomur eftersom de är skrymmande och komplicerade enheter som kräver grupper av människor att hålla dem i drift, de fortfarande styr våra liv.

Mycket av den teknik som vi är bekanta med, såsom Internet och mobiltelefonnät, är alla styrs av atomur. NTP-tidsservrar (Network Time Protocol) används för att ta emot atomklocksignaler ofta sänds av stora fysiklaboratorier eller från GPS (Global Positioning System) satellitsignaler.

NTP-servrar sedan distribuera tiden runt ett datornät justera systemklockorna på individuella maskiner för att säkerställa att de är korrekta. Normalt kan ett nätverk av hundratals och även tusentals maskiner hållas synkroniserade tillsammans ett atomur tidskälla med hjälp av en enda NTP tidsserverOch hålla dem med en noggrannhet på några millisekunder från varandra (några tusendelar av en sekund).

Att komma från A till B har varit ett primärt intresse för samhällen sedan de första vägarna byggdes. Vare sig det är häst, vagn, tåg, bil eller flyg - transport är det som gör det möjligt för samhällen att växa, blomstra och handla.

I dagens värld är våra transportsystem mycket komplexa tack vare det stora antalet människor som alla försöker komma någonstans - ofta vid liknande tidpunkter som rusningstid. Att behålla motorvägar, motorvägar och järnvägar körs kräver en sofistikerad teknik.

Trafikljus, hastighetskameror, elektroniska varningsskyltar och järnvägssignaler och punktsystem måste synkroniseras för säkerhet och effektivitet. Eventuella skillnader i tid mellan trafiksignaler kan till exempel leda till trafikköer bakom vissa ljus och andra vägar är tomma. På järnvägarna, om punkterna styrs av en felaktig klocka, när tågen kommer systemet kan vara oförberedt eller inte ha bytt linjen - vilket leder till katastrof.

På grund av behovet av säker, korrekt och tillförlitlig tidssynkronisering i våra transportsystem synkroniseras tekniken som styr dem ofta till UTC med hjälp av klockan tidsservrar.

De flesta tidsservrar som styr sådana system måste vara säkra så att de använder sig av Network Time Protocol (NTP) och få en säker tidöverföring som antingen använder atomur på GPS-satelliterna (Global Positioning System) eller genom att ta emot en radiotransmission från ett fysiklaboratorium som NPL (National Physical Laboratory) eller NIST (National Institute of Standards and Time).

Därefter är alla trafik- och järnvägssystem som fungerar på samma nätverk korrekta mot varandra inom några millisekunder av den här klockan genererade tiden och NTP-tidsservrar som håller dem synkroniserade, säkerställer att de stannar så, vilket gör minutjusteringar av varje systemklocka för att klara avdriften.

NTP-servrar används också av datanät för att säkerställa att alla maskiner synkroniseras tillsammans. Genom att använda en NTP-tidsserver i ett nätverk minskar sannolikheten för fel och säkerställer att systemet hålls säkert.

Del ett

Med moderna NTP-servrar (Network Time Protocol) synkronisering görs enkelt. Genom att ta emot signaler från GPS eller radiosignaler som MSF eller WWVB kan datanät som består av hundratals maskiner enkelt synkroniseras, vilket garanterar problemfri nätverksförbindelse och exakt tidsstämpling.

moderna NTP-tidsservrar är beroende av atomklockor, exakt till miljarder delar av en sekund, men atomklockor har bara funnits under de senaste sextio åren och synkronisering har inte alltid varit så lätt.

I de tidiga dagarna av kronologi, klockor mekaniska i naturen, var inte särskilt precisa alls. De första tidbitarna kunde drivas med upp till en timme om dagen så att tiden kunde skilja sig från stadsklockan till stan klockan och de flesta i jordbruksbaserade samhället ansåg dem som en nyhet, med stöd av soluppgång och solnedgång för att planera deras dagar.

Men efter den industriella revolutionen blev handel viktigare för samhället och civilisationen, och därmed behovet av att veta vad tiden var; människor behövde veta när de skulle gå till jobbet, när de skulle lämna och med tillkomsten av järnvägar, blev exakt tid ännu viktigare.

I de tidiga dagarna om industrin blev arbetare ofta vaknade för arbete av personer som betalades för att väcka dem. Känd som "knocker-uppers." Med utgångspunkt från fabriks-tidspunkterna skulle de gå runt i stan och trycka på folks fönster, varna dem till början av dagen och fabrikshöjarna signalerade början och slutet av skift.

Men när handelsutvecklad tid blev ännu mer avgörande, men som det skulle ta ytterligare ett sekel eller så för mer exakta timepieces att utveckla (tills åtminstone uppfinning av elektroniska klockor), utvecklades andra metoder.

Att följa…