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.

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).

Fortsatt…

De flesta städer skulle ha en huvudklocka, till exempel Big Ben i London, och för de som bodde i närheten var det ganska lätt att titta ut genom fönstret och justera kontors- eller fabrikklockan för att säkerställa synkronisitet. Men för andra som inte med tanke på dessa tornklockor användes andra system.

Vanligtvis skulle någon med fickficka ställa in tiden vid tornklockan på morgonen och sedan gå runt företag och för en liten avgift, låt folk veta exakt vad tiden var och sålunda möjliggöra för dem att justera kontoret eller fabrikens klocka för att passa .

När järnvägen började och tidtabeller blev viktiga var det tydligt att en mer exakt metod för att hålla tid behövdes, och då var den första officiella tidskalan utvecklad.

Som klockor var fortfarande mekaniska, och därför felaktiga och benägna att drifta, vände samhället igen till den mer exakta kronometeren, solen.

Det bestämdes att när solen var direkt över en viss plats skulle det signalera middag på denna nya tidsskala. Plats: Greenwich, i London, och tidsskalan, ursprungligen kallad järnvägstid, blev så småningom Greenwich Meantime (GMT), en tidsskala som användes tills 1970: s.

Nu är det naturligtvis med atomklockor, tiden är baserad på en internationell tidsskala UTC (Koordinerad Universal Time), även om dess ursprung fortfarande är baserat på GMT och ofta är UTC fortfarande refererad till som GMT.

Nu med tillkomsten av internationell handel och globala datanätverk, UTC används som grund för nästan all internationell tid. Datanät distribuerar NTP-servrar för att säkerställa att tiden på sina nätverk är korrekta, ofta till tusen sekund till UTC, vilket innebär att datorerna tippar med samma exakta tid, oavsett om det är i London, Paris eller New York, UTC är UTC används för att säkerställa att datorer överallt kan exakt kommunicera med varandra, förhindra de fattiga felaktigheterna tidssynkronisering kan orsaka.

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…

De atomklocka är oöverträffad i sin kronologiska noggrannhet. Ingen annan metod att behålla tiden kommer nära precisionen hos en atomur. Dessa ultrakompakta enheter kan hålla tid i tusentals år utan att förlora en sekund i drift - i jämförelse med elektroniska klockor, kanske de näst mest exakta enheterna, som kan drifta upp till en sekund om dagen.

Atomklockor är inte praktiska anordningar att ha runt om. De använder avancerad teknik som superkylvätskor, lasrar och dammsugare - de behöver också ett team av skickliga tekniker för att hålla klockorna igång.

Atomklockor utplaceras i vissa tekniker. Global Positioning System (GPS) bygger på atomklockor som arbetar ombord på obemannade bana-satelliter. Dessa är avgörande för att utarbeta exakta avstånd. På grund av ljusets hastighet som signalerna reser, skulle en sekunds felaktighet i någon GPS-klocka leda till att information lämnas ut med tusentals kilometer - men den faktiska noggrannheten hos GPS ligger inom några meter.

Medan dessa helt noggranna och exakta instrument för att mäta tid är oöverträffade och det dyra att köra sådana enheter är otillgängligt för de flesta, synkroniserar din teknik till en atomur i själva verket relativt enkelt.

Atomklockorna ombord på GPS-satelliterna utnyttjas lätt för att synkronisera många teknologier till. Signalerna som används för att tillhandahålla positionsinformation kan också användas som en klocka till atomur tid.

Det enklaste sättet att ta emot dessa signaler är att använda en GPS NTP-server (Network Time Protocol). Dessa NTP-servrar använd atomklockans tidssignal från GPS-satelliterna som referenstid, protokollet NTP används sedan för att distribuera denna tid runt ett nätverk, kontrollera varje enhet med GPS-tiden och justera för att säkerställa noggrannhet.

Hela datornätverk kan synkroniseras med GPS-klockan genom att bara använda en NTP GPS-server, se till att alla enheter är inom millisekunder av samma tidpunkt.

Många tekniker är beroende och exakt, exakt och pålitlig tid. Tidsynkronisering är avgörande i många tekniska system som vi möter varje dag, från CCTV-kameror och bankomater till flygledningskontroll och telekommunikationssystem.

Utan synkronisering och noggrannhet skulle många av dessa tekniker bli opålitliga och kunna orsaka stora problem, till och med katastrofala för flygledare.

Exakt tid och synkronisering spelar också en allt viktigare del i det moderna datornätverket, vilket säkerställer att nätverket är säkert, data inte går förlorat och nätverket kan debuggeras. Att inte säkerställa att ett nätverk är synkroniserat på rätt sätt kan leda till många oväntade problem och säkerhetsproblem.

Säkerställande av noggrannhet

För att säkerställa noggrannhet och exakt tidssynkronisering tar den moderna tekniken och datornätverket tid att kontrollera Network Time Protocol (Network Time Protocol)NTP) används mest. NTP säkerställer att alla enheter i ett nätverk, oavsett om de är datorer, routrar, CCTV-kameror eller nästan vilken annan teknik som helst, bibehålls exakt samma tid som alla andra enheter i nätverket.

Det fungerar genom att använda en enda källa som den sedan distribuerar runt nätverket, kontrollerar drift och korrigeringsanordningar för att säkerställa paritet med tidskällan. Den har många andra funktioner som att kunna bedöma fel och beräkna den bästa tiden från flera källor.

Hämta tiden

När du använder NTP kan du få den mest exakta tidskällan till att hålla nätverket synkroniserat - inte bara tillsammans utan också synkroniserat med alla andra enheter eller nätverk som använder samma tidskälla.

En global tidsskala kallad Koordinerad Universal Time (UTC) är det som är mest NTP-servrar och teknik användning. En sit är en global tidsskala, och berör inte tidszoner och sommartid, UTC tillåter nätverk över hela världen att kommunicera exakt med exakt samma tidskälla.

NTP-tidsservrar

Trots att de är många källor till UTC över internet rekommenderas dessa inte av exakthet och säkerhetsskäl. att få en exakt källa till NTP finns det egentligen bara två alternativ: med hjälp av a NTP tidsserver som kan ta emot radiosändningar från atomurlaboratorier eller genom att använda tidssignaler från GPS-satelliter.

Windows Server är det vanligaste operativsystemet som används av företagsnätverk. Oavsett om det är den senaste Windows Server 2008 eller en tidigare inkarnation som 2003, har de flesta datanätverk som används i handel och företag en version.

Dessa nätverksoperativsystem använder sig av tidssynkroniseringsprotokollet NTP (Network Time Protocol) för att säkerställa synkronisitet mellan alla enheter anslutna till nätverket. Detta är viktigt i den moderna världen av global kommunikation och handel, eftersom en syn på synkronisering kan orsaka otaliga problem. data kan gå vilse, fel kan gå oupptäckt, debugging blir nästan omöjligt och tidskänsliga transaktioner kan misslyckas om det inte finns någon synkronisering.

NTP fungerar genom att välja en enda källa och kontrollerar tiden på alla enheter i nätverket, och justerar dem, det säkerställer att tiden synkroniseras hela tiden. NTP kan hålla alla datorer, routrar och andra enheter i ett nätverk inom några millisekunder av varandra.

Det enda kravet för nätverksadministratörer är att välja en tidskälla - och det är här många IT-proffs brukar gå fel.

Internet-tidsservrar

Vilken tidskälla som helst för att synkronisera ett nätverk bör vara UTC (Coordinated Universal Time), som är en global tidsplan styrd av världens mest exakta atomur och den första källan för att hitta en UTC-tidsserver är internet.

Och många nätverksadministratörer väljer att använda dessa online-tidsservrar menar att de är en korrekt och säker källa till tid. Detta är dock inte strikt fallet. Internet-tidsservrar skickar tidssignalen via nätverksbrandväggen, vilket innebär att virus och skadliga användare kan dra nytta av detta "hål".

Ett annat problem med internettidsservrar är att deras noggrannhet inte kan garanteras. Ofta är de inte lika exakta som ett yrkesnätverk kräver och faktorer som avstånd från värden kan göra skillnader i tiden.

Dedikerad NTP-tidsserver

Dedikerad NTP-tidsservrar, men får tid direkt från atomur - antingen från GPS-nätverket eller via säkra radioöverföringar från nationella fysiklaboratorier. Dessa signaler är millisekunder korrekta och 100% säkra.

För alla som kör ett nätverk som använder Windows Server 2008 eller annat Microsoft-operativsystem bör seriöst överväga att använda en dedikerad NTP-server snarare än internet för att säkerställa noggrannhet, tillförlitlighet och säkerhet.

Noggrann och pålitlig tid är mycket viktigt och när nätverk och internet blir snabbare och snabbare - blir noggrannhet ännu viktigare.

Datorer interna klocksystem är ingenstans nära noggranna nog för många nätverksuppgifter. Som enkla kvartschronometrar kommer de att drifta, med så mycket som en sekund som kanske inte skulle vara ett problem om det inte var för det faktum att alla klockor på nätverket kan drivas med olika hastigheter.

Och när världen blir mer global kan det vara viktigt att säkerställa datanätverk att prata med varandra, vilket betyder att synkronisering med den globala tidsskala UTC (Samordnad Universal Time) nu är en förutsättning för de flesta nätverk.

Synkroniseringsmetoder

Det finns för närvarande bara två metoder för att få riktigt noggrann och pålitlig tid:

• Användning av en internetbaserad tidsserver från platser som NIST (National Institute of Standards and Time) eller Microsoft.
• Användning av en dedikerad NTP tidsserver - som tar emot externa tidskällor som från GPS

Det finns fördelar och nackdelar för båda typerna av källor - men vilken metod är bäst?

Internet Time

Internet tid har en stor fördel - det är ofta gratis. Det finns dock nackdelar med att använda en internetbindningskälla. Den första är avståndet. Avståndet över internet kan ha en dramatisk effekt och när Internet blir snabbare har avståndet en ännu större effekt vilket innebär att noggrannheten blir mer tuff.

En annan nackdel med internettiden är bristen på autentisering och säkerhetsrisken som den utgör. Autentisering är vad tidprotokollet NTP (Network Time Protocol) använder för att fastställa den sanna identiteten för en tidskälla.

Dessutom kan en internetkälla endast nås via en brandvägg, så en UDP-port måste hållas öppen, vilket ger en möjlig ingång för programvarusnäckor eller skadliga användare.

NTP Time Server

NTP-tidsservrar å andra sidan är dedikerade enheter. De hämtar en källa till UTC externt till brandväggen från antingen GPS eller en långvågsradioöverföring. Dessa kommer direkt från atomklockor (med GPS-klockan är atomuret ombord på satelliten) och kan därför inte kapas av skadliga användare eller virus.

NTP-servrar är också mycket mer exakta och påverkas inte av avstånd vilket innebär att ett nätverk kan ha millisekunds noggrannhet hela tiden.

Du behöver inte att jag berättar för dig hur viktigt datanätets synkronisering är. Om du läser detta är du noga medveten om vikten av att alla dina datorer, routrar och enheter i ditt nätverk körs samtidigt.

Misslyckande med att synkronisera ett nätverk kan orsaka alla möjliga problem, även om det saknas synkronisitet kan problemen bli obemärkta eftersom felfel och felsökning av ett nätverk kan vara omöjligt utan en synkroniserad tid.

Det finns flera alternativ för att hitta en källa till korrekt tid också. De flesta tidskällor som används för synkronisering är en källa till UTC (Coordinated Universal Time) som är den internationella tidsplanen.
Det finns dock pro och con till alla källor:

Internet tid

Det finns ett oändligt antal källor till UTC-tid på internet. Några av dessa tidskällor är helt ogynnsamma och opålitliga men det finns vissa betrodda källor som utges av människor som NIST (National Institute for Standards and Time) och Microsoft.

Oavsett hur betrodat tidskällan är det dock två problem med internetkällor. För det första är en Internet-tidsserver faktiskt en stratum 2-enhet. Med andra ord är en internet-tidsserver ansluten till en annan tidsserver som får sin tid från en atomklocka, vanligtvis från en av källorna nedan. Så en internetkälla kommer aldrig att vara lika exakt eller exakt som att använda en stratum 1-tidsserver själv.

För det andra, och ännu viktigare, drivs internetkällor genom brandväggen så att en eventuell säkerhetsbrott är tillgänglig för alla skadliga användare som vill utnyttja de öppna portarna.

GPS-tid

GPS-tiden är mycket säkrare. Det är inte bara en GPS-tidssignal tillgänglig någonstans med en synvinkel av himlen, men även GPS-tidssignaler kan mottas externt till nätverket. Genom att använda en GPS-tidsserver GPS-tidssignalerna kan tas emot och med hjälp av NTP (Network Time Protocol) kan denna tid konverteras till UTC (GPS-tiden är för närvarande 17 sekunder exakt bakom GPS-tid) och distribueras sedan runt nätverket.

MSF / WWVB Time

Radiosändningar i långvåg överförs av flera nationella fysiklaboratorier. NIST och Storbritanniens NPL är två sådana organisationer och de sänder UTC-signalerna MSF (UK) och WWVB (USA) som kan tas emot och utnyttjas av en radio refererad NTP-server.

Atomur är mycket undervärderade tekniker deras utveckling har revolutionerat hur vi lever och arbetar och har gjort möjliga teknologier som skulle vara omöjliga utan dem.

Satellitnavigering, mobiltelefoner, GPS, internet, flygkontroll, trafikljus och även CCTV-kameror är beroende av ultra exakt timekeeping av en atomur.

Noggrannheten hos en atomur är oföränderlig med andra gången som håller enheter som de inte drifter med ännu en sekund i hundratusentals år.

Men atomklockor är stora känsliga enheter som behöver team av erfarna tekniker och optimala förhållanden som de som finns i ett fysiklaboratorium. Så hur kan alla dessa tekniker dra nytta av en atomurs hög precision?

Svaret är ganska enkelt, kontrollerna av atomklockor, vanligtvis nationella fysiklaboratorier, sänds via långvågradio, tiden signalerar att deras ultimata precisa klockor producerar.

För att ta emot dessa tidssignaler, servrar som använder tidssynkroniseringsprotokollet NTP (Network Time Protocol) används för att ta emot och distribuera dessa tidsstämplar.

NTP-tidsservrar, som ofta kallas nätverks-tidsservrar, är en säker och korrekt metod för att säkerställa att någon teknik körs med exakt klocktid. Dessa tidssynkroniseringsenheter kan synkronisera enskilda enheter eller hela nätverk av datorer, routrar och andra enheter.

NTP-servrar som använder GPS-signaler för att ta emot tiden från atomur-satelliterna används också vanligtvis. Dessa NTP GPS tid servrar är lika exakta som de som tar emot tiden från fysiklaboratorier, men använder den svagare, synfältet GPS-signal som deras källa.