En av världens mest exakta atomklockor ska lanseras i omlopp och kopplas till International Space Station (ISS) tack vare ett avtal som undertecknats av den franska rymdorganisationen.

Den atomära klockan PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbite) är ansluten till ISS i ett försök att mer noggrant testa Einsteins teori om relativt samt öka noggrannheten hos samordnad universell tid (UTC) bland annat geodesi experiment.

PHARAO är en nästa generation cesium atomur med en noggrannhet som motsvarar mindre än en sekunds drift varje 300,000 år. PHARAO ska lanseras av Europeiska rymdorganisationen (ESA) i 2013.

Atomklockor är de mest korrekta tidsåtgärderna som är tillgängliga för mänskligheten, men de är mottagliga för förändringar i gravitationstryck, som förutsagts av Einsteins teori, eftersom tiden i sig är slewed av jordens drag. Genom att placera denna korrekta klocka i omlopp minskar effekten av jordens gravitation, vilket gör att PHARAO kan vara mer exakt än jordbaserad klocka.

Medan atomur är inte nya för bana, lika många satelliter; inklusive GPS-nätverket (Global Positioning System) innehåller atomklockor, kommer PHARAO emellertid att vara bland de mest exakta klockorna som någonsin lanserats i rymden, så att den kan användas för mer detaljerad analys.

Atomklockor har funnits sedan 1960 men deras ökande utveckling har banat vägen för mer och mer avancerad teknik. Atomklockor utgör grunden för många moderna teknologier från satellitnavigering för att tillåta datanätverk att kommunicera effektivt över hela världen.

Dator nätverk ta emot tidssignaler från atomur via NTP-tidsservrar (Network Time Protocol) som kan exakt synkronisera ett datornätverk inom några millisekunder av UTC.

Det finns en viss ironi att datorn som sitter på skrivbordet och kan ha kostat så mycket som månadslön kommer att ha en klocka ombord som är mindre noggrann än en billig armbandsur som köps på en bensinstation eller bensinstation.

Problemet är inte att datorer är speciellt gjorda med billiga timing-komponenter men att all seriös tidsåtgång på en dator kan uppnås utan dyra eller avancerade oscillatorer.

De inbyggda timingoscillatorerna på de flesta datorer är i själva verket bara en säkerhetskopia för att hålla datorns klocka synkroniserad när datorn är avstängd eller när nätverksinställningar inte är tillgängliga.

Trots dessa otillräckliga inbyggda klockor kan timing på ett nätverk av datorer uppnås inom millisekundernas noggrannhet och ett nätverk som är synkroniserat med den globala tidsskalaen UTC (Coordinated Universal Time) ska inte glida alls.

Anledningen till att denna höga noggrannhet och synkronitet kan uppnås utan dyra oscillatorer är att datorer kan använda Network Timing Protocol (Network Timing Protocol)NTP) för att hitta och behålla den exakta tiden.

NTP är en algoritm som distribuerar en enda källa till tid; Detta kan genereras av datorns inbyggda klocka - även om det här skulle se varje maskin på nätverksdriften som klockan själv driver - En mycket bättre lösning är att använda NTP för att distribuera en stabil, exakt tidskälla och helst för nätverk som bedriver verksamhet över internet, en källa till UTC.

Den enklaste metoden att ta emot UTC - som hålls sant av en konstellation av atomur runt om i världen - är att använda en dedikerad NTP tidsserver. NTP-servrar använder antingen GPS-satellitsignaler (Global Positioning System) eller långvågsradiosändningar (vanligtvis överförda av nationella fysiklaboratorier som NPL eller NIST).

En gång mottagen NTP-server distribuerar tidkällan över nätverket och kontrollerar ständigt varje maskin för drift (I huvudsak kontaktar nätverksmaskinen servern som klient och informationen utbyts via TCP / IP.

Detta gör datorns inbyggda klockor föråldrade, men när maskinerna initialt startas upp, eller om det har varit en fördröjning att kontakta NTP-server (om det är nedåt eller det finns ett temporärt fel) används den inbyggda klockan för att behålla tiden tills full synkronisering återigen kan uppnås.

tids~~POS=TRUNC synkronisering~~POS=HEADCOMP är en viktig aspekt av datanätverk. Att säkerställa alla maskiner i ett nätverk synkroniseras med den globala tidsskalaen, UTC (Coordinated Universal Time), annars skulle känsliga transaktioner med andra nätverk vara omöjliga.

Tidsynkronisering görs enkelt tack vare Network Time Protocol (NTP), som utformades i de tidiga dagarna av Internet för det här ändamålet. Det fungerar vara att använda en enda källa (vanligtvis UTC) som sedan distribueras bland alla enheter på NTP-nätverket.

De UTC-tidskälla tas ofta från Internet på nätverk där säkerhet inte är en bra fråga, men eftersom det här innebär att lämna en öppen port i en nätverksvägg för många nätverk, är sårbarheten som detta kan leda inte värt risken.

Dedikerad nätverk tidsservrar (ofta kallad NTP-servrar) används av många nätverk som en säker och ännu mer exakt metod att ta emot UTC. Dessa enheter mottar UTC-tiden direkt från en klockklocka.

Dessutom arbetar dessa dedikerade tidsservrar externt till brandväggen och nätverket och använder källor som GPS- eller radiofrekvenser för att hämta tidskoderna.

För att underlätta synkroniseringen finns det olika tidssynkroniseringsprogram paket som går hand i hand med NTP och tillåter, via webbläsargränssnitt, enkel konfiguration av tidssynkronisering i hela nätverket.

Även om dessa tidssynkroniseringsprogramvarupaket inte är nödvändiga för att använda de flesta NTP-servrar, standardprogramvaran installerad i operativsystem saknas ofta eller är ganska komplicerad.

De flesta specialproducenter av dedikerade nätverks-tidsservrar kommer att producera en tidsklientklient för att möjliggöra konfiguration och dessa är troligen bäst lämpade för enheten från den kompletteraren. Det finns dock många freeware och programvarupaket med öppen källkodssynkronisering som för det mesta är kompatibla med många NTP-servrar.

Att berätta tiden är något som kan av oss lära oss när vi är mycket små barn. Att veta vilken tid det är en viktig del av vårt samhälle och vi inte kunde fungera utan det. Tänk om vi inte berättade för tiden - när skulle du gå till jobbet? När skulle du gå och hur skulle det vara möjligt att träffa andra människor eller arrangera någon form av funktion.

Samtidigt som tiden är avgörande för oss är det ännu viktigare för datorer som använder tid som enda referenspunkt och bland datornätverk tidssynkronisering är avgörande. Utan att registrera tiden, kunde datorer inte fungera eftersom det inte fanns någon hänvisning till orderprogram och funktioner.
Men hur datorerna berättar tid och datum är mycket annorlunda än hur vi spelar in det. I stället för att spela in en separat tid, datum och år - använder datorsystem ett enda nummer. Detta nummer är baserat på antalet sekunder från en uppsättning tidpunkt - känd som den primära epoken.

När denna epok är beror det på operativsystemet eller det aktuella programmeringsspråket. Unix-system har t ex en epok som börjar vid 1 januari 1970 och antalet sekunder från epoken räknas i ett 32-bitte heltal. Andra operativsystem, som Windows, använder ett liknande system men epoken är annorlunda (Windows startar på 1 januari 1601).

Det finns dock nackdelar med detta heltalssystem. Till exempel som Unix-systemet är ett 32-bit heltal som startade i 01 Jan 1970, genom 19 januari 2038 kommer heltalet att ha uttömt alla möjliga nummer och måste återgå till noll. Detta kan orsaka problem med system som är beroende av Unix i ett problem som påminner om Millennium buggen.
Det finns också andra problem som gäller datortid också. På grund av de globala kraven på Internet är all datatid nu baserat på UTC (Koordinerad Universal Time). UTC ändras emellertid ibland genom att lägga till Leap Seconds för att säkerställa att tiden matchar jordens rotation (jordens rotation är aldrig exakt på grund av gravitationskrafter) så att språnghantering måste omfatta ett datortidssystem.

Dator tid är ofta förknippad med NTP (Network Time Protocol) som används för att synkronisera datorer som ofta använder en nätverk tidsserver.

Efter år av oro och osäkerhet, den europeiska som motsvarar GPS (Global Positioning System), börjar äntligen ta form. Det europeiska Galileo-systemet, som kompletterar det nuvarande USA-systemet, är ett steg närmare slutförandet.

Galileo, som kommer att bli det första operativa globala navigationssatellitsystemet (GNSS) utanför USA, kommer att tillhandahålla positionsinformation för satellitnavigationsmaskiner och tidsinformation för GPS NTP-servrar (Network Time Protocol).

Systemet, som är konstruerat och tillverkat av Europeiska rymdorganisationen (ESA) och Europeiska unionen (EU), och när den är i drift förväntas det förbättra tillgängligheten och noggrannheten av tids- och navigationssignaler som överförs från rymden.

De har blivit förfängda i politisk krusning och osäkerhet sedan starten för nästan ett decennium sedan. Invändningar från USA att de kommer att förlora förmågan att toppa stänga av GPS i tider med militärt behov och ekonomiska begränsningar i hela Europa, innebar att projektet nästan var förvarat flera gånger.

De första fyra satelliterna färdigställs dock i ett laboratorium i södra England. Dessa satelliter för in-orbit-validering (IOV) kommer att bilda en mini-konstellation på himlen och bevisa Galileo-konceptet genom att sända de första signalerna så att det europeiska systemet kan bli verklighet.

Resten av satellitnätet bör följa kort tid efter och. Galileo bör så småningom omfatta över 30 av dem vilket innebär att användare av satellitnavigationssystem av GPS NTP tid servrar bör få snabbare lösningar kunna hitta sina positioner med ett fel på en meter jämfört med det nuvarande GPS-bara felet på fem.

Håll datorer synkroniserade på ett nätverk är avgörande, särskilt om nätverket i fråga handlar om tidskänsliga transaktioner. Om du inte behåller ett nätverkssynkroniserat kan det orsaka kaos som leder till fel, sårbarheter och oändliga problem med felsökning.

Men med antalet online-tidsservrar tillgängliga från välrenommerade platser som NIST eller Microsoft frågas man oftast om varför datanät måste synkroniseras med en extern NTP-tidsserver.

Dessa dedikerade NTP-enheter ses ofta som en onödig kostnad och många nätverksadministratörer avstår enkelt från dem och ansluter till en online-tidsserver, efter allt gör det samma jobb inte det?

Egentligen finns det två huvudorsaker till varför NTP-tidsservrar är inte bara viktiga men nödvändiga för de flesta datornätverk och att förbise dem kan vara kostsamma på många sätt.

Låt mig förklara. Den första anledningen till att en extern NTP-server är viktigt är noggrannhet. Det är inte så att internetkällor i allmänhet är felaktiga (även om många är) men det är frågan om avstånd som tidsreferensen måste resa. Vidare, i tider då anslutningen är vilse - oavsett om det är ett lokalt anslutningsfel eller tidsservern själv går ner - nätverket börjar drifta tills anslutningen återställs.

För det andra och kanske viktigast är säkerhetsfrågorna involverade i att använda en Internet-tidskälla. Det största problemet är att om din anslutning till en tidsserver genom den då en öppen port (UDP 123 från NTP-förfrågningar) måste lämnas öppen, och som med någon öppen port som kan användas som en gateway för skadlig programvara och användare.

Anledningen dedikerade NTP-tidsservrar är avgörande för datanät är att de arbetar helt oberoende och externt till nätverks brandvägg. Istället för att få tillgång till en tidskälla över Internet använder de antingen GPS- eller radiosändningar för att få tiden. Och därigenom kan de tillhandahålla korrekt tid hela tiden utan rädsla för att förlora en anslutning eller tillåta en otäck trojan genom brandväggen.

Vi lever i en snabb värld där tiden är viktig. I vissa industrier kan även en sekund göra skillnaden. Millioner dollar byts ut händer i börsen varje sekund och aktiekurserna kan stiga eller dunkla.

Att få rätt pris vid rätt tidpunkt är viktigt för handel på en så snabb penningmarknad och perfekt nätverkssynkronisering är det väsentliga för att kunna göra det hänt.

Att säkerställa att varje maskin som handlar i aktier, aktier och obligationer har rätt tid är avgörande för att människor ska handla på derivatmarknaden, men när handlare sitter i olika delar av världen, hur kan detta eventuellt uppnås.

Lyckligtvis samordnad universell tid (UTC), en global tidsplan utvecklad efter utvecklingen av atomklockor, tillåter samtidigt att styra varje näringsidkare, oavsett var de befinner sig i världen.

Eftersom UTC är baserat på atomur tid och hålls exakt av en konstellation av dessa klockor är den hög pålitlig och korrekt. Och branscher som börsen använder UTC för att styra tiden på sina datanät.

Datornätets tidssynkronisering uppnås i datanät genom att använda NTP-server (Network Time Protocol). NTP-servrar mottar en källa till UTC från en atomklockreferens. Det här är antingen från GPS-nätverket eller via specialradioöverföringar (den är tillgänglig via internet också men är inte lika pålitlig).

När den har tagits emot distribuerar NTP-servern den mycket exakta tiden i hela nätverket och kontrollerar kontinuerligt varje enhet och arbetsstation för att säkerställa att klockan är så exakt som möjligt.

Dessa nätverk tidsservrar kan hålla hela nätverket av hundratals och tusentals maskiner i perfekt synkronisering - inom några millisekunder av UTC!

Vi lever och arbetar i en helt annan värld än den som många av oss föddes i. Vi är nu lika sannolika att köpa något från hela internet som promenad längs kolgatan. Och stor affär och handel har också förändrats med att marknaden blir verkligt global och internet är det vanligaste verktyget för handel.

Handel globalt ger sina problem men som olika tidsplaner styr olika länder över hela världen. För att säkerställa paritet infördes en global tidsplan i 1970s vetande Koordinerad universell tid (UTC). Men eftersom e-handel avancerade så behövde det vara nödvändigt att säkerställa korrekt synkronisering till UTC.

Det största problemet är att de flesta klockor och klockor, inklusive de inbyggda i datorns moderkort, är mottagliga för drift. Och eftersom olika maskiner kommer att drivas i olika takt, kan global kommunikation och e-handel vara omöjlig. Tänk bara på skillnaden som en sekund kan göra på marknadsplatser som börsen, där förmögenheter är vunna eller förlorade, eller när du köper platsbokningar online, vad skulle hända om någon på en dator med långsammare klocka bokade samma plats efter dig, den Datorns tidstämplar visar den person som bokats före dig.

Andra oförutsedda fel kan uppstå, även i interna nätverk, när datorer körs olika gånger. Data kan gå vilse, fel kan vara svårt att logga, spåra och fixa och skadliga användare kan dra nytta av tiden förvirring.

För att säkerställa en sann global synkronisering kan datanätverk synkronisera till en atomur som tillåter att alla datorer i ett nätverk o ligger inom några millisekunder av UTC. Beräkna nätverksanvändning NTP-servrar (Network Time Protocol) för att säkerställa korrekt synkronisering, mest NTP-servrar Ta emot klockan från antingen GPS-satelliter av radiofrekvenser.

Det finns inget värre än att återvända till din bil för att upptäcka att din parkeringsmätarens tidsgräns har löpt ut och du har en parkeringsbiljett som klappas på din vindruta.

Mer ofta är det bara en fråga om att vara ett par minuter sent innan en övervakad parkeringsvakt spårar din utgående mätare eller biljett och ger dig böter.

Men som Chicago-människorna upptäcker, kan en minut vara skillnaden mellan att komma tillbaka till bilen i tid eller ta emot en biljett, en minut kan också vara skillnaden mellan olika parkeringsmätare.

Det verkar klockorna på 3000 nya parkeringsmätars lådor i Cale, Chicago har upptäckts att vara osynkroniserade. Faktum är att nästan alla 60 lådor observerats, de flesta är av minst en minut och i vissa fall nästan 2 minuter från vad som är "verklig" tid.

Detta har orsakat huvudvärk till det företag som ansvarar för parkering i Cale-distriktet och de kan möta juridiska utmaningar från de tusentals bilister som har fått biljetter från denna maskin.

Problemet med Cale-parkeringssystemet är att medan de hävdar att de regelbundet kalibrerar sin maskin finns det ingen exakt synkronisering med en gemensam tidsreferens. I de flesta moderna applikationer används UTC (Coordinated Universal Time) som bastidskala och för att synkronisera enheter, som Cale's parkeringsmätare, en NTP-server, kopplad till en atomur kommer att få UTC-tid och se till att varje enhet har exakt tid.

NTP-servrar används vid kalibreringen av inte bara parkeringsmätare utan även trafikljus, flygkontroll och hela banksystemet för att bara nämna några applikationer och kan synkronisera varje enhet som är ansluten till den inom några millisekunder av UTC.

Det är synd Shakespeare parkeringskammare såg inte värdet av en dedikerad NTP-tidsserver - jag är säker på att de beklagar att de inte har en nu.

Dedikerad NTP-tidsserver enheter är det enklaste, mest exakta, tillförlitliga och säkra sättet att ta emot en källa till UTC tid (koordinerad universell tid) för synkronisering av ett datornätverk.

NTP-servrar (Network Time Protocol) fungerar utanför brandväggen och är inte beroende av Internet vilket innebär att de är mycket säkra och inte sårbara för skadliga användare som, när det gäller Internet-tidskällor, kan använda NTP-klientsignalerna som en metod för att komma åt nätverket eller penetrerar brandväggen.

En dedikerad NTP-server kommer också att få sin tidskod direkt från en atomur, vilket gör det till en stratum 1-tidsserver i motsats till online-tidsservrar som är stratum 2-tidsservrar, det vill säga att de får tiden från en stratum 1-server och så är inte lika exakta.

In använder en NTP-tidsserver det finns bara ett beslut att göra och det är hur tidssignalen ska tas emot och för det finns det bara två val:

Den första är att utnyttja de tidsmässiga radiosändningarna som sänds av nationella fysiklaboratorier såsom NIST i USA eller Storbritannien NPL. Dessa signaler (WWVB i USA, MSF i Storbritannien) är begränsade inom räckhåll, även om USA-signalen är tillgänglig i de flesta delar av Kanada och Alaska. Men de är sårbara för lokal interferens och topografi som andra långvågsradiosignaler är.

Alternativet till WWVB / MSF-signalen är att utnyttja GPS-satellitnätverket (Global Positioning System). Atomklockor används av GPS-satelliter som grund för navigationsinformation som används av satellitmottagare. Dessa atomklockor kan användas med hjälp av en NTP-tidsserien utrustad med en GPS-antenn.

Även om GPS-tidssignalen strängt är inte UTC - är det 17 sekunder bakom som språng sekunder har aldrig lagts till GPS-tid (eftersom satelliterna inte kan nås) men NTP kan ta hänsyn till detta (genom att helt enkelt lägga till 17 hela sekunder). Fördelen med GPS är att den är tillgänglig var som helst på planeten lika länge som GPS-antennen har en klar bild av himlen.

Duellsystem som kan utnyttja båda typerna av signal är också tillgängliga.