De MSF-tidssignal är en dedikerad radiosändning som ger en korrekt och tillförlitlig källa till brittisk medborgarstid, baserat på den globala tidsskalan UTC (Coordinated Universal Time), sänds MSF-signalen och underhålls av Storbritanniens National Physical Laboratory (NPL).

MSF-tidssignalen kan användas av alla som kräver korrekt tidsinformation, men dess huvudsakliga användning är emellertid som en källa till UTC-tid för administratörer som synkroniserar ett datornätverk med en radioklocka. Radio klockor är verkligen en annan term för en tidsserver som använder en radiotransmission som en tidkälla.

Mest radiobaserade nätverk tidsservrar användning NTP (Network Time Protocol) för att distribuera tidsinformationen i hela nätverket.

MSF-signalen sänds från Anthorn Radio station i Cumbria genom VT-kommunikation under kontrakt till NPL. Den är tillgänglig 24 timmar om dagen över hela Storbritannien och bortom, även om signalen är sårbar mot störningar och lokal topografi. Användare av MSF-tjänsten får övervägande en "ground wave" -signal. Det finns emellertid också en återstående "himmelvåg" som återspeglas från jonosfären och är mycket starkare på natten. Detta kan resultera i en total mottagen signal som är antingen starkare eller svagare.

MSF-signalen bärs på en frekvens av 60 kHz (till inom 2-delar i 1012) och styrs av en Cesium-atomur som är baserad på radiostationen.

Antennen vid Anthorn är vid 54 ° 55 'N latitud och 3 ° 15' W longitud. Signalens fältstyrka överstiger 100 μV / m (mikrovolts en meter) på ett avstånd av 1000 km från Anthorn, som täcker hela Storbritannien, och kan till och med mottagas i hela Nord- och Västeuropa.

MSF sänder en enkel binär kod som innehåller information om tid och datum MSF-tid och datumkod innehåller följande information: år, månad, dag i månad, veckodag, timme, minut, brittisk sommartid (i kraft eller nära förestående), DUT1 (en parameter som anger UT1-UTC)

Tidssynkronisering är nu en integrerad del av nätverksadministrationen. Nätverk som inte synkroniseras till UTC-tid (Coordinated Universal Time) blir isolerade; kan inte behandla tidskänsliga transaktioner eller kommunicera säkert med andra nätverk.

UTC-tid har utvecklats för att tillåta hela världen att kommunicera under en enda tidsram och det är baserat på den tid som beräknas av atomur.

För att synkronisera till UTC-tid ansluter många nätverksadministratörer till en Internet-tidkälla och antar att de får en säker källa för UTC-tid. Det finns dock fallgropar till detta och alla nätverk som kräver säkerhet ska aldrig använda Internet som en tidskälla:

1. För att kunna använda en Internet-tidkälla måste en port vidarebefordras i brandväggen. Detta "hål" för att tillåta tidsinformationen att passera kan utnyttjas av någon annan också.
2. NTP (Network Time Protocol) har en inbyggd säkerhetsåtgärd som kallas autentisering som garanterar att en tidkälla är exakt vilken den säger att den är, kan den inte användas över Internet.
3. Internet-tidkällor är helt felaktiga. En undersökning av Nelson Minar från MIT (Massachusetts Institute of Technology) upptäckte att mindre än hälften var tillräckligt nära UTC-tiden för att beskrivas som pålitlig (vissa var minuter och till och med timmar!).
4. Distans över internet kan göra ens en extremt exakt Internet-timingkälla värdelös eftersom avståndet till klienten kan orsaka förseningar.
5. En dedikerad tidsserver kommer att använda en radio av GPS-tidssignal som kan granskas för att garantera dess noggrannhet, ge säkerhet och rättsligt skydd. internet timing källor kan inte.

Dedikerad NTP-tidsservrar erbjuder inte bara större skydd och säkerhet än Internet-tidskällor. De erbjuder också obegränsad noggrannhet med både GPS- och tid- och frekvensradioöverföringarna (t.ex. MSF, DCF eller WWVB) som är korrekta inom några millisekunder UTC-tid.

GPS-tid-servrar är nätverkstidsservrar som tar emot en tidssignal från GPS-nätverket och distribuerar den bland alla enheter i ett nätverk som säkerställer att hela nätverket är synkroniserat.

GPS är en idealisk tidskälla som en GPS-signal finns tillgänglig överallt på jorden. GPS står för Global Positioning System, GPS-nätet ägs av USA: s militär och styrs och drivs av den amerikanska flygvapnet (rymdvinge). Det är emellertid, sedan den sena 1980 öppnades för världens civila befolkning som verktyg för att hjälpa navigering.

GPS-nätverket är faktiskt en konstellation av 32-satelliter som omger jorden, de tillhandahåller inte faktiskt positioneringsinformation (GPS-mottagare gör det) men sänder från sin inbyggda atomklockor en tidssignal.

Denna tidssignal är vad som används för att utarbeta en global position genom att triangulera 3-4-tidssignaler. En mottagare kan ta reda på hur långt och därmed positionen du är från en satellit. I huvudsak är en global positionerings-satellit bara en banbrytande klocka och det är den information som sänds som kan hämtas av en GPS-tidsserver och distribueras bland ett nätverk.

Medan strengt taget GPS-tid inte är densamma som den globala tidsskala UTC (koordinerad universell tid), a GPS-tidsserver konverterar automatiskt tidsformatet till UTC.

En GPS-tidsserver kan ge obruten noggrannhet med nätverk som kan upprätthålla noggrannhet inom några millisekunder av UTC.

Tidssynkronisering är nu en kritisk aspekt av nätverkshantering så att tidskänsliga applikationer kan genomföras från hela världen. Utan korrekt synkronisering skulle datorsystem inte kunna kommunicera med varandra och transaktioner som sätesreservering, internetauktioner och internetbanker skulle vara omöjliga.

För effektiv tidssynkronisering Den globala tidsskala UTC (Samordnad Universal Time) är en förutsättning. Medan ett datanätverk kan synkroniseras till en enskild tidskälla, är UTC anställd av datanät över hela världen. Genom att synkronisera till en UTC-tidskälla kan ett datanät därför synkroniseras med alla andra datanät över hela världen som även använder UTC som tidskälla.

Få en tillförlitlig UTC-tidskälla Det är inte så lätt som det låter. Många nätverksadministratörer väljer att använda en UTC Internet-tidskälla. Medan många av dessa tidskällor är noggranna, kan de vara för långt bort för att ge tillförlitlighet och det finns gott om internetkällor som är väldigt felaktiga.

En annan anledning till att Internet-tidskällor inte ska användas som källa till tidssynkronisering beror på att en Internet-tidskälla ligger utanför en brandvägg och lämnar ett gap i brandväggen för att få timinginformation kan låta ett system vara öppet för missbruk.

Så att UTC-tid kan väljas som en civil tid över hela världen sänder flera nationella fysiklaboratorier en UTC-tidssignal som kan tas emot och utnyttjas som en tidskälla för nätverk. Tyvärr är dock dessa tidssignaler inte tillgängliga i alla länder och även i de områden där en signal finns. de kan ganska ofta hindras av störningar och lokal topografi.

En annan metod för att ta emot en källa för UTC-tid är att använda GPS-satellitnätverket. Strängt taget relierar Global Positioning System (GPS) inte UTC, men det är en tid baserat på International Atomic Time (TAI) med en fördefinierad offset. en GPS NTP klocka kan enkelt konvertera GPS-tiden till UTC för synkroniseringsändamål.

Den största fördelen med att använda GPS är att en GPS-signal är tillgänglig var som helst på planeten, förutsatt att det finns en klar bild av himlen ovan (GPS-sändningar sänds via synfält) så att UTC-synkronisering kan utföras var som helst.

De NTP-server (Network Time Protocol) är ett av de mest använda, men minst förstådda, maskinvaruobjekten för datanätverk.

En NTP-server är bara en tidsserver som använder protokollet NTP. Andra tidsprotokoll existerar men NTP är överlägset mest använda. Termen "NTP-server", "tidsserver" och "nätverk tidsserver"är utbytbara och ofta termen" radioklocka "eller"GPS-tidsserver'används men dessa beskriver helt enkelt metoden som tidsservrarna får en tidsreferens.

NTP-servrar får en tidskälla som de sedan kan distribuera bland ett nätverk. NTP kommer att kontrollera en klocka för enhetssystemets system och fördjupa eller återkalla tiden beroende på hur mycket den har drivit. Genom att regelbundet kontrollera systemklockan med tidsservern kan NTP se till att enheten är synkroniserad.

NTP-servern är en enkel enhet att installera och köra. De flesta ansluter till ett nätverk via en Ethernet-kabel och den medföljande mjukvaran är enkelt konfigurerad. Det finns emellertid några vanliga problem med felsökning i samband med NTP-servrar och i synnerhet med mottagning av tidkällor:

A dedikerad NTP-server kommer att få en tidssignal från olika källor. Internet är förmodligen de vanligaste källorna till UTC-tid (Coordinated Universal Time), men det kan vara en orsak till flera tidsserverproblem med hjälp av Internet som en tidskälla.

För det första kan Internet-tidskällor inte verifieras. autentisering är NTP: s inbyggda säkerhetsåtgärd och säkerställer att en tidsreferens kommer ifrån där den säger att den är. På en liknande anteckning för att använda en Internet-timing-källa skulle det innebära att ett gap skulle behöva skapas i nätverksväggen, det kan givetvis orsaka egna säkerhetsproblem.

Internet timing källor är också notoriskt felaktiga. En undersökning av MIT (Massachusetts Institute of Technology) fann mindre än en fjärdedel av Internet-timing källor var någon där nära exakt och ofta de som var, var för långt bort från kunder för att tillhandahålla en pålitlig tidkälla.

Den vanligaste, säkra och korrekta metoden för mottagning av tidkälla är GPS-systemet (Global Positioning System). Medan en GP-signal kan tas emot var som helst på planeten finns det fortfarande vanliga installationsproblem.

En GPS-antenn måste ha en bra klar bild av himlen; Detta beror på att GPS-servern sänder sin signal via synfält. Signalen kan inte tränga in i byggnader och därför måste antennen vara belägen på roten. En annan vanlig fråga med en GPS-tidsserver är att de måste lämnas i minst 49 timmar för att säkerställa att GPS-mottagaren får en bra satellitfix. Många användare tycker att de får en intermittent signal, vilket normalt beror på otålighet och inte låter GPS-systemet få en solid fix.

Den andra säkra och tillförlitliga metoden för mottagning av en tidssignal är de nationella radiosändningarna. I Storbritannien kallas MSF men liknande system finns i USA (WWVB), Tyskland (DCF) och flera andra länder. Vanligtvis är det mindre problem att använda MSF / DCF / WWVB-signalen.

Även om radiosignalen kan tränga in i byggnader är den känslig för störningar från topografi och andra elektriska apparater. Eventuella problem med en MSF-tidsserver kan normalt lösas genom att flytta servern till en annan ort eller ofta bara vinkla servern så att dess ib-byggda antenn är vinkelrät mot överföringen.

Tidsservrar är vanliga apparater i moderna serverrum men tidssynkronisering har bara blivit möjlig tack vare idéer från fysikern från förra seklet och det är våra dessa idéer av tid som har gjort många av de teknologier de senaste decennierna möjliga.

Tiden är en av de svåraste begreppen att förstå. Fram till förra seklet trodde man att tiden var konstant men det var inte förrän Einsteins idéer att vi upptäckte att tiden var relativt.
Relativ tid var en konsekvens av Einsteins mest populära teori "Allmän teori av relativitet" och dess berömda ekvation E = MC2.

Vad Einstein upptäckte var att ljusets hastighet var den enda konstanten i universum (i ett vakuum ändå) och den tiden kommer att skilja sig åt olika observatörer. Einsteins ekvationer visade att ju snabbare en observatör reste sig mot ljusets hastighet desto långsammare tid skulle bli.

Han upptäckte också att tiden inte var en separat enhet av universum utan var en del av en fyra-dimensionell rymdtid och att effekterna av tyngdkraften skulle förskjuta detta rymdtid vilket orsakade tid att sakta ner.

Många moderna teknologier som satellitkommunikation och navigering måste ta hänsyn till dessa idéer, annars skulle satelliter falla ur omlopp och det skulle vara omöjligt att kommunicera över hela världen.

Atomklockor är så exakta att de kan förlora mindre än en sekund i 400 miljoner år, men hänsyn till Einsteins idéer måste beaktas, eftersom atomklockor baserade på havsnivå kör långsammare än de på högre höjd på grund av jordens gravitationstid.

En universell tidsskala har utvecklats kallad UTC (Koordinerad Universal Time), som är baserad på tiden som beräknas av atomur, men kompenserar för den minuters saktring av jordens rotation (orsakad av Moonens gravitation) genom att lägga Leap Seconds varje år till förhindra dag från krypande till natt (om än i årtusenden eller två).

Tack vare atomur och UTC-tid datanät över hela världen kan ta emot en UTC-tidskälla via Internet, via en nationell radiotransmission eller via GPS-nätverket. en NTP-server (Network Time Protocol) kan synkronisera alla enheter i ett nätverk till den tiden.

Tidsservers används i hela brittisk industri. Många av dem får MSF-signalen från National Physical Laboratory i Cumbria. Här är några vanliga frågor om brittisk tid och MSF-signalen:

Vem bestämmer när klockor ska gå framåt eller tillbaka för sommartid?

Om du bor i Europa anges den tid då sommartiden börjar och slutar i EU-direktivet och det brittiska lagstadgade instrumentet, eftersom 1 är Greenwich Mean Time (GMT).

Hinner midnatt till dagen före eller dagen efter?

Användningen av ordet midnatt är starkt beroende av sitt sammanhang, men 00.00 (ofta kallad 12 am) är början på nästa dag. Det finns inga standarder fastställda för betydelsen av 12 am och 12 pm och ofta är en 24-timme mindre förvirrande.

Finns det ett godkänt sätt att representera datum och tider?

Standardnotationen för datumet är sekvensen YYYY-MM-DD eller YY-MM-DD, även om det i USA är konventionen att ha dagar och månader tvärtom.

När började det nya årtusendet verkligen?

Ett årtusende är en period på tusen år. Så du kan säga att nästa årtusende börjar nu. Det tredje årtusendet av den kristna eran började i början av året 2001 AD

Hur vet du atomur Håll bättre tid?

Om du tittar på flera klockor som är inställda på samma gång hittar du att de fortfarande håller med om inom tio miljoner av en sekund efter en vecka.

Vad är noggrannheten i "talar klockan"?

Även om du tillåter förseningen i telefonnätverket, kan du förmodligen förvänta dig att början av sekunder-piparna ska vara exakta sekundermarkörer inom ungefär en tiondel av en sekund.

Varför flyttade min radiokontrollerade klocka till sommartid på 2, en timme sen?

Batteridrivna radiokontrollerade klockor kontrollerar normalt bara tiden varje timme eller två, eller ännu mindre, det här sparar batteriet.

Varför får min radiokontrollerade klocka MSF-signalen mindre väl på natten?

Användare av MSF service får övervägande en "ground wave" -signal. Det finns emellertid också en återstående "himmelvåg" som återspeglas från jonosfären och är mycket starkare på natten, detta kan resultera i en total mottagen signal som är antingen starkare eller svagare.

Finns det en permanent timmes skillnad mellan MSF-tid och DCF-77-tid?

Sedan 1995 October 22 har det skett en permanent timmes skillnad mellan brittisk tid (som sänds av MSF) och Central European Time, som sänds av DCF-77 i Tyskland.

Vad står MSF för?

MSF är det tre bokstäverna som används för att beteckna Storbritanniens 60 kHz-standardfrekvens och tidssignal.

Tack till National Physical Laboratory för deras hjälp med den här bloggen.

De flesta tidsservrar använder Network Time Protocol och som andra Internetbaserade protokoll innehåller NTP ett pakethuvud. Ett pakethuvud, enkelt sagt, är bara en formaterad dataenhet som beskriver informationen i paketet.

NTP-pakethuvudet består av ett antal 32-bitord. Här är en lista över de vanligaste pakethuvudvillkoren och deras innebörd:

IP-adress - adressen till NTP Time Server

NTP Version - vilken version av NTP (nuvarande version 4 är den senaste)

Referenstidstämpel (den primära epoken) som används av NTP för att utarbeta tiden från denna inställningspunkt (normalt januari 01 1900

Tur och retur fördröjning (den tid det tar begäran att komma fram och komma tillbaka i millisekunder)

Lokal klockförskjutning - tidsskillnad mellan värd och klient

Spegelindikator (om det ska vara ett steg andra den dagen - normalt endast på 31 december)

Mode3 - ett trebits heltal som representerar värdena: 0 = reserverad, 1 = symmetrisk aktiv, 2 = symmetrisk passiv, 3 = klient, 4 = server, 5 = broadcast, 6 = NTP-kontrollmeddelande, 7 = reserverat för privat bruk.

Stratum nivå - vilken stratum nivå den NTP-server är (en stratum 1-server tar emot tiden från en atomurkälla, en stratum 2-server tar emot tiden från en stratum 1-server)

Pollintervall (Hur många begäranden görs och deras intermittens)

Precision - hur exakt i millisekunder är systemklockan

Rotfördröjning - Detta är ett signerat fastpunktsnummer som anger den totala returresa-fördröjningen till den primära referenskällan vid roten

Root dispersion (i millisekunder) - Roten spridningen är den maximala (värsta fall) Skillnaden mellan det lokala systemet klocka och roten NTP trädet (stratum 1 klocka)

Ref ID - 32-bit som identifierar referensklockan

Ursprung tidsstämpel (tid innan synkronisering begäran)

Ta emot tidstämpel - den tid som värd / NTO-tidsservern fick begäran

Överför tidsstämpel - den gången värden skickade tillbaka begäran

Giltigt svar - är systemklockan synkroniserad eller inte

Network Time Protocol (NTP) uppfanns av Dr David Mills från Delaware University, den har använts sedan 1985 och är fortfarande i ständig utveckling. NTP är ett protokoll som är utformat för att synkronisera klockorna på datorer och nätverk över Internet eller lokala nätverk (LAN). De flesta nätverk synkroniseras via NTP till en UTC-tidskälla (samordnad universell tid)

UTC är baserat på tiden som atomklockor berättar och används globalt som standardiserad tidskälla.

NTP (version 4) kan behålla tid över det offentliga Internetet till 10 millisekunder (1 / 100th av en sekund) UTC-tid och kan fungera ännu bättre över LAN med noggrannhet av 200 mikrosekunder (1 / 5000th av en sekund) under idealiska förhållanden .

NTP fungerar inom TCP / IP-suite och bygger på UDP, är tidssynkronisering med NTP relativt enkel, det synkroniserar tiden med hänvisning till en pålitlig UTC-källa och distribuerar sedan den här tiden till alla maskiner och enheter på ett nätverk.

Microsoft och andra rekommenderar att endast extern baserad timing ska användas snarare än Internetbaserad, eftersom dessa inte kan verifieras och kan lämna ett system öppet för missbruk, särskilt eftersom en Internet-tidkälla är bortom brandväggen. Specialist NTP-servrar finns tillgängliga som kan synkronisera tiden på nätverk med antingen MSF, DCF eller WWVB-radiosändning. Dessa signaler sänds på långvåg av flera nationella fysiklaboratorier.

I Storbritannien, MSF nationell tid och frekvens radioöverföringar som används för att synkronisera en NTP-server sänds av National Physics Laboratory i Cumbria som fungerar som Förenade kungarikets nationella tidsreferens. Det finns också liknande system i Colorado, USA (WWVB) och i Frankfurt, Tyskland (DCF -77).

Ett radiobaserat NTP-server består vanligen av en rack tidsserver, och en antenn, som består av en ferrit bar inuti ett plasthölje, som mottar radio tid och frekvens-sändning. Antennen ska alltid monteras horisontellt i rät vinkel mot transmission för optimal signalstyrka. Data sänds i pulser, 60 en andra. Dessa signaler ger UTC-tid med en noggrannhet av 100 mikrosekunder har emellertid radiosignalen ett ändligt intervall och är känsliga för störningar.

En radio refererad NTP-server är enkelt att installera och kan ge en organisation en exakt tidsreferens som möjliggör synkronisering av hela nätverk. NTP-servern tar emot tidssignalen och distribuerar den sedan via nätverksenheterna.

Håller reda på tid har varit en integrerad del av att hjälpa människans civilisation att utvecklas. Det kan hävdas att det största steget som mänskligheten tog var i utvecklingen av jordbruket, så att människor kunde frigöra mer tid för att utveckla sofistikerade kulturer.

Jordbruket var dock i grunden beroende av tidsåtgärder. Grödor är säsongsbetonade och vet när man planterar dem är nyckeln till all trädgårdsodling. Man tror att gamla monument som Stonehenge var utarbetade kalendrar som hjälpte de gamla att identifiera de kortaste och längsta dagarna (solstice).

När den mänskliga civilisationen utvecklades, blev det allt viktigare att berätta allt mer exakt tid. Och identifierande årstidar var en sak men beräkning hur långt in på en dag var en annan.

Timing var oerhört felaktig fram till medeltiden. Folk skulle förlita sig på jämförelser av tid som en tidsreferens, till exempel hur lång tid det tog att gå en mil eller tidpunkten för dagen skulle beräknas från när solen var högst (middagstid).

Lyckligtvis innebar utvecklingen av klockor under mitten av det senaste årtusendet att människor för första gången kunde berätta med viss grad av tidpunkt på dagen. När klockor utvecklades så blev deras noggrannhet och civilisation effektivare, eftersom händelserna kunde synkroniseras mer exakt.

När elektroniska klockor anlände i slutet av förra seklet, ökade noggrannheten ytterligare och ny teknik började utvecklas men det var inte förrän uppkomsten av atomklocka att den moderna världen verkligen tog form.

Atomklockor har möjliggjort teknologier som satelliter, datanät och GPS-spårning, eftersom de är så exakta - inom en sekund varje hundra miljoner år.

Atomklockorna upptäcktes även att vara ännu mer exakta än jordens rotation som varierar, tack vare månens gravitation och extra sekunder måste läggas till längden på en dag - hoppet andra.

Atomklockor innebär att en global tidsskala som är korrekt inom en tusen sekund har utvecklats med namnet UTC - Coordinated Universal Time.

Datornätverk för att kommunicera med varandra från hela världen i perfekt synkronisering till UTC om de använder en NTP tidsserver.

En NTP-server kommer att synkronisera ett helt datornätverk inom några millisekunder av UTC-tiden vilket möjliggör global kommunikation och transaktioner.

Atomklockor utvecklas fortfarande. De senaste strontiumklockorna är lovande noggrannhet inom en sekund varje miljarder år.