Tenersi al corrente di tempo è stato parte integrante di aiutare lo sviluppo della civiltà umana. Si potrebbe sostenere che il più grande passo che l'umanità ha compiuto è stato lo sviluppo dell'agricoltura, consentendo agli esseri umani di liberare più tempo per sviluppare culture sofisticate.

Tuttavia, l'agricoltura era fondamentalmente dipendente dal cronometraggio. Le colture sono stagionali e sapere quando piantarle è la chiave di tutto l'orticoltura. Si ritiene che antichi monumenti come Stonehenge fossero elaborati calendari che aiutavano gli antichi a identificare i giorni più brevi e più lunghi (il solstizio).

Man mano che la civiltà umana si sviluppava, il tempo sempre più preciso diventava sempre più importante. E identificare i giorni dell'anno era una cosa, ma calcolare quanto lontano in un giorno era un altro.

Il tempismo era estremamente impreciso fino al Medioevo. Le persone farebbero affidamento sui confronti del tempo come riferimento temporale, come il tempo necessario per percorrere un miglio o l'ora del giorno a partire da quando il sole era più alto (mezzogiorno).

Fortunatamente lo sviluppo degli orologi durante la metà dello scorso millennio significava che per la prima volta gli umani potevano dire con una certa precisione l'ora del giorno. Con lo sviluppo degli orologi, la loro accuratezza e civiltà sono diventate più efficienti in quanto gli eventi potevano essere sincronizzati in modo più preciso.

Quando gli orologi elettronici arrivarono alla fine del secolo scorso, l'accuratezza aumentò ulteriormente e le nuove tecnologie iniziarono a svilupparsi, ma non fu fino all'ascesa del orologio atomico che il mondo moderno ha davvero preso forma.

Gli orologi atomici hanno consentito di realizzare tecnologie come i satelliti, le reti di computer e il tracciamento GPS in quanto sono così precisi - entro un secondo ogni cento milioni di anni.

Gli orologi atomici sono stati persino scoperti per essere ancora più accurati dello spin della Terra che varia, grazie alla gravità della Luna e ai secondi aggiuntivi da aggiungere alla lunghezza di un giorno - Il secondo intercalare.

Gli orologi atomici significano che è stata sviluppata una scala cronologica globale entro un millesimo di secondo chiamata UTC - Coordinated Universal Time.

Reti di computer per comunicare tra loro da tutto il mondo in perfetta sincronizzazione con UTC se usano a NTP time server.

Un server NTP sincronizzerà un'intera rete di computer in pochi millisecondi di tempo UTC consentendo comunicazioni e transazioni globali.

Gli orologi atomici sono ancora in fase di sviluppo, gli ultimi orologi allo stronzio sono promettenti precisione in un secondo ogni miliardo di anni.

I server del tempo sono disponibili in diverse forme e dimensioni. La differenza principale tra la maggior parte dei time server dedicati è nel modo in cui ricevono una sorgente di temporizzazione.

Alcuni server di tempo utilizzano le trasmissioni nazionali di orario e di frequenza che vengono trasmesse su onde lunghe mentre altre utilizzano la rete GPS.

Alcuni server di tempo sono progettati per essere montabili su rack perfetti per il sistema di rack U medio, consentendo al server di adattarsi perfettamente al rack esistente.

Altri server di tempo non sono altro che piccole scatole che possono essere nascoste in modo discreto.

Ecco un elenco dei produttori di server top time:

Sistemi di Galleon

Elproma

Symmetricom

Meinberg

Strumenti del tempo

La Server NTP o il time server di rete come viene spesso chiamato è il culmine di secoli di orologeria e cronologia. La storia di tenere traccia del tempo non è stata così semplice come si potrebbe pensare.

Che mese era la rivoluzione russa di ottobre? Sono sicuro che hai indovinato che è una domanda trabocchetto, in effetti se rintraccia i giorni precedenti alla rivoluzione di ottobre che ha cambiato la forma della Russia in 1917, scoprirai che non è iniziato fino a novembre!

Una delle prime decisioni che i bolscevichi, che avevano vinto la rivoluzione, scelsero di fare era di unirsi al resto del mondo eh riprendendo il calendario gregoriano. La Russia è stata l'ultima ad adottare il calendario, che è ancora in uso in tutto il mondo oggi.

Questo nuovo calendario era più sofisticato del calendario giuliano che la maggior parte dell'Europa usava sin dall'impero romano. Sfortunatamente il calendario giuliano non prevedeva abbastanza anni bisestili e all'inizio del secolo questo aveva significato che le stagioni erano andate alla deriva, così tanto, che quando la Russia finalmente adottò il calendario dopo Mercoledì, 31 gennaio 1918 il giorno seguente è diventato giovedì, 14 febbraio 1918.

Così, mentre la rivoluzione d'ottobre si è verificata in ottobre nel vecchio sistema, nel nuovo calendario gregoriano significava che era avvenuta a novembre.

Mentre il resto dell'Europa ha adottato questo calendario più accurato prima dei russi, ha dovuto anche correggere la deriva stagionale, così in 1752 quando la Gran Bretagna ha cambiato sistema ha perso undici giorni che, secondo il pittore populista dell'epoca, Hogarth, ha spinto i rivoltosi a chiedere il ritorno dei loro undici giorni persi.

Questo problema di imprecisione nel tenere traccia del tempo è stato pensato per essere risolto in 1950 quando il primo orologi atomici erano sviluppati. Questi dispositivi erano così precisi da poter mantenere il tempo per un milione di anni senza perdere un secondo.

Tuttavia, si è presto scoperto che questi nuovi cronometri erano in realtà troppo precisi - rispetto alla rotazione terrestre comunque. Il problema era che mentre gli orologi atomici potevano misurare la lunghezza di un giorno al millisecondo più vicino, un giorno non ha mai la stessa lunghezza.

La ragione è che la gravità della Luna influenza la rotazione della Terra causando una oscillazione. Questa oscillazione ha l'effetto di rallentare e accelerare la rotazione della Terra. Se non fosse stato fatto nulla per compensare questo, alla fine il tempo raccontato dagli orologi atomici (International Atomic Time-TAI) e il tempo basato sulla rotazione terrestre usata dagli agricoltori, dagli astronomi e da te e io (Greenwich Meantime - GMT) alla fine andrebbe alla deriva mezzogiorno sarebbe diventato mezzanotte (anche se in molti millenni).

La soluzione è stata quella di escogitare una scala temporale basata sul tempo atomico ma che spiega anche questa oscillazione della rotazione terrestre. La soluzione è stata chiamata UTC (Coordinated Universal Time) e rappresenta la rotazione variabile della Terra facendo occasionalmente aggiungere "secondi bisestili". Ci sono stati oltre trenta secondi bisestili aggiunti a UTC sin dal suo inizio in 1970.

Ora UTC è una scala temporale globale utilizzata in tutto il mondo dalle reti di computer per sincronizzarsi. La maggior parte delle reti di computer utilizza a Server NTP per ricevere e distribuire il tempo UTC.

La scala cronologica NTP è basata su UTC (Coordinated Universal Time) che è una scala temporale globale basata su International Atomic Time (TAI), ma spiega il rallentamento della rotazione della Terra aggiungendo in modo intermittente 'secondi bisestili'.

Questo viene fatto per assicurare che l'UTC sia tenuto in coincidenza con GMT (Greenwich Meantime, spesso chiamato UT1). Non riuscire a spiegare il rallentamento della Terra nella sua rotazione (e l'accelerazione occasionale) significherebbe che l'UTC non sarebbe sincronizzata con GMT e il mezzogiorno, quando il sole è tradizionalmente il più alto nel cielo andrebbe alla deriva. Infatti se non fossero aggiunti i secondi bisestili, alla fine di mezzogiorno cadrebbero a mezzanotte e viceversa (sebbene in diversi millenni).

Non tutti sono contenti dei secondi bisestili, ci sono quelli che ritengono che l'aggiunta di secondi per mantenere la rotazione della Terra e l'UTC in linea non sia altro che un fudge. Tuttavia, non farlo farebbe rendere impossibili le osservazioni astronomiche, dato che gli astronomi hanno bisogno di conoscere l'esatto posizionamento dei corpi stellari e gli agricoltori sono abbastanza dipendenti dalla rotazione della Terra.

La NTP orologio rappresenta il tempo in un modo completamente diverso dal modo in cui gli esseri umani percepiscono il tempo. Invece di formattare il tempo in minuti, ore, giorni, mesi e anni, NTP utilizza un numero continuo che rappresenta il numero di secondi trascorsi da 0h 1 gennaio 1900. Questo è noto come l'epoca principale.

I secondi contati dalla prima epoca continuano a salire, ma avvolgono ogni anno 136. Il primo wrap-around avverrà in 2036, 136 anni dopo l'epoca principale. Per gestire questo NTP si utilizzerà un intero di era, quindi quando i secondi vengono azzerati, l'intero 1 rappresenterà la prima era e gli interi negativi rappresenteranno le ere prima dell'epoca primaria.

Tempo di server che ricevono il loro tempo dal sistema GPS non stanno infatti ricevendo UTC, principalmente perché la rete GPS era in sviluppo prima del primo intercalare ma sono basati su TAI. Tuttavia, l'ora GPS viene convertita in UTC dal server orario GPS.

Le trasmissioni radio trasmesse dai laboratori nazionali di fisica come MSF, DCF o WWVB sono tutte basate su UTC e quindi i server di riferimento non devono effettuare alcuna conversione.

Gli orologi atomici sono in circolazione dagli 1950. Hanno fornito un'incredibile accuratezza nel cronometraggio con la maggior parte dei moderni orologi atomici senza perdere un secondo in un milione di anni.

Grazie agli orologi atomici molte tecnologie sono diventate possibili e hanno cambiato il modo in cui viviamo le nostre vite. La comunicazione via satellite, la navigazione satellitare, lo shopping su Internet e la comunicazione in rete sono possibili solo grazie agli orologi atomici.

Gli orologi atomici sono la base per il tempo universale universale coordinato (UTC) e sono il riferimento che molte reti di computer usano come sorgente del tempo per distribuire tra i suoi dispositivi usando NTP (Network Time Protocol) e un server orario.

Gli orologi atomici sono basati sul cesio atomico -133. Questo elemento è stato tradizionalmente utilizzato negli orologi atomici come la sua risonanza o vibrazione durante un particolare stato energetico, o estremamente elevato (oltre 9 miliardi) e quindi può fornire alti livelli di precisione.

Tuttavia, all'orizzonte ci sono nuovi tipi di orologi atomici che vantano ancora più precisione con la prossima generazione di orologi atomici, né guadagnando né perdendo un secondo in 200 milioni di anni.

La prossima generazione di orologi atomici non fa più affidamento sull'atomo di cesio ma usa elementi come mercurio o stronzio e invece di usare microonde come gli orologi al cesio questi nuovi orologi usano la luce che ha frequenze più alte.

La risonanza dello stronzio supera anche 430 trilioni, che è di gran lunga superiore alle vibrazioni di 9.2 miliardi gestite dal cesio.

Attualmente gli orologi atomici possono essere utilizzati dai sistemi informatici utilizzando una radio o un orologio GPS o dedicati NTP time server. Questi dispositivi possono ricevere il segnale orario trasmesso dagli orologi atomici e distribuirli tra dispositivi di rete e computer.

Tuttavia, l'Istituto nazionale per gli standard e la tecnologia (NIST) ha rivelato un orologio atomico in miniatura che misura solo 1.5 millimetri su un lato e circa 4 millimetri di altezza. Consuma meno di 75 millesimi di watt e ha una stabilità di circa una parte in 10 miliardi, equivalente a un orologio che non guadagnerebbe né perderebbe più di un secondo negli anni 300.

In futuro questi dispositivi potrebbero essere integrati in sistemi informatici, sostituendo i chip attuali in tempo reale, che sono notoriamente inaccurati e possono andare alla deriva.

Coordinated Universal Time (UTC - dal francese Temps Universel Coordonné) è un calendario internazionale basato sul tempo raccontato dagli orologi atomici. Gli orologi atomici sono precisi in un secondo in diversi milioni di anni. Sono così precisi che International Atomic Time, il tempo trasmesso da questi dispositivi, è ancora più preciso dello spin della Terra.

La rotazione della Terra è influenzata dalla gravità della luna e può quindi rallentare o accelerare. Per questo motivo, International Atomic Time (TAI dal francese Temps Atomique International) deve aggiungere "Leap seconds" per mantenerlo in linea con il GMT originale (ora di Greenwich) anche denominato UT1, che si basa sul tempo solare .

Questa nuova scala temporale conosciuta come UTC è ora utilizzata in tutto il mondo, consentendo alle reti di computer e alle comunicazioni di essere condotte ai lati opposti del globo.

L'UTC non è governata da un singolo paese o amministrazione, ma da una collaborazione di orologi atomici in tutto il mondo che garantisce neutralità politica e maggiore precisione.

L'UTC viene trasmessa in numerosi modi in tutto il mondo ed è utilizzata da reti di computer, compagnie aeree e satelliti per garantire una sincronizzazione accurata indipendentemente dalla posizione sulla Terra.

Negli Stati Uniti il ​​NIST (Istituto nazionale degli standard e della tecnologia) trasmise l'UTC dal loro orologio atomico a Fort Collins, in Colorado. I National Physics Laboratories del Regno Unito e della Germania hanno sistemi simili in Europa.

Internet è anche un'altra fonte di tempo UTC. Oltre un migliaio time server attraverso il web può essere utilizzato per ricevere un'origine ora UTC, anche se molti non sono abbastanza precisi per la maggior parte delle esigenze di rete.

Un altro metodo sicuro e più accurato per la ricezione dell'UTC consiste nell'utilizzare i segnali trasmessi dal sistema di posizionamento globale degli Stati Uniti. I satelliti della rete GPS contengono tutti orologi atomici che vengono utilizzati per abilitare il posizionamento. Questi orologi trasmettono il tempo che può essere ricevuto utilizzando un ricevitore GPS.

Molti dedicati time server sono disponibili in grado di ricevere una sorgente orario UTC dalla rete GPS o dalle trasmissioni del National physics Laboratory (che sono tutte trasmesse in onda lunga 60 kHz).

La maggior parte dei server di tempo utilizza NTP (Network Time Protocol) per distribuire e sincronizzare le reti di computer in ora UTC.

La maggior parte delle persone ha sentito parlare orologi atomici, la loro accuratezza e precisione sono ben note. Un orologio ato0mic ha il potenziale per mantenere il tempo per diverse centinaia di milioni di anni e non perdere un secondo in deriva. La deriva è il processo in cui gli orologi perdono o guadagnano tempo a causa delle inesattezze nei meccanismi che li fanno funzionare.

Gli orologi meccanici, ad esempio, esistono da centinaia di anni, ma anche i più costosi e ben progettati andranno alla deriva almeno un secondo al giorno. Mentre gli orologi elettronici sono più precisi, anche loro andranno alla deriva di circa un secondo alla settimana.

Gli orologi atomici non hanno paragoni quando si tratta di tenere il tempo. Poiché un orologio atomico si basa sull'oscillazione di un atomo (nella maggior parte dei casi l'atomo di 133 al cesio) che ha una risonanza esatta e finita (il cesio è 9,192,631,770 ogni secondo) ciò li rende precisi entro un miliardesimo di secondo (un nanosecondo) .

Mentre questo tipo di accuratezza è impareggiabile, ha reso possibili tecnologie e innovazioni che hanno cambiato il mondo. La comunicazione via satellite è possibile solo grazie al cronometraggio degli orologi atomici, così come la navigazione satellitare. Poiché la velocità della luce (e quindi le onde radio) viaggiano a oltre 300,000km al secondo, un'accuratezza di un secondo potrebbe far sì che un sistema di navigazione si estenda per centinaia di migliaia di chilometri.

Precisione accurata è essenziale anche in molte moderne applicazioni informatiche. La comunicazione globale, in particolare le transazioni finanziarie devono essere fatte con precisione. A Wall Street o nella borsa di Londra un secondo può vedere il valore dell'aumento o della diminuzione delle scorte di milioni. La prenotazione online richiede anche la precisione e la sincronizzazione perfetta solo gli orologi atomici possono fornire altrimenti i biglietti potrebbero essere venduti più di una volta e gli sportelli bancari potrebbero finire per pagare i salari due volte se hai trovato un bancomat con un orologio lento.

Anche se questo può sembrare desiderabile per i più disonesti di noi, non ci vuole molta immaginazione per capire quali problemi potrebbero causare una mancanza di accuratezza e sincronizzazione. Per questo motivo è stata sviluppata una scala temporale internazionale basata sul tempo raccontato dagli orologi atomici.

UTC (Coordinated Universal Time) è la stessa ovunque e può tenere conto del rallentamento della rotazione della Terra aggiungendo secondi intercalari per mantenere UTC in linea con GMT (Greenwich Meantime). Tutte le reti di computer che partecipano alla comunicazione globale devono essere sincronizzate con l'UTC. Poiché l'UTC si basa sul tempo indicato dagli orologi atomici, è il tempo più preciso possibile. Affinché una rete di computer possa essere mantenuta e mantenuta sincronizzata con l'UTC, è necessario prima accedere a un orologio atomico. Si tratta di apparecchiature costose e di grandi dimensioni e generalmente si trovano solo nei laboratori di fisica su larga scala.

Fortunatamente il tempo raccontato da questi orologi può ancora essere ricevuto da un ora del server di rete appassire utilizzando le trasmissioni a onde lunghe di tempo e frequenza trasmesse dai laboratori nazionali di fisica o dal GPS (Global Positioning System). NTP (protocollo di tempo di rete) può quindi distribuire questo tempo UTC alla rete e utilizzare il segnale orario per mantenere tutti i dispositivi sulla rete perfettamente sincronizzati con l'UTC.

Lo sviluppo di orologi atomici nel corso del ventesimo secolo è stato fondamentale per molte delle tecnologie che impieghiamo ogni giorno. Senza gli orologi atomici molte delle innovazioni del XX secolo semplicemente non esisterebbero.

La comunicazione via satellite, il posizionamento globale, le reti di computer e persino Internet non sarebbero in grado di funzionare nel modo in cui siamo abituati se non fosse per gli orologi atomici e la loro ultra-precisione nel cronometraggio.

Gli orologi atomici sono cronometri incredibilmente accurati che non perdono un secondo in milioni di anni. In confronto, gli orologi digitali possono perdere un secondo ogni settimana e gli orologi meccanici più complicati e precisi perdono ancora più tempo.

La ragione per l'incredibile precisione di un orologio atomico è che si basa su un'oscillazione di un singolo atomo. Un'oscillazione è semplicemente una vibrazione a un particolare livello di energia nel caso della maggior parte degli orologi atomici che si basano sulla risonanza dell'atomo di cesio che oscilla esattamente a 9,192,631,770 volte al secondo.

Molte tecnologie ora fanno affidamento sugli orologi atomici per la loro precisione sfrenata. Il sistema di posizionamento globale è un ottimo esempio. I satelliti GPS hanno tutti a bordo un orologio atomico ed è questa informazione di temporizzazione che viene utilizzata per calcolare il posizionamento. Poiché i satelliti GPS comunicano usando le onde radio e viaggiano alla velocità della luce (180,000 miglia al secondo nel vuoto), piccole inesattezze nel tempo potrebbero rendere il posizionamento inaccurato di centinaia di miglia.

Un'altra applicazione che richiede l'uso di orologi atomici è nelle reti di computer. Quando i computer parlano tra di loro in tutto il mondo è assolutamente necessario che tutti usino la stessa fonte temporale. In caso contrario, le transazioni sensibili al fattore tempo come lo shopping su Internet, le prenotazioni online, la borsa e persino l'invio di una e-mail sarebbero quasi impossibili. Le e-mail sarebbero arrivate prima di essere inviate e lo stesso articolo su un sito di shopping su Internet potrebbe essere venduto a più di una persona.

Per questo motivo è stata sviluppata una scala cronologica globale denominata UTC (Coordinated Universal Time) basata sul tempo indicato dagli orologi atomici. UTC viene consegnato alle reti di computer tramite times server. La maggior parte dei server temporali utilizza NTP (protocollo di tempo di rete) per distribuire e sincronizzare le reti.

NTP time server può ricevere l'ora UTC da un certo numero di fonti più comunemente gli orologi atomici di bordo del sistema GPS possono essere usati come sorgente UTC da un server di tempo collegato ad un'antenna GPS.

Un altro metodo che è abbastanza comunemente usato da NTP ora del servers è utilizzare la trasmissione radio a onde lunghe trasmessa dai laboratori nazionali di fisica di diversi paesi. Sebbene non siano disponibili ovunque e siano piuttosto suscettibili alla topografia locale, le trasmissioni forniscono un metodo sicuro per ricevere la fonte temporale.

Se nessuno di questi metodi è disponibile, è possibile ricevere una sorgente di temporizzazione UTC da Internet, sebbene non siano garantite accuratezza e sicurezza.