Il tempo preciso è essenziale nel mondo moderno dell'internet banking, delle aste online e della finanza globale. Qualsiasi rete di computer coinvolta nella comunicazione globale deve disporre di un'origine accurata della scala cronologica globale UTC (Coordinated Universal Time) per poter parlare con altre reti.

Ricevere UTC è abbastanza semplice. È disponibile da più fonti, ma alcuni sono più affidabili di altri:

Fonti orarie Internet

Internet è pieno di fonti di tempo. Questi variano in affidabilità e precisione, ma alcune organizzazioni di fiducia come il NIST (National Institute of Standards and Time) e Microsoft. Tuttavia, ci sono svantaggi con le fonti di tempo di Internet:

Affidabilità - La richiesta di fonti Internet di UTC spesso significa che può essere difficile accedervi

Precisione - La maggior parte dei time server di internet sono dispositivi 2 stratificati, il che significa che si affidano a una fonte di tempo autonomamente. Spesso si possono verificare errori e molte fonti di tempo possono essere molto imprecise.

XNUMX Sicurezza - Forse il più grande problema con le fonti di tempo internet è il rischio che rappresentano per la sicurezza. Per ricevere un timestamp da Internet il firewall deve avere un'apertura per consentire il passaggio dei segnali; questo può portare a utenti malintenzionati che ne approfittano.

Server di riferimento via radio.

Un metodo sicuro per la ricezione di timestamp UTC è disponibile utilizzando a NTP time server che può ricevere segnali radio da laboratori come NIST e NPL (National Physical Laboratory.) Molti paesi hanno trasmesso segnali temporali altamente accurati, affidabili e sicuri.

Time server GPS

Un'altra fonte per time server dedicati è il GPS. Il grande vantaggio di a GPS NTP time server è che la sorgente del tempo è disponibile ovunque sul pianeta con una chiara visione del cielo. I time server GPS sono anche estremamente precisi, affidabili e altrettanto sicuri dei server di riferimento radio.

Il sistema GPS è familiare alla maggior parte delle persone. Molte macchine ora hanno un dispositivo di navigazione satellitare GPS nelle loro macchine, ma c'è molto di più nel sistema di posizionamento globale che nel semplice orientamento.

Il Global Positioning System è una costellazione di oltre trenta satelliti che girano intorno al globo. La rete satellitare GPS è stata progettata in modo tale che in qualsiasi momento ci siano almeno quattro satelliti in testa - non importa dove ti trovi sul globo.

A bordo di ciascun satellite GPS è presente un orologio atomico di alta precisione ed è l'informazione di questo orologio che viene inviata attraverso le trasmissioni GPS che mediante triangolazione (utilizzando il segnale di più satelliti) un ricevitore satellitare di navigazione può determinare la posizione dell'utente.

Ma questi segnali di temporizzazione ultra precisi hanno un altro uso, all'insaputa di molti utenti di sistemi GPS. Perché i segnali di temporizzazione dal Orologi atomici GPS sono così precisi, sono una buona fonte di tempo per sincronizzare tutti i tipi di tecnologie, dalle reti di computer alle telecamere del traffico.

Per utilizzare i segnali di temporizzazione GPS, viene spesso utilizzato un server orario GPS. Questi dispositivi utilizzano NTP (Network Time Protocol) per distribuire il Sorgente di temporizzazione GPS a tutti i dispositivi sulla rete NTP.

NTP controlla regolarmente l'ora su tutti i sistemi sulla sua rete e la regola di conseguenza se si è spostata su quale sia la sorgente di temporizzazione GPS originale.

Dato che il GPS è disponibile ovunque sul pianeta, fornisce una fonte di tempo molto utile per molte tecnologie e applicazioni, assicurando che tutto ciò che è sincronizzato con la sorgente di temporizzazione GPS rimarrà il più preciso possibile.

Un singolo GPS server NTP può sincronizzare centinaia e migliaia di dispositivi tra cui router, PC e altro hardware garantendo che l'intera rete stia eseguendo un tempo perfettamente coordinato.

Le condizioni meteorologiche future potrebbero influenzare i dispositivi GPS, tra cui la navigazione satellitare e NTP GPS time server.

Mentre molti di noi hanno dovuto affrontare un clima estremo lo scorso inverno, stanno arrivando ulteriori tempeste, questa volta dallo spazio.

Brillamenti solari sono un evento normale sulla superficie del sole. Mentre gli scienziati non sono completamente sicuri di ciò che li causa, sappiamo due cose sui brillamenti solari: - sono ciclici - e sono legati a l'attività delle macchie solari.

Per gli ultimi undici anni l'attività delle macchie solari del sole - piccole depressioni scure che appaiono sulla superficie del sole - è stata minima. Ma questo ciclo di undici anni è giunto al termine e alla fine dello scorso anno c'è stato un aumento delle macchie solari, il che significa che 2010 sarà un anno eccezionale per le macchie solari e le brillamenti solari.

Ma non c'è bisogno di preoccuparsi di diventare tostati dai brillamenti solari, poiché queste esplosioni di gas caldi che brillano dal sole non arrivano mai abbastanza lontano da raggiungere la Terra, tuttavia, possono influenzarci in modi diversi.

I brillamenti solari sono esplosioni di energia e come tali emettono radiazioni e particelle ad alta energia. Sulla terra, siamo protetti da queste esplosioni di energia e radiazioni dal campo magnetico terrestre e dalla ionosfera, tuttavia le comunicazioni satellitari non lo sono e questo può portare a problemi.

Mentre l'effetto della radiazione solare è molto debole, può rallentare e riflettere le onde radio mentre viaggiano attraverso la ionosfera verso la Terra. Questa interferenza può causare problemi ai satelliti GPS in particolare quando dipendono dalla precisione per fornire informazioni di navigazione.

Mentre gli effetti dei brillamenti solari sono lievi, è possibile che i dispositivi GPS incontrino brevi periodi di assenza di segnale e anche il problema dei segnali imprecisi che significano il posizionamento di informazioni può diventare inaffidabile.

Ciò non influirà solo sulla navigazione, in quanto il sistema GPS viene utilizzato da centinaia e migliaia di reti di computer come fonte di tempo affidabile.

Mentre la maggior parte dedicato GPS time server dovrebbe essere in grado di far fronte a periodi di instabilità senza perdere precisione, per gli amministratori di rete preoccupati che non vogliono andare al lavoro per scoprire che i loro sistemi si sono bloccati a causa di una mancanza di sincronizzazione potrebbe voler prendere in considerazione l'utilizzo di un server di riferimento della rete radio che utilizza la trasmissione broadcast come MSF o WVBB.

Dual time server NTP (Network Time Protocol) sono anche disponibili in grado di ricevere sia la radio che il GPS, garantendo che una fonte di tempo sia sempre costantemente disponibile.

Qualsiasi amministratore di rete ti dirà quanto sia importante sincronizzazione temporale è per una moderna rete di computer. I computer si affidano al tempo per quasi tutto, soprattutto nell'età odierna del trading online e della comunicazione globale, dove l'accuratezza è essenziale.

Non garantire che i computer vengano accuratamente sincronizzati insieme può portare a tutti i tipi di problemi: perdita di dati, vulnerabilità della sicurezza, impossibilità di condurre transazioni sensibili al tempo e difficoltà di debugging possono essere causati da una mancanza o meno della sincronizzazione temporale.

Ma garantire che ogni computer su una rete abbia esattamente lo stesso tempo è semplice grazie a due tecnologie: l'orologio atomico e il NTP server (Network Time Protocol).

Gli orologi atomici sono cronometri estremamente accurati. Possono mantenere il tempo e non andare alla deriva di più di un secondo in migliaia di anni ed è questa precisione che ha reso possibili tecnologie e applicazioni come la navigazione satellitare, il trading online e il GPS.

La sincronizzazione dell'ora per le reti di computer è controllata dal time server di rete, comunemente indicato come server NTP dopo il protocollo di sincronizzazione dell'ora che utilizzano, Network Time Protocol.
Quando si tratta di scegliere un server orario, ci sono davvero solo due tipi reali: il riferimento radio NTP time server e il GPS NTP time server.

I server dei tempi di riferimento radio ricevono il tempo dalla trasmissione a onde lunghe trasmessa dai laboratori di fisica come NIST in Nord America o NPL nel Regno Unito. Queste trasmissioni possono essere spesso rilevate in tutto il paese di origine (e oltre) anche se la topografia locale e le interferenze da altri dispositivi elettrici possono interferire con il segnale.

GPS time server, d'altra parte, utilizzare il segnale di navigazione satellitare trasmesso dai satelliti GPS. Le trasmissioni GPS sono generate da orologi atomici a bordo dei satelliti, quindi sono una fonte di tempo estremamente precisa proprio come l'orologio atomico generato dal tempo trasmesso dai laboratori di fisica.

Oltre allo svantaggio di dover disporre di un'antenna sul tetto (il GPS funziona in base alla linea di vista, quindi è essenziale una chiara visione del cielo), il GPS è ottenibile letteralmente ovunque sul pianeta.

Come entrambi tipi di server del tempo può fornire una fonte accurata di tempo affidabile la decisione di quale tipo di server di tempo dovrebbe essere basato sulla disponibilità di segnali a onda lunga o se è possibile installare un'antenna GPS sul tetto.

Uno dei più del mondo orologi atomici precisi deve essere lanciato in orbita e collegato alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) grazie ad un accordo firmato dall'agenzia spaziale francese.

L'orologio atomico PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbite) è attaccato all'ISS nel tentativo di testare in modo più accurato la teoria di Einstein relativamente all'aumento dell'accuratezza del tempo universale coordinato (UTC) tra altri esperimenti di geodesia.

PHARAO è un orologio atomico al cesio di nuova generazione con una precisione che corrisponde a meno di un secondo di deriva ogni anno 300,000. PHARAO sarà lanciato dall'Agenzia spaziale europea (ESA) in 2013.

Gli orologi atomici sono i dispositivi di cronometraggio più precisi a disposizione dell'umanità, ma sono suscettibili di cambiamenti nell'attrazione gravitazionale, come previsto dalla teoria di Einstein, poiché il tempo stesso viene bloccato dall'attrazione della Terra. Posizionando questo accurato orologio atomico in orbita, l'effetto della gravità terrestre viene ridotto, consentendo a PHARAO di essere più preciso dell'orologio terrestre.

Mentre orologi atomici non sono nuovi in ​​orbita, come molti satelliti; anche la rete GPS (Global Positioning System) contiene orologi atomici, tuttavia, PHARAO sarà uno degli orologi più precisi mai lanciati nello spazio, consentendone l'utilizzo per analisi molto più dettagliate.

Gli orologi atomici sono in circolazione dagli 1960, ma il loro crescente sviluppo ha spianato la strada a tecnologie sempre più avanzate. Gli orologi atomici costituiscono la base di molte moderne tecnologie dalla navigazione satellitare per consentire alle reti di computer di comunicare efficacemente in tutto il mondo.

Reti di computer ricevere segnali orari da orologi atomici via NTP time server (Network Time Protocol) che può sincronizzare accuratamente una rete di computer in pochi millisecondi di UTC.

I sistemi di navigazione satellitare, o navigatori satellitari, hanno cambiato il nostro modo di navigare intorno alle strade principali. Sono finiti i giorni in cui i viaggiatori dovevano avere una scatola a guanti piena di mappe e se ne andava anche il bisogno di fermarsi e chiedere a un locale indicazioni stradali.

Navigazione satellitare significa che ora andiamo dal punto A al punto B fiduciosi che i nostri sistemi ci porteranno lì e mentre i sistemi di navigazione satellitare non sono infallibili (dobbiamo leggere tutti i racconti di persone che guidano su rupi e fiumi ecc.), ha sicuramente rivoluzionato il nostro wayfinding.

Attualmente esiste un solo Global Navigational Satellite System (GNSS) il sistema di posizionamento globale gestito in America (GPS). Anche se un sistema europeo rivale (Galileo) è online per andare online dopo che 2012 e un sistema sia russo (GLONASS) che cinese (COMPASS) sono in fase di sviluppo.

Tuttavia, tutte queste reti GNSS funzioneranno utilizzando la stessa tecnologia utilizzata dal GPS e, in effetti, gli attuali sistemi GPS dovrebbero essere in grado di utilizzare questi sistemi futuri senza molte alterazioni.

Il sistema GPS è fondamentalmente una costellazione di satelliti (attualmente ci sono 27). Questi satelliti contengono ciascuno a bordo di un orologio atomico (in realtà due sono sulla maggior parte dei satelliti GPS, ma ai fini di questa spiegazione è necessario prendere in considerazione solo uno). I segnali che vengono trasmessi dal satellite GPS contengono diverse informazioni inviate come un intero:

* L'ora in cui il messaggio è stato inviato

* La posizione orbitale del satellite (nota come effemeride)

* La salute generale del sistema e le orbite degli altri satelliti GPS (noto come l'almanacco)

Un ricevitore di navigazione satellitare, il tipo trovato sul dashbopard della tua auto, riceve queste informazioni e utilizzando le informazioni di temporizzazione funziona la distanza esatta dal ricevitore al satellite. Usando tre o più di questi segnali, la posizione esatta può essere triangolata (sono effettivamente necessari quattro segnali poiché deve essere elaborata anche l'altezza sopra il livello del mare).

Poiché la triangolazione funziona quando è stato inviato il segnale orario e quanto tempo ci è voluto per arrivare al ricevitore, i segnali devono essere incredibilmente accurati. Anche un secondo di imprecisione potrebbe vedere le informazioni di navigazione fuori ma migliaia di chilometri come luce, e quindi i segnali radio, possono percorrere quasi 300,000 km al secondo.

Attualmente la rete satellitare GPS può fornire precisione di navigazione entro i contatori 5, il che indica esattamente come orologi atomici precisi può essere.

Dopo anni di discussioni e incertezze, l'equivalente europeo del GPS (Global Positioning System), sta finalmente iniziando a prendere forma. Il sistema europeo Galileo, che integrerà l'attuale sistema USA, è un passo avanti verso il completamento.

Galileo, che sarà il primo sistema operativo globale di navigazione satellitare (GNSS) al di fuori degli Stati Uniti, fornirà informazioni di posizionamento per le macchine di navigazione satellitare e le informazioni sui tempi per GPS server NTP (Network Time Protocol).

Il sistema, progettato e fabbricato dall'Agenzia spaziale europea (ESA) e dall'Unione europea (UE) e quando è operativo, dovrebbe migliorare la disponibilità e l'accuratezza dei tempi e dei segnali di navigazione trasmessi dallo spazio.

Il loro sistema è stato ostinato in dispute politiche e incertezze sin dal suo inizio quasi un decennio fa. Obiezioni da parte degli Stati Uniti che perderanno la capacità di spegnere il GPS nei momenti di bisogno militare; e le restrizioni economiche in tutta Europa, significava che il progetto era stato quasi accantonato più volte.

Tuttavia, i primi quattro satelliti sono stati finalizzati in un laboratorio nel sud dell'Inghilterra. Questi satelliti in-Orbit Validation (IOV) formeranno una mini-costellazione nel cielo e dimostreranno il concetto di Galileo trasmettendo i primi segnali in modo che il sistema europeo possa diventare una realtà.

Il resto della rete satellitare dovrebbe seguire poco dopo e. Galileo dovrebbe infine comprendere oltre 30 di loro, il che significa che gli utenti dei sistemi di navigazione satellitare di Time server NTP GPS dovrebbe ottenere correzioni più veloci essere in grado di localizzare le loro posizioni con un errore di un metro rispetto all'errore di solo GPS attuale di cinque.

Sembra che quasi ogni cruscotto dell'auto abbia un ricevitore GPS appollaiato in alto. Sono diventati incredibilmente popolari come strumento di navigazione con molte persone che fanno affidamento su di loro esclusivamente per aggirare le reti stradali.

La Global Positioning System è in circolazione da diversi anni ma è stato originariamente progettato e costruito per applicazioni militari statunitensi, ma è stato esteso per uso civile a seguito di un disastro aereo.

Mentre è incredibilmente utile e conveniente uno strumento, i sistemi GPS sono relativamente semplici nel suo funzionamento. La navigazione funziona utilizzando una costellazione di 30 o così satelliti (ce ne sono parecchi in orbita ma non più operativi).

I segnali inviati dai satelliti contengono tre informazioni che vengono ricevute dai dispositivi di navigazione satellitare nelle nostre auto.

Queste informazioni includono:

* L'ora in cui il messaggio è stato inviato

* La posizione orbitale del satellite (nota come effemeride)

* La salute generale del sistema e le orbite degli altri satelliti GPS (noto come l'almanacco)

Il modo in cui vengono elaborate le informazioni di navigazione è utilizzando le informazioni di quattro satelliti. Il tempo in cui i segnali hanno lasciato ciascuno dei satelliti viene registrato dal ricevitore satellitare e la distanza da ciascun satellite viene quindi elaborata utilizzando queste informazioni. Usando le informazioni di quattro satelliti è possibile capire esattamente dove si trova il ricevitore satellitare, questo processo è noto come triangolazione.

Tuttavia, lavorare esattamente dove ti trovi nel mondo fa affidamento sulla completa precisione dei segnali temporali trasmessi dai satelliti. Poiché segnali come il GPS viaggiano alla velocità della luce (circa 300,000 km al secondo attraverso il vuoto), anche un'accuratezza di un secondo potrebbe vedere le informazioni di posizionamento fuori dai chilometri 300! Attualmente il sistema GPS ha una precisione di cinque metri che dimostra quanto accurate siano le informazioni di temporizzazione trasmesse dai satelliti.

Questo alto livello di precisione è possibile perché ogni satellite GPS contiene orologi atomici. Gli orologi atomici sono incredibilmente accurati facendo affidamento sulle oscillazioni incrostanti degli atomi per mantenere il tempo - in effetti ogni satellite GPS funzionerà per oltre un milione di anni prima che deriverà di almeno un secondo (rispetto all'orologio elettronico medio che andrà alla deriva di un secondo in una settimana o due)

A causa di questo alto livello di precisione, gli orologi atomici a bordo dei satelliti GPS possono essere utilizzati come fonte di tempo preciso per il sincronizzazione delle reti di computer e altri dispositivi che richiedono la sincronizzazione.

La ricezione di questo segnale orario richiede l'uso di a Server NTP GPS che si sincronizzerà con il satellite e distribuirà il tempo a tutti i dispositivi su una rete.

Time server NTP dedicato i dispositivi sono il metodo più semplice, accurato, affidabile e sicuro per ricevere una fonte di UTC time (Coordinated Universal Time) per la sincronizzazione di una rete di computer.

NTP server (Network Time Protocol) operano al di fuori del firewall e non dipendono da Internet, il che significa che sono altamente sicuri e non vulnerabili agli utenti malintenzionati che, nel caso delle fonti di tempo Internet possono utilizzare i segnali client NTP come metodo di accesso alla rete o penetrando nel firewall.

Un server NTP dedicato riceverà anche il suo time code direttamente da un orologio atomico, questo lo rende uno stratificato 1 time server rispetto ai time server online che sono time server 2 stratificati, cioè ricevono il tempo da uno strato 1 server e quindi non sono così precisi.

In utilizzando un server orario NTP c'è solo una decisione da prendere ed è così che deve essere ricevuto il segnale orario e per questo ci sono solo due scelte:

Il primo consiste nell'utilizzare le trasmissioni radio standard di tempo trasmesse dai laboratori nazionali di fisica come NIST negli Stati Uniti o nel Regno Unito NPL. Questi segnali (WWVB negli Stati Uniti, MSF nel Regno Unito) sono di portata limitata, sebbene il segnale USA sia disponibile in gran parte del Canada e dell'Alaska. Tuttavia, sono vulnerabili alle interferenze locali e alla topografia come lo sono altri segnali radio a onde lunghe.

L'alternativa al segnale WWVB / MSF è di utilizzare la rete satellitare GPS (Global Positioning System). Gli orologi atomici sono utilizzati dai satelliti GPS come base per le informazioni di navigazione utilizzate dai ricevitori satellitari. Questi orologi atomici possono essere utilizzati usando a Time server NTP dotato di antenna GPS.

Mentre il segnale orario GPS non è strettamente UTC- è 17 secondi indietro poiché i secondi intercalati non sono mai stati aggiunti all'ora GPS (poiché i satelliti non sono raggiungibili) ma NTP può tenerne conto (semplicemente aggiungendo 17 per interi secondi). Il vantaggio del GPS è che è disponibile ovunque sul pianeta finché l'antenna GPS ha una visione chiara del cielo.

Sono disponibili anche sistemi Duel che possono utilizzare entrambi i tipi di segnale.

Il GPS (Global Positioning System) i sistemi hanno rivoluzionato la navigazione per piloti, marinai e piloti. Quasi tutte le auto nuove di zecca vengono vendute con un sistema di navigazione satellitare integrato già installato e simili dispositivi rimovibili continuano a vendere a milioni.

Eppure il sistema GPS è uno strumento multiuso grazie soprattutto alla tecnologia che impiega per fornire informazioni di navigazione. Ogni satellite GPS contiene un orologio atomico quale segnale viene utilizzato per triangolare le informazioni di posizionamento.

Il GPS è in circolazione dal 1970 in ritardo ma è stato solo in 1983 che si è fermato dall'essere puramente uno strumento militare ed è stato aperto per consentire l'accesso commerciale gratuito a seguito di un abbattimento accidentale di un aereo passeggeri.

Per utilizzare il sistema GPS come riferimento temporale, a Orologio GPS or GPS ora del server è obbligatorio. Questi dispositivi di solito si basano sul protocollo temporale NTP (Network Time Protocol) per distribuire il segnale orario GPS che arriva tramite l'antenna GPS.

L'ora GPS non è la stessa di UTC (Coordinated Universal Time) che viene normalmente utilizzata NTP per la sincronizzazione dell'ora tramite trasmissioni radio o Internet. L'ora GPS corrispondeva originariamente all'ora UTC in 1980 durante la sua nascita, ma sin d'ora ci sono stati secondi intercalati aggiunti all'UTC per neutralizzare le variazioni della rotazione terrestre, tuttavia gli orologi satellitari di bordo sono corretti per compensare la differenza tra il tempo GPS e UTC, che è 17seconds, da 2009.

Utilizzando a GPS ora del server un'intera rete di computer può essere sincronizzata in pochi millisecondi di UTC assicurando che tutti i computer siano sicuri, sicuri e in grado di gestire efficacemente le transazioni time-sensitive.