È uno dei marchi di terra più iconici del mondo. In piedi con orgoglio sulle Camere del Parlamento, il Big Ben celebra il suo compleanno 150th. Eppure, nonostante vivesse in un'epoca di orologi atomici e NTP time server, è uno degli orologi più usati al mondo con centinaia di migliaia di londinesi che si affidano ai suoi rintocchi per impostare i loro orologi.

Il Big Ben è in realtà il nome della campana principale all'interno dell'orologio che crea i rintocchi ogni quarto d'ora, ma la campana non ha iniziato a suonare quando è stato costruito l'orologio. L'orologio ha iniziato a tenere il tempo su 31 May 1859, mentre la campana non ha colpito per la prima volta fino a luglio 11.

Alcuni sostengono che la campana da dodici tonnellate abbia preso il nome Sir Benjamin Hall il capo commissario di Works che ha lavorato al progetto dell'orologio (e si dice che sia un uomo di grande circonferenza). Altri sostengono che la campana sia stata intitolata al pugile dei pesi massimi Ben Caunt che ha combattuto sotto il soprannome Big Ben.

Il meccanismo dell'orologio da cinque tonnellate funziona come un orologio da polso gigante e viene ferito tre volte a settimana. La sua accuratezza se sintonizzata aggiungendo o rimuovendo vecchi penny sul pendolo che è abbastanza lontano dall'accuratezza dei moderni orologi atomici e Server NTP i sistemi generano con precisione vicina al nanosecondo.

Mentre il Big Ben riceve la fiducia di decine di migliaia di londinesi per fornire un tempo preciso, il moderno orologio atomico viene utilizzato da milioni di noi ogni giorno senza rendersene conto. Gli orologi atomici sono la base per i sistemi di navigazione satellitare GPS che abbiamo nelle nostre macchine, inoltre tengono sincronizzati Internet tramite NTP time server (Network Time Protocol).

Qualsiasi rete di computer può essere sincronizzata con un orologio atomico utilizzando un dedicato Server NTP. Questi dispositivi ricevono il tempo da un orologio atomico, tramite il sistema GPS o trasmissioni radio specializzate.

Ora ci sono tante auto sulla strada quante sono le famiglie e ci vuole solo un breve viaggio durante l'ora di punta per capire che questa affermazione è probabilmente vera.

La congestione è un problema enorme nelle nostre città e città e controllare questo traffico e mantenerlo in movimento è uno degli aspetti più essenziali per ridurre la congestione. La sicurezza è anche una preoccupazione per le nostre strade poiché le possibilità che tutti quei veicoli che viaggiano senza picchiarsi occasionalmente siano vicine allo zero, ma il problema può essere esemplificato da una cattiva gestione del traffico.

Quando si tratta di controllare i flussi di traffico delle nostre città non esiste un'arma più grande dell'umile semaforo. In alcune città questi dispositivi sono semplici luci temporizzate che fermano il traffico in un modo e ne consentono l'altro e viceversa.

Tuttavia, il potenziale del modo in cui i semafori possono ridurre la congestione viene ora realizzato e grazie alla sincronizzazione in millisecondi resa possibile con NTP server ora sta riducendo drasticamente la congestione è alcune delle principali città del mondo.

Piuttosto che semplici segmenti temporizzati di verde, ambra e rosso, i semafori possono rispondere alle esigenze della strada, consentendo a più automobili di muoversi in una direzione e riducendola in altre. Possono anche essere utilizzati in combinazione tra loro consentendo passaggi di luce verde per le auto nelle principali rotte.

Tuttavia, tutto questo è possibile solo se il sistema di semafori in tutta la città è sincronizzato insieme e ciò può essere raggiunto solo con a NTP time server.

NTP (Network Time Protocol) è semplicemente un algoritmo ampiamente utilizzato ai fini della sincronizzazione. UN Server NTP riceverà un segnale orario da una sorgente precisa (normalmente un orologio atomico) e il software NTP lo distribuirà tra tutti i dispositivi su una rete (in questo caso i semafori).

La Server NTP controllerà continuamente l'ora su ciascun dispositivo e assicurerà che corrisponda al segnale orario, assicurando che tutti i dispositivi (semafori) siano perfettamente sincronizzati tra loro, consentendo di gestire l'intero sistema a semaforo come un sistema di gestione del traffico unico e flessibile piuttosto che singole luci casuali .

La NTP time server ha rivoluzionato la sincronizzazione delle reti di computer negli ultimi vent'anni. NTP (Network Time Protocol) è il software che è responsabile della distribuzione del tempo dal server del tempo a tutta la rete, regolando le macchine per la deriva e assicurando la precisione.

NTP può mantenere affidabili gli orologi di sistema entro pochi millimetri UTC (Coordinated Universal Time) o qualsiasi altro periodo di tempo con cui viene alimentato.

Tuttavia, NTP può essere affidabile solo quanto l'origine dell'orario che riceve e, poiché UTC è la scala temporale globale, dipende da dove proviene la sorgente UTC.

Trasmissioni nazionali di orario e frequenza da laboratori di fisica come NIST negli Stati Uniti o NPL nel Regno Unito sono fonti estremamente affidabili di UTC e NTP time server sono progettati appositamente per loro. Tuttavia, i segnali di tempo non sono garantiti, possono cadere durante il giorno e sono suscettibili alle interferenze; sono anche regolarmente girati per manutenzione.

Per la maggior parte delle applicazioni, alcune ore della rete che si basano su oscillatori a cristallo probabilmente non causeranno troppi problemi nella sincronizzazione. Però, GPS (Global Positioning System) è una fonte molto più affidabile per l'ora UTC in quanto un satellite GPS è sempre sovraccarico. Richiedono una ricezione in linea ottica, il che significa che un'antenna deve salire sul tetto o fuori da una finestra aperta.

Per le applicazioni in cui precisione e affidabilità sono essenziali, la soluzione più sicura è investire in un sistema duale NTP time server, questi dispositivi possono ricevere sia le trasmissioni radio come MSF, DCF-77 o WWVB e il segnale GPS.

Su un sistema duale Server NTP, NTP utilizzerà entrambe le fonti di tempo e sincronizzerà una rete per garantire maggiore accuratezza e affidabilità.

UTC (Coordinated Universal Time) è la scala cronologica globale del mondo e ha sostituito il vecchio standard GMT (Greenwich Meantime) negli 1970.

Mentre GMT era basato sul movimento del Sole, l'UTC si basa sul tempo indicato da orologi atomici anche se è mantenuto in linea con GMT con l'aggiunta di "Leap Seconds" che compensa il rallentamento della rotazione della Terra permettendo sia all'UTC sia al GMT di correre fianco a fianco (il GMT viene spesso erroneamente definito come UTC - sebbene non ci sia effettivamente differenza non importa davvero).

Nell'ambito del computing, UTC consente alle reti di computer di tutto il mondo di sincronizzarsi allo stesso tempo, rendendo possibili transazioni sensibili in termini di tempo da tutto il mondo. La maggior parte delle reti di computer utilizzate è dedicata Network Time Server per sincronizzarsi con un'origine ora UTC. Questi dispositivi utilizzano il protocollo NTP (Network Time Protocol) per distribuire il tempo attraverso le reti e controllano continuamente per assicurarsi che non vi sia alcuna deriva.

L'unico dilemma nell'usare un dedicato NTP time server sta selezionando da dove viene la fonte temporale da cui dipende il tipo di Server NTP tu richiedi Ci sono davvero tre posti in cui una fonte di tempo UTC può essere facilmente localizzata.

Il primo è internet. Nell'utilizzare una fonte di tempo internet come time.nist.gov o time.windows.com è dedicato Server NTP non è necessariamente richiesto in quanto la maggior parte dei sistemi operativi ha già installata una versione di NTP (in Windows è sufficiente fare doppio clic sull'icona dell'orologio per visualizzare le opzioni di orario internet).

*Va notato che Microsoft, Novell e altri sconsigliano vivamente di utilizzare le fonti di tempo internet se la sicurezza è un problema. Le origini dell'orario Internet non possono essere autenticate dall'NTP e sono fuori dal firewall, il che può portare a minacce alla sicurezza.

Il secondo metodo è usare a GPS server NTP; questi dispositivi utilizzano il segnale GPS (più comunemente usato per la navigazione satellitare) che in realtà è un codice temporale generato da un orologio atomico (proveniente da bordo del satellite). Mentre questo segnale è disponibile in qualsiasi parte del mondo, un'antenna GPS ha bisogno di una visione chiara del cielo, che è l'unico inconveniente nell'uso del GPS.

In alternativa, molti laboratori nazionali di fisica di paesi come NIST negli Stati Uniti e NPL nel Regno Unito, trasmettono un segnale orario dai loro orologi atomici. Questi segnali possono essere raccolti con una radio referenziata Server NTP sebbene questi segnali siano limitati e vulnerabili alle interferenze e alla topografia locali.

Sincronizzazione oraria è spesso un aspetto sottovalutato della gestione del computer. Generalmente la sincronizzazione dell'ora è cruciale solo per le reti o per i computer che richiedono transazioni time-sensitive su Internet.

La sincronizzazione dell'ora con i moderni sistemi operativi come Windows Vista, XP o le diverse versioni di Linux è relativamente facile poiché la maggior parte contiene il protocollo di sincronizzazione dell'ora NTP (Network Time Protocol) o una versione semplificata (SNTP).

NTP è un programma basato su un algoritmo e funziona utilizzando una singola origine oraria che può essere distribuita tra la rete (o un singolo computer) e viene costantemente controllata per garantire che gli orologi della rete funzionino correttamente.

Per utenti di computer singoli o reti in cui la sicurezza e la precisione non sono i problemi principali (anche se per qualsiasi sicurezza di rete dovrebbe essere un problema principale), il metodo più semplice per sincronizzare un computer è utilizzare uno standard di tempo di Internet.

Con un sistema operativo Windows questo può essere fatto facilmente su un singolo computer facendo doppio clic sull'icona dell'orologio e quindi configurando la scheda Ora Internet. Tuttavia, si deve notare che nell'utilizzo di un'origine basata su Internet come nist.gov o windows.time, una porta dovrà essere lasciata aperta nel firewall che potrebbe essere sfruttata dagli utenti malintenzionati.

Per gli utenti della rete e coloro che non vogliono lasciare vulnerabilità nel proprio firewall, la soluzione più appropriata è l'utilizzo di un apposito ora del server di rete. La maggior parte di questi dispositivi utilizza anche il protocollo NTP ma poiché ricevono un riferimento temporale all'esterno della rete (di solito tramite GPS o radio a onde lunghe) non lasciano vulnerabilità nel firewall.

Queste Server NTP i dispositivi sono anche molto più affidabili e precisi dei fusi orari di Internet in quanto comunicano direttamente con il segnale di un orologio atomico piuttosto che essere diversi livelli (in termini NTP noti come strati) dall'orologio di riferimento come la maggior parte delle fonti di tempo di internet.

La rete GPS (Global Positioning System) è comunemente nota come sistema di navigazione satellitare. Tuttavia, in realtà trasmette un segnale orario ultra preciso da un orologio atomico di bordo.

Quei pionieri cronologici a NIST hanno collaborato con l'Università del Colorado e hanno sviluppato l'orologio atomico più preciso al mondo fino ad oggi. L'orologio a base di stronzio è quasi due volte più preciso degli attuali orologi al cesio usati per governare UTC (Coordinated Universal Time) in quanto perde solo un secondo ogni 300 milioni di anni.

A base di stronzio orologi atomici vengono ora visti come la via da percorrere nel cronometraggio poiché sono ottenibili livelli superiori di accuratezza che non sono possibili con l'atomo di cesio. Gli orologi di stronzio, come i loro predecessori, agiscono sfruttando la vibrazione naturale degli atomi, ma altamente coerente.

Tuttavia, queste nuove generazioni di orologi utilizzano raggi laser e temperature estremamente basse prossime allo zero assoluto per controllare gli atomi e si spera che sia un passo avanti nella creazione di un orologio perfettamente preciso.

Questa estrema precisione può sembrare un passo troppo lungo e inutile, ma gli usi per tale precisione sono molti e quando si considerano le tecnologie sviluppate basate sulla prima generazione di orologi atomici come la navigazione GPS, Server NTP sincronizzazione e trasmissione digitale un nuovo mondo di tecnologia entusiasmante basato su questi nuovi orologi potrebbe essere proprio dietro l'angolo.

Mentre attualmente la scala cronologica globale del mondo, UTC, si basa sul tempo raccontato da una costellazione di orologi al cesio (e incidentalmente anche la definizione di un secondo come poco più di 9 miliardi di zecche al cesio), si pensa che quando il Comitato consultivo per Tempo e frequenza presso il Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) dopo si incontrerà discuterà se fare queste prossime generazioni di orologi atomici il nuovo standard.

Tuttavia, gli orologi di stronzio non sono l'unico metodo di tempo altamente preciso. L'anno scorso un orologio quantistico, sviluppato anche al NIST, ha gestito l'accuratezza di 1 secondo in 1 miliardi di anni. Tuttavia, questo tipo di orologio non può essere monitorato direttamente e richiede uno schema più complesso per monitorare il tempo.

A ora del server di rete può essere uno dei dispositivi più cruciali su una rete di computer poiché i timestamp sono vitali per la maggior parte delle applicazioni di computer dall'invio e dalla posta elettronica al debug di una rete.

Piccole inesattezze in un timestamp possono causare il caos su una rete, dalle e-mail che arrivano prima che siano state inviate tecnicamente, a lasciare un intero sistema vulnerabile alle minacce alla sicurezza e persino alle frodi.

Tuttavia, un server orario di rete è valido solo come l'ora sorgente a cui si sincronizza. Molti amministratori di rete scelgono di ricevere un codice di temporizzazione da Internet, tuttavia, molte fonti di orario Internet sono del tutto imprecise e spesso troppo lontane da un cliente per fornire un'accuratezza reale.

Inoltre, le fonti temporali basate su Internet non possono essere autenticate. L'autenticazione è una misura di sicurezza utilizzata da NTP (Network Time Protocol che controlla il time server di rete) per garantire che il time server sia esattamente quello che dice di essere).

Per garantire che il tempo esatto sia mantenuto, è fondamentale selezionare una sorgente temporale sicura e accurata. Esistono due metodi che possono garantire una precisione al millesimo di secondo (tempo universale coordinato - una scala cronologica globale basata sul tempo indicato dagli orologi atomici).

Il primo consiste nell'utilizzare una trasmissione nazionale specializzata in tempo e frequenza trasmessa in diversi paesi tra cui Regno Unito, Stati Uniti, Germania, Francia e Giappone. Sfortunatamente queste trasmissioni non possono essere rilevate ovunque, ma il secondo metodo consiste nell'utilizzare il segnale di temporizzazione trasmesso dalla rete GPS che è disponibile letteralmente ovunque sulla faccia del pianeta.

A ora del server di rete userà questo codice temporale e sincronizzerà un'intera rete utilizzando NTP, motivo per cui vengono spesso indicati come a Server NTP or NTP time server. NTP regola continuamente gli orologi della rete assicurandosi che non ci sia una deriva.

La sincronizzazione della rete di computer è essenziale nel mondo moderno. Molte delle reti di computer del mondo sono tutte sincronizzate con la stessa scala temporale globale UTC (Coordinated Universal Time).

Governare la sincronizzazione del protocollo NTP (Network Time Protocol) viene utilizzato nella maggior parte dei casi in quanto è in grado di sincronizzare in modo affidabile una rete a pochi millisecondi rispetto all'ora UTC.

Tuttavia, la precisione della sincronizzazione temporale dipende esclusivamente dalla precisione di qualsiasi riferimento temporale selezionato per la distribuzione NTP e qui si trova uno degli errori fondamentali nella sincronizzazione delle reti di computer.

Molti amministratori di rete si affidano ai riferimenti orari di Internet come origine dell'ora UTC, tuttavia, a parte i rischi per la sicurezza che pongono (essendo come se si trovassero dalla parte sbagliata di un firewall di rete) ma anche la loro accuratezza non può essere garantita e gli studi recenti hanno trovato meno della metà di essi fornisce alcuna accuratezza utile a tutti.

Per un metodo sicuro, accurato e affidabile di UTC ci sono davvero solo due scelte. Utilizzare il segnale orario dalla rete GPS o affidarsi alle trasmissioni a onde lunghe trasmesse dai laboratori nazionali di fisica come NPL e NIST.

Per selezionare quale metodo sia il migliore, l'unico fattore da considerare è la posizione del file Server NTP cioè ricevere il segnale orario.

Il GPS è il più flessibile in quanto il segnale è disponibile letteralmente ovunque sul pianeta, ma l'unico lato negativo del segnale è che un'antenna GPS deve essere situata sul tetto in quanto ha bisogno di una chiara visione del cielo. Questo potrebbe rivelarsi problematico se il ora del server si trova nei piani inferiori di un raschietto del cielo, ma nel complesso più utenti di Ora GPS i segnali scoprono che sono molto affidabili e incredibilmente accurati.

Se il GPS non è pratico, l'ora e le frequenze nazionali forniscono un metodo altrettanto preciso e sicuro di tempo UTC. Tuttavia, questi segnali a onda lunga non vengono trasmessi da ogni paese, sebbene il segnale US WWVB trasmesso dal NIST in Colorado sia disponibile nella maggior parte del Nord America, incluso il Canada.

Ci sono varie versioni di questo segnale trasmesse in tutta Europa, incluso il tedesco DCF e il Regno Unito MSF che risultano essere i più affidabili e popolari. Questi segnali possono spesso essere rilevati al di fuori dei confini della nazione, anche se va notato che le trasmissioni a onde lunghe sono vulnerabili alle interferenze locali e alla topografia.

Per la massima tranquillità, doppio sistema NTP server che ricevono segnali sia dal laboratorio GPS sia dai laboratori nazionali di fisica, anche se tendono ad essere un po 'più costosi dei singoli sistemi, anche se l'utilizzo di più di un segnale temporale li rende doppiamente affidabili.

È un orologio atomico radioattivo?

An orologio atomico mantiene il tempo meglio di qualsiasi altro orologio. Hanno anche un tempo migliore rispetto alla rotazione della Terra e al movimento delle stelle. Senza l'orologio atomico, la navigazione GPS sarebbe impossibile, Internet non si sincronizzerebbe e la posizione dei pianeti non sarebbe nota con sufficiente accuratezza da consentire il lancio e il monitoraggio delle sonde spaziali e dei lander.

Un orologio atomico non è radioattivo, non si basa sul decadimento atomico. Piuttosto, un orologio atomico ha una massa oscillante e una molla, proprio come normali orologi.

La grande differenza tra un orologio standard nella tua casa e un orologio atomico è che l'oscillazione in un orologio atomico è tra il nucleo di un atomo e gli elettroni circostanti. Questa oscillazione non è esattamente un parallelo al bilanciere e alla spirale di un orologio, ma il fatto è che entrambi usano le oscillazioni per tenere traccia del tempo che passa. Le frequenze di oscillazione all'interno dell'atomo sono determinate dalla massa del nucleo e dalla gravità e dalla "molla" elettrostatica tra la carica positiva sul nucleo e la nuvola di elettroni che la circonda.

Quali sono i tipi di orologio atomico?

Oggi, sebbene ci siano diversi tipi di orologio atomico, il principio alla base di tutti loro rimane lo stesso. La principale differenza è associata all'elemento utilizzato e ai mezzi per rilevare quando il livello di energia cambia. I vari tipi di orologio atomico includono:

L'orologio atomico al cesio impiega un fascio di atomi di cesio. L'orologio separa gli atomi di cesio di diversi livelli di energia per mezzo del campo magnetico.

L'orologio atomico dell'idrogeno mantiene gli atomi di idrogeno al livello di energia richiesto in un contenitore con pareti di un materiale speciale in modo che gli atomi non perdano il loro stato di energia superiore troppo rapidamente.

L'orologio atomico del Rubidio, il più semplice e compatto di tutti, utilizza una cella di vetro di gas di rubidio che cambia il suo assorbimento della luce alla frequenza del rubidio ottico quando la frequenza delle microonde circostanti è giusta.

L'orologio atomico commerciale più accurato disponibile oggi utilizza l'atomo di cesio e i normali campi magnetici e rilevatori. Inoltre, gli atomi di cesio vengono bloccati dallo scheletro avanti e indietro dai raggi laser, riducendo i piccoli cambiamenti di frequenza dovuti all'effetto Doppler.

Quando è stato inventato l'orologio atomico? orologio atomico

In 1945, il professore di fisica della Columbia University Isidor Rabi ha suggerito che un orologio potrebbe essere realizzato con una tecnica che ha sviluppato negli 1930 chiamati risonanza magnetica a raggio atomico. Con 1949, National Bureau of Standards (NBS, ora National Institute of Standards and Technology, NIST) ha annunciato il primo orologio atomico al mondo che utilizza la molecola di ammoniaca come fonte di vibrazioni e da 1952 ha annunciato il primo orologio atomico utilizzando gli atomi di cesio come fonte di vibrazione, NBS-1.

In 1955, il National Physical Laboratory (NPL) in Inghilterra costruì il primo orologio atomico a fascio di cesio usato come fonte di calibrazione. Nel decennio successivo furono create forme più avanzate di orologi atomici. In 1967, la 13th Conferenza generale su pesi e misure definiva il secondo SI sulla base delle vibrazioni dell'atomo di cesio; il sistema di cronometraggio del mondo non aveva più una base astronomica a quel punto! NBS-4, l'orologio atomico al cesio più stabile al mondo, è stato completato in 1968 e utilizzato negli 1990 come parte del sistema NPL time.

In 1999, NPL-F1 ha iniziato a funzionare con un'incertezza delle parti 1.7 in 10 al potere 15th, o la precisione a circa un secondo in 20 milioni di anni, rendendolo l'orologio atomico più accurato mai fatto (una distinzione condivisa con uno standard simile in Parigi).

Come viene misurato il tempo di orologio atomico?

La frequenza corretta per la particolare risonanza del cesio è ora definita da un accordo internazionale come 9,192,631,770 Hz in modo che quando diviso per questo numero l'uscita sia esattamente 1 Hz o 1 al secondo.

L'accuratezza a lungo termine ottenibile dal moderno orologio atomico al cesio (il tipo più comune) è migliore di un secondo ogni milione di anni. L'orologio atomico dell'idrogeno mostra una precisione migliore a breve termine (una settimana), circa 10 volte la precisione di un orologio atomico al cesio. Pertanto, l'orologio atomico ha aumentato la precisione della misurazione del tempo di circa un milione di volte rispetto alle misurazioni effettuate mediante tecniche astronomiche.

Synchonising ad un orologio atomico

Il modo più semplice per sincronizzare un orologio atomico è usare a server NTP dedicato. Questi dispositivi riceveranno il segnale di orologio GPS ataomico o le onde radio da luoghi come NIST o NPL.