Gli oscillatori sono stati essenziali nello sviluppo di orologi e cronologia. Gli oscillatori sono solo circuiti elettronici che producono un segnale elettronico ripetitivo. Spesso i cristalli come il quarzo vengono utilizzati per stabilizzare la frequenza dell'oscillazione,

Gli oscillatori sono la tecnologia principale dietro gli orologi elettronici. Gli orologi digitali e l'orologio analogico alimentato a batteria sono tutti controllati da un circuito oscillante che di solito contiene un cristallo di quarzo.

E mentre gli orologi elettronici sono molte volte più accurati di un orologio meccanico, un oscillatore al quarzo andrà ancora alla deriva di un secondo o due alla settimana.

Gli orologi atomici ovviamente sono molto più accurati. Tuttavia, usano comunque oscillatori, più comunemente cesio o rubidio, ma lo fanno in uno stato iper fine spesso congelato in azoto liquido o elio. Questi orologi rispetto agli orologi elettronici non andranno alla deriva di un secondo nemmeno tra un milione di anni (e con i più moderni orologi atomici 100 milioni di anni).

Per utilizzare questa precisione cronologica un server orario di rete che utilizza NTP (Network Time Protocol) può essere utilizzato per sincronizzare reti complete di computer. NTP server utilizzare un segnale orario dal GPS o dalla radio a onde lunghe che proviene direttamente da un orologio atomico (nel caso del GPS l'ora viene generata in un orologio a bordo del satellite GPS).

NTP server controlla continuamente questa fonte di tempo e poi aggiusta i dispositivi su una rete per abbinarli. Tra un sondaggio e l'altro (ricevendo la sorgente del tempo) viene utilizzato un oscillatore standard dal server del tempo per mantenere il tempo. Normalmente questi oscillatori sono al quarzo ma poiché il server del tempo è in comunicazione regolare con l'orologio atomico, ogni minuto o due, la deriva normale di un oscillatore al quarzo non è un problema poiché pochi minuti tra i sondaggi non portano a nessuna deriva misurabile.

To be continued ...

Sebbene siano disponibili diversi protocolli per la sincronizzazione dell'ora, la maggior parte del tempo di rete viene sincronizzata utilizzando entrambi NTP o SNTP.

Network Time Protocol (NTP) e Simple Network Time Protocol (SNTP) sono presenti sin dall'inizio di Internet (e nel caso di NTP, diversi anni prima) e sono di gran lunga i più diffusi e diffusi protocolli di sincronizzazione temporale.

Tuttavia, la differenza tra i due è minima e decidere quale sia il protocollo migliore per a NTP Time Server o una particolare applicazione di sincronizzazione dell'ora può essere fastidiosa.

Come suggerisce il nome, SNTP è una versione semplificata del Network Time Protocol ma viene spesso posta la domanda: "qual è esattamente la differenza?"

La principale differenza tra le due versioni del protocollo è nell'algoritmo che viene utilizzato. L'algoritmo di NTP può interrogare più orologi di riferimento e calcolare quale è il più preciso.

Uso SNTP per dispositivi con bassa elaborazione: è adatto a macchine meno potenti, non richiede l'elevata precisione di NTP. NTP può anche monitorare qualsiasi offset e jitter (piccole variazioni nella forma d'onda derivanti da fluttuazioni di tensione, vibrazioni meccaniche o altre fonti) mentre SNTP no.

Un'altra importante differenza sta nel modo in cui i due protocolli si adattano a qualsiasi deriva nei dispositivi di rete. NTP accelera o rallenta un orologio di sistema per far corrispondere il tempo dell'orologio di riferimento che entra nel Server NTP (rotazione) mentre SNTP semplicemente fa avanzare o retrocedere l'orologio di sistema.

Questo passaggio del tempo di sistema può causare potenziali problemi con applicazioni sensibili al fattore tempo, in particolare la fase è piuttosto ampia.

L'NTP viene utilizzato quando la precisione è importante e quando le applicazioni critiche nel tempo dipendono dalla rete. Tuttavia, il suo complesso algoritmo non è adatto a macchine semplici oa quelle con processori meno potenti. D'altra parte, l'SNTP è più adatto per questi dispositivi più semplici poiché richiede meno risorse del computer, tuttavia non è adatto per dispositivi in ​​cui la precisione è critica o in cui le applicazioni critiche per il tempo sono dipendenti dalla rete.

L'approvvigionamento dell'orario corretto per la sincronizzazione della rete è possibile solo grazie agli orologi atomici. Rispetto ai dispositivi di temporizzazione standard e orologio atomico è milioni di volte più accurato con gli ultimi design che forniscono un tempo preciso entro un secondo negli anni 100,000.

Gli orologi atomici usano la risonanza invariabile degli atomi durante diversi stati energetici per misurare il tempo fornendo una zecca atomica che si verifica quasi 9 miliardi di volte al secondo nel caso dell'atomo di cesio. In effetti la risonanza del cesio è ora la definizione ufficiale di un secondo che è stato adottato dal Sistema internazionale di unità (SI).

Gli orologi atomici sono gli orologi di base usati per il tempo internazionale, UTC (Coordinated Universal Time). E forniscono anche la base per NTP server sincronizzare reti di computer e tecnologie sensibili al tempo come quelle utilizzate dal controllo del traffico aereo e altre applicazioni sensibili al tempo ad alto livello.

Trovare una sorgente di clock atomico di UTC è una procedura semplice. In particolare con la presenza di fonti di tempo online come quelle fornite da Microsoft e il Istituto nazionale per gli standard e tempo (windows.time.com e nist.time.gov).

Tuttavia, questi NTP server sono quelli che sono noti come dispositivi 2 di uno strato, il che significa che sono collegati a un altro dispositivo che a sua volta ottiene il tempo da un orologio atomico (in altre parole una sorgente di seconda mano di UTC).

Sebbene l'accuratezza di questi server 2 sia insindacabile, può essere influenzata dalla distanza del client dai server del tempo, anche al di fuori del firewall, il che significa che qualsiasi comunicazione con un server di riferimento orario richiede un UDP (User Datagram Protocol) aperto. porta per consentire la comunicazione.

Ciò può causare vulnerabilità nella rete e non viene utilizzato per questo motivo in qualsiasi sistema che richiede una sicurezza completa. Un metodo più sicuro (e affidabile) per la ricezione di UTC consiste nell'utilizzare un servizio dedicato NTP time server. Questi dispositivi di sincronizzazione dell'ora ricevono il tempo direttamente dagli orologi atomici trasmessi su onde lunghe da luoghi come NIST o NPL (National Physical Laboratory - UK). In alternativa, l'UTC può essere derivata dal segnale GPS trasmesso dalla costellazione di satelliti nella rete GPS (Global Positioning System).

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.

Non potremmo vivere le nostre vite senza di loro. Influenzano quasi ogni aspetto della nostra vita quotidiana e molte delle tecnologie che diamo per scontate nel mondo di oggi, semplicemente non potrebbero funzionare senza di loro. In effetti, se stai leggendo questo articolo su Internet, c'è una possibilità che tu stia usando uno in questo momento.

Senza saperlo, gli orologi atomici governano tutti noi. Da Internet; alle reti di telefonia mobile e alla navigazione satellitare, senza orologi atomici nessuna di queste tecnologie sarebbe possibile.

Gli orologi atomici governano tutte le reti di computer che utilizzano il protocollo NTP (protocollo orario di rete) e Network Time Serveri sistemi informatici di tutto il mondo rimangono in perfetta sincronizzazione.

E continueranno a farlo per diversi milioni di anni poiché gli orologi atomici sono così precisi da poter mantenere il tempo entro un secondo per oltre 100 milioni di anni. Però, orologi atomici può essere reso ancora più accurato e un team di scienziati francesi ha in programma di fare proprio questo, lanciando un orologio atomico nello spazio.

Gli orologi atomici sono limitati alla loro precisione sulla Terra a causa degli effetti dell'attrazione gravitazionale del pianeta sul tempo stesso; come Einstein ha suggerito che il tempo stesso è deformato dalla gravità e questa deformazione rallenta il tempo sulla Terra.

Tuttavia, un nuovo tipo di orologio atomico chiamato PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes in Orbit) deve essere collocato a bordo della ISS (stazione spaziale internazionale) fuori dalla portata dei peggiori effetti della forza gravitazionale della Terra.

Questo nuovo tipo di orologio atomico consentirà una sincronizzazione iperaccurata con altri orologi atomici, qui sulla Terra (che in effetti renderà la sincronizzazione ad un Server NTP ancora più preciso).

Si prevede che il faraone raggiunga un'accuratezza di circa un secondo ogni 300 milioni di anni e consentirà ulteriori progressi nelle tecnologie che dipendono dal tempo.

Uno degli aspetti più importanti della rete è mantenere tutti i dispositivi sincronizzati al momento giusto. scorretto tempo di rete e la mancanza di sincronizzazione può causare scompiglio con i processi di sistema e può portare a indicibili errori e problemi di debug.

Inoltre, se non si riesce a garantire che i dispositivi vengano controllati continuamente per evitare la deriva, è possibile che una rete sincronizzata diventi lentamente non sincronizzata e che porti ai tipi di problemi sopra menzionati.

Tuttavia, garantire che una rete non solo abbia l'ora corretta ma che quella volta non sia alla deriva si ottiene usando il protocollo NTP temporale.

Network Time Protocol (NTP) non è l'unico protocollo di sincronizzazione temporale ma è di gran lunga il più utilizzato. È un protocollo open source ma è continuamente aggiornato da una grande comunità di custodi del tempo di Internet.

L'NTP si basa su un algoritmo in grado di calcolare il tempo corretto e più accurato da una serie di fonti. NTP consente a una singola origine volta di essere utilizzata da una rete di centinaia e migliaia di macchine e può mantenere ognuna precisa all'origine dell'orario in pochi millisecondi.

Il modo più semplice per sincronizzare una rete con NTP è usare a NTP time server, Anche conosciuto come un ora del server di rete.

I server NTP utilizzano una fonte di tempo esterna, sia dalla rete GPS (Global Positioning System), sia dalle trasmissioni di laboratori nazionali di fisica come NIST negli Stati Uniti o NPL nel Regno Unito.

Questi segnali orari sono generati da orologi atomici che sono molte volte più accurati degli orologi su computer e server. NTP distribuirà questo tempo di orologio atomico a tutti i dispositivi su una rete che continuerà a controllare ogni dispositivo per assicurarsi che non ci sia alcuna deriva e che corregga il dispositivo se esiste.

sincronizzazione oraria è cruciale per molte applicazioni moderne. Mentre le reti di computer devono essere eseguite in perfetto orario per evitare errori e garantire la sicurezza, altri sistemi richiedono la sincronizzazione dell'orario per motivi legali.

Autovelox medi, videocamere a semaforo, telecamere a circuito chiuso, parchimetri e sistemi di allarme per citarne solo alcuni, tutti richiedono sincronizzazione temporale precisa non solo per garantire il corretto funzionamento dei sistemi, ma anche per fornire una traccia verificabile e legale per l'utilizzo nei procedimenti giudiziari.

In caso contrario, il sistema potrebbe risultare completamente inutile in quanto qualsiasi caso legale basato sulla tecnologia dovrebbe essere dimostrabile.

Ad esempio, una rete TVCC non sincronizzata non sarebbe ammissibile in tribunale, un convenuto potrebbe facilmente affermare che un'immagine di loro su una fotocamera non potrebbe essere loro in quanto non erano nelle vicinanze in quel momento e a meno che il sistema di telecamere non possa essere controllato e dimostrato di essere accurato allora ragionevole dubbio vedrebbe ogni caso contro il sospetto caduto.

Per questo motivo, sistemi come quelli sopra menzionati richiedono una sincronizzazione temporale completa e verificabile che possa essere dimostrata oltre ogni ragionevole dubbio in un sistema giudiziario.

Un sistema verificabile di sincronizzazione dell'ora è possibile solo utilizzando un dedicato NTP time server (Network Time Protocol). NTP server forniscono non solo un accurato metodo di sincronizzazione accurato a pochi millisecondi, ma forniscono anche un audit trail completo che non può essere contestato.

Sistemi server NTP utilizzare la rete GPS o le trasmissioni radio specializzate per ricevere l'ora dell'orologio atomico, il che è così preciso che potrebbe essere anche solo un secondo da Ora UTC (Universal Coordinated Time) è oltre 3 miliardi a uno che è addirittura maggiore dell'accuratezza di altre prove legali come il DNA.

Garantire la sincronizzazione di una rete di computer è vitale nelle moderne reti di computer. Sincronizzazione, non solo tra diversi computer in rete, ma anche ogni rete di computer che comunica con altre reti deve essere sincronizzata con loro.

UTC (Coordinated Universal Time) è una scala cronologica globale che consente di sincronizzare le reti su altri lati del globo. La sincronizzazione di una rete in UTC è relativamente semplice grazie a NTP (Network Time Protocol) il protocollo software progettato proprio per questo scopo.

La maggior parte dei sistemi operativi, inclusa l'ultima versione di Windows 7 di Microsoft, ha una versione di NTP (spesso in una forma semplificata nota come SNTP), che consente di utilizzare una singola origine oraria per sincronizzare ogni computer e dispositivo su una rete.

La selezione di una fonte per questo riferimento temporale è l'unica vera difficoltà nella sincronizzazione di una rete. Esistono tre sedi principali in cui è possibile ricevere con precisione l'ora UTC da:

Ora di Internet

Esistono molte fonti di tempo su Internet e l'ultima versione di Windows (Windows 7) si sincronizza automaticamente con il server di riferimento orario di Microsoft time.windows.com, quindi se il tempo di Internet è adeguato, gli utenti di 7 di Windows non devono modificare le loro impostazioni. Tuttavia, per le reti di computer in cui la sicurezza è un problema, le fonti di tempo in Internet possono lasciare un sistema vulnerabile, poiché il tempo deve essere ricevuto attraverso il firewall forzando l'apertura di una porta UDP. Questo può essere utilizzato da utenti malintenzionati. Inoltre, non esiste un'autenticazione con un'origine ora internet in modo che il timecode possa essere dirottato prima che arrivi alla rete.

GPS Time

Disponibile letteralmente in tutto il mondo, il GPS fornisce una fonte 24-hour, 365 giorni-un-anno di ora UTC. Consegnato esternamente al firewall tramite il segnale satellitare GPS, sincronizzazione dell'ora con il GPS è preciso e sicuro.

Trasmissioni radio

Di solito trasmesso da laboratori nazionali di fisica come NIST negli Stati Uniti e nel Regno Unito NPL, i segnali del tempo vengono ricevuti via longwave e sono anche esterni al firewall quindi sono sicuri e precisi.

A time server NTP dedicato può ricevere sia il segnale orario radio che GPS garantendo precisione e sicurezza.

Il tempo governa le nostre vite e stare al passo con esso è vitale se vogliamo arrivare al lavoro in orario, portarlo a casa per cena o guardare i nostri programmi preferiti di una serata.

È anche cruciale per i sistemi informatici. I computer usano il tempo come punto di riferimento, infatti, il tempo è l'unico punto di riferimento che può utilizzare per distinguere tra due eventi ed è fondamentale che i computer che operano nelle reti siano sincronizzati tra loro.

La sincronizzazione dell'ora avviene quando tutti i computer connessi insieme eseguono la stessa ora. sincronizzazione oraria, tuttavia, non è semplice da implementare, principalmente perché i computer non sono buoni gestori del tempo.

Siamo tutti abituati al momento in cui vengono visualizzati nella parte inferiore destra dei nostri computer desktop, ma questa volta è normalmente generata dall'oscillatore a cristalli integrati (normalmente al quarzo) sulla scheda madre.

Sfortunatamente questi orologi di bordo sono soggetti a deriva e un orologio del computer può perdere o guadagnare circa un secondo ogni giorno. Anche se questo potrebbe non sembrare molto, può presto accumularsi e con alcune reti composte da centinaia e persino migliaia di macchine, se tutte funzionano in tempi diversi non è difficile immaginarne le conseguenze; le e-mail possono arrivare prima che vengano inviate, i dati potrebbero non riuscire a fare il backup, i file andranno persi e le reti saranno piene di confusione e quasi impossibili da eseguire il debug.

Per garantire la sincronizzazione in tutta la rete, tutti i dispositivi devono connettersi a una singola origine ora. NTP (Network Time Protocol) è stato ideato proprio per questo scopo e può distribuire una sorgente temporale a tutti i dispositivi e garantire che ogni deriva venga neutralizzata.

Per vera precisione, l'unica fonte di tempo dovrebbe essere una fonte di UTC (Coordinated Universal Time), che è una scala cronologica globale che viene utilizzata in tutti i continenti e non presta attenzione ai fusi orari, ciò consente di sincronizzare le reti su lati opposti della Terra.

Una sorgente di UTC dovrebbe essere governata da un orologio atomico poiché qualsiasi deriva nel tempo significherà che la rete non sarà sincronizzata con UTC. Di gran lunga il metodo più semplice, più efficiente, sicuro, accurato e affidabile per ricevere una sorgente di clock atomico di UTC è utilizzare a time server NTP dedicato. I server NTP ricevono l'ora UTC dalla rete GPS (Global Positioning System) o dalla trasmissione radio trasmessa da laboratori nazionali di fisica come NIST or NPL.

Per quelli di noi che vivono in Gran Bretagna, la telecamera CCTV (TV a circuito chiuso) sarà un sito familiare sulle strade principali. Oltre quattro milioni di telecamere sono in funzione in tutte le isole britanniche, con tutte le principali città monitorate da telecamere finanziate dallo stato che sono costate al contribuente britannico più di £ 200 milioni ($ 400 milioni).

Le ragioni per l'utilizzo di tale sorveglianza diffusa sono sempre state dichiarate per prevenire e individuare i reati. Tuttavia, i critici sostengono che ci sono poche prove che le telecamere CCTV abbiano fatto qualcosa per intaccare il crescente crimine di strada nelle strade del Regno Unito e che il denaro potrebbe essere meglio speso bene.

Uno dei problemi della CCTV è che molte città hanno entrambe le telecamere controllate da consigli locali e telecamere controllate privatamente. Quando si tratta di individuare il crimine, la polizia deve spesso ottenere il maggior numero di prove possibile che spesso significa combinare le diverse telecamere CCTV controllate dalle autorità locali con i sistemi a controllo privato.

Molte autorità locali sincronizzano le telecamere CCTV insieme, tuttavia, se la polizia deve ottenere immagini da un comune limitrofo o da una telecamera privata, queste potrebbero non essere affatto sincronizzate, se così fosse, sincronizzate in un tempo completamente diverso.

Qui è dove CCTV cade nella lotta contro il crimine. Immagina solo che un sospetto criminale venga individuato su una telecamera CCTV che commette un atto criminale. Il tempo sulla videocamera potrebbe dire 11.05pm, ma se la polizia seguisse i movimenti sospetti attraverso una città e usasse le riprese di una telecamera privata o di altri quartieri e mentre la telecamera CCTV che ha catturato il sospetto in atto potrebbe dire 11.05, l'altra la telecamera potrebbe individuare il sospetto qualche minuto più tardi solo per il tempo di essere ancora prima. Potresti immaginare un buon avvocato difensore che ne approfitti pienamente.

Per garantire il loro valore nella lotta contro la criminalità, è imperativo che le telecamere CCTV siano tempo sincronizzato usando un server orario di rete. Questi server orari assicurano che ogni dispositivo (in questo caso la fotocamera) funziona esattamente allo stesso tempo. Ma come possiamo garantire che tutte le telecamere siano sincronizzate con la stessa sorgente di tempo. Bene fortunatamente, una fonte di tempo globale conosciuta come UTC (coordinato Universal Time) è stato sviluppato per questo scopo esatto. UTC è ciò che governa le reti di computer, il controllo del traffico aereo e altre tecnologie sensibili al tempo.

Una telecamera CCTV usando un server NTP che riceve un Sorgente temporale UTC da un orologio atomico non sarà solo preciso, ma il tempo dedicato ai dispositivi sarà dimostrabile in tribunale e accurato fino a un millesimo di secondo (millisecondo).