A parte le solite celebrazioni e festeggiamenti, la fine di dicembre ha portato con l'aggiunta di un altro secondo salto a UTC tempo (Coordinated Universal Time).

UTC è la scala cronologica globale utilizzata dalle reti di computer in tutto il mondo garantendo che tutti mantengano lo stesso tempo. Leap Seconds viene aggiunto a UTC dal servizio International Earth Rotation (IERS) in risposta al rallentamento della rotazione terrestre dovuto alle forze di marea e ad altre anomalie. Se non si inserisce un secondo intercalare, l'UTC si allontanerebbe dal GMT (Greenwich Meantime), spesso denominato UT1. Il GMT si basa sulla posizione dei corpi celesti, quindi a mezzogiorno il sole è al di sopra del meridiano di Greenwich.

Se UTC e GMT dovessero separarsi, renderebbe la vita difficile a persone come astronomi e agricoltori e alla fine la notte e il giorno andrebbero alla deriva (anche se tra mille anni o giù di lì).

Normalmente i secondi bisestili vengono aggiunti all'ultimo minuto di dicembre 31 ma occasionalmente se ne viene richiesto più di uno in un anno, viene aggiunto in estate.

I secondi di salto, tuttavia, sono controversi e possono anche causare problemi se l'apparecchiatura non è progettata pensando ai secondi bisestili. Ad esempio, il secondo più recente è stato aggiunto su 31 di dicembre e ha causato il fallimento del servizio cluster Cluster Ready di Oracle. Il sistema si è riavviato automaticamente a Capodanno.

Leap Seconds può anche causare problemi se le reti sono sincronizzate utilizzando le origini dell'orario di Internet o dispositivi che richiedono l'intervento manuale. Fortunatamente più dedicato NTP server sono progettati pensando a Leap Seconds. Questi dispositivi non richiedono alcun intervento e regoleranno automaticamente l'intera rete al momento giusto quando c'è un secondo salto.

Un dedicato Server NTP non è solo autoregolante e non richiede alcun intervento manuale, ma è anche estremamente accurato per i server 1 stratificati (la maggior parte delle fonti di tempo Internet sono dispositivi 2 stratificati, in altre parole dispositivi che ricevono segnali orari dai dispositivi 1 dello strato, quindi lo emettono). sicuro essendo i dispositivi esterni non necessari per essere dietro il firewall.

Sincronizzazione oraria viene spesso descritto come un "mal di testa" dagli amministratori di rete. Mantenere i computer su una rete in esecuzione contemporaneamente è sempre più importante nelle moderne comunicazioni di rete, in particolare se una rete deve comunicare con un'altra rete in esecuzione autonoma.

Per questa ragione UTC (Coordinated Universal Time) è stato sviluppato per garantire che tutte le reti eseguano la stessa scala temporale accurata. UTC è basato sul tempo indicato da orologi atomici quindi è altamente preciso, senza mai perdere nemmeno un secondo. Sincronizzazione dell'ora di rete è tuttavia relativamente semplice grazie al protocollo NTP (Network Time Protocol).

Le fonti di orario UTC sono ampiamente disponibili con oltre un migliaio di server 1 online disponibili su Internet. Il livello dello strato descrive quanto lontano a ora del server è per un orologio atomico (un orologio atomico che genera UTC è noto come uno stratum 0). La maggior parte dei server di tempo disponibili su Internet non sono dispositivi 1 stratosferici, bensì uno strato in quanto ottengono il loro tempo da un dispositivo che a sua volta riceve il segnale orario UTC.

Per molte applicazioni questo può essere abbastanza accurato ma, poiché queste fonti di temporizzazione sono su Internet, c'è ben poco da fare per garantire sia la precisione che la precisione. In effetti, anche se una fonte Internet è estremamente precisa, la distanza può essere causa di ritardi nell'ora del segnale.

Anche le fonti di orario Internet non sono sicure in quanto si trovano all'esterno del firewall, costringendo la rete ad essere lasciata aperta per le richieste di orario. Per questo motivo gli amministratori di rete seriamente sulla sincronizzazione dell'ora scelgono di utilizzare il proprio server 1 esterno.

Questi dispositivi, spesso chiamati a Server NTP, ricevere una fonte di ora UTC da una fonte affidabile e sicura come un satellite GPS, quindi distribuirla nella rete. Il Server NTP è molto più sicuro di una fonte di tempo basata su Internet e sono relativamente economici e molto precisi.

Sincronizzazione oraria è estremamente importante per le moderne reti di computer. In alcuni settori la sincronizzazione temporale è assolutamente vitale soprattutto quando si tratta di tecnologie come il controllo del traffico aereo o la navigazione marittima, dove centinaia di vite potrebbero essere messe a rischio per mancanza di tempo preciso.

Anche nel mondo finanziario, la sincronizzazione dell'ora corretta è vitale in quanto milioni possono essere aggiunti o cancellati ogni volta dai prezzi delle azioni. Per questo motivo il mondo intero aderisce a una scala temporale globale conosciuta come tempo universale coordinato (UTC). Tuttavia, aderendo a UTC e mantenendo UTC precisi sono due cose diverse.

La maggior parte degli orologi per computer sono semplici oscillatori che andranno lentamente alla deriva più velocemente o più lentamente. Sfortunatamente questo significa che, non importa quanto siano precisi il lunedì, saranno svaniti entro venerdì. Questa deriva potrebbe essere solo una frazione di secondo, ma presto non ci vorrà molto perché l'ora UTC sia di circa un secondo.

In molti settori questo non può significare una questione di vita o di morte per la perdita di milioni di azioni e azioni, ma la mancanza di sincronizzazione temporale può avere conseguenze impreviste, come lasciare un'azienda meno protetta dalle frodi. Tuttavia, ricevere e mantenere il tempo UTC reale è abbastanza semplice.

dedito Network Time Server sono disponibili che utilizza il protocollo NTP (Network Time Protocol) per controllare continuamente l'ora di una rete rispetto a una fonte di ora UTC. Questi dispositivi sono spesso indicati come un Server NTP, time server o time server di rete. Il Server NTP regola costantemente tutti i dispositivi su una rete per garantire che le macchine non stiano andando alla deriva da UTC.

UTC è disponibile da diverse fonti tra cui la rete GPS. Questa è una fonte ideale di tempo UTC in quanto è sicura, affidabile e disponibile in tutto il mondo. UTC è disponibile anche tramite trasmissioni radiofoniche nazionali specializzate trasmesse da laboratori di fisica nazionale anche se non sono disponibili ovunque.

Quando diamo uno sguardo ai nostri orologi o all'orologio dell'ufficio spesso diamo per scontato che il tempo che ci viene dato sia corretto. Potremmo notare se i nostri orologi sono dieci minuti veloci o lenti, ma prestate poca attenzione se sono un secondo o due fuori.

Eppure per migliaia di anni l'umanità ha fatto grandi passi per ottenere sempre più orologi precisi i cui benefici sono abbondanti oggi nella nostra era di navigazione satellitare, NTP server, Internet e comunicazioni globali.

Per capire come misurare il tempo in modo accurato, è prima importante capire il concetto di tempo stesso. Il tempo, così come è stato misurato sulla Terra per millenni, è un concetto diverso dal tempo stesso che, come Einstein ci ha informato, era parte della trama dell'universo stesso in quello che descriveva come uno spazio-tempo quadridimensionale.

Tuttavia, abbiamo misurato storicamente il tempo basato non sul passare del tempo stesso ma sulla rotazione del nostro pianeta in relazione al Sole e alla Luna. Un giorno è diviso in parti uguali (ore) 24 ciascuna delle quali è divisa in 60 minuti e il minuto è diviso in 60 secondi.

Tuttavia, è stato ora realizzato che misurare il tempo in questo modo non può essere considerato accurato poiché la rotazione della Terra varia da un giorno all'altro. Tutti i tipi di variabili come le forze di marea, gli uragani, i venti solari e persino la quantità di neve ai poli influenza la velocità della rotazione terrestre. Infatti, quando i dinosauri hanno iniziato a vagabondare per la Terra, la durata di un giorno misurata ora sarebbe stata solo di 22 ore.

Ora basiamo il nostro cronometraggio sulla transizione degli atomi usando orologi atomici con un secondo basato su periodi 9,192,631,770 della radiazione emessa dalla transizione iperfina di un atomo di cesio unionizzato nello stato fondamentale. Anche se questo può sembrare complicato, in realtà è solo un "tick" atomico che non si altera mai e quindi può fornire un riferimento estremamente preciso su cui basare il nostro tempo.

Gli orologi atomici usano questa risonanza atomica e possono mantenere un tempo così preciso che un secondo non si perde nemmeno tra un miliardo di anni. Le moderne tecnologie traggono vantaggio da questa precisione consentendo a molte delle comunicazioni e del commercio globale di trarre vantaggio da oggi con l'utilizzo della navigazione satellitare, NTP server e il controllo del traffico aereo che cambia il modo in cui viviamo le nostre vite.

In un'epoca di orologi atomici e il Server NTP il cronometraggio è ora più preciso che mai con una precisione sempre crescente che ha permesso molte delle tecnologie e dei sistemi che ora diamo per scontati.

Mentre il cronometraggio è sempre stato una preoccupazione dell'umanità, è stato solo negli ultimi decenni che la vera accuratezza è stata possibile grazie all'avvento del orologio atomico.

Prima del tempo atomico, gli oscillatori elettrici come quelli trovati nell'orologio digitale medio erano la misura del tempo più accurata e mentre gli orologi elettronici come questi sono molto più precisi dei loro predecessori - gli orologi meccanici, possono ancora andare alla deriva fino a un secondo alla settimana .

Ma perché il tempo deve essere così preciso, dopo tutto, quanto può essere importante un secondo? Nella vita quotidiana delle nostre vite, un secondo non è così importante e gli orologi elettronici (e anche quelli meccanici) forniscono un cronometraggio adeguato alle nostre esigenze.

Nella nostra vita di tutti i giorni un secondo fa poca differenza, ma in molte applicazioni moderne un secondo può essere un'età.

La moderna navigazione satellitare è un esempio. Questi dispositivi possono individuare una posizione in qualsiasi punto della terra entro pochi metri. Eppure possono farlo solo a causa della natura ultra-precisa degli orologi atomici che controllano il sistema mentre il segnale orario inviato dai satelliti di navigazione viaggia alla velocità della luce che è quasi 300,000 km al secondo.

Dato che la luce può percorrere una distanza così grande in un secondo qualsiasi orologio atomico che governa un sistema di navigazione satellitare a un solo secondo di distanza, il posizionamento sarebbe inaccurato di migliaia di miglia, rendendo inutilizzabile il sistema di posizionamento.

Esistono molte altre tecnologie che richiedono un'accuratezza simile e anche molti dei modi in cui commerciamo e comunichiamo. Scorte e azioni oscillano su e giù ogni secondo e il commercio globale richiede che tutti in tutto il mondo debbano comunicare usando lo stesso tempo.

La maggior parte delle reti di computer sono controllate usando a Server NTP (Network Time Protocol). Questi dispositivi consentono alle reti di computer di utilizzare tutti lo stesso orario UTC basato su orologio atomico (tempo universale coordinato). Utilizzando UTC tramite un server NTP, le reti di computer possono essere sincronizzate in pochi millisecondi l'una dall'altra.

Network Time Protocol è stato sviluppato per mantenere sincronizzati i computer. Tutti i computer sono inclini alla deriva e la tempistica accurata è essenziale per molte applicazioni critiche.

Una versione di NTP è installata sulla maggior parte delle versioni di Windows (sebbene una versione ridotta di SNTP -Simplified NTP- sia nelle versioni precedenti) e Linux, ma è scaricabile gratuitamente da NTP.org.

Quando si sincronizza una rete, è preferibile utilizzare un indirizzo dedicato Server NTP che riceve una fonte temporale da un orologio atomico tramite trasmissioni radiofoniche specialistiche o il Rete GPS. Tuttavia, sono disponibili molti riferimenti temporali su Internet, alcuni più affidabili di altri, sebbene sia necessario notare che le origini dell'orario basate su Internet non possono essere autenticate da NTP, lasciando il computer vulnerabile alle minacce.

NTP è gerarchico e disposto in strato. Stratum 0 è un riferimento temporale, mentre lo strato 1 è un server collegato a una sorgente di temporizzazione 0 dello strato e uno strato 2 è un computer (o dispositivo) collegato a un server 1 di strato.

La configurazione di base di NTP viene eseguita utilizzando il file /etc/ntp.conf che deve essere modificato e posizionare l'indirizzo IP dei server stratum 1 e stratum 2. Ecco un esempio di un file ntp.conf di base:

il server xxx.yyy.zzz.aaa preferisce (indirizzo del server del tempo come time.windows.com)

Server 123.123.1.0

server 122.123.1.0 strato 3

Driftfile / etc / ntp / drift

Il file ntp.conf di base elenca i server 2, uno che desidera sincronizzare e un indirizzo IP per se stesso. È buona norma avere più di un server come riferimento nel caso uno vada giù.

Un server con il tag "prefer" viene utilizzato per una fonte attendibile che garantisce che NTP utilizzerà sempre quel server quando possibile. L'indirizzo IP verrà utilizzato in caso di problemi quando NTP si sincronizzerà con se stesso. Il file deriva è dove NTP costruisce un record del tasso di deriva dell'orologio di sistema e si regola automaticamente per questo.

NTP regolerà l'ora del tuo sistema ma solo lentamente. NTP attenderà almeno dieci pacchetti di informazioni prima di fidarsi dell'origine del tempo. Per testare l'NTP, è sufficiente cambiare l'orologio di sistema di mezz'ora alla fine della giornata e l'ora della mattina dovrebbe essere corretta.

Tempo preciso utilizzando Orologi atomici è disponibile in tutto il Nord America usando il WWVB Orologio atomico segnale trasmesso da Fort Collins, Colorado; fornisce la possibilità di sincronizzare l'ora su computer e altre apparecchiature elettriche.

Il segnale WWVB nordamericano è gestito da NIST - l'Istituto nazionale degli standard e della tecnologia. WWVB ha un'elevata potenza del trasmettitore (50,000 watt), un'antenna molto efficiente e una frequenza estremamente bassa (60,000 Hz). Per confronto, una tipica stazione radio AM trasmette ad una frequenza di 1,000,000 Hz. La combinazione di alta potenza e bassa frequenza dà alle onde radio di WWVB un grande balzo, e questa singola stazione può quindi coprire gli interi Stati Uniti continentali e gran parte del Canada e dell'America Centrale.

I codici temporali vengono inviati da WWVB utilizzando uno dei sistemi più semplici possibili e con una velocità di trasmissione dati molto bassa di un bit al secondo. Il segnale 60,000 Hz viene sempre trasmesso, ma ogni secondo viene significativamente ridotto in potenza per un periodo di 0.2, 0.5 o 0.8 secondi: • 0.2 secondi di potenza ridotta significa uno zero binario • 0.5 secondi di potenza ridotta sono binari. • 0.8 secondi di potenza ridotta è un separatore. Il codice temporale viene inviato in formato BCD (codice binario decimale) e indica i minuti, le ore, il giorno dell'anno e l'anno, insieme alle informazioni sull'ora legale e sugli anni bisestili.

Il tempo viene trasmesso usando i bit 53 e i separatori 7, e quindi richiede 60 secondi per trasmettere. Un orologio o un orologio può contenere un'antenna e un ricevitore estremamente piccoli e relativamente semplici per decodificare le informazioni nel segnale e impostare il tempo dell'orologio in modo accurato. Tutto ciò che devi fare è impostare il fuso orario e l'orologio atomico visualizzerà l'ora corretta.

dedito NTP time server che sono sintonizzati per ricevere il segnale orario WWVB sono disponibili. Questi dispositivi si connettono a una rete di computer come qualsiasi altro server solo questi ricevono il segnale di temporizzazione e lo distribuiscono ad altre macchine sulla rete usando NTP (Network Time Protocol).

Fino a 1967 il secondo era definito usando il movimento della Terra che ruota una volta sul suo asse ogni 24 ore, e ci sono 3,600 secondi in quell'ora e 86,400 in 24.

Sarebbe bene se la terra fosse puntuale, ma in realtà non lo è. La velocità di rotazione della Terra cambia ogni giorno di migliaia di nanosecondi, e questo è dovuto in gran parte al vento e alle onde che ruotano attorno alla Terra e causano la resistenza.

Nel corso di migliaia di giorni, questi cambiamenti nella velocità di rotazione possono far sì che la rotazione della Terra non si sincronizzi con gli orologi atomici ad alta precisione che usiamo per mantenere il sistema UTC (Coordinated Universal Timespuntando. Per questo motivo la rotazione della Terra viene monitorata e sincronizzata usando i lampi lontani da un tipo di stella collassata chiamata quasar che lampeggia con un ritmo ultra preciso a molti milioni di anni luce di distanza. Monitorando lo spin della Terra contro questi oggetti lontani si può capire quanto la rotazione abbia rallentato.

Una volta che è stato creato un secondo di rallentamento, The International Earth Rotation Service (IERS), raccomanda a Leap Second da aggiungere, di solito alla fine dell'anno.

Altre complicazioni sorgono quando si tratta di sincronizzazione la Terra in una scala temporale. In 1905, la teoria della relatività di Albert Einstein ha dimostrato che non esiste una cosa come il tempo assoluto. Ogni orologio, in ogni parte dell'universo, fa tic tac ad una velocità diversa. Per il GPS, questo è un problema enorme perché si scopre che gli orologi sui satelliti si spostano di quasi 40,000 al nanosecondo al giorno rispetto agli orologi a terra perché sono alti sopra la superficie terrestre (e quindi in un campo gravitazionale più debole) e si muovono velocemente rispetto al terreno.

E dato che la luce può viaggiare a quarantamila piedi in quel momento, puoi vedere il problema. Le equazioni di Einstein scritte per la prima volta in 1905 e 1915 vengono utilizzate per correggere questo time-shift, consentendo al GPS di funzionare, agli aerei di navigare in sicurezza e GPS server NTP per ricevere l'ora esatta

La Trasmissione di MSF da Anthorn (latitudine 54 ° 55 'N, longitudine 3 ° 15' W) è il principale mezzo di diffusione degli standard nazionali del Regno Unito in termini di tempo e frequenza che sono mantenuti dal National Physical Laboratory. L'effettiva potenza irradiata monopole è 15 kW e l'antenna è sostanzialmente omnidirezionale. L'intensità del segnale è maggiore di 10 mV / m a 100 km e maggiore di 100 μV / m a 1000 km dal trasmettitore. Il segnale è ampiamente usato nell'Europa settentrionale e occidentale. La frequenza portante viene mantenuta a 60 kHz nelle parti 2 in 1012.

Viene utilizzata la semplice modulazione portante on-off, i tempi di salita e discesa del vettore sono determinati dalla combinazione di antenna e trasmettitore. La tempistica di questi spigoli è regolata dai secondi e minuti del Tempo Universale Coordinato (UTC), che è sempre entro un secondo di Greenwich Mean Time (GMT). Ogni secondo UTC è contrassegnato da un 'off' preceduto da almeno 500 ms di portante, e questo secondo marker viene trasmesso con una precisione migliore di ± 1 ms.

Il primo secondo del minuto inizia con un periodo di 500 ms con il corriere spento, per fungere da marcatore minuto. Gli altri secondi 59 (o, eccezionalmente, 60 o 58) iniziano sempre con almeno 100 ms "off" e terminano con almeno 700 ms di carrier. Secondi 01-16 trasporta le informazioni per il minuto corrente sulla differenza (DUT1) tra il tempo astronomico e il tempo atomico, mentre i secondi rimanenti trasmettono il codice di data e ora. Le informazioni sul codice data e ora sono sempre date in termini di ora e data del Regno Unito, che è UTC in inverno e UTC + 1h quando è in vigore l'ora legale e si riferisce al minuto successivo a quello in cui viene trasmesso.

MSF dedicato NTP Server sono disponibili dispositivi che possono connettersi direttamente alla trasmissione MSF.

Informazioni per gentile concessione di NPL

Qui a Sistemi di Galleon, uno dei principali fornitori europei di Server NTP sistemi, vorremmo augurare a tutti i nostri clienti, fornitori e anche ai nostri concorrenti un buon Natale e un felice anno nuovo. Speriamo che 2009 sia un anno di successo per tutti voi.