Gli orologi atomici sono in circolazione da oltre cinquant'anni. Si tratta di orologi che utilizzano una frequenza di risonanza atomica come elemento di indicazione del tempo piuttosto che cristalli oscillanti convenzionali come il quarzo.

La maggior parte degli orologi atomici usa la risonanza dell'atomo cesio-133 che risuona ad una frequenza esatta di 9,192,631,770 ogni secondo. Poiché 1967 il Sistema Internazionale di Unità (SI) ha definito il secondo come quel numero di cicli dal cesio -133 che rende gli orologi atomici (a volte chiamati oscillatori del cesio) lo standard per le misurazioni del tempo.

Poiché la risonanza dell'atomo del cesio-133 è così precisa, questo rende gli orologi atomici precisi a meno di nanosecondi 2 al giorno, il che equivale a circa un secondo in 1.4million anni.

Poiché gli orologi atomici sono così precisi e in grado di mantenere una scala temporale costante e stabile, è stato sviluppato un tempo universale, UTC (Coordinated Universal Time o Temps Universel Coordonné), che supporta funzioni come il secondo intercalare - aggiunto per compensare il rallentamento del tempo Rotazione della Terra.

Tuttavia, gli orologi atomici sono estremamente costosi e generalmente si trovano solo nei laboratori di fisica su larga scala. Tuttavia, NTP (Network Time Protocol), il mezzo standard per ottenere la sincronizzazione dell'ora sulle reti di computer, può essere sincronizzato con un orologio atomico utilizzando la rete GPS (Global Positioning System) o trasmissioni radio specializzate.

Il più diffuso è il GPS (Global Positioning System), sviluppato dall'esercito degli Stati Uniti. Il GPS incorpora almeno i satelliti di comunicazione 24 in orbita alta per fornire informazioni precise sulla posizione e il posizionamento. Ogni satellite GPS può farlo solo utilizzando un orologio atomico che a sua volta può essere utilizzato come riferimento temporale.

Un time server GPS è una fonte di tempo e frequenza ideale perché può fornire tempi estremamente precisi in qualsiasi parte del mondo utilizzando componenti relativamente economici. Ogni satellite GPS trasmette in due frequenze L2 per uso militare e L1 per l'uso da parte di civili trasmessi a 1575 MHz, le antenne e i ricevitori GPS a basso costo sono ora ampiamente disponibili.

Ci sono anche una serie di trasmissioni radio nazionali di tempo e frequenza che possono essere utilizzate per sincronizzare un server NTP. In Gran Bretagna il segnale (chiamato MSF) è trasmesso dal National Physics Laboratory in Cumbria che funge da riferimento temporale nazionale del Regno Unito, ci sono anche sistemi simili in Colorado, Stati Uniti (WWVB) e Francoforte, in Germania (DCF-77). Questi segnali forniscono all'ora UTC una precisione di microsecondi 100, tuttavia il segnale radio ha una portata limitata ed è vulnerabile alle interferenze.

Utilizzando un server NTP GPS o un server orario NTP basato su radio, i client orari di rete possono essere sincronizzati in pochi millisecondi di UTC in base al traffico di rete.

Questo post è stato scritto da Richard Williams N

Richard N Williams è un autore tecnico e specialista nel settore della sincronizzazione server NTP e ora. Richard Williams N su Google+